Pracownia Biologii Molekularnej

Pracownia Biologii Molekularnej


Badania prowadzone w Pracowni Biologii Molekularnej (BM) Centrum Inżynierii Biomedycznej ukierunkowane są na śledzenie zmian na poziomie komórkowym, zachodzących w organizmach żywych pod wpływem czynników fizycznych i chemicznych. W pracowni możliwe jest prowadzenie badań nowych leków o aktywności przeciwbakteryjnej i przeciwnowotworowej, analiza biozgodności implantów oraz modyfikacji ich powierzchni dla obniżenia adhezji drobnoustrojów, badanie ekspresji genów i mutacji w komórkach zdrowych i zmienionych chorobowo. Pracownia BM dysponuje laboratoriami o drugim stopniu hermetyczności (BSL-2), umożliwiającym wykonywanie eksperymentów z wykorzystaniem linii komórkowych oraz gatunków drobnoustrojów o drugim stopniu zagrożenia biologicznego. Szeroki potencjał badawczy Pracowni BM oparty jest na najnowocześniejszych rozwiązaniach technicznych w dziedzinie biologii molekularnej. W Pracowni BM bankowane są referencyjne linie komórek ssaków oraz szczepów bakterii, które następnie są hodowane w ściśle kontrolowanych warunkach dla potrzeb współpracy z innymi pracowniami Centrum Inżynierii Biomedycznej. Pracownia BM może prowadzić immunofenotypowanie i sortowanie zadanych populacji komórek, szerokoprofilową analizę ekspresji genów oraz sekwencjonowanie genów i genomów.

W Pracowni BM możliwe są też badania z wykorzystaniem technik immunomagnetycznej separacji, hybrydyzacji in situ oraz amplifikacji fragmentów genów w czasie rzeczywistym. Pracownia wypełnia swoje zadania wykorzystując następującą specjalistyczną aparaturę:

 

Wielolaserowy sorter komórkowy

Typ: BD FACSAria Fusion oparty o cytometrię przepływową

Sorter zintegrowany jest komorą bezpieczeństwa klasy II typu A2 oraz posiada systemem AMS (ang. Aerosol Management System), zabezpieczający użytkowników przed ekspozycją na aerozole powstające podczas pracy urządzenia. BD FACSAria Fusion umożliwia szybką ocenę ilościową i jakościową właściwości fizycznych i biologicznych pojedynczych komórek oraz ich elementów morfotycznych, takich jak jądra, kwasy nukleinowe lub mitochondria. Aparat może być wykorzystany m. in. do oceny ekspresji antygenów powierzchniowych i wewnątrzkomórkowych, oznaczania fazy cyklu komórkowego, badania właściwości błon cytoplazmatycznych, izolacji komórek bardzo rzadko występujących w danej populacji, jak też do badań apoptozy, nekrozy i aktywności enzymów. Z użyciem aparatu możliwe jest aseptyczne sortowanie pojedynczej komórki np. dla celów klonowania.

 

Sekwenator

Typ: MiSeq firmy Illumina Inc. wraz z wyposażeniem dodatkowym: fluorymetrem firmy Promega Quantum, blokiem grzejnym Hybex, aparatem do elektroforezy kwasów nukleinowych i białek BluePippin, system komputerowym z pamięcią dyskową typu NAS do analizy i przechowywania wyników sekwencjonowania z wykorzystaniem specjalistycznego oprogramowania Geneious RS.

Sekwenator umożliwia analizę materiału genetycznego w komórkach ssaków lub komórkach drobnoustrojów poprzez celowane sekwencjonowanie fragmentów genomu, w których występują mutacje związane z  określonymi jednostkami chorobowymi, metagenomikę np. identyfikowanie wielu gatunków drobnoustrojów/patogenów w próbce, sekwencjonowanie małych genomów, sekwencjonowanie miRNA, celowaną ekspresję genów, sekwencjonowanie amplikonów, przygotowywanie biblioteki do sekwencjonowania NGS (ang. – next-generation sequencing) np. do całogenomowej analizy metylacji DNA, wykrywanie mutacji związanych z określonym rodzajem nowotworu w puli sekwencji/genów, wykrywanie populacji przetrwałych komórek nowotworowych (minimalna choroba resztkowa) mogących zainicjować wznowę nowotworu, ocenę chimeryzmu potransplantacyjnego (ocena przyjęcia przeszczepu).

 

Amplifikator do prowadzenia reakcji ilościowego PCR w czasie rzeczywistym (RT-PCR)

Typ: AriaMx Real Time PCR firmy Agilent

Urządzenie umożliwia jakościową i ilościową analizę ekspresji genów, analizy miRNA, mapowanie genetyczne, genetyczny fingerprinting, analizy ilościowe bibliotek NGS, wielokanałowe multipleksowe analizy, wysokorozdzielczą analizę krzywych topnienia HRM (ang. – high resolution melt), genotypowanie z użyciem barwnika interkalującego, analizy mutacji, wykrywanie mutacji punktowych SNP (ang. – single nucleotide polymorphism), detekcję drobnoustrojów chorobotwórczych, genotypowanie z użyciem sond oraz wykrywanie rzadko występujących alleli.

