IV Школа молодых ученых «Применение синхротронного излучения для решения задач биологии» работает в Новосибирском государственном университете с 1 по 3 октября. В ней принимают участие 95 человек, большая часть которых является молодыми исследователями. 47 участников Школы — студенты НГУ. Многие из них также одновременно являются сотрудниками научно-исследовательских учреждений: Государственного научного центра вирусологии и биотехнологии «Вектор» Роспотребнадзора, Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН, Института цитологии и генетики СО РАН, Института молекулярной и клеточной биологии СО РАН и Института неорганической химии им. А. В. Николаева СО РАН. Кроме того, в школе принимают участие представители Университета ИТМО, ЦКП «СКИФ», Казанского федерального университета, Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова, Тюменского государственного университета, Сеченовского университета (Первый МГМУ им. И.М. Сеченова), Томского государственного университета и др. Более 30 участников школы приехали из 11 городов России: Москвы, Санкт-Петербурга, Казани, Екатеринбурга, Тюмени, Пущино (Московская область), Владивостока, Красноярска, Барнаула.
На открытии Школы с приветственным словом выступил ректор НГУ академик РАН Михаил Федорук:
— Новосибирский государственный университет активно участвует в создании ЦКП СКИФ и формировании круга его пользователей. На Физическом факультете НГУ стартовали новые образовательные программы — начиная со второго курса, все магистранты проходят два курса, связанные с синхротронно-нейтронными исследованиями. Образовательные программы данной направленности также введены и на Факультете естественных наук НГУ. В 2024 году в НГУ был создан Центр рентгеновских, синхротронных и нейтронных исследований, который разместится в строящемся научно-исследовательском центре, относящемся к объектам второй очереди нового кампуса НГУ. В ЦКП СКИФ запланирован запуск учебно-научной станции СКИФ-НГУ. Университет будет очень активно участвовать во всех научно-исследовательских программах, связанных с синхротронными исследованиями. Так, в рамках программы «Приоритет-2030» реализуется ряд проектов, в том числе фармацевтической и медицинской направленности. Уверен, что с вводом в эксплуатацию ЦКП СКИФ перед учеными откроются большие перспективы и безграничные возможности.
Заведующая лабораторией, старший научный сотрудник ФБУН ГНЦ ВБ «Вектор» Роспотребнадзора, кандидат-биологических наук Анастасия Гладышева рассказала о реализации проекта «Применение синхротронного излучения для вирусологических исследований в целях разработки новых иммунобиологических препаратов», работа по которому выполняется в рамках Федеральной научно-технической программы развития синхротронных и нейтронных исследований и исследовательской инфраструктуры до 2030 года, и дальнейшую перспективу.
— В рамках текущего проекта Федеральной научно-технической программы (ФНТП) развития синхротронных и нейтронных исследований определены три ключевых направления: тераностика опухолей, исследование новых вирусов и разработка иммунобиологических препаратов. Проект направлен на исследования в области тераностики онкологических заболеваний. Этот подход объединяет диагностику и лечение, то есть предполагает возможность одновременно визуализировать раковую опухоль с использованием синхротронного источника и разрушать ее, используя онколитические вирусы с определенными трансгенами. Не менее важно исследование новых вирусов. Чтобы разработать эффективные биопрепараты для борьбы с ними, необходимо знать, как они устроены. Для выполнения этой задачи необходимо применять структурно-ориентированный подход с использованием синхротронных методов, что позволит нам не только фундаментально изучать, как устроены новые вирусы, но также таргетным путем на основе структурных данных разрабатывать иммунобиологические препараты как против новых, так и против давно известных нам вирусов, для борьбы с которыми препаратов прямого действия ранее не существовало. Но для того, чтобы эти исследования состоялись, нам необходимы научные кадры. НГУ взял на себя решение данной задачи, за что мы благодарны университету. Уже в четвертый раз проводится Школа молодых ученых, ежегодно реализуется программа дополнительного профессионального образования. В этом году мы получили еще нескольких выпускников университета, которые уже являются полноценными научными сотрудниками, — сказала Анастасия Гладышева.
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 выступил с вводной лекцией о потенциале ЦКП СКИФ для исследований в области биологии, кандидат биологических наук Сергей Седых провел презентацию образовательных программ Передовой инженерной школы НГУ, а доктор химических наук Борис Захаров рассказал о магистерской программе «Методическое обеспечение физико-химических исследований конденсированных фаз» Факультета естественных наук НГУ.
