REKLAMA

Bioinformatyka. Jak programy komputerowe pomagają poznać RNA?

Data emisji:
2019-07-06 11:00
Prowadzący:
Czas trwania:
24:11 min.
Udostępnij:

AUTOMATYCZNA TRANSKRYPCJA PODCASTU

Karolina Głowacka jak zwykle w soboty o godzinie jedenastej rozpoczynamy magazyn Radia TOK FM, w którym mamy dla państwa mnóstwo tematów związanych z nauką technologią zaczynamy od razu w naszym studio prof. Janusz Bujnicki dzień dobry panu dzień dobry będziemy państwu szef grupy badawczej w międzynarodowym Instytucie biologii molekularnej i komórkowej w Warszawie, a także pan profesor pracuje na Uniwersytecie Adama Mickiewicza w Poznaniu i pan profesor niedawno został Rozwiń » nagrodzony nagrodą Young Akademii Office Rob to jest nagroda za wybitne osiągnięcia wkład we wspieranie nauki oraz komunikacji naukowej miałam przyjemność rozmawiać z panem profesorem tej okazji łączyliśmy się nie mogli się spotkać osobiście państwo co do tego podcastów pan jeszcze raz gratuluję dziękuję bardzo z tej okazji my rozmawiamy o pana badaniach, a propos tej komunikacji naukowej sprawdzimy trochę waha jak księżycowi idzie pan się zajmuje przede wszystkim bio informatyką także to znaczy, że pani bardziej wpatrzony w ekran komputera czy w mikroskop, a przede wszystkim jest wpatrzony w ludzi, z którymi współpracujemy i to praca zespołowa i w ramach tej pracy zespołu właściwie połowa naszych badań to są badania teoretyczne, w których tworzymy programy komputerowe wykorzystujemy programy komputerowe dom analizy danych i modelowania tego jak wyglądają różne procesy zachodzące w przyrodzie, a połowa badań to są badania doświadczalne, kiedy w laboratorium analizujemy właściwości poszczególnych cząsteczek i z 1 strony możemy sprawdzić co wyszło modelowania komputerowego albo wygenerować nowe dane, które służą jako wejście do modelowania, ale czy to jest tak, że nie przez przypadek pytam pana monitory mikroskopy, bo tak się zastanawiam czy w ogóle mikroskopy, które znamy gdzieś tam z laboratoriów dziecięcych, gdyż w szkołach czy one są dla nas przydatne tutaj już mamy do czynienia z, kiedy mówimy o czymś takim Rena, bo od razu zdradzimy, że przede wszystkim tym się pan teraz zajmuje czy to w ogóle widać pod mikroskopem takim zwykłym optycznym trzeba mieć inne oprzyrządowania pod zwykłym mikroskopem RNA trudno zobaczyć, chyba że udałoby się nam produkować bardzo bardzo bardzo dużo tych cząsteczek, ale nie było widać szczegółów, żeby oglądać szczegóły cząsteczek można wykorzystywać mikroskopy i w ostatnich latach bardzo intensywnie rozwija się szczególna gałąź technologii tworzenia mikroskopów elektronowych, które umożliwiają oglądanie nawet tak niewielkich cząsteczek jak kilkudziesięcioma platynowe cząsteczki RNA zbudowany z kilku kilkudziesięciu bloków budulca podobne można żądać też też też białka są bardzo bardzo małe cząsteczki o wymiarach nanometrów, które pan wtedy widzi jednak nie, zaglądając do mikroskopu tylko ma pan ten swój ekran taki komputera tak oczywiście nie można zobaczyć gołym okiem takiej cząsteczki i nawet analiza za pomocą mikroskopu nie polega na oba na oglądaniu pojedynczych cząsteczek co inne techniki, które dzięki, którym można pojedyncze cząsteczki obejrzeć na szkodę w mikroskopie sił atomowych zamiast w mikroskopie elektronowym trzeba zebrać bardzo bardzo wiele obrazów tej podobnych cząsteczek do siebie wielu kopii 1 cząsteczki, żeby potem odpowiednio uśrednić po nakładać na siebie komputerowo oczywiście taka analiza obróbka danych wymaga bardzo zaawansowanych metod obliczenia pan wybaczy państwo, że ja tak pytam oto kuchnia jest szalenie ciekawie wygląda właśnie codzienna praca naukowca przychodzi