Biznes i nauka razem.

Innowacje dla zdrowia i jakości życia.

Strona główna Z życia Partnerów Od obrazu komórki do proteomu. Wybrane unikatowe technologie i usługi badawcze Uniwersytetu...

Od obrazu komórki do proteomu. Wybrane unikatowe technologie i usługi badawcze Uniwersytetu Jagiellońskiego

9256

Jak zajrzeć w głąb komórki, sprawdzić, gdzie aktywne są konkretne geny, i dokładnie przeanalizować zestaw białek? Uniwersytet Jagielloński udostępnia naukowcom i partnerom zewnętrznym zaawansowane technologie, które pozwalają prowadzić badania na wielu poziomach biologicznej złożoności. W ramach projektu Miesiąc Partnera Klastra poznaj wybrane możliwości badawcze UJ, które mogą wspierać rozwój nowych rozwiązań w biotech, pharma, medtech i diagnostyce.


Uniwersytet Jagielloński dysponuje rozbudowaną infrastrukturą badawczą i specjalistycznymi usługami dostępnymi zarówno dla środowiska naukowego, jak i partnerów zewnętrznych. W ramach „Miesiąca Partnera Klastra” prezentujemy trzy przykłady zaawansowanych technologii rozwijanych na Wydziale Biologii, Wydziale Biochemii, Biofizyki i Biotechnologii oraz w Małopolskim Centrum Biotechnologii UJ.

Zobaczyć niewidoczne – zaawansowane usługi mikroskopowe na Wydziale Biologii UJ

Wydziałowa Pracownia Mikroskopowa Wydziału Biologii UJ została wyposażona w unikatowy, komplementarny zestaw najnowocześniejszych systemów mikroskopowych, umożliwiających obrazowanie komórek, tkanek, mikroorganizmów i materiałów z bardzo wysoką rozdzielczością, również przyżyciowo, w stanie uwodnionym oraz w 3D.

Dotychczasowe możliwości mikroskopii konfokalnej zostały rozszerzone o mikroskopię arkusza światła (Light-Sheet Fluorescence Microscopy), pozwalającą na przestrzenne obrazowanie dynamicznych procesów zachodzących w żywych komórkach i tkankach. Z kolei możliwości transmisyjnej mikroskopii elektronowej zostaną wzbogacone o superrozdzielczą skaningową mikroskopię elektronową (SEM), umożliwiającą zarówno analizę morfologiczną, jak i analizę składu pierwiastkowego próbek. Aparatura pozwoli na pracę w wielu zaawansowanych trybach, m.in. w warunkach kriogenicznych (Cryostage), zmiennej próżni (Variable Pressure), obrazowaniu przestrzennym 3D (Serial Block-Face Imaging) oraz trybie transmisyjnym (Scanning Transmission Electron Microscopy).

Wyjątkowym elementem infrastruktury są także systemy kriogenicznego utrwalania próbek: High Pressure Freezer i Plunge Freezer, umożliwiające witryfikację komórek, tkanek oraz wodnych zawiesin mikro- i nanomateriałów. Doposażenie Pracowni zostało sfinansowane w ramach projektu „Rozbudowa i zwiększenie potencjału badawczego Pracowni mikroskopowej w Instytucie Zoologii i Badań Biomedycznych, Wydział Biologii UJ”, nr FEMP.01.04-IZ.00-0254/24, realizowanego w ramach programu Fundusze Europejskie dla Małopolski 2021–2027.

Komplementarność dostępnych technologii pozwala na wielopoziomową analizę tego samego problemu badawczego, od obserwacji dynamicznych procesów zachodzących w żywych komórkach po szczegółową charakterystykę ultrastruktury i składu materiału. Infrastruktura znajdzie zastosowanie nie tylko w biologii, ale również w badaniach materiałów geologicznych i metalurgicznych, nanomateriałów, koloidów, kremów, smarów oraz układów wielofazowych.

Zobaczyć geny tam, gdzie działają – przestrzenna analiza pojedynczych komórek na Wydziale Biochemii, Biofizyki i Biotechnologii UJ

Wydział Biochemii, Biofizyki i Biotechnologii Uniwersytetu Jagiellońskiego (WBBiB UJ) jest rozpoznawalnym na arenie międzynarodowej ośrodkiem naukowo-dydaktycznym specjalizującym się w biologii doświadczalnej. Zakłady i pracownie Wydziału dysponują nowoczesną, specjalistyczną aparaturą umożliwiającą badanie procesów biochemicznych i biofizycznych zachodzących w makrocząsteczkach, komórkach oraz tkankach roślinnych i zwierzęcych.

Na szczególną uwagę zasługuje system Xenium – nowoczesna platforma do transkryptomiki przestrzennej, umożliwiająca precyzyjne mapowanie ekspresji genów w kontekście histologicznym badanych tkanek. Technologia pozwala na jednoczesną lokalizację tysięcy transkryptów RNA bezpośrednio w tkance, z rozdzielczością pojedynczej komórki, bez konieczności izolacji materiału genetycznego. Znajduje zastosowanie m.in. w badaniach nowotworów, układu nerwowego, procesów immunologicznych oraz rozwoju tkanek. Łącząc analizę molekularną z informacją przestrzenną, system znacząco rozszerza możliwości interpretacji złożonych procesów biologicznych i wspiera rozwój medycyny precyzyjnej.

