„Až donedávna jsme netušili, jak mořské proteinové katalyzátory vypadají a jak generují světlo. A právě do této neprobádané oblasti jsme nasměrovali naše výzkumné úsilí, abychom odhalili principy bioluminiscence na molekulární úrovni. Jsme rádi, že náš výzkum mohl přispět k porozumění struktury a funkce těchto neobyčejných enzymů, a pokračovat tak v psaní fantastického vědecko-technologického příběhu,” vysvětluje Martin Marek.
Globální změna klimatu, společně se současnou energetickou krizí, motivuje lidstvo hledat nové zdroje světla, které by byly udržitelné a zároveň nezatěžovaly životní prostředí. Inspirací vědcům jsou organismy žijící na dně moří a oceánů, které dokáží produkovat světlo, tzv. bioluminiscenci. Světélkující druhy byly objeveny v nejméně 700 rodech organismů (bakterie, členovci, měkkýši, kroužkovci, ostnokožci, pláštěnci nebo ryby). Už dnes se bioluminiscence uplatňuje v základním výzkumu, v neinvazivním biologickém zobrazování nebo vývoji biosenzorů. „Do budoucna by však bioluminiscence mohla být využitelná pro ekologicky šetrné zdroje světla s nulovou spotřebou elektřiny,” říká vědec Martin Marek, letošní laureát Ceny Rudolfa Lukeše.
Výzkumná skupina Martina Marka se na Přírodovědecké fakultě Masarykovy univerzity v Brně věnuje studiu proteinových katalyzátorů, které organismům umožňují vytvářet světlo biochemickou přeměnou malých, vysoce energetických organických molekul. „Podařilo se nám objasnit chemické kroky, které jsou klíčové v procesu bioluminiscence. Ukázali jsme, kam a jak se v molekule enzymu váže energeticky bohatá molekula, tzv. luciferin”, objasňuje Martin Marek.
Jeho tým navíc pomocí metody rentgenové krystalografie dokáže vizualizovat struktury těchto neobyčejných enzymů, tzv. luciferáz, a to i v různých momentech katalýzy. „Právě to nám umožnilo detailně popsat chemickou reakci, při které se v enzymech tvoří světlo,” říká Martin Marek. A nejen to: díky pochopení celého procesu dnes výzkumná skupina z Masarykovy univerzity umí „ladit” enzymy tak, aby generovaly světlo požadované vlnové délky nebo s cílenou délkou svitu. „Výsledky naší práce rozšiřují poznání v oblasti bioorganické chemie, ale mají také potenciál inspirovat nejrůznější technologická a průmyslová řešení pro udržitelnou budoucnost,” dodává oceněný vědec.
https://m.youtube.com/watch?v=
Cenu Rudolfa Lukeše (za vynikající soubor původních prací z oboru organické chemie publikovaných v posledních 5 letech v prestižních mezinárodních časopisech) spojenou s nadačním příspěvkem 100 000 Kč od Nadace Experientia převezme Martin Marek v listopadu na konferenci Pokroky v organické, bioorganické a farmaceutické chemii – Liblice 2024. Vítěze ceny vybrala z velké konkurence nezávislá mezinárodní komise složená z excelentních světových chemiků. „Ocenění vnímám jako výbornou zpětnou vazbu, že práce, kterou děláme, má smysl. Vnímám ji i jako vyzdvihnutí významu celého svého oboru. Díky Ceně Rudolfa Lukeše se bioluminescence dostane více do povědomí odborné, ale i laické veřejnosti,” říká čerstvý laureát Martin Marek.
Více informací o Ceně Rudolfa Lukeše naleznete na webu Nadace Experientia.
Zdroj: Nadace Experientia
Martin Marek je absolventem Karlovy univerzity a České zemědělské univerzity v Praze, kde získal doktorát v oboru fytopatologie a ochrana rostlin. Martin Marek absolvoval výzkumné pobyty a dlouhodobé postdoktorální stáže na Wageningen University (Nizozemí), Généthon (Francie) a Institute of Molecular and Cellular Biology and Genetics (Francie). Dnes vede skupinu Strukturní biologie v rámci Loschmidtových laboratoří na výzkumném ústavu RECETOX Masarykovy univerzity v Brně, Mezinárodním centru klinického výzkumu (ICRC) Fakultní nemocnice u sv. Anny (FNUSA) a Lékařské fakulty Masarykovy univerzity. Více informací o výzkumné skupině Martina Marka naleznete zde.