do pracy tam ósme dziewiąte dziesiąte zależy jak państwo mają ustawione i co dalej, gdzie się, gdzie się udaje jak to wygląda na co dzień powiedzmy w takim razie po co pan upatruje w te ekrany, bo powiedziałem o tym, że przede wszystkim RNA pana interesuje przypomnimy czym jest Irena jak się ma do dna, bo znany skrót ale jakby tak już po drążyć to pewnie będą byłoby niektórym ciężej zdefiniować czym jest terenach w komórkach ludzkich wszystkich innych organizmów nośnikiem informacji genetycznej jest jest przede wszystkim dna, czyli kwas do trybuny klei nowy który, tworząc kompleksy z różnymi innymi cząsteczkami to nie jest goły dna tylko dna w połączeniu z innymi cząsteczkami przechowuje informacje genetyczną ta informacja jest odczytywana przez aparatura komórkową składają się innych cząsteczek dna i przypisywana na RNA i cząsteczki RNA są podobne chemicznie do do do dna, a natomiast, kiedy cząsteczki dna są najczęściej splecione w ze sobą w ten sposób zmienić komplementarne łączą ze sobą bardzo długich lisy to cząsteczki RNA, które są tworzone na matrycy cząsteczek dna stanowią stosunkowo krótkie jedno nicią odpowiedniki, które następnie zawijają się same same ze sobą, tworząc bardzo różne kształty MOK, który musiał się w pewnym sensie się plączą, ale to nie jest takie losowe po plątanie tylko składają się pewne określone kształty przestrzenne części cząsteczek RNA mogą też utwory mogą być im nie splątane, ale bardziej rozciągnięte, bo wiele cząsteczek RNA z kolei służy do tworzenia Białek, czyli na matrycy dna powstaje RNA ma swoje funkcje bardzo wiele różnych funkcji, a z części cząsteczek RNA mogą powstawać białka, czyli RNA są z 1 strony koduje białka, które są odpowiedzialne za przeprowadzenie różnych reakcji w komórce przekazywanie sygnału w bardzo wiele różnych procesów biochemicznych enzymatycznych RNA nieduże potrafi też przeprowadzać procesy to jeszcze koduje dodatkowo informacje, czyli taką jeśli chodzi o funkcję komórkową to potrafi wszystko, ale tak dna to ja wiem, że mam po mamie tacie, a skąd mam RNA RNA jest zakodowany w dna natomiast to w jaki sposób cząsteczki pełnią swoją funkcję zależy od sekwencji sekwencja RNA jest podobna do sekwencji dna, bo to jest przypisywanie poszczególnych lotów, a GC te sekwencje, czyli kolej na atak połączonych ze sobą bloków budulca wy reszt nóg lodowych dna jest przepisywany za pomocą maszynerii komórkowej z mocą pojmie ras, które syntetyzują RNA na matrycy dna też bloki budulca owej różnica jest taka, że to są rybą Clottey diament oxy bonus, ale wtedy jest dodatkowy 1 Atom tlenu w pewnym miejscu Chemik będzie trwała, a i oprócz zamiast tym miny jest kuracja to jest taka mała bardzo drobna różnica bardzo drobne różnice chemiczne powodują, że cząsteczka zachowuje się troszkę inaczej, ale przez to, że cząsteczki RNA są produkowane jako pojedyncze nici ani z 2 nowej matrycy dna to one rozwijają się same ze sobą i przez to tworzą bardzo różne kształty pojedyncze cząsteczki dna, gdyby były produkowane krótkie jedno niszowe cząsteczki dna mogłoby się zwinąć też faktycznie zwijają się różne ciekawe kształty, ale natura tak to stworzyła, że w tej chwili dna jest przechowywany głównie w postaci cząsteczek 2 życiowych do przechowywania informacji, a RNA jest głównie wykorzystywany jako jedno nowe cząsteczki albo dalszego przekazania informacji albo, żeby wykonywać różnego rodzaju padnie kolejny raz wraca do tych kształtów RNA, więc domyślam się, że to jest kluczowe może być jeszcze dobrze zrozumieli, bo wydawałoby się, że RNA jest po pierwotną dna czy to jest pomyłka są takie hipotezy pana rozmowy od różnych znanych z dna potem system