IV Школа молодых ученых «Применение синхротронного излучения для решения задач биологии» проходила в Новосибирском государственном университете с 1 по 3 октября. В ее работе приняли участие студенты и аспиранты из 11 городов России: Москвы, Санкт-Петербурга, Казани, Екатеринбурга, Тюмени, Пущино (Московская область), Владивостока, Красноярска, Барнаула. Программа Школы состояла из лекций и практических занятий, на которых молодые ученые имели возможность сформировать представление об использовании передовых исследовательских методов в области структурной биологии, а также получить навыки в области молекулярного моделирования и обработки первичных экспериментальных данных, полученных с помощью синхротронного излучения.
Участники Школы высоко оценили лекции от ведущих ученых активно использующих синхротронное излучение в своих работах. Особый интерес проявили к практическим занятиям связанным с молекулярным моделированием и определению структуры биополимеров методом рентгеноструктурного анализа.
— Мы решили разделить практические занятия посвященные методу малоуглового рентгеновского рассеяния и рентгеноструктурного анализа (РСА) на два уровня: ознакомительный и углубленный. Оказалось, это было правильное решение. Ознакомительный мастер-класс по РСА прошли около 40 участников, его задачей было формирование общего понимания возможностей метода. Для этого участники работали с набором дифракционных данных полученных от кристаллов модельного объекта практически в идеальных условиях проведения эксперимента. На мастер-класс второго уровня пришли участники желающие получить опыт работы с дифракционными данными, которые были использованы для решения реальных научных задач. Аналогичным образом были построены мастер-классы по применению метода малоуглового рентгеновского рассеяния, где на втором практическом занятии обрабатывались наборы данных полученные в Шанхайском центре синхротронного излучения. На следующей школе мы планируем сделать двухуровневым и мастер-класс по молекулярному моделированию, а также добавить больше лабораторных работ. Отдельно хочется отметить ознакомительные практические занятия по применению метода рентгенофлуоресцентного анализа и компьютерной томографии. Ребята успешно провели реконструкцию данных и построили трехмерную модель скелета мыши, — рассказал заведующий лабораторией Учебно-методический центр «Кристаллизация» Института химических технологий НГУ, старший преподаватель кафедры химии твердого тела Факультета естественных наук НГУ, старший научный сотрудник ЦКП СКИФ Сергей Архипов.
По оценкам организаторов и участников, особенно насыщенным стал третий день Школы молодых ученых. На лекции «Фундаментальные основы взаимодействия синхротронного излучения с объектами биологической природы», которую прочел к.г-м.н. Сергей Ращенко (ИГМ СО РАН, НГУ), рассматривались основы взаимодействия синхротронного излучения с веществом и существующие фундаментальные ограничения экспериментальных методов. Большой интерес участников школы вызвала лекция д.ф-м.н. Константина Усачева (ФИЦ КазНЦ РАН, Казань) «Кристаллография макромолекулярных комплексов». На ней рассматривался рентгеноструктурный анализ таких крупных объектов, как рибосомы и значение этих исследований для создания антибиотиков. Приводились примеры сочетания метода криоэлектронной микроскопии на начальном уровне и расшифровки структуры с использованием метода рентгеноструктурного анализа на последующем этапе. Продолжением этой темы было выступление Анны Бурцевой (ФИЦ Биотехнологии РАН, Москва) «Метод криоэлектронной микроскопии в исследовании структур макромолекул. Метод выбора или один из элементов интегративной структурной биологии». Она рассказывала про основы метода криоэлектронной микроскопии с рассмотрением реальных примеров, в частности, структуры фикобилисомы из древней цианобактерии. Анна также ознакомила слушателей с самыми новыми работами ученых ФИЦ Биотехнологии РАН.
Множество положительных отзывов получила экскурсия на кафедру химии твердого тела ФЕН НГУ и в лаборатории Института химических технологий НГУ. Для участников школы были подготовлены кристаллы модельного объекта, на примере которых им рассказали о методах кристаллизации. Также молодые ученые познакомились с оборудованием для роботизированной и ручной кристаллизации и необходимыми для выполнения этой работы расходными материалами.
— В следующем году мы хотим внести некоторые изменения в работу Школы — провести ее как школу-конференцию и издать сборник тезисов. Концептуально лекционная часть и практические занятия останутся прежними, но мы намерены ввести в программу Школы флеш-доклады молодых ученых и, возможно, постерную сессию. Поэтому не исключено, что Школа будет займет не три дня, как сейчас, а четыре. Уверен, данные изменения позволят привлечь еще большее количество участников, хотя и сейчас явно прослеживается тенденция к увеличению числа участников. Также для удобства слушателей мы рассматриваем вероятность ее переноса на летние месяцы, однако решение об этом еще не принято, — сказал Сергей Архипов.
