Научные сотрудники лаборатории белковой инженерии Факультета естественных наук Новосибирского государственного университета занимаются получением кристаллов белков репарации и их комплексов с низкомолекулярными ингибиторами, чтобы потом, когда СКИФ будет запущен в эксплуатацию, исследовать эти образцы методами рентгеновской кристаллографии. Работа проводится в рамках масштабного проекта «Структурные исследования и радиационные испытания перспективных материалов с использованием синхротронного излучения и нейтронов», поддержанного программой стратегического лидерства «Приоритет 2030».
О том, что это за проект,
ранее рассказал его руководитель – Сергей Цыбуля.
Репарация ДНК – специальная группа восстановительных механизмов, позволяющих выявлять и исправлять ее повреждения. Зная структуру белка репарации ДНК, ученые могут довольно достоверно составить представление о том, как он работает. Это важно, потому что практически любой белок может быть мишенью для различных лекарственных средств.
— Если белок происходит из бактерии, вируса или раковой клетки, мы можем на него нацеливать какие-либо лекарства, их нейтрализовать или ослабить. Если же белок взят из нормальных человеческих клеток, мы получим четкое представление о том, как он может «сломаться». Например, узнаем, как такой белок может сделать здоровую клетку раковой. Или же узнаем, что ему нужно, чтобы «правильно» работать, — объяснил заведующий лабораторией белковой инженерии кафедры молекулярной биологии и биотехнологии ФЕН НГУ Дмитрий Жарков.
Чтобы определять на современном уровне структуру белка, ученым необходимы специальные устройства, генерирующие потоки рентгеновских лучей и синхротронное излучение. Но, прежде чем проводить исследования, из белка необходимо вырастить кристалл.
— Он совсем не похож на кристалл драгоценного камня и гораздо меньше по размеру — одна десятая миллиметра и меньше. И способность к кристаллизации у них разная. Из одних большие и пригодные к работе кристаллы образуются за ночь, при работе с другими на этот процесс уходят месяцы, а если учитывать неудачные попытки, то и годы, — сказал Дмитрий Жарков.
Полученные кристаллы белков подвергают воздействию синхротронного излучения и по отражению рентгеновских лучей от атомов кристалла восстанавливают его структуру. Затем с помощью специальных программ по этим точкам воспроизводят структуру самого белка вплоть до отдельных атомов. Ранее, чтобы провести такие исследования, ученым НГУ приходилось выезжать за рубеж, поскольку отечественные исследовательские центры и институты не располагали необходимым оборудованием. С запуском в эксплуатацию СКИФа у них появится возможность производить все необходимые манипуляции на месте.
—
В настоящий момент мы в лабораторных условиях производим интересующие нас белки и запускаем процесс их кристаллизации.Таких белков порядка 15. Их структура на данном этапе нам либо неизвестна, либо известна недостаточно. Из нескольких уже выращены кристаллы, пригодные для дальнейших исследований. В ближайшее время нам необходимо отстроить конвейер для определения их структуры. Наша важнейшая техническая задача — подойти к открытию СКИФа с полной программой загрузки по исследованиям кристаллов белков, — пояснил Дмитрий Жарков.
