ИГУ От рачков к ярким биотехнологиям
/ru/news/2021/details/news-id2021
От рачков к ярким биотехнологиям
27 апреля 2021
rachki

Экосистема озера Байкал выступает уникальной ресурсной базой для перспективных исследований и разработок, которые ведут ученые Иркутского государственного университета. Одним из таких передовых исследований является проект молодого ученого НИИ биологии ИГУ, кандидата биологических наук Полины Дроздовой, которая переехала в Иркутск из Санкт-Петербурга специально для изучения байкальских ракообразных, в том числе особенностей их окраски и зрения. Стоит отметить, что потенциальным применением новых зрительных белков опсинов могут стать технологии оптогенетики и их применение в лечении болезней мозга или для восстановления зрения.

В 2019 году проект Полины Дроздовой стал победителем конкурса Президентской программы исследовательских проектов и получил поддержку РНФ (Российского научного фонда) в размере 3 млн рублей. Срок выполнения проекта заканчивается в этом году, и у ученых-биологов уже есть ряд обнадеживающих результатов.

Полина Дроздова:

— Мы уже можем ответить на вопросы, которые задавали перед началом проекта. Оказалось, что за окраску у байкальских рачков отвечают белки, не похожие ни на какие другие ранее изученные кем бы то ни было (некоторые их части слабо похожи на белки, распознающие запахи у насекомых). Эти белки амфипод по функции и, скорее всего, по механизму своей работы напоминают те, что определяют окраску раков и омаров, но не родственны им по происхождению. Получается, что предки амфипод на каком-то этапе своей эволюции приспособили белки именно для этой функции, а мы стали первыми, кто обнаружил эту совершенно новую для науки группу.

О зрении амфипод мы тоже кое-что узнали: мы нашли у них зрительные белки (опсины), причём разнообразие этих белков не только уменьшается с глубиной (что очень разумно), но и исходно у байкальских амфипод меньше, чем у их европейских родственников. Одно из вероятных объяснений этой разницы между байкальскими и европейскими рачками — потеря части зрительных пигментов в течение эволюционном значимого промежутка времени, когда Байкал был покрыт льдом. Геологическая история озера до сих пор не до конца восстановлена, и очень интересно, что мы можем судить о ней по косвенным данным о последовательностях белков.

Поиском новых белков с уникальными свойствами, которые можно использовать, в том числе, в передовой медицине, занимаются во всем мире, но далеко не всем удается их обнаружить. Однако это удалось сделать научной группе НИИ биологии ИГУ, руководителем которой является Полина Дроздова, используя ресурсы Байкала и применяя методы от классических гидробиологических до новейших биоинформатических. Молодой ученый отмечает, что это первая и, как оказалось, вполне успешная попытка заглянуть в новые глубины.

Говоря о потенциале и перспективности разработки научной темы, Полина Дроздова особо подчеркивает фундаментальность проводимых исследований и пока еще сложности определения необходимого для человечества практического продукта. Тем не менее, она очертила некоторые направления возможного использования опсинов:

— В случае цветных белков возможно, что их можно будет использовать в качестве питательного пищевого красителя, индикатора соблюдения правильности условий хранения посылок или для разделения сложных смесей органических веществ, поскольку они связываются с конкретными молекулами из класса каротиноидов. Кстати, говорить обо всех этих возможных применениях мы можем только сейчас, когда стало понятно, насколько мало белки байкальских амфипод похожи на белки раков и омаров, которые изучают уже полвека.

Возможное практическое применение опсинов несколько более очевидно. В первую очередь это оптогенетика — молодая, но очень успешная область, которая занимается разработкой методов воздействия на нервную систему с помощью гибридных рецепторов на основе опсинов. Таким способом можно восстанавливать зрение и лечить и изучать некоторые заболевания нервной системы (и не только), а в перспективе создать на этой основе нейроинтерфейсы.

О своем исследовании Полина Дроздова рассказывала на вебинаре участникам онлайн-фестиваля Наука 0+, прошедшего несколько месяцев назад в рамках марафона #ПоступайвИГУ. Тогда университет знакомил абитуриентов и всех желающих с прорывными научными проектами мирового уровня, реализующимися учеными ИГУ. Запись трансляции вебинара доступна на официальном канале ИГУ в YouTube. Также об этом подробно Полина Дроздова рассказывала участникам чемпионата сочинений «Своими словами» — запись «От байкальских рачков к ярким биотехнологиям» доступна в группе Вк.

Полина Дроздова — кандидат биологических наук, выпускница СПбГУ, кафедра генетики и биотехнологии. Сфера научных интересов — молекулярная генетика. В Иркутск переехала в 2018 году специально для работы в научной группе доктора биологических наук директора НИИ биологии ИГУ Максима Тимофеева.

Фото — НИИ биологии ИГУ

Управление информационной политики ИГУ
Телефон: 521-971