Analizator Xenium dostępny na WBBiB UJ jest pierwszym tego typu urządzeniem w Polsce. Technologia pozwala odczytywać aktywność setek lub tysięcy genów jednocześnie, zachowując informację o ich dokładnym położeniu w tkance i przypisaniu do konkretnych komórek. Dzięki temu badacz otrzymuje nie tylko informację o tym, jakie geny są aktywne, ale również w których komórkach i w jakim miejscu tkanki zachodzi dana aktywność.

Unikatowość tej infrastruktury wynika również z jej komplementarności. Xenium funkcjonuje w ramach Pracowni Obrazowania Struktur Biologicznych i Transkryptomiki Przestrzennej obok zaawansowanej mikroskopii konfokalnej oraz superrozdzielczej STED. Pozwala to łączyć informację o ekspresji genów z obrazem struktur komórkowych i lokalizacją wybranych elementów biologicznych.

Zmierzyć cały proteom – wysokorozdzielcza proteomika na Wydziale Biochemii, Biofizyki i Biotechnologii oraz w Małopolskim Centrum Biotechnologii  UJ

Wspólną inicjatywą Wydziału Biochemii, Biofizyki i Biotechnologii oraz Małopolskiego Centrum Biotechnologii UJ jest Pracownia Analiz Proteomicznych, zapewniająca dostęp do zaawansowanych technologii spektrometrii mas. Jej infrastruktura obejmuje m.in. wysokorozdzielcze spektrometry Orbitrap Astral i Orbitrap Q Exactive oraz systemy chromatografii cieczowej wykorzystywane do rozdziału próbek przed analizą MS.

Szczególne znaczenie ma Orbitrap Astral – spektrometr mas najnowszej generacji, łączący wysoką rozdzielczość, czułość i szybkość akwizycji danych. Umożliwia szczegółową analizę złożonych próbek biologicznych i precyzyjną charakterystykę ich składu białkowego.

Proteomika pozwala analizować rzeczywisty stan biologiczny komórki – nie tylko jej potencjał zapisany w genomie, lecz także zestaw obecnych w danym momencie białek, ich ilość, modyfikacje i wzajemne zależności. Platforma umożliwia m.in. identyfikację i ilościową analizę białek, badanie modyfikacji potranslacyjnych oraz analizę zmian zachodzących w proteomie pod wpływem choroby, leków czy innych czynników.

Wysoka czułość i rozdzielczość aparatury pozwalają pracować również z wymagającym materiałem biologicznym i niewielkimi ilościami próbek, a także wykrywać subtelne różnice pomiędzy analizowanymi materiałami. Dzięki temu proteomika znajduje zastosowanie m.in. w poszukiwaniu biomarkerów, badaniu mechanizmów chorób, charakterystyce odpowiedzi na leki oraz badaniach nad nowymi terapiami.

Istotnym wyróżnikiem Pracowni jest kompleksowość oferowanej usługi. Wsparcie obejmuje cały proces – od konsultacji i zaplanowania eksperymentu, przez przygotowanie próbek i pomiary LC-MS/MS, po przetwarzanie danych i analizę statystyczną. Dzięki temu z infrastruktury mogą korzystać zarówno wyspecjalizowane zespoły naukowe, jak i partnerzy potrzebujący wsparcia w zaprojektowaniu i realizacji całego badania.

Od obrazu do informacji molekularnej

Przedstawione technologie pokazują różne możliwości infrastruktury badawczej UJ – od zaawansowanego obrazowania komórek i tkanek, przez przestrzenną analizę ekspresji genów, po wysokorozdzielczą analizę białek. Ich wspólnym mianownikiem jest połączenie specjalistycznej aparatury, wiedzy eksperckiej i możliwości współpracy z partnerami zewnętrznymi. To potencjał, który może wspierać badania naukowe, projekty aplikacyjne oraz współpracę z sektorem biotech, pharma, medtech i diagnostyki. Dla partnerów biznesowych oznacza to dostęp do zaawansowanej i unikatowej infrastruktury badawczej, której stworzenie i utrzymanie wymaga znaczących nakładów finansowych, a także do specjalistycznej wiedzy eksperckiej zespołów UJ. Współpraca może obejmować zarówno realizację specjalistycznych analiz i usług badawczych, jak i wspólne projekty B+R ukierunkowane na rozwój nowych produktów i technologii. UJ może być tym samym partnerem wspierającym firmy na różnych etapach procesu innowacyjnego.

Materiały do powyższego artykułu zostały dostarczone przez Uniwersytet Jagielloński

Poprzedni artykułCo zamiast antybiotyków i pestycydów? – Biotechnologia w praktyce
Następny artykułJak skutecznie wdrożyć AI do codziennej praktyki klinicznej?
Translate »