Биология

Сегодня известно и описано не более 1% микроорганизмов, обитающих на Земле. Сотрудники Лаборатории хотят исправить эту ситуацию и собирают микроорганизмы как из тропических многоножек, так и из обычных городских луж, выводят чистые культуры и открывают новые виды.

Потенциал, заложенный в зеленых водорослях, позволяет использовать одни их виды для производства биологического топлива, а другие – для очистки сточных вод. Для поддержания культур микроводорослей большие помещения оборудованы специальными термостатами и качалками. Для консервации ценных культур создан отдельный криобанк.

Сотрудники изучают известные и новые штаммы одноклеточных водорослей и цианобактерий, чтобы найти их потенциальную пользу для медицины и сельского хозяйства, а затем ищут условия выращивания, в которых этот потенциал раскрывается в максимальной степени.

Посмотрите, какое оборудование ученые используют в работе, и узнайте, какие именно бактерии изучают, заглянув в лабораторию.

Сотрудники Группы собирают, структурируют и анализируют информацию о биологических объектах на самых разных уровнях: от белков и молекул ДНК до целых экосистем. Одни занимаются молекулярным штрихкодированием — помечают стволовые клетки сложных организмов и отслеживают их развитие в организме, другие же ищут молекулы, которые можно использовать как лекарство.

Анализ больших данных в биологии позволяет выявлять риски для разнообразия организмов, а математическое моделирование — проектировать биологически активные молекулы и упаковывать ДНК в разные формы (технология ДНК-оригами). Усилиями биоинформатиков МГУ самые современные геномные технологии находят свое применение на практике.

Послушайте, как большая команда ученых работает сообща, чтобы заполучить ценные знания, заглянув в лабораторию.

Физиологи растений изучают циклы обмена веществ на молекулярном уровне и выводят чистые культуры клеток, которые можно использовать для получения лекарств, ботаники исследуют биоразнообразие разных уголков планеты, открывают новые виды и строят эволюционные деревья отдельных групп, а геоботаники и экологи изучают растения как часть экосистемы.

Кроме того, сотрудники кафедры создают биологические коллекции растительного материала: замороженные меристемы и семена, для которых был создан специальный криобанк, гербарий, который в рамках проекта «Ноев ковчег» был полностью оцифрован, коллекции растений под открытым небом, представленные в ботаническом саду МГУ.

Загляните в лабораторию и посмотрите, как растения растут, убаюкивающе качаясь в специальных устройствах, узнайте, какие из них принесут пользу людям, и исследуйте оборудование, которое помогает ученым в работе.

Лаборатория была создана в Сколтехе в 2013 году по инициативе профессора Евгения Николаева. Здесь ученые разрабатывают современные методы масс-спектрометрии для биомедицины, экологии, агробиотехнологии, включая создание миниатюрных масс-спектрометров для полевых и космических исследований.

Чтобы расширить области применения приборов и повысить эффективность извлечения информации из регистрируемых данных, сотрудники лаборатории систематически развивают новые аналитические подходы, включая количественные и структурные методы анализа биомакромолекул (белков, пептидов, липидов, метаболитов) и низкомолекулярных соединений в составе сложных природных систем, например вечной мерзлоты и других геологических источников. Исследователи работают на переднем крае науки, применяя методы машинного обучения в своей работе.

Загляните в лабораторию и посмотрите, как ученые проводят эксперименты.

Сотрудники Лаборатории детально исследуют молекулярные процессы, нарушение баланса которых приводит к злокачественному перерождению клеток. К числу таких работ относятся исследования активности генов, приводящей к развитию устойчивости злокачественных клеток к используемым сегодня в клинике противораковым препаратам. Вместе с этим ученые исследуют новые потенциальные противораковые соединений.

Разработанная в Лаборатории система для безопасного эффективного переноса и экспрессии генов, а также генетических элементов, эффективно подавляющих активность определенных генов, широко используется сотрудниками для исследования многих молекулярных аспектов процесса зарождения злокачественных опухолей.

Кроме того, ученые разработали эффективную систему направленного внесения суицидальных генов в злокачественные клетки разной природы, которая сегодня проходит испытания на модельных животных.

Посмотрите на красивые «светящиеся» (флуоресцентные) фотографии клеток из-под микроскопа и другое оборудование лаборатории, заглянув в тур.

Сотрудники Лаборатории создают новые биологически активные соединения: проводят дизайн и химический синтез потенциальных лекарств и оценка их эффективности на полученных генно-инженерными методами ферментах и клеточных моделях. Ученые получили несколько новых блокатор репликации вирусов, высокоспецифичных в отношении ВИЧ, гепатита С, герпеса простого, цитомегаловируса, гриппа и др. Исследователи изучили молекулярные механизмы их действия и их метаболизм. Кроме того, ученые создают новые противотуберкулезные препараты.

Какие инструменты используют ученые в своей работе, узнайте из тура.

Белки – главные машины живой клетки, они выполняют множество задач – от производства энергии до передачи информации. Одна из главных характеристик белков – их уникальная пространственная структура. Сотрудники Лаборатории используют сверхпроводящие магниты, создающие мощнейшие магнитные поля, для измерения расстояний между ядрами атомов в молекулах разных белков, что позволяет определять их пространственные структуры.

Основные объекты исследований – клеточные рецепторы – белки, которые находятся в оболочке (мембране) клеток и отвечают за передачу информации снаружи внутрь. Рецепторы регулируют несколько важнейших процессов, таких, как деление клеток, их передвижения и специализацию. Несколько клеточных рецепторов вовлечены в развитие социально-значимых заболеваний, в первую очередь, онкологических. Уже сейчас разработаны несколько противораковых лекарств нового поколения, действующих на клеточные рецепторы.

Сотрудники Лаборатории изучают, как работают клеточные рецепторы на уровне пространственной структуры. Используя ЯМР-спектрометры, ученые определяют 3D-структуры отдельных частей рецепторов в разных состояниях (активном и неактивном), пытаясь понять, как именно происходит передача сигнала через оболочку клетки. Получаемая в Лаборатории информация необходима для рациональной разработки новых лекарств, а также для установления взаимосвязи между структурой и функцией мембранных белков.

Загляните в лабораторию, где стоят одни из самых больших в Европе ЯМР-спектрометров – «бочек» с магнитами, которые позволяют узнать так много о работе наших клеток.