Apstrakt

Fluorescentna korelaciona spektroskopija (FCS od engleskog Fluorescence Correlation Spectroscopy) je metoda kvalitativne analize nastala 70-tih godina 20. veka, koja je prevashodno razvijana kako bi se omogućila nedestruktivna karakterizacija kinetike brzih hemijskih procesa u rastvoru [1,2]. Za razliku od relaksacionih metoda, kao što je na primer T-jump, koje analiziraju povratak sistema u ravnotežno/neravnotezno stacionarno stanje nakon namerno izazvanih velikih poremećaja (perturbacija), FCS se oslanja na analizu spontanih fluktuacija oko stacionarnog stanja kako bi se dobile informacije o koncentraciji, difuziji i interakcijama fluorescentnih/fluorescentno obeleženih molekula u rastvoru. Kasniji razvoj FCS instrumentacije omogućio je merenje koncentracije, difuzije i interakcija između fluorescentnih/fluorescentno obeleženih molekula u živim ćelijama [3-5]. U svom izlaganju ukratko ću se osvrnuti na teorijske osnove FCS metode i pokazaću, koristeći primere iz vlastitog istraživanja, primenu FCS metode u biološkim istraživanjima [5] i medicinskoj dijagnostici [6]. Na kraju, pokazaću kako mi, u saradnji sa kolegama sa Instituta za fiziku, Univerziteta u Beogradu, doprinosimo daljem razvoju FCS metode [7-9].    

[1] Magde D, Elson E, Webb WW. Thermodynamic Fluctuations in a Reacting System—Measurement by Fluorescence Correlation Spectroscopy. Phys. Rev. Lett. 1972 29(11):705-708.

[2] Ehrenberg M, Rigler R. Rotational brownian motion and fluorescence intensify fluctuations. Chem. Phys. 1974 4(3):390-401.

[3] Berland KM, So PT, Gratton E. Two-photon fluorescence correlation spectroscopy: method and application to the intracellular environment. Biophys J. 1995 68(2):694-701.

[4] Schwille P, Korlach J, Webb WW. Fluorescence correlation spectroscopy with single-molecule sensitivity on cell and model membranes. Cytometry. 1999 36(3):176-182.

[5] Vukojevic V, Papadopoulos DK, Terenius L, Gehring WJ, Rigler R. Quantitative study of synthetic Hox transcription factor-DNA interactions in live cells. Proc Natl Acad Sci U S A. 2010 107(9):4093-4098.

[6] Tiiman A, Jelić V, Jarvet J, Järemo P, Bogdanović N, Rigler R, Terenius L, Gräslund A, Vukojević V. Amyloidogenic Nanoplaques in Blood Serum of Patients with Alzheimer's Disease Revealed by Time-Resolved Thioflavin T Fluorescence Intensity Fluctuation Analysis. J Alzheimers Dis. 2019 68(2):571-582.

[7] Krmpot AJ, Nikolić SN, Oasa S, Papadopoulos DK, Vitali M, Oura M, Mikuni S, Thyberg P, Tisa S, Kinjo M, Nilsson L, Terenius L, Rigler R, Vukojević V. Functional Fluorescence Microscopy Imaging: Quantitative Scanning-Free Confocal Fluorescence Microscopy for the Characterization of Fast Dynamic Processes in Live Cells. Anal Chem. 2019 91(17):11129-11137.

[8] Oasa S, Krmpot AJ, Nikolić SN, Clayton AHA, Tsigelny IF, Changeux JP, Terenius L, Rigler R, Vukojević V. Dynamic Cellular Cartography: Mapping the Local Determinants of Oligodendrocyte Transcription Factor 2 (OLIG2) Function in Live Cells Using Massively Parallel Fluorescence Correlation Spectroscopy Integrated with Fluorescence Lifetime Imaging Microscopy (mpFCS/FLIM). Anal Chem. 2021 93(35):12011-12021.

[9] Nikolić SN, Oasa S, Krmpot AJ, Terenius L, Belić MR, Rigler R, Vukojević V. Mapping the Direction of Nucleocytoplasmic Transport of Glucocorticoid Receptor (GR) in Live Cells Using Two-Foci Cross-Correlation in Massively Parallel Fluorescence Correlation Spectroscopy (mpFCS). Anal Chem. 2023 95(41):15171-15179.

Biografija

Dr Vladana Vukojević, je studije fizičke hemije završila na Fakultetu za fizičku hemiju Univerziteta u Beogradu 1989. godine i iste godine upisala poslediplomske studije fizičke hemije. U okviru poslediplomskih studija boravila je na stručnom usavršavanju na Odseku za fizičku hemiju (Kem. Lab III), H. K. Ersted Instituta (H. C. Ørsted Institutet), Univerzitet u Kopenhagenu, Danska, gde je uradila deo ekspermentalnih ispitivanja za magistarski rad (1990-1991). Magistarski rad je odbranila 1993. godine, a doktorsku tezu 2000. godine na Fakultetu za fizičku hemiju Univerziteta u Beogradu. Na Fakultetu za fizičku hemiju radila je od 1992. do 2005. godine, pri čemu je u toku 1992-1999 radila i na Faramceutskom fakultetu (do 30 % radnog vremena). Od 2005. godine radi na medicinskom univerzitetu Karolinska institut, Odsek za kliničke neuronauke, Štokholm, Švedska, gde je 2011. godine izabrana u zvanje vanrednog profesora biohemije.

Na doktorskim studijama na Karolinska institutu, dr Vladana Vukojević vodi nastavu iz predmeta "Funkcionalna fluorescentna mikroskopija u biomedicinskim istraživanjima" kojeg je uvela 2010. godine. Gostujući je predavač i ko-osnivač letnje radionice iz Fluorescentne mikroskopije i korelacione spektroskopije Hokkaido Summer Institute (HSI), Hokkaido University, Sapporo, Japan i veoma aktivna u radu ERASMUS+ programa Evropske zajednice, u okviru koga je osnovala saradnju između Karolinska instituta i Univerziteta u Beogradu. Dr Vladana Vukojević se veoma zalaže da nastava na doktorskim studijama bude na visokom nivou. U tom cilju uvodi savremene metode u proces nastave i, korsteći svoje bogato iskustvo u pedagoškom, laboratorijskom i teorijskom radu, značajno pomaže studentima u izradi diplomskih, master i doktorskih radova.

dr Aleksandar J. Krmpot, naucni savetnik
BioPhysLab
Institut za fiziku, Pregrevica 118, 11080 Beograd-Zemun, SRBIJA

dr. Aleksandar J. Krmpot, research professor
BioPhysLab
Institute of Physics, Pregrevica 118, 11080 Belgrade- Zemun, SERBIA

telefon/phone:  +381 11 3713 171
mobilni/cell:   +381 64 202 65 62
e-posta/e-mail: krmpot@ipb.ac.rs
www.hemmaginero.rs  
www.ipb.ac.rs 
http://www.ipb.ac.rs/en/istrazivanja/laboratorije-2/laboratorija-za-biofiziku/