Espectrometría de masas y glicobiología: ¿cuáles son las aplicaciones genéticas?

En este nuevo episodio del podcast omg OMx, Kate Stumpo habla con Chris Taron sobre su experiencia en glicobiología, el uso de la espectrometría de masas en el campo y las implicaciones para la investigación genética. Lea los momentos destacados seleccionados o mire el video completo a continuación:

Chris Tarón | Dios mío, OMx Podcast | Ep. 11Jugar

¿Puede explicar cómo encontró su fuente de innovación y qué factores influyeron en su deseo de permanecer en el lugar de trabajo incluso después de jubilarse?

Se lo atribuyo a Biolaboratorios de Nueva Inglaterra (NEB), como organización. Hicieron un trabajo extraordinario, específicamente Don Comb, en cómo creó originalmente la empresa con un enfoque centrado en la investigación. Era realmente un clima increíble para realizar investigaciones.

Estábamos interactuando con personas que investigaban diversos temas de bioquímica, biología molecular y enzimología. También asistimos a conferencias e interactuamos con académicos y otras empresas del campo, obteniendo constantemente información sobre los problemas más interesantes. Fue fácil encontrar ideas en las que trabajar. Hubo un clima de colaboración e innovación entre los 30 grupos que trabajan en la empresa.

También teníamos la libertad de perseguir nuestras ideas, lo cual es una razón importante por la que permanecí en una organización durante toda mi carrera. Recibí financiación privada para seguir mis ideas. Es realmente especial cuando no estás agobiado por la recaudación de fondos y la redacción de subvenciones y, en cambio, puedes concentrarte en investigaciones de vanguardia, colaborar con académicos, publicar y más. Por este motivo, muchas personas de la NEB han permanecido allí como investigadores durante toda su carrera.

Comenzó su carrera investigadora en glicobiología y continuó en ella durante mucho tiempo. ¿Puede contarnos más sobre este campo y sus usos prácticos?

Lo primero que debemos establecer aquí es una línea de base para la glicobiología porque es un campo vasto. Los azúcares están presentes en todos los aspectos de la biología celular, desde los ácidos nucleicos hasta las decoraciones de proteínas y lípidos. La biología en la que influye el glicoma es increíblemente amplia porque está en todas partes.

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Mi enfoque dentro de la glicobiología se ha inclinado más hacia el lado aplicado. He estado examinando enzimas que realizan acciones físicas, actuando sobre los glicanos, desarmándolos y construyéndolos de maneras muy específicas.

Cuando se trabaja con enzimas como esas, a menudo se utilizan varias técnicas analíticas. Entonces, mi viaje a través de la glicobiología ha estado estrechamente ligado a los aspectos analíticos del campo.

Creo que todavía existe un tremendo potencial e importancia en esta área. Las tecnologías analíticas han mejorado significativamente en los últimos 20 años. Ahora estamos llegando al punto en el que podemos abordar algunas de las complejidades del glicome porque la tecnología finalmente lo ha alcanzado.

¿Cómo ha influido la espectrometría de masas en el campo de la glicobiología? ¿Cuál fue el primer experimento de espectrometría de masas que realizó y qué fue lo último que hizo mientras estaba en NEB?

Al principio de mi carrera, espectrometría de masas Fue algo que nunca me imaginé haciendo. Estaba muy interesado en la bioquímica y la genética, y la especificación de masas era algo que sólo hacían los laboratorios especializados porque tenían el equipo y el conocimiento, lo cual me daba un poco de miedo mirar.

Yo lo situaría en la década de 1990. En aquel entonces, la gente caracterizaba principalmente glicoproteínas individuales y utilizaban varios tipos de espectrometría de masas según el laboratorio que realizaba el trabajo. Diferentes laboratorios tenían diferentes sabores. Creo que ha habido cierta convergencia a lo largo del tiempo con respecto a los tipos de análisis realizados en espectrometría de masas.

Mi primera incursión en el uso de la especificación de masas en mi programa fue en proteómica, no en glucómica, y eso fue en la década de 2000, aproximadamente 2010. Estábamos empezando a identificar proteomas que habían sido secretados por células de levadura y tratando de comprender el repertorio de glicoproteínas que normalmente se producían para poder comprender mejor qué contaminaba nuestras proteínas cuando intentábamos expresar, por ejemplo, proteínas heterólogas para un propósito comercial.

