Профессор РАН и руководитель лаборатории регуляции клеточной сигнализации МФТИ Николай Барлев рассказал в своей колонке для Indicator.Ru о том, что необходимо для запуска работы лаборатории и как создавать в России научные школы.

В июне 2018 года ведущие научные коллективы открыли в МФТИ девять лабораторий фундаментальной и прикладной направленности. Это событие стало результатом конкурса на создание академических и прикладных научных лабораторий, который призван усилить взаимодействие вуза с ведущими институтами РАН, а также обеспечить раннее вовлечение студентов в науку.

Адресная доставка лекарств, редактирование генома, борьба с бактериями и одна лаборатория

Всю свою научную жизнь я занимался белковыми пост-трансляционными модификациями, которые обеспечивают проведение внутриклеточного сигналинга (например, фосфорилирование). Когда в 2018 году в МФТИ был объявлен конкурс академических лабораторий, я старался учитывать прикладную специфику Физтеха и сделал основной упор на разработку практических подходов для регуляции сигналинга.

Наши клетки получают информацию об изменяющейся окружающей среде при помощи рецепторов, вставленных в мембрану. Они выступают проводником, который выборочно пропускает в клетку сигналы — медиаторы, а те в свою очередь задают клетке определенную программу действий. Изучив механизмы передачи сигнала клетке и его распространения внутри нее, мы сможем создать инструменты для тонкой регуляции процессов в клетке, которые определяют их чувствительность к определенным терапевтическим препаратам и, таким образом, заложат основу для новых методов диагностики и лечения инфекционных и онкологических заболеваний.

Лаборатория открылась летом 2018 года, как раз в тот момент, когда мы заканчивали статью по созданию синтетических наночастиц, несущих лекарственные препараты, которые, при этом, способны специфически связываться с клеточным рецептором эпидермального фактора роста на поверхности клетки. За счет высокой адресности доставки наших наночастиц мы смогли в десять раз снизить рабочую концентрацию генотоксических препаратов, необходимую для уничтожения раковых клеток. Есть все предпосылки считать, что использование наших наночастиц приведет к уменьшению неспецифической токсичности лекарственных препаратов. Эта работа была завершена в МФТИ и опубликована в престижном журнале Nano Letters (Q1 (журнал первого квартиля, — прим. Indicator.Ru), импакт-фактор — 12). Текущий проект посвящен интересной теме использования наших наночастиц для подавления точек иммунного контроля, которые позволяют маскировать клетки от иммунной системы организма (за что была вручена Нобелевская премия 2018 года по медицине). По нашей задумке, наночастицы должны срывать «камуфляжную маскировку» с раковых клеток и делать их видимыми для Т-лимфоцитов, что должно приводить к гибели раковых клеток.

Помимо этого направления мы очень серьезно работаем над механизмами улучшения эффективности геномного редактирования за счет CRISPR-Cas9 (очевидно, что это открытие будет удостоено в будущем Нобелевской премии, как только разрешатся разногласия между правообладателями). Опять-таки, мы пытаемся улучшить эффективность редактирования, задействовав внутриклеточные механизмы репарации ДНК.

Ну и наконец, последнее направление — это поиск и изучение бактериофагов (специальные вирусы для бактерий), которые селективно уничтожают болезнетворные бактерии, устойчивые к антибиотикам. Это новая для нас тема, и мы бы за нее не взялись, если бы к нам в лабораторию не пришла специалист по этой тематике Анастасия Попова, которая вместе с двумя студентами успешно развивает данное направление.

Начало. Бюджет, сотрудники и студенты

Лаборатория не смогла бы так быстро начать работать, если бы не помощь дружественных лабораторий из ФизтехБио и советами, и оборудованием. Мне кажется, руководство института не совсем представляло себе «масштаб бедствия», когда объявляло конкурс на открытие новых академических лабораторий по биологии на Физтехе. Лабораториям по физике дали по 12 млн рублей, а биологам всего по 6 млн. На эти деньги сейчас просто нереально закупить новое оборудование, реактивы и вдобавок обустроить лабораторию. В грантах РНФ на создание новых лабораторий на эти цели заложено от 10 до 30 млн руб в год. Вообще многие чиновники не понимают, насколько дорогим удовольствием является современная биомедицина. Относительно высокие зарплаты – это условие важное, но недостаточное для успешной работы лаборатории. Помимо толковых исполнителей нужны еще и дорогое оборудование, и соответствующие реактивы.

Говоря об основных сотрудниках лаборатории, помимо Поповой, не могу не упомянуть о вернувшемся из-за границы Дмитрии Гущине, который обладает большим опытом работы в области геномного редактирования, и о Евгении Тульчинском, который изучает молекулярные механизмы метастазирования и лекарственной устойчивости раковых клеток. Также у нас в лаборатории работает Светлана Зверева, которая занимается практическими аспектами геномного редактирования, пытаясь исправить мутации, возникающие при раке, в важнейшем онкосупрессоре человека, гене ТР53. Кроме того, имеется вспомогательный персонал, один аспирант и студенты.

Лучший критерий отбора – это рекомендация от людей, чье мнение ты уважаешь. Поэтому часть лаборатории состоит из людей с Физтеха, а часть пришла в лабораторию по открытому конкурсу на позиции супер-постдоков, имеющих солидный опыт работы за рубежом.