 

Czytnik/skaner do macierzy DNA wraz z zestawem urządzeń do hybrydyzacji kwasów nukleinowych

Typ: Microarray Scanner System firmy Agilent wraz z piecem hybrydyzacyjnym, komorą hybrydyzacyjną, rotorem do przeprowadzania reakcji hybrydyzacji i oprogramowaniem specjalistycznym do statystycznej analizy zmian w układach biologicznych.

Urządzenie służy do badań szerokoprofilowej analizy ekspresji genów komórek ssaków oraz umożliwia ocenę zmian liczby kopii genów w genomie, analizę zmian epigenetycznych (zmian materiału genetycznego wywołanych czynnikami środowiskowymi), badania zmienności genetycznej – polimorfizmu genetycznego. Wyniki uzyskane za pomocą technik mikromacierzy DNA stanowią istotne uzupełnienie danych uzyskanych w wyniku sekwencjonowania materiału genetycznego organizmów żywych.

 

Bioanalizator

Typ: Bioanalyzer 2100 firmy Agilent

W urządzeniu tym wykorzystano technikę mikroprzepływów do analizy ilościowej oraz jakościowej DNA, RNA i białek. Bioanalizator znajduje szczególne zastosowanie w analizie jakości oraz czystości DNA i RNA, niezbędnej przy badaniu szerokoprofilowej ekspresji genów za pomocą mikromacierzy DNA oraz sekwencjonowania nowej generacji.

 

Wielodetekcyjny czytnik wysokiej czułości

Typ: CLARIOstar firmy BMG Labtech

Czytnik posiada wbudowany inkubator, wytrząsarkę oraz dwa dozowniki odczynników. Oprogramowanie pozwala na obserwację przebiegu pomiaru w czasie rzeczywistym. Urządzenie może być wykorzystane do m.in.: badania proliferacji komórek, analizy cytotoksyczności, pomiarów kinetycznych – aktywności enzymów, oceny płynności błon, pomiarów potencjału błony mitochondrialnej, analizy oddziaływań zachodzących pomiędzy białkami w roztworach, określania stężeń DNA i RNA, testów immunoenzymatycznych, pomiaru antyoksydantów itp. Urządzenie umożliwia pomiar absorbancji UV/Vis (220 – 1000 nm), intensywności fluorescencji włączając FRET (ang. Fluorescence Resonance Energy Transfer), polaryzacji fluorescencji, luminescencji włączając BRET (ang. Bioluminescence Resonance Energy Transfer) wraz z technologią AlphaScreen oraz fluorescencji TR-FRET (ang. Time-Resolved Fluorescence Resonance Energy Transfer).

 

Mini-Cytometr

Typ: Tali Image-Based Cytometer firmy Invitrogen

Cytometr działa w oparciu o analizę światła laserowego skanującego zawiesinę komórek. Przy jego użyciu można ocenić morfologię komórek oraz wielkość wzbudzonej fluorescencji światłem lasera znaczników użytych do fluorescencyjnego znakowania komórek komórki. Urządzenie umożliwia szybką, ilościową analizę: ekspresji GFP/RFP, apoptozy, żywotności i fazy cyklu komórkowego komórek.

 

Badawczy epifluorescencyjny mikroskop biologiczny z systemem wizualizacji obrazu

Typ: Eclipse Ci-L firmy Nikon wraz z oprogramowaniem do pobierania i analizy obrazu

Mikroskop epifluorescencyjny pozwala obserwować naturalną fluorescencję próbki bądź wyznakowane fluoroforami komórki lub ich składniki morfotyczne, takie jak białka lub organelle komórkowe. Mikroskop umożliwia obrazowanie, identyfikację i ocenę ilościową określonych komórek w badanym preparacie. Mikroskop ten jest również wykorzystywany do analizy zmian genotoksycznych w komórkach oraz detekcji fragmentów określonych genów w komórkach metodą hybrydyzacji in situ.

 

Diagnostyczny mikroskop odwrócony

Typ: MW 100 firmy OPTA-TECH wraz z oprogramowaniem do przechwytywania i analizy obrazu wraz z jego rejestracją.

Mikroskop laboratoryjny, przeznaczony do obserwacji obiektów w układzie odwróconym. Umożliwia przyżyciową obserwację hodowanych komórek. Wyposażony w kamerę pozwalającą na archiwizację obserwowanych obrazów.

Pracownia BM wyposażona jest też w podstawową aparaturę laboratoryjną, taką jak amplifikator DNA, zestaw do elektroforezy poziomej wraz z systemem dokumentacji żeli, termoblok suchy, wirówkę z chłodzeniem wraz z kompletem rotorów i adapterów, zamrażarkę niskotemperaturową, inkubatory CO2 do hodowli komórek ssaków in vitro, cieplarki do hodowli drobnoustrojów oraz komory laminarne II klasy bezpieczeństwa przeznaczone do pracy z materiałem biologicznym w warunkach sterylnych.