Студенты МФТИ познакомились с Институтом общей генетики
17 марта состоялась ознакомительная встреча сотрудников ИОГен РАН со студентами 3-го курса МФТИ (кафедра биоинформатики и системной биологии) с экскурсией по лабораториям института. Встреча началась с выступления заместителя директора ИОГен РАН по науке Николая Борисовича Пестова, который коснулся истории Института и того, как заложенная при его создании направленность на прорывные исследования в области генетики позволила ему пережить сложные времена. Упомянув, что Н.И. Вавилов для развития Института генетики пригласил работать будущего нобелевского лауреата Германа Мёллера, он пожелал, чтобы и в будущем Институт смог приглашать к себе ученых такого уровня. Н.Б. Пестов перечислил как традиционные, так и новые направления работы, о которых подробнее рассказали заведующие лабораторий.
Мария Николаевна Тутукина, зав. лабораторией сравнительной и функциональной геномики регуляторных систем, рассказала о том, как взаимодействуют экспериментаторы и биоинформатики для решения задач лаборатории «полного цикла». Направления работы — исследования регуляции транскрипции про- и эукариот, анализ РНК-ДНК взаимодействий, структуры хроматина, а также метагеномика и эволюция метаболических путей. Пример этих работ — исследование формирования бактериальных биопленок, анализ метагеномов — от тли до почв космодрома Байконур, эволюция микробных сообществ валежной древесины. Она также представила лабораторию системной биологии и вычислительной генетики под руководством член-корр. РАН Всеволода Юрьевича Макеева, которая занимается исследованием мутаций, приводящим к изменениям фенотипа. А именно, анализом факторов транскрипции с разными регуляторными областями генов и того, как это влияет на экспрессию генов. Кроме того, влиянием на факторы транскрипции через метилирование.
Д.б.н. Валерий Николаевич Даниленко, заведующий лабораторией генетики микроорганизмов, рассказал об одном из направлений лаборатории — о концепции «Микробиом-мозг», представляющей единую нейросеть, связанную с развитием когнитивных способностей человека. Он показал, как микробим — новый функциональный орган, влияет на самые разнообразные заболевания, воздействует на центральную нервную систему и на психику. Он же является источником природоподобных лекарственных препаратов, действующих на организм без побочных эффектов. Пример — препараты психобиотики, которые действуют подобно антидепрессантам.
Заведующий лаборатории экологической генетики д.б.н. Александр Владимирович Рубанович рассказал об истории ее создания, о временах, когда генетики изучали воздействие радиации на экологию и человека в полевых условиях, работая в местах техногенных аварий, таких как Восточно-Уральский радиоактивный след, Чернобыльская АЭС. Сегодня лаборатория исследует генотоксиканты и антигенотоксиканты, в том числе проводятся исследования на уровне эпигенетики — радиационно-индуцированных нарушений метилома. Задача — создавать панели эпигенетических маркеров, имеющих прогностическую ценность в отношении здоровья человека. Методы работы — lux-биосенсоры на основе кишечной палочки, о чем подробнее рассказал д.б.н. Серикбай Каримович Абилев. Это рекомбинантный штамм кишечной палочки, несущий плазмиду с опероном гена светящегося белка, в котором происходит свечение в ответ на повреждение ДНК. Еще один модельный объект исследования химических веществ на генотоксичность — круглые черви нематоды.
Лабораторию сравнительной генетики животных представил д.б.н. Сергей Николаевич Каштанов. Он рассказал про исследования соболя, генетической структуры его природных географических популяций и доместицированных популяций, выведенных селекционерами пород. На современном уровне для получения новой окраски шкурки соболя используют молекулярно-генетические методы, что делает процесс гораздо более быстрым. Другой объект исследований генетиков — северные олени; они сравнивают дикие и доместицированные популяции, описывают динамику изменения генетической структуры.
Д.б.н. Сергей Львович Киселев, заведующий лабораторией эпигенетики, подчеркнул, что эпигенетика дает понимание того, как гены работают в специализированных клетках и как в целом работает геном, чтобы обеспечивать развитие организма,. А используя современные технологии репрограммирования и генетического редактирования, можно создавать «в чашке» модели определенных заболеваний, выращивать специализированные ткани и даже органоиды. Он рассказал про изучение в лаборатории механизмов болезни Гентингтона, моногенного диабета I типа. Клеточные модели помогают подобрать лекарственные средства для тех или иных заболеваний.
Академик Николай Казимирович Янковский, научный руководитель ИОГен РАН, рассказал про актуальную научную задачу — остановить развитие вируса не с помощью иммунологии, то есть вакцин, а с помощью РНК-интерференции: разрушить «отпечаток гена», транскрипт, и таким образом, заблокировать работу гена. Это средство не только терапевтическое, но и профилактическое. Мишенью для такого воздействия должны стать гены человека, нужные для функционирования вируса. Первая задача — найти такие гены по базе. Н.К. Янковский коснулся также геногеографии, позволяющей по генетическим маркерам определить географическое происхождение человека.
Об исследованиях в этой области лаборатории геномной географии и лаборатории анализа генома рассказала Олеся Борисовна Белопольская. Первая задача на сегодняшний день - это эпигенетика ковида: проходят эксперименты по изучению метилирования у пациентов с ковидом разной степени тяжести. Вторая задача — криминалистическая, в рамках продолжения программы «ДНК-идентификация»: здесь важно развитие баз данных и программного обеспечения, которое позволило бы сравнить генотип неизвестного человека с геномными базами представителей разных этнических групп. Третья задача связана с эволюцией человека — изучение генов, которые отличают человека от других приматов, то есть которые, фактически, «сделали нас людьми».
Д.б.н. Сергей Александрович Брускин, заведующий лабораторией функциональной геномики, рассказал, что лаборатория занимается генноинженерными задачами на самых разных объектах — от дрожжей и растений до человеческих клеток. Он предложил студентам принять участие в решении одной конкретной задачи — используя систему CRISPR-Cas, создать точную и чувствительную диагностику хромосомных перестроек; это очень нужная задача для диагностики, чтобы отслеживать остаточную болезнь, таким образом можно смотреть десятки тысяч клеток. Здесь нужны биоинформатические подходы, подчеркнул он.
Студентам МФТИ показали фильм о жизни и судьбе основателя Института генетики Николая Ивановича Вавилова.
Встреча продолжилась экскурсией по лабораториям. Студенты МФТИ посетили: Лабораторию генетики микроорганизмов, Лабораторию геномной географии, Лабораторию экологической генетики и Лабораторию сравнительной генетики животных.
Репортаж экскурсии по лабораториям с фотографиями смотрите на странице ИОГен РАН в социальных сетях.
https://web.telegram.org/a/#-1001584707920
https://vk.com/iogenras