robi to do re nasze jakieś tam tworzy pytanie co było pierwsze jajko czy kura ja panu powiem jajko to proste sprawdzone tak jest ani mnie tak to mniej więcej wygląda, jeżeli chodzi od odmiana radę dna RNA w tej chwili w komórce, jeżeli chodzi o kierunek przekazywania informacji to dna jest tym naszym głównym nośnikiem, ale uważa się, że wcześniej tym nośnikiem był RN RN, a dlatego, że gdzieś na moment daleko w aktach rozdział w historii tak życia na ziemię, bo jeszcze, zanim życie powstało cele mogą być Mar pytanie jak definiujemy na poziomie molekularnym co jest żył zadania na rzecz ochrony jest, żeby np. wirus, który materiał genetyczny stworzony z dna jest żywy czy nie, że wirus nie jest uważany za organizm żywy, ale pewne, jeżeli zaś jest, więc się na wirus namnaża nam, że tak ile potrzebuje komórki która, która będzie mogła otrzymać materiał genetyczny, który w, jaki sposób przy programie maszyneria komórkową i zmusi ona różnym poziomie to fascynujące właśnie co tu jest żywa co coś co niekoniecznie dobrze zatem ta sprawa pierwszeństwa jest jeszcze nie do końca rozstrzygnięta z tego co pan mówi, ale wiemy, że RNA jest ważna także ten kształt jego jest ważne i o tym, powiem państwu więcej po skrócie informacji Radia TOK FM w naszym studiu prof. Janusz Bujnicki za chwilę do państwa wrócimy Karolina Głowacka przy mikrofonie w naszym studio prof. Janusz Bujnicki dzień dobry pan wyjeżdża raz szef grupy badawczej w międzynarodowym Instytucie biologii molekularnej komórkowej w Warszawie pracujący również na Uniwersytecie Adama Mickiewicza w Poznaniu rozmawiamy o badaniach pana profesora, które obejmują dziedziny w ramach bio informatyki od razu zapowiem, że wspomnimy również o biologii syntetycznej RNA to jest to czym się pan zajmuje przede wszystkim wspomniał pan wcześniej kilkukrotnie o kształcie Renato Arena jest jedno niszowe, ale możesz zaplanować i tworzyć różne kształty czy może zaglądać i mieć Supeł Beck, a byłby kłopot to jest bardzo ciekawa bardzo ciekawe zagadnienie naturalnie występujące cząsteczki RNA bardzo rzadko się zatem trwają, jeżeli już to chyba przez pomyłkę natomiast są takie cząsteczki, które zapewniają moi cząsteczki dna niektóre mogą być zatem plony białka potrafią być bardzo mocno zapylone różne poznać ciekawe kształty zajmuje się tymi w Polsce np. pani dr Anna Sułkowska, która znakomita Polska na badania zapętlenia zapętlenia w białkach cząsteczki RNA nie tworzą zazwyczaj węzłów, ale tworzą tzw. pseudo węzły czemu pan tak bardzo interesuje ten kształt czy to jakoś mówią funkcji tych, że dna, bo pan zajmuje się modelowaniem przestrzennym skoro przestrzennym to rozumiem, że to jak ktoś tam układa ma jakieś większe znaczenie, jakie ma dla mnie znaczenia jak dla organizmu powiedzmy, jakim jestem żywego, że moje Rena się ustawić tak nie inaczej czy też w każdej komórce inaczej się to Arena w ustawie to jest bardzo dobre pytanie po pierwsze to zależy, który Arena nie dla niektórych Irena struktura przestrzenna jest bardzo ważna ile tych Arena obie były bardzo bardzo wiele z cząsteczki dna, która tworzy nasz materiał genetyczny produkowany jest bardzo wiele cząsteczek RNA i różne cząsteczki z tego samego zasadniczo z tego samego dna, który z naszych komór każda komórka ma prawie taki sam materiał genetyczny, ale wyprodukowany z niego mogą mogą być różne zbiory cząsteczek RNA w różnych komórkach róż produkowane są różne cząsteczki RNA pełnią one różne funkcje pełnią różne funkcje przekazują różnego rodzaju sygnały poza tym, jeżeli potrzebujemy szybko wyprodukować dużo jak dużą ilość białka to by najlepsze sposoby na to jest wyprodukowanie dużo cząsteczek RNA, a potem zniszczenie ich, żeby już więcej tego białka nie było, więc bardzo przedmiotowo traktuje RNA myślę, że wszystkie cząsteczki traktuje się nawzajem nawzajem przed metą w przedmiotowej bardzo pragmatycznie wszystko ze sobą oddziałują w jaki sposób przekazują sobie nawzajem nawzajem informacje i ewolucja wybrała takie sposoby działania, które okazywały się skuteczne dobrze to, czego pan szuka takich Nate pytania odpowiedzi pan poszukuje jeśli chodzi o rana najważniejszym pytaniem jest w naszych badaniach jest ustalenie reguł, które powodują, że cząsteczka danej sekwencji swoich bloków budulca owych tworzy lub nie tworzy jakąś strukturę i w jaki sposób ta struktura definiuje funkcji w przypadku cząsteczek, których główną rolą jest przekazywanie informacji najczęściej struktura jest stosunkowo luźna także, by można było łatwo odczytać informację zysk sekwencji będą bloków budżetowych bez konieczności rozkopywania tego Tety nici cząsteczki chemicznej natomiast przypadku cząsteczek, które przekazują informacje jest możliwość, że one zwijają się jakieś konkretnej struktury albo przełączają się pomiędzy różnego rodzaju strukturami Irena właśnie w odróżnieniu od Białek w odróżnieniu od dna ma bardzo dużą zdolność do po pierwsze, tworzenia struktur, ale nie tylko 1 struktury, która jest definiowana przez daną sekwencję tylko wielu różnych alternatywnych struktur oczywiście, o ile struktury tworzy to odpowiednio przekłada się na zdolność danej cząsteczki do bycia zaangażowano różne różnego rodzaju procesy są takie cząsteczki, które przyłączają się pomiędzy 2 różnymi Stanami i w ten sposób włączają, bo włączają działania chociażby jeśli chodzi o syntezę Białek wielu cząsteczka RNA, zwłaszcza w bakteriach na 1 z końców cząsteczki RNA jest często taki przełącznik, który pod wpływem jakiegoś sygnału z zewnątrz albo włącz albo wyłącza możliwość Arena do syntezy białka, a jeśli będziemy dobrze rozumieli będziemy mogli co kontrolerzy mogli kontrolować wszystko co się dzieje w komórkach i to dobrze zależy, jakiego celu będziemy to zależy, kto będzie miał to będzie władze RFN i jedno pytam oczywiście z perspektywy medycznej czy są takie obszary, które n p . widzą naukowcy lekarze a jakby tu lepiej jakoś panować nad Rena konkretnie, w którym rodzaju komórek nie organ odpornością naukowcy tak, że strzelam nie mam pojęcia, żeby one były bardziej agresywne w kierunku np. nowotworowych komórek to może byśmy tak można podkręcić trochę RNA powiedzieć mu Hej, ograniczy się zajmiecie się tymi komórkami czy czy czy są tego typu obszary właśnie zdefiniowanych tak to znaczy cząsteczki RNA same mogą być celami oddziaływania różnego rodzaju interwencji terapeutycznych np. leków, a same też mogą być lekami są przykłady i jedno i drugą stronę np. większość antybiotyków, która służy do do do walki z bakteriami celuje w bakteryjnym, bo są w bakteryjną maszynerię do syntezy bakteryjnych Białek, które głównie stworzona Serena i większość antybiotyków nie wszystkie, ale bardzo wiele z nich blokuje działanie lub są bakterie wiążą się przede wszystkim do bakteryjnego RNA w drugą stronę w tej chwili prowadzi się prace nad tworzeniem leków opartych o cząsteczki RNA, które wiąże się ze swoimi celami molekularnymi np. zaśnie włączają albo wyłączają jakieś procesy komórkowe chociażby takie, które są związane w właśnie w komórkach ludzkich z tworzeniem właściwie działających w białe, bo w późnych proces chorobotwórczy, które mają podłoże genetyczne zdarza się, że jakaś mutacja powoduje, że jakiś proces jest źle działa albo albo nie działa jak białko jaja od morza będzie jakość tworzyw złej wersji powoduje, że coś złego