Den kanadensiska ljuskällan firar två milstolpar som har nåtts av forskare som har forskat vid den nationella anläggningen vid University of Saskatchewan.

Forskare har löst 1, 000 proteinstrukturer med hjälp av data som samlats in vid CLS:s CMCF-strållinjer. Dessa har lagts till Protein Data Bank – en samling strukturer som lösts av forskare globalt. Forskare har också publicerat 500 vetenskapliga artiklar baserade på deras arbete med hjälp av kristallografiska strållinjer.

Proteiner är livets byggstenar och beskrivs som kroppens arbetshästar. Kroppen är gjord av biljoner celler. Celler producerar proteiner, som gör arbetet med att bryta ner mat, skicka meddelanden till andra celler, och bekämpa bakterier, virus och parasiter. Upptäckten på CLS sträcker sig från hur malariaparasiten invaderar röda blodkroppar till varför superbugs är resistenta mot vissa antibiotika och hur parkinproteinmutationer resulterar i vissa typer av Parkinsons sjukdom. Att förstå hur dessa och andra sådana proteiner fungerar kan potentiellt rädda miljontals liv.

"Var och en av dessa proteinstrukturer som har lösts vid CLS representerar ett betydande bidrag till den globala kunskapsmassan inom områdena biologi och biokemi, främja hälsoforskning, " säger vd Rob Lamb.

"Vi är stolta över dessa milstolpar, och det hårda arbete och det engagemang som gick åt för att uppnå dem. Forskare kommer från hela Kanada och runt om i världen för att använda vår toppmoderna anläggning som stöds av fantastiska personalforskare. "

Genom att använda kraftfullt synkrotronröntgenljus, forskare utforskar människan, djur, växt, bakteriell, virala och parasitära proteiner samt nukleinsyror. Efter att ha exponerat en proteinkristall för synkrotronljus, forskarna kan använda informationen för att producera en 3D-modell som visar atomernas positioner. Denna strukturella information ger detaljer om hur proteiner fungerar och interagerar. Forskare använder sedan denna information för att bättre förstå biologi, miljöprocesser, såväl som människors hälsa och sjukdomar. Ofta, de använder informationen för att utveckla nya läkemedel.

"Dessa strållinjer är ett enormt lyft för det kanadensiska strukturella biologiska samhället, " säger Miroslaw Cygler, University of Saskatchewan professor i biokemi och Kanada forskningsstol i molekylär medicin med synkrotronljus. Han är också ledare för CMCF:s strållinjerådgivningsteam.

"Varje proteinkristallografilaboratorium i Kanada från kust till kust till kust använder den här anläggningen för att göra experiment. Kanada är ett stort land. Att resa är väldigt dyrt. Redan från början, en av anläggningens uppdrag var att tillhandahålla fjärrservice. Detta är verkligen avgörande för både inverkan och betydelse för kanadensare, säger Cygler.

Jean-Philippe Julien kunde inte hålla med mer. Julien är Kanadas forskarstol i strukturell immunologi och forskare i molekylär medicin vid Hospital for Sick Children Research Institute, samt en biträdande professor vid institutionerna för biokemi och immunologi vid University of Toronto.

Under de senaste två åren, han har löst 20 proteinstrukturer med hjälp av fjärrdatainsamling. Han skickar kristallprover till Saskatoon där CLS -forskare hjälper till med att montera proverna på strålen och sedan driver Juliens team utrustningen från deras labb i Toronto. Structure 6B0S (crystal structure of circumsporozoite protein aTSR domain in complex with 1710 antibody) is the one-thousandth protein structure solved at the CLS and is part of Julien's research into developing a vaccine that prevents the malaria parasite from causing infections.

The World Health Organization reports that nearly half of the world's population is at risk of contracting malaria, with hundreds of thousands of children dying every year.

In collaboration with scientists in Germany, Julien's team examined B cells – a type of white blood cell – from volunteers who received a candidate malaria vaccine and were then exposed to the malaria parasite to evaluate protection in a clinical trial. By solving the protein structure of an antibody developed by one of the European volunteers in this study, Julien has learned more about how the vaccine interacted with their immune system. This provides scientists with further clues as to how to alter the vaccine to improve immunity to malaria.

"In characterizing human antibody responses to malaria antigens, it is critical to have access to a world-class synchrotron beamline within Canada, " says Julien.

"Recent upgrades to CMCF have tremendously increased the sensitivity and throughput of data collection, enabling us to solve more antigen-antibody structures informing our quest towards the design of improved malaria vaccine candidates."

Julien's research describing this latest protein structure was published this week in The Journal of Experimental Medicine .

More than 70 academic, government and industrial research groups from across Canada and the United States conduct research using the CMCF beamlines.

The number of depositions has been increasing every year and with upcoming upgrades on the beamlines, the volume of work is expected to continue to accelerate.

The 500th paper was the result of research by Cygler's laboratory at the U of S. Using crystallography as well as other techniques, the researchers have a better understanding of how iron-sulfur clusters are synthesized in the body. These clusters are key components of many proteins critical to life and defects in the formation of the clusters can cause severe neurological and metabolic diseases, often with fatal outcomes. The findings were published in Naturkommunikation .