На мой взгляд, студентам Физтеха не хватает профильного биологического образования. Перед руководством Физтех-школы биологической и медицинской физики стоят сложные задачи приведения в соответствие лекционного и практического материала современному состоянию науки. Студенты в МФТИ очень мотивированные, умные, быстро обучаются и по этим критериям соответствуют лучшим студентам из ведущих университетов США и Великобритании. Я могу об этом говорить со знанием дела, поскольку до возвращения в Россию я сначала работал доцентом в Университете Тафтса в американском Бостоне, а затем профессором биохимии в Лестерском университете.

Раннее погружение в науку и воспитание молодых ученых

В России складывается не совсем нормальная ситуация, когда студентов обучают университеты, а осваивать азы профессии они начинают на последних курсах в институтах Академии наук. Мне как сотруднику РАН, проведшему при этом полжизни в западной науке, по возвращении в страну это стало особенно ясно видно.

В западной науке эти обе ветви обучения объединены в единый процесс, когда сильные ученые, заведующие лабораториями, читают лекции, обучают студентов, а студенты с младых ногтей участвуют в настоящих экспериментах на переднем крае науки и перенимают исследовательский опыт, что называется, из первых рук. Так создаются научные школы. В этом плане открытие сильных академических лабораторий в ведущих университетах – шаг в верном направлении. Кто-то жалуется, что научные лаборатории в университетах отнимают хлеб у академических институтов. С этим мнением я совершенно не согласен, потому что наше университетское образование сильно отстает сейчас от лучших мировых образцов из-за того, что студентам не хватает раннего погружения в настоящую науку. Наша лаборатория собирается принять участие в учебном процессе, тем самым обеспечив приток хороших студентов в академическую среду. Также планируется, что студенты и аспиранты из нашей лаборатории внутриклеточной сигнализации в МФТИ будут ездить ко мне в лабораторию экспрессии генов в Институте цитологии РАН на короткие стажировки. Мне кажется, что такое взаимопроникновение должно обогатить сотрудников обеих лабораторий.

Похожие новости

  • 16/05/2018

    Российские биохимики нашли новые ферменты с необычной активностью

    ​Российские ученые охарактеризовали новые ферменты-трансаминазы, которые могут работать как в типичных для своего семейства реакциях, так и в нехарактерных для него. Результаты работы будут полезны в фундаментальном аспекте для поиска и предсказания свойств ферментов по их аминокислотной последовательности и для использования в биотехнологических процессах.
    862
  • 22/04/2019

    Новосибирские генетики изучают серотонин

    ​Современные реалии таковы, что получение гранта на поддержку проекта стало одним из важных залогов успешной работы для наших ученых. Руководитель лаборатории нейрогеномики поведения ФИЦ ИЦиГ СО РАН, д.
    313
  • 28/05/2018

    Нейросеть помогла российским ученым определить оптимальные условия хранения микроорганизмов

    ​Российские ученые с помощью нейросети определили самые оптимальные условия для длительного хранения микроорганизмов, выживающих при экстремально высокой солености. Статья об этом опубликована в журнале Extremophiles.
    460
  • 18/12/2018

    Сибирские биохимики нашли связь дефектов стволовых клеток с аутоиммунными заболеваниями

    ​Рассеянный склероз, волчанка и другие аутоиммунные болезни могут возникать из-за серьезных нарушений в работе стволовых клеток костного мозга, заставляющих их собирать особые агрессивные антитела. Об этом рассказали биохимики, выступавшие на конгрессе "Аутоиммунные и иммунодефицитные заболевания" в Москве.
    1164
  • 20/11/2018

    Ученые установили, что набеги насекомых остаются в памяти деревьев

    Оригинальный способ предсказания будущих атак вредителей растений разработан учеными Института проблем экологии и эволюции РАН Булатом Хасановым и Робертом Сандлерским. Они предложили оценивать число вредителей по структуре древесины.
    400
  • 08/06/2018

    Ученые избавили клетки от «кислородного стресса»

    Российские ученые совместно с британскими коллегами предложили технологию, позволяющую анализировать живые ткани и клетки под микроскопом. Метод позволит проводить экспресс-анализ токсичности магнитных наночастиц размером около 10 нанометров, которые применяются для создания противоопухолевых препаратов.
    589
  • 20/08/2018

    Ученые установили, что на результат химиотерапии влияет процесс разрушения митохондрий

    ​Программируемое разрушение митохондрий, «энергетических станций» клеток, пределяет ответ опухолевых клеток на химиотерапию. Также этот процесс влияет на различные виды гибели клеток, такие как апоптоз и аутофагия.
    708
  • 29/10/2018

    Биологи из России научились предсказывать нашествия вредителей

    ​Российские ученые выяснили, как можно "прочитать" историю борьбы отдельных растений с вредителями и предсказать будущие атаки насекомых, анализируя структуру их древесины. Их выводы были представлены в журнале Dendrochronologia.
    420
  • 26/07/2018

    Антитела из полимеров позволят эффективно уничтожать раковые клетки

    ​Международная группа исследователей под руководством Николая Барлева, заведующего Лабораторией клеточного сигналинга МФТИ, показала принципиальную возможность создания нового класса противоопухолевых препаратов на основе nanoMIP - «пластиковых антител».
    566
  • 01/08/2018

    Интерфероны запускают раннее самоубийство клеток в ответ на инфекцию

    ​Российские ученые совместно с зарубежными коллегами обнаружили, что еще до активации иммунного ответа организма на инфекцию зараженные клетки начинают бороться с ее распространением. Это происходит благодаря белкам-интерферонам, которые синтезируются во всех клетках организма.
    396