się dzieje w komórkach n p . w komórkach nerwowych czy wiecie czy jakieś inne komórkę i na jej mamy chorobę, a można tworzyć takie cząsteczki RNA, które wiążą się np. innym cząsteczkę RNA albo i zbiórkami w komórce zmieniają tak proces wyborczy były odpowiednio da się dałoby się robić to precyzyjnie, bo trochę pan dużo tych komórek organizmu oczywiście tak tak tego rodzaju interwencje muszą być bardzo precyzyjne, bo najczęściej tego rodzaju proces polega na efekcie 1 zlokalizowanej mutacji i mamy narzędzia, które umożliwiają tego rodzaju bardzo precyzyjne od działania, zwłaszcza że RNA często oddziałuje właśnie za pomocą parowania się zasad wtedy zmiana pojedynczego pojedynczej reszty terenu pojedynczej literki w tej w tej sekwencji może wpływać ministra na strukturę tej cząsteczki jak na możliwość oddziaływania z innymi cząsteczkami jest pan w stanie podać bić zakres chorób, które mogłyby być n p . dzięki takim modyfikacjom RNA lepiej leczone w ogóle rozpoczęcie ich leczenia mogły być możliwe zasadniczo, jeżeli chodzi o mechanizmy molekularne wszystkie choroby, ale oczywiście może być także niektóre choroby można wyleczyć innymi sposobami niekoniecznie trzeba angażować cząsteczki RNA natomiast patrząc bardziej ogólnie choroby polegają najczęściej na zmianie regulacji procesów biochemicznych we wszystkich procesach biochemicznych na jakim się takie biuro cząsteczki RNA, więc można powiedzieć, że udział tak że, że rzecz, że nie ma takiej choroby, w której Rena nie bierze żadnego udziału, ale też wszelkiego rodzaju modyfikacje RNA nie są dziedziczne mam same pojedyncze modyfikacje chemiczne nie są dziedziczne, ale sposób w jaki są wprowadzane już jeździć mostem ciekawe jak to, bo modyfikuje cząsteczki RNA w naturalny sposób modyfikowane jest 1, ale z elementów regulacji tego w jaki sposób nasza informacja genetyczna jest procesowa na komórkach oczywiście te modyfikacje są tworzone przez produkty genów mają znowu można wyobrazić, że mamy mutacje gania, który jest odpowiedzialny za modyfikację Rena tę modyfikację źle działa albo występuje nie w tym miejscu co trzeba albo albo nie występuje albo jest więcej i w jaki sposób wpływa na RNA np. włączając zbyt wiele cząsteczek RNA albo wyłączając albo powodują one oddziałują z jezdni nie z tymi cząsteczkami trzeba są bardzo wyrafinowanej skomplikowane procesy ze względu NATO, że w komórce tak wcześnie powiedział mi się wszystkie cząsteczki mają możliwość oddziaływania właściwie wszystkimi innymi, jeżeli tylko w tym samym miejscu komórki może też zostać także cząsteczka dna na skutek jakiejś zmiany zmiany chemicznej nie sama się niespecjalnie zmieni, ale pojawi się w takim miejscu, w którym w tym nie powinno być albo cząsteczkę RNA zacznie być produkowane w takiej komórce, w której powinny być produkowane, a sama bioinformatyka skoro tak wiele rzeczy można modelować projektować jak rozumiem przewidywać też sporo sporo rzeczy to jak daleko można w tym pójść w tym sensie czy można sobie od zera stworzyć właśnie leki i z dzięki odpowiedniemu mieć model właśnie wątroby powiedzmy i w ten sposób programie komputerowym po prostu sprawdzić, a mam tutaj chorą wątrobę wprowadzą taką taką substancję chemiczną co się dzieje pytam pana o to czy jest możliwe bardzo bardzo drastyczne dzięki dzięki informatyce jest skrócenie ścieżki testowania leków nie testowania na zwierzętach tych wszystkich rzeczy czy dałoby się sprowadzić właśnie do programowania w większości przypadków ze skomplikowanych procesów biochemicznych na poziomie całych organów takich jak wątroba nie wiemy wystarczająco wiele, żeby móc symulować komputerowo wszystkie procesy, które zachodzą