МГУ–2017: Факультет биоинженерии и биоинформатики

Общие сведения. Факультет биоинженерии и биоинформатики не делится на кафедры. Деканом факультета с момента его образования в 2002 г. является акад. РАН В.П. Скулачёв. Научную и педагогическую работу ведут 15 профессоров, 9 доцентов, 15 старших преподавателей. Факультет готовит специалистов по специальности «Биоинженерия и биоинформатика»; на факультете имеются аспирантура и докторантура.

 

Наука. В 2017 г. сотрудниками факультета был сделан ряд научно-исследовательских работ мирового уровня.

Группой акад. РАН В.П. Скулачёва была открыта первая натрий-перекачивающая цитохромