Struktūra

Molekulinių darinių mikroskopija

Pagrindiniai tyrėjai:
  • Dr. Danielis Rutkauskas 
  • Dr. Andrej Dementjev 
  • Dr. Marijonas Tutkus 
Pavienių molekulių (PM) mikroskopijos metodai leidžia stebėti ir manipuliuoti individualių molekulių savybes, kurių ypatumai įprastame matavime yra paslėpti ansamblinio suvidurkinimo. Tai įgalina aptikti molekulių heterogeniškumą ir retas, tarpines, nors ir neilgai gyvuojančias būsenas. Taip pat, tampa įmanoma tiesiogiai stebėti molekulės struktūrinę dinamiką. Kartu, šie PM privalumai lemia galimybę tirti biomolekulių sąveikos mechanizmus. 
 
Naudojant fluorescentinius metodus PM mikroskopijos laboratorijoje tiriama dviejų taikinių reikalaujančių restrikcijos endonukleazių sąveikos su DNR dinamika; augalinių fotosintetinių pigmentų-baltymų kompleksų funkcijos nefotocheminiame gesinime pakitimai keičiant pigmentų sudėtį; prokariotinių Argonaute baltymų sąveikos su nukleorūgštimis mechanizmai. Priedo prie biologinių molekulių tyrimų, plečiamas egzistuojančių PM metodų arsenalas: pademonstruotas geresnio jautrumo pririšto fluoroforo judesio (angl. TFM) metodas, pagrįstas fluoroforo intensyvumo kitimu evanescentinio žadinimo lauko gradiente; realizuotos paprastesnės „DNR užuolaidos“ - didelio našumo DNR-baltymų sąveikos tyrimo metodas. 
 
Netiesinės optinės mikroskopijos laboratorijoje naudojant koherentinės anti-Stokso Ramano sklaidos spektroskopijos (angl. CARS) metodą atliekamas chemiškai specifiškas įvairių biologinių struktūrų vaizdinimas. Savitieji biomolekulių virpesiai naudojami vaizdo kontrastui formuoti išvengiant papildomo bandinio žymėjimo, ir tokiu būdu įmanoma stebėti objektus nepažeidžiant jų natūralios cheminės sudėties ir/arba struktūros. Dėl to, kad CARS signalas generuojamas koherentiškai, jis yra keliomis eilėmis intensyvesnis už spontanišką Ramano sklaidą, ir tai leidžia registruoti vaizdus dideliu greičiu. 
 
Laboratorijoje taip pat vystoma plataus lauko antros harmonikos generacijos (angl. SHG) mikroskopijos versija skirta greitam biologinių audinių kolageno struktūrų vaizdinimui, kaip ekspress diagnostikai tinkama alternatyva įprastai histologinei analizei.

Mokslinės publikacijos (2015-2019 m.)
  1. A. Dementjev, G. Mordas, V. Ulevicius, V. Gulbinas, Investigation of microstructured chitosans by coherent anti-Stokes Raman microscopy, J. Microsc. 257, 217–225, 2015.
  2. O. Fesenko, G. Dovbeshko, A. Dementjev, R. Karpicz, T. Kaplas, Y. Svirko, Graphene-enhanced Raman spectroscopy of thymine adsorbed on single-layer graphene, Nanoscale Research Letters 10, 163, 2015.
  3. M. Tutkus, G. Sasnauskas, D. Rutkauskas, Probing the dynamics of restriction endonuclease NgoMIV-DNA interaction by single-molecule FRET, Biopolymers 107, 1–9, 2017.
  4. M. Tutkus, T. Marciulionis, G. Sasnauskas, D. Rutkauskas, DNA-Endonuclease Complex Dynamics by Simultaneous FRET and Fluorophore Intensity in Evanescent Field, Biophys J. 112, 850–858, 2017.
  5. M. Tutkus, J. Chmeliov, D. Rutkauskas, A. V. Ruban, L. Valkunas, Influence of the carotenoid composition on the conformational dynamics of photosynthetic light-harvesting complexes, J. Phys. Chem. Lett. 8, 5898–5906, 2017.
  6. D. Rutkauskas, Dichotomous disorder model for single light-harvesting complexes, Lith. J. Phys. 58, 318–325, 2018.
  7. K. Chernyakova, R. Karpicz, D. Rutkauskas, I. Vrublevsky, A.W. Hassel, Structural and Fluorescence Studies of Polycrystalline α-Al2O3 Obtained From Sulfuric Acid Anodic Alumina, Phys. Status Solidi Appl. Mater. Sci. 215, 1–6, 2018.
  8. A. Paddubskaya, A. Dementjev, A. Devižis, R. Karpicz, S. Maksimenko, G. Valušis, Coherentanti-Stokes Raman scattering as an effective tool for visualization of single-wall carbon nanotubes, Opt. Exp. 26, 10527, 2018
  9. M. Tutkus, P. Akhtar, J. Chmeliov, F. Görföl, G. Trinkunas, P. H. Lambrev, and L. Valkunas, Fluorescence Microscopy of Single Liposomes with Incorporated Pigment-Proteins, Langmuir 34, 14410-14418, 2018.
  10. P. Venckus, S. Paliulis, J. Kostkeviciene, A. Dementjev, CARS microscopy of scytonemin in cyanobacteria Nostoc commune, J. Raman Spectroscopy, 49, 1333–1338, 2018
  11. M. Tutkus, F. Saccon, J. Chmeliov, O. Venckus, I. Ciplys, A. V. Ruban, L. Valkunas, Single-molecule microscopy studies of LHCII enriched in Vio or Zea, BBA-Bioenergetics 1860, 499–507, 2019.
  12. M. Tutkus, T. Rakickas, A. Kopustas, S. Ivanovaite, O. Venckus, V. Navikas, M. Zaremba, E. Manakova, R. Valiokas, Fixed DNA Molecule Arrays for High-Throughput Single DNA-Protein Interaction Studies, Langmuir 35, 5921-5930, 2019.
  13. A. Dementjev, O. Gnatiuk, D. Rutkauskas, R. Karpicz, M. Tutkus, G. Dovbeshko, Investigation by CARS microscopy of squalene and boron nitride as a precursor material for drug delivery carrier, J. Photochem. Photobiol. 380, 111863, 2019.