w wątrobie to po 2 pod takim kątem, że w wątrobie każdego człowieka w każdych możliwych warunkach nawet wątroba tego samego człowieka w wieku 10 lat, a w wieku 70 to jest jednak jest na inny organ i prawdopodobnie wątroba rano po śniadaniu i wątroba wieczorem nie wiem, bo związek wieczorem już co innego, ale czy to jest na ten moment kłopot techniczny czy tutaj mam jednak do czynienia z jakim zasadniczym zasadniczą no zasadniczym sposobem funkcjonowania organów to nigdy nie będzie możliwe myślę, że będziemy mogli w miarę upływu czasu coraz lepiej rozumiemy funkcjonowanie pojedynczych cząsteczek i ich kompleksów i poszczególne organy, czyli komórek zespołów komórek tkanek organów tak dalej pan środy wszystkie myszy laboratoryjnej upomina rozumiem oczywiście, ale jak na ten moment wydaje mi się, że oczywiście metody komputerowe mogą zmniejszyć liczbę oświadczeń, które są przeprowadzane na naszych organizmach, ale jak na ten moment większość co do większości procesów to nic nie mogą ich jeszcze całkowicie wyeliminować rzeczywiście MED oddawania komputerowego mogą zostać wykorzystany po to, żeby oszacować, jakie doświadczenia są konieczne z jakich można, by zrezygnować, jaki sens w ogóle robić dokładnie jest najważniejszym zagadnieniem, jeżeli chodzi o przeprowadzanie doświadczeń na zwierzętach to jest, żeby ograniczyć mierzi to można do zera przeprowadzenie takich doświadczeń, które są niepotrzebne i to jest w tym jak najbardziej mogą pomóc metody obliczeniowe tak, żeby ustalić co wiadomo, czego tak, czego nie wiadomo tam, gdzie naszą granicę Poznania można przesunąć tylko poprzez przeprowadzenie doświadczenia to czy przeprowadzać doświadczenia właśnie tam nie prowadzić takich eksperymentów, które są niepotrzebne, który tej granicy Poznania na mnie posłano niezależnie od tego jaka jaki będzie wynik powiedzmy jeszcze na koniec pokrótce czym jest biologia syntetyczna, bo brzmi to jak oksymoron, a jest taka dziedzina biologia syntetyczna to bardzo bardzo szerokie pojęcie, bo obejmuje różnego rodzaju badania, których ogólnie celem stworzenie nowego rodzaju cząsteczek biologicznych i rządowe Dariusz Madura i układów zawierających te cząsteczki można sobie właściwy można też z niewiedzy każda interwencja na poziomie inżynier genetycznej, którzy jakiś element biologii syntetycznej czy naprawienie mutacji chory komórce już jest rodzajem biologii syntetycznej możemy zbudować za jakiś organizm są podejmowane takie próby żeby, żeby projektować komputerowo syntetyzować cały organizm były takie próby podejmowane i to się udaje np. bakteria, bo bardzo prostych organizmów, ale najczęściej to jest to jest proces, który nie zaczną się całkowicie od zera tylko w oparciu o już znane dna organizmowi biologia syntetyczna także może tworzyć nowe cząsteczki które, które mogą być elementami maszyny komórkowych jest absolutnie fascynujące i obiecuję państwu, że wrócimy do zagadnień biologii syntetycznej w magazynie Radia TOK FM w sobotnim tymczasem bardzo panu dziękuję pan prof. Janusz Bujnicki szef grupy badawczej w międzynarodowym Instytucie biologii molekularnej komórkowej w Warszawie pracujący również na Uniwersytecie Adama Mickiewicza w Poznaniu egzamin z komunikacji naukowej niniejszym panu zalicza dziękuję bardzo dziękuję bardzo państwa Zwiń «

PODCASTY AUDYCJI: SOBOTNI MAGAZYN RADIA TOK FM - KAROLINA GŁOWACKA

Więcej podcastów tej audycji

POPULARNE

DOSTĘP PREMIUM

Teraz 30% zniżki na Dostęp Premium! Wybierz pakiet "Aplikacja i WWW", aby słuchać podcastów TOK FM na komputerze i w aplikacji mobilnej już dziś.

KUP TERAZ

SERWIS INFORMACYJNY

REKLAMA
REKLAMA
REKLAMA
Przedłuż dostęp Premium taniej!