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.

Оборудование Центра позволяет проводить исследования загрязненности: атмосферы, природных и антропогенных сточных вод, почвы. Можно оценивать загрязненность озер, рек, созданных человеком акваторий и отдельных типов биологических молекул, применяемых для экологического тестирования и оценки загрязнения окружающей среды.

Чтобы узнать, кто обитает в обсерватории, посетите тур.

Сотрудники Лаборатории ищут препараты, малые молекулы, способные сломать защиту опухолевых клеток, чтобы они стали более чувствительными к обычной противоопухолевой терапии. Химиотерапия часто бывает недостаточно эффективной, поскольку опухолевые клетки несут больше молекулярных белков-шаперонов, которые отвечают за формирование 3D-структуры клеток, чем нормальные клетки. Это делает их более устойчивыми к действию неблагоприятных факторов, в том числе и к действию противоопухолевых препаратов. Схемы процедур химиотерапии, которые используют клиницисты сегодня, приводят к значительным побочным эффектам и тяжело переносятся пациентами. Применение веществ, подавляющих систему защиты опухолевой клетки, то есть инактивирующие молекулярные шапероны или подавляющие их синтез, позволят значительно снизить дозы противоопухолевых препаратов без потери их эффективности.

Услышать из первых уст, как исследователи пытаются найти решение одной из сложнейших медицинских задач современности можно, посетив эту лабораторию.

Группа решает задачи, связанные с анализом самых разных образцов клеток: первичных культур, полученных от доноров, стволовых, опухолевых, генно-модифицированных клеток человека и животных. Группа создана в рамках международного проекта «Геном человека», чтобы разрабатывать методы массового выделения индивидуальных хромосом и «прочтения» генов и фрагментов ДНК.

Посетив тур, вы узнаете, какими методами пользуются ученые, чтобы решать эти задачи.

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.

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.

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.