Отзывы участников IV школы молодых ученых «Применение синхротронного излучения для решения задач биологии»
Екатерина Молоткова, выпускница Физического факультета МГУ им. М. В. Ломоносова:
— Объектом моего научного интереса является структурная биология. Мне интересна коллаборация физики высоких энергий и биологии. Мне концептуально очень нравится слияние фундаментальной физики и практической биологии. К сожалению, мероприятия, нацеленные на данную тематику, проводятся достаточно редко. Поэтому решение об участии в Школе молодых ученых было очевидным. Я хотела послушать лекции и поучаствовать в мастер-классах, а заодно посетить новосибирский Академгородок. Впечатления о Школе остались самые приятные. Было много мастер-классов практической направленности, и теперь я намерена свой нынешний профиль работы несколько сдвинуть в сторону структурной биологии, поэтому для меня были важны и теоретические знания, и практические навыки, дающие углубленное понимание теории, которая стоит за всеми этими методами.
Алексей Иванов, 4 курс Факультета естественных наук НГУ:
— Я давно слежу за развитием проекта СКИФ. Мне интересны различные направления биологии, но особенно — структурная биология, потому что она относится к биоинформатике, которой я занимаюсь. О Школе молодых ученых «Применение синхротронного излучения для решения задач биологии» я узнал в прошлом году, а с ее тематикой обзорно ознакомился на Школе системной биологии и на Школе синтетической биологии и промышленной информации. В этом году подаю заявку на участие в данной школе. Здесь я хотел узнать побольше о текущем состоянии строительства ЦКП СКИФ, новейших научных исследования и коллективах, занимающихся исследованиями в области структурной биологии в России, а также освоить ряд практических навыков, связанных с молекулярным моделированием, рентгенофлуоресцентным анализом, молекулярным докингом и методами обработки данных рентгеноструктурного анализа.
На лекции Анны Бурцевой я открыл для себя процесс подготовки образцов для криоэлектронной микроскопии, узнал, как проходит пробоподготовка и какие при этом производятся расчеты для восстановления трехмерной структуры. Не менее интересна была лекция по рентгеноструктурному анализу. Ранее для меня это все было просто названиями методов, я знал, что они дают, а теперь у меня сформировалось комплексное понимание, как можно применять их при интегративных подходах и как они друг друга дополняют.
Самым ярким впечатлением стал мастер-класс по обработке данных малоуглового рентгеновского рассеяния, когда мы из двухмерных данных своими руками получили трехмерную структуру молекулы в растворе, сопоставили с данными рентгеноструктурного анализа и сами убедились, как можно применять данные методы в сочетании. Это похоже на какую-то магию, но это наука.
Наталья Смольянова, Научный сотрудник НИЦ «Курчатовский институт», аспирант Института белка РАН:
— Основные методы, которые я использую в своей работе, — кристаллография и рентгеноструктурный анализ, а также метод БиоМУРР, но мне была очень интересна лекция, посвященная криоэлектронной микроскопии. Я задумалась о том, можно ли использовать данный метод для моего объекта — ферментов целлюлазы, — который достаточно мал для этого. Для меня было важно обсудить с коллегами, насколько это возможно. Также полезным для меня стал мастер класс по РСА, поскольку кристаллизация объекта и последующая обработка данных — процесс достаточно трудоемкий. Для меня были важны и интересны встречи с единомышленниками, знакомство с оснащением Учебно-методического центра «Кристаллизация» Института химических технологий НГУ.
Каждый день Школы приносил яркие впечатления, положительные эмоции, бесценные знания и полезный опыт.
Владимир Андрейцев, лаборатория структурных исследований аппарата трансляции Института белка РАН:
— Школа молодых ученых заинтересовала меня мастер-классами, которые проводят высококлассные специалисты. Они акцентируют внимание на тонкие моменты, которые молодому исследователю освоить самостоятельно довольно сложно. Для меня было важно получить некий багаж знаний и опыта, который можно применять в дальнейшем для своих научных изысканий и в перспективе передавать их студентам, которые приходят к нам в институт.
На этой школе полезно все: и лекции, и мастер-классы, но самым ярким впечатлением для меня стало общение с коллегами. После таких встреч понимаешь, к чему следует стремиться. Для меня очень важна была встреча с доктором химических наук Софией Борисевич (ЦКП «СКИФ», УфИХ УФИЦ РАН, Уфа), которая прочла лекцию «Совместное применение экспериментальных методов и методов молекулярного моделирования для решения задач структурной биологии» и мастер-класс по молекулярному докингу и молекулярному моделированию с учетом полученных методом РСА экспериментальных данных. Вне этой Школы у меня вряд ли была бы возможность связаться с ней и пройти такой мастер-класс.
