Как занимаются структурной биологией в Долгопрудном

Лаборатория перспективных исследований мембранных белков МФТИ

структура белка KR2

Это первый материал проекта «Суперпозиция: куда пойти работать молодому ученому», в котором «Чердак» совместно с ведущими университетами рассказывает, как молодому ученому найти работу, в каких лабораториях открыты вакансии и чем они занимаются. Партнеры — SuperJob и МФТИ.

Николай Ильинский, сотрудник лаборатории:

— В школе я увлекался математикой и биологией — необычное сочетание, как мне тогда казалось. Поступил в 2005 году на Физтех и через шесть лет пошел в Институт молекулярной биологии в аспирантуру — заниматься четырехспиральными структурами ДНК. После защиты диссертации вернулся на Физтех, в лабораторию перспективных исследований мембранных белков. У меня там несколько однокурсников работали — я знал, что лаборатория активно работает. Была мотивация научиться многим биохимическим подходам — для развития, повышения квалификации.

Я работаю в лаборатории, где не просто делают рутинные исследования, а создают новые методы, делают знания на самом острие науки. Когда ты что-то исследуешь, есть шанс, что до тебя этого вообще никто не делал.

Сейчас я изучаю рецептор A2A из семейства GPCR — это мембранный белок, ответственный за сужение и расширение сосудов, очень важная штука. Через него действуют лекарства от аритмии, стенокардии и гипертонии. У меня ушло полгода, чтобы наработать нужное количество белка, сейчас буду смотреть на флуоресцентном микроскопе, как определенные вещества его активируют.

Создание лаборатории: с места в карьер

Лаборатория перспективных исследований мембранных белков открылась на Физтехе в начале 2011 года, руководителем стал Георг Бюлдт — профессор, приглашенный из Германии. За последние пять лет лаборатория не только опубликовала несколько оригинальных исследований, но и вошла в состав центра изучения молекулярных механизмов старения и возрастных заболеваний в МФТИ.

Лаборатория в полном составе


Глобальная научная задача: с точностью до атома

Мембранные белки — особый класс биологических молекул, они передают сигналы и вещества через клеточную мембрану. Неполадки в таких белках приводят к различным типам серьезных заболеваний, таким как рак, хронические воспаления и аутоиммунные заболевания.

Структуры большинства мембранных белков до сих пор неизвестны — их трудно изучать. Чтобы определить структуру белка, для начала его нужно получить — чем больше, тем лучше. Для этого в кишечную палочку E.coli, дрожжи или клетки насекомых встраивают нужный ген и используют их как фабрику для наработки белка. На это уходит пара месяцев. Затем ученые получают кристалл — в случае каждого нового белка проблему кристаллизации приходится решать заново, потому что условия кристаллизации сильно зависят от структуры белка. На получение кристалла уходит в лучшем случае полгода. Потом кристалл везут на синхротрон в Гренобль (Франция), чтобы посмотреть, как он рассеивает рентгеновские лучи — по этим данным воссоздают структуру молекулы белка. Эксперимент по рассеянию и решение структуры занимают несколько месяцев.

Валентин Борщевский, заместитель заведующего лабораторией:

— Недавно мы вернулись с синхротрона ESRF в Гренобле, где раз в несколько месяцев нам дают несколько суток beam time — времени «под лучом» синхротрона. Время на синхротроне выделяют практически без перерывов. В последний раз было так: сутки на эксперимент, сутки перерыва и еще двое суток на эксперимент. Но синхротрону нельзя давать простаивать — в следующий раз мы будем на нем только через несколько месяцев. Приходится пить много кофе, организовывать смены для непрерывного управления автоматикой сбора данных и замены использованных кристаллов. Благо, гостевые комнаты для отдыха неподалеку.

На синхротроне ESRF в Гренобле


Для того чтобы понять механизмы возникновения заболеваний, связанных с мембранными белками, и научиться их лечить, полезно знать структуру этих белков, ведь именно она определяет, как белок будет работать.

Несмотря на это, структуры многих белков до сих пор не определены: из 5000 мембранных белков в геноме человека структуры известны только для 200. Но за очень важную структуру, например за первую структуру рецептора, сопряженного с g-белком, дали Нобелевскую премию.

Место в научном мире: большая наука в маленьком Долгопрудном

— Основной научный партнер лаборатории — Forschungszentrum Julich (FZJ), крупный исследовательский центр в Юлихе (Германия). Центр поддерживает нас с самого начала работы лаборатории как материально, так и кадрово: уже пять лет лабораторией руководит профессор, приглашенный оттуда. Сейчас мы продолжаем совместные исследования, а студенты регулярно ездят в FZJ на стажировки.

Пожалуй, одно из самых важных наших недавних совместных достижений — работа по получению структуры и исследованию свойств белка KR2. Этот белок обещает стать важнейшим инструментом для оптогенетики: активируя работу KR2 при помощи лазера, можно контролировать, как проходит нервный сигнала через отдельные нейроны.

Структура белка KR2



Искусственно полученный калийный «насос» KR2 может стать идеальным инструментом для максимально четкого контроля за активностью нервных клеток.

Эрнст Бамберг, один из создателей оптогенетики, в пресс-релизе исследовательского центра Юлих

Путь в большую науку

— Мы открыты к общению с молодыми учеными с опытом работы в науке — теми, кому интересна структурная биология и кто готов работать даже по ночам и в выходные. В свою очередь, мы предоставим интересные задачи, современное оборудование, возможность сотрудничества с ведущими и зарубежными учеными.

Мы платим от 40 000 рублей в месяц по итогам собеседования тем, кто усердно работает, обещаем карьерный рост и помогаем в организации проживания на территории кампуса МФТИ.

Резюме отправляйте на borshchevskiy.vi@mipt.ru.


В лаборатории ведутся работы в рамках ФЦП «Исследования и разработки», проект 14.587.21.0011

Теги:

Читать еще на Чердаке: