Kto sme

Centrum Interdisciplinárnych Biovied


Centrum Interdisciplinárnych Biovied pôsobí v rámci Technologického a inovačného parku Univerzity Pavla Jozefa Šafárika v Košiciach. (TIP) (http://www.upjs.sk/pracoviska/tip/).

Zameriavame sa na pokročilý interdisciplinárny výskum na rozhraní biofyziky, molekulárnej biológie, biochémie, bioinformatiky a biomedicíny. Využívame integratívne prístupy na pochopenie komplexných biologických systémov na molekulárnej úrovni a ich aplikáciu v medicíne a biotechnológiách.

Našim cieľom je transformovať základný výskum do prakticky využiteľných riešení s vysokou pridanou hodnotou pre biotechnologický a farmaceutický sektor.


Výskumné oblasti a komerčné využitie                           

Od génu k proteínu – na jednom mieste

Naše centrum ponúka kompletný výskumno-vývojový reťazec od prvotného návrhu a prípravy genetickej knižnice až po produkciu, purifikáciu a biofyzikálnu charakterizáciu proteínových variantov. Každú fázu procesu zabezpečuje špecializované laboratórium, pričom jednotlivé laboratóriá sú vzájomne prepojené a ich činnosti sú systematicky koordinované.

Tento integrovaný prístup skracuje časový interval medzi formuláciou výskumného zámeru a dosiahnutím výsledku, pričom zároveň eliminuje potrebu zapájať viacerých externých dodávateľov pre jednotlivé fázy projektu.

Čo jednotlivé kroky znamenajú v praxi?

 

1. Genetické inžinierstvo - navrhovanie a budovanie rozmanitosti

Každá dobrá molekula začína dobrým návrhom. Využitím bioinformatických nástrojov analyzujeme sekvenčné, štruktúrne a funkčné dáta, identifikujeme perspektívne oblasti pre cielené úpravy a podporujeme návrh variantov s požadovanými vlastnosťami. Vytvárame rozsiahle knižnice génových variantov – od racionálneho dizajnu, keď vieme, kde hľadať, až po evolučné prístupy, keď chceme nechať vybrať prírodu, len rýchlejšie. Používame techniky ako error-prone PCR, klonovanie, ribozómový displej a kvasinkový displej. Výsledkom je súbor tisícov až miliónov variantov pripravených na testovanie.

 

2. Produkcia - výroba proteínu v živých bunkách

Keď vieme, ktoré varianty sú perspektívne, je potrebné vyrobiť ich vo väčšom množstve. Proteín sa nevyrába chemicky - syntetizujú ho živé bunky, ktoré na to naprogramujeme. Podľa zložitosti proteínu vyberáme vhodný expresný systém: baktérie (rýchle a lacné, pre jednoduchšie proteíny) alebo hmyzie bunky (pre komplexnejšie eukaryotické proteíny vyžadujúce správne posttranslačné modifikácie, disulfidové mostíky alebo glykozylácii).

 

3. Purifikácia - izolácia čistej molekuly

Z komplexného bunkového obsahu je nevyhnutné selektívne izolovať cieľový proteín v čistote a stabilite požadovanej pre následné experimentálne testovanie. Na purifikáciu využívame chromatografické metódy, vrátane afinitnej chromatografie, gélovej filtrácie a iónomeničovej chromatografie, ako aj HPLC analýzu. Čistotu izolovaného proteínu kontrolujeme pomocou SDS-PAGE a následne kvantitatívne stanovujeme dosiahnutý výťažok.

 

4. Charakterizácia - meranie vlastností molekuly

Čistý proteín nestačí — treba vedieť, ako sa správa. Určujeme jeho teplotnú stabilitu, sekundárnu štruktúru, konformačné zmeny aj interakcie s inými molekulami. Na tieto účely využívame diferenčnú skenujúcu kalorimetriu (DSC), cirkulárny dichroizmus (CD), fluorescenčné metódy, metódu hmotnostnej fotometrie, FIDA Biosystems a kryštalizáciu proteínov, ktorá umožňuje určiť priestorovú štruktúru na atomárnej úrovni.

 

5. Funkčná validácia - overenie, že molekula robí to, čo má

Posledný krok overuje, či vybrané varianty skutočne fungujú v biologickom kontexte — teda nielen že sa viažu, ale že majú požadovaný účinok. Používame bunkové modely, Western blot analýzu, Surface plasmon resonance (SPR), FIDA Biosytems a prietokové cytometrické metódy. V prípade iteratívnej selekcie sa najlepšie varianty vracajú do kroku 1 na ďalšie kolo evolúcie.


Centrum Interdisciplinárnych Biovied je otvorené spolupráci s inými tímami a inštitúciami. 

V súčasnosti CIB spolupracuje s akademickými inštitúciami:

  • Univerzita v Zürichu, Švajčiarsko (skupina prof. A. Plückthuna),
  • EPFL Lausanne, Švajčiarsko (prof. H. Van der Berg, Dr. Georges Wagnieres),
  • IEM CSIC Madrid, Španielsko (Dr. S. Sánchez-Cortés),
  • Univerzita Paríž 6, Francúzsko (Dr. F. Sureau).
  • High-tech priemysel a transfer technológií v rámci malých a stredných podnikov (MSP):
  • SAFTRA photonics s.r.o..