Цель Школы — рассказать о возможностях синхротронного излучения применительно к изучению образцов биологической природы. В рамках ее работы молодые исследователи познакомятся с ключевыми этапами исследования кристаллов биополимеров методом рентгеноструктурного анализа, растворов биополимеров методом малоуглового рентгеновского рассеяния, а также использования методов рентгенофлуоресцентного анализа и томографии для изучения биологических образцов.
Школа молодых ученых по данному направлению ежегодно проводится в НГУ с 2022 года. На первой школе наибольшее внимание уделялось методу рентгеноструктурного анализа, который предусмотрен на станции первой очереди 1.2 «Структурная диагностика» Сибирского кольцевого источника фотонов. В программу второй школы организаторы добавили изучение метода малоуглового рентгеновского рассеяния, границы применения которого в области структурной биологии также значительно расширяются при использовании синхротронного излучения. На третьей школе был сделан акцент на совместном использовании методов молекулярного моделирования и экспериментальных подходов для решения задач структурной биологии. Таким образом организаторы связали теоретическую и экспериментальную части как взаимодополняющие. На прошлогодней школе каждому участнику было обеспечено полноценное рабочее место, и таким образом созданы комфортные условия для освоения основ обработки экспериментальных данных и навыков моделирования структур.
— Особенность Школы этого года состоит в добавлении углубленных модулей, посвященных обработке данных, полученных методом рентгеноструктурного анализа, и анализу данных, полученных методом малоуглового рассеяния при совмещении его с методом гель-фильтрации, а также в появлении практической части, связанной с обработкой томографических данных, и использовании метода рентгенофлуоресцентного анализа для изучения биологических образцов, — рассказал Сергей Архипов.
Программа Школы традиционно включает в себя теоретическую часть и практические занятия. С методом малоуглового рентгеновского рассеяния для решения задач структурной биологии участников ознакомит кандидат физико-математических наук Роман Морячков (ФИЦ КНЦ СО РАН, Красноярск). О совместном применении экспериментальных методов и методов молекулярного моделирования для решения задач структурной биологии расскажет доктор химических наук София Борисевич (ЦКП «СКИФ»), которая также является по совместительству и сотрудником НГУ. С фундаментальными основами взаимодействия синхротронного излучения с объектами биологической природы участников школы познакомит кандидат геолого-минералогических наук Сергей Ращенко (ИГМ СО РАН). Лекцию о кристаллографии макромолекулярных структур прочтет доктор физико-математических наук Константин Усачев (ФИЦ КазНЦ РАН, Казань). Также пройдут лекции, посвященные применению метода криоэлектронной микроскопии в исследовании структур макромолекул и рентгеноструктурному анализу в решении задач структурной биологии.
Практическая работа будет осуществляться в рамках 8 мастер-классов в 4 группах параллельно: «Проведение молекулярного докинга (белок—лиганд) и молекулярного моделирования с учетом полученных методом рентгеноструктурного анализа данных», «Проведение белок—белкового докинга и молекулярного моделирования для последующей экспериментальной верификации методом малоуглового рентгеновского рассеяния», «Решение и уточнение кристаллической структуры лизоцима методом рентгеноструктурного анализа», «Обработка первичных данных, полученных методом компьютерной томографии», «Метод рентгенофлуоресцентного анализа. Теория и практическое применение для исследования образцов биологической природы». Также пройдут мастер-классы по обработке данных, полученных аспирантами НГУ в Шанхайском центре синхротронного излучения, методами рентгеноструктурного анализа и малоуглового рентгеновского рассеяния.
В прошлом году для проведения практических занятий, связанных с обработкой данных, были задействованы новые терминальные классы учебно-лабораторного корпуса, в этом году к этим ресурсам добавится компьютерный класс НОЦ «Газпромнефть-НГУ» и учебные классы нового корпуса поточных аудиторий. Опыт прошлой школы показал эффективность и удобство использования компьютерных классов для участников.
Завершится школа лекцией кандидата химических наук Сергея Архипова, в которой он проведет обзор доступных на данный момент экспериментальных возможностей для кристаллизации биополимеров и исследования биологических образцов методами рентгеноструктурного анализа, малоуглового рентгеновского рассеяния, рентгенофлуоресцентного анализа и рентгеновской томографии. Также в планах ознакомить участников школы с запланированными возможностями ЦКП СКИФ для структурной биологии и биомедицинских приложений.
Школа молодых ученых «Применение синхротронного излучения для решения задач биологии» проводится при поддержке Минобрнауки России.
