VU mokslininkai kartu su partneriais iš Vengrijos kuria naują aukštos skiriamosios gebos optinių matavimų metodiką, paremtą dumblių ląstelių autofluorescencija ir jos sąsaja su ląstelių fiziologine būkle. Tokie tyrimai leistų ateityje sukurti biojutiklį, pagal dumblių savijautą padedantį nustatyti taršą vandens telkiniuose.
Vilniaus universiteto (VU) mokslininkai kartu su partneriais iš Vengrijos kuria naują aukštos skiriamosios gebos optinių matavimų metodiką, paremtą dumblių ląstelių autofluorescencija ir jos sąsaja su ląstelių fiziologine būkle. Tokie tyrimai leistų ateityje sukurti biojutiklį, pagal dumblių savijautą padedantį nustatyti taršą vandens telkiniuose.
Svečiai iš Vengrijos ir VU mokslininkai. Asmeninio archyvo nuotr.
Lapkričio 13–14 d. gautiems rezultatams aptarti VU Fizikos fakultete ir Gyvybės mokslų centre lankėsi Segedo HUN-REN (angl. Hungarian Research Network) Biologinių tyrimų centro (angl. Biological Research Centre) tyrėjai. Pasak VU mokslininkų, projekto metu plėtojamas ir stiprinamas tarpdisciplininis bendradarbiavimas kuriant inovatyvius aplinkos taršos stebėsenos metodus.
VU Fizikos fakulteto Lazerinių tyrimų centro Pažangiosios biomedicinos fotonikos grupės ir Gyvybės mokslų centro Biomokslų instituto Neurobiologijos ir biofizikos katedros Augalinių ląstelių biofizikinių tyrimų grupės mokslininkų komanda papildo vieni kitų unikalius įgūdžius. Derindami optinius ir elektrofiziologinius metodus, mokslininkai iš įvairių perspektyvų žvelgia į gėlavandenius dumblius, veikiamus fotooksidacinio streso.
„Iš dumblių švytėjimo bandoma suprasti jų savijautą, taip kuriama savita diagnostikos priemonė dumblių sveikatai nustatyti. Eksperimentuojame su pažangia įranga, dalyvaujame konferencijose ir aktyviai keičiamės vizitais“, – sako VU Fizikos fakulteto Lazerinių tyrimų centro mokslininkė dr. Agnė Kalnaitytė-Vengelienė. Per trejus projekto vykdymo metus (2023–2025 m.) VU mokslininkai tris kartus lankėsi Segedo HUN-REN Biologinių tyrimų centre, svečiai iš Vengrijos VU viešėjo dukart.
Tarptautinės mokslininkų komandos kuriama metodika leidžia susieti ląstelės viduje vykstančius struktūrinius pokyčius su fotosintezės signalais, registruojamais nuotoliniu būdu. „Mes aiškinamės, kaip įvairių šaltinių sukeltas fotooksidacinis stresas paveikia gyvybines dumblių funkcijas ir mikrostruktūrą skirtingo apšvietimo sąlygomis. Suvieniję turimas kompetencijas tiriame dinaminius struktūrinius pokyčius gyvose ląstelėse ir jų chloroplastuose, naudodami optinės spektroskopijos ir fluorescencinės bei netiesinės poliarimetrinės mikroskopijos metodus. Tokių metodų derinys, dar tik pradedamas taikyti dumblių ląstelėms, gali tapti pagrindu nuotolinio signalų pokyčių stebėjimo, pavyzdžiui, pasitelkiant dronus, metodų plėtrai“, – pasakoja projekto tyrimų grupei Lietuvoje vadovaujantis VU Fizikos fakulteto profesorius Saulius Bagdonas. Vengrijoje atliekamiems tyrimams vadovauja jo kolega – dr. Petaras Lambrevas.
Be tiesioginio dumblių tyrimo, projekto metu taip pat vykdomi ir fundamentalūs tyrimai, kuriais ieškoma potencialių itin jautrių biojutiklių komponentų molekuliniu lygmeniu. Per vizitus Segede atliekant kinetinės spektroskopijos matavimus naudojamasi HUN-REN Biologinių tyrimų centre turima įranga ir Ekstremaliosios šviesos infrastruktūros atosekundinių šviesos impulsų šaltiniu (angl. The Extreme Light Infrastructure Attosecond Light Pulse Source, ELI-ALPS).
„Analizuojame mezo-tetra-(4-sulfonatofenil)-porfino (TPPS4) molekulių elgseną. Vandeninėje terpėje šios molekulės sudaro J-agregatus – stambias, energiją efektyviai perduodančias sankaupas, svarbias modeliuojant energinius vyksmus fotosintezės metu. Jie pasižymi chirališkumu, kuris lemia jautrumą šviesai ir magnetiniams laukams. Vizitų Segede metu ieškojome optimalių sąlygų, bandinių ruošimo metodikos, kurios leistų suformuoti stambiausius TPPS4molekulių agregatus su didžiausiu chirališkumu. Kuo didesnis chirališkumas (simetrijos savybė, kai objektas nesutampa su savo veidrodiniu atvaizdu) ir agregato dydis, tuo ryškesnis ir jautresnis jų signalas, o tai yra ideali savybė kuriant jautrų biojutiklį“, – paaiškino dr. A. Kalnaitytė-Vengelienė.
Ji pasakojo, kad po Segede skaityto pranešimo partneriai iš Vengrijos itin susidomėjo VU mokslininkų atliekamais nanotaršos tyrimais ir pasiūlė prie jų prisidėti. „Pasitelkus Segede turimą aukštos raiškos optinę įrangą, buvo atlikti eksperimentai, kuriais siekta pagilinti žinias apie įvairių puslaidininkinių nanodalelių (kvantinių taškų) poveikį dumblių ląstelėms bei jų dalims. Šie tyrimai prisidėjo prie gilesnio nanomedžiagų sąveikos su biologiniais fotosintetinančiais organizmais supratimo“, – džiaugiasi VU Fizikos fakulteto mokslininkė.
Bendradarbiavimą tarp Lietuvos ir Vengrijos tyrėjų inicijavo Toronto universiteto profesorius Virginijus Barzda, VU ir Segedo universiteto alumnas. Kartu su jaunaisiais mokslininkais vizitų Segede metu jis atliko bendrus eksperimentus pagal mokslinį projektą dažiklių netiesinės poliarizacinės mikroskopijos tematika. Šis bendradarbiavimas tęsiasi ir toliau, įgyvendinant naujus projektus.
Projektą „Fotooksidacinio streso sukeltų struktūrinių, spektroskopinių ir elektrocheminių pokyčių tyrimas gėlavandeniuose daugialąsčiuose dumbliuose kuriant natūralios aplinkos biojutiklį“ (angl. Structural, spectroscopic and electrochemical investigations of photooxidative stress induced changes in fresh-water macroalgae toward the development of a natural environmental biosensor) finansuoja Lietuvos ir Vengrijos mokslų akademijos.