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A partir de ahí, pasamos a glicosidasas, más glicosidasas y análisis de glicanos liberados, lo que llevó al desarrollo de los flujos de trabajo LC-MS. Fue entonces cuando mi laboratorio comenzó a desarrollar sus primeros enfoques de espectrometría de masas basados ​​en glicanos.

Entramos de puntillas. No quiero decir que éramos expertos en esto. Lo tomamos con calma mediante colaboraciones con personas como Pauline Rudd y el Instituto Nacional de Investigación y Capacitación en Bioprocesos en Dublín, Irlanda. Con el tiempo, comenzamos a hacerlo más de forma independiente, pero recibimos mucha ayuda en el camino.

Cuando me acercaba al final de mi tiempo en NEB, dejamos de liberar el análisis de glucanos de proteínas individuales y nos acercamos al verdadero análisis glucómico de glucomas completos. También estaba interesado en la matriz extracelular, la enorme complejidad de las estructuras y el uso de imágenes de espectrometría de masas para visualizar ese entorno específico y las enzimas que intentaban manipularlo.

Haber de imagen: Anusorn Nakdee/Shutterstock.com

¿Cómo planea incorporar el descubrimiento de proteínas desde una perspectiva centrada en los genes ahora que está en GMGI? ¿Qué espera lograr en su nuevo rol?

Creo que la gente de GMGI ha reconocido que, como organización centrada en la genómica, hay mucho que pueden hacer. Con enfoques de secuenciación profunda, los científicos tienen un mayor acceso a genomas. Pero ésta es sólo una pieza del rompecabezas. En realidad, es lo que codifican los genes lo que proporciona una mejor comprensión de la biología.

Considere la E. coli como ejemplo. Creo que el genoma de E. coli se publicó por primera vez en 1996 o 1997, que fue hace mucho tiempo. Sin embargo, el 35% de los genes de E. coli aún no están funcionalmente definidos.

Si vas a un espacio como el océano y empiezas a observar microbios que aún no han sido descubiertos, en nichos ecológicos que no se conocen bien, empiezas a preguntarte: ¿Cuál es la composición genética? ¿Cuál es el papel de las proteínas en estos ambientes? El potencial de descubrimiento es realmente enorme.

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Si tomas lo que encuentras y comienzas a aplicarlo a problemas realmente buenos, tienes una posibilidad real de influir en la analítica, mejorar la salud humana, descubrir nuevas terapias, etc.

Mi próxima tarea será armar un programa de detección y caracterización de proteínas de clase mundial que comenzará a explotar este recurso, permitiéndonos revertir algunos de los viejos problemas.

Acerca del orador

Chris es un científico experimentado y director de investigación. Pasó la mayor parte de su carrera en New England Biolabs (NEB), una empresa líder en enzimas y reactivos. Chris realizó investigaciones durante más de 33 años sobre temas relacionados con el descubrimiento, la expresión, la caracterización bioquímica y la aplicación biotecnológica de enzimas. En NEB, dirigió la investigación sobre expresión y modificación de proteínas durante 18 años. Chris se retiró de NEB en 2023, pero no de la ciencia. Recientemente se convirtió en Director Senior de Ciencia e Innovación de Proteínas en el Instituto de Genómica Marina de Gloucester, donde dirige un nuevo programa que descubre proteínas y vías microbianas únicas en diversos ecosistemas marinos.

Dios mío, presentadora de OMx: Kate Stumpo, gerente senior de mercado de Bruker

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Acerca de la espectrometría de masas de Bruker Life Sciences

Descubra nuevas formas de aplicar la espectrometría de masas a los desafíos analíticos más urgentes de la actualidad. Innovaciones como la movilidad de iones atrapados (TIMS), rayos inteligentes y láseres de escaneo para imágenes MALDI-MS que ofrecen verdadera fidelidad de píxeles, y la tecnología FTMS (XR) de resolución extrema capaz de revelar firmas de estructura fina isotópica (IFS) están llevando la exploración científica a nuevas alturas. . Usuario Las soluciones de espectrometría de masas permiten a los científicos realizar descubrimientos revolucionarios y obtener conocimientos más profundos.

2024-03-07 10:07:00
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