Rad znanstvenika IRB-a na naslovnici uglednog časopisa Faraday Discussions
'Ruđerovac' dr. sc. Mario Vazdar, znanstveni suradnik u Laboratoriju za fizikalno-organsku kemiju IRB-a, objavio je, u suradnji s kolegama s Instituta za fizikalnu kemiju u Pragu, rad u uglednom svjetskom časopisu Faraday Discussions. U studiji koja krasi naslovnicu siječanjskog izdanja časopisa dr. Vazdar i suradnici pokazali su uz pomoć naprednih računalnih i eksperimentalnih metoda da određeni ioni mogu povećati, odnosno smanjiti pokretljivost pozitivno nabijenih membrana, koje se koriste u različite medicinske svrhe poput razvoja genske terapije.
Stanične membrane osnovna su građevna jedinica svih živih organizama, a sastoje se većinski od fosfolipidnih molekula i membranskih proteina. One fizički odjeljuju unutrašnjost stanice od izvanstanične tekućine i sudjeluju u gotovo svim staničnim funkcijama.
Jedna od najvažnijih funkcija membrana je transport različitih tvari unutar i izvan stanice. Također, jedan od ključnih faktora za život stanice su i različiti ioni koji se nalaze u našem organizmu. Utjecaj iona iznimno je bitan za staničnu funkciju tako, primjerice, odnos količine iona natrija i kalija unutar i izvan stanice kontrolira električni potencijal i transport tvari kroz membranu te na taj način omogućava stalan dotok energije u stanicu i samim time život svakog organizma.
Većina membrana koja se javlja u prirodi su negativno nabijene i na taj način privlače pozitivno nabijene ione koji se vežu na staničnu membranu i tako mijenjaju ponašanje membrane. S druge strane, pozitivno nabijene membrane se ne javljaju u prirodi, ali se koriste u različite medicinske svrhe poput razvoja genske terapije, gdje se koriste za ciljani prijenos DNA u stanice. Za razliku od negativno nabijenih membrana, pozitivno nabijene membrane privlače različite negativno nabijene ione, stoga je vrlo važno znati kakav je utjecaj iona na ponašanje membrane.
Treba napomenuti da je eksperimentalno proučavanje staničnih membrana na molekulskoj razini danas još uvijek vrlo teško te se danas koriste različite računalne metode kako bi detaljnije rasvijetlili i poboljšali interpretaciju eksperimentalnih rezultata.
Vrijednost ovog rada je upravo u tome što se do ključnih saznanja došlo uz pomoć naprednih računskih metoda molekulske dinamike kojom su znanstvenici uspjeli pobliže objasniti rezultate eksperimentalnih mjerenja fluorescencijskom spektroskopijom da se bromidni anioni neobično snažno vežu na pozitivno nabijene membrane. Na taj način bromidni anioni uzrokuju lokalne poremećaje u membrani i tako smanjuju njihovu pokretljivost. Za razliku od bromidnih aniona, fluoridni anioni imaju potpuno suprotan efekt i povećavaju pokretljivost pozitivno nabijenih membrana.
Ovi rezultati omogućit će daljnje razumijevanje utjecaja iona na svojstva staničnih membrana i prikazuju kvalitetnu spregu eksperimentalnih metoda s različitim računskim metodama. Ovako opisan multidisciplinaran pristup neophodan je za razumijevanje funkcije staničnih membrana koje su ključne za život ljudskog organizma.
Istraživanje je izvedeno u suradnji sa znanstvenicima J. Heyrovsky, Š. Pokornom, P. Jurkiewiczem, L. Cwiklikom i M. Hofom s Instituta za fizikalnu kemiju Češke Akademije za znanost, a rezultati istraživanja opisani su u radu Interactions of monovalent salts with cationic lipid bilayers. Vrijednost rada prepoznao je i ugledni svjetski časopis Faraday Discussions čije je uredništvo izabralo ilustraciju iz navedene studije za naslovnicu siječanjskog izdanja [slika prikazuje stvaranje grozdova fosfolipida u pozitivno nabijenim membranama (DOTAP, prikazani u žutoj boji) uz pomoć bromidnih (Br-) aniona (prikazani u zelenoj boji)].
Faraday Discussions jedan je od vodećih svjetskih časopisa u području fizikalne kemije, čiji ga faktor utjecaja 5.00 svrstava među 20% najkvalitetnijih časopisa u ovom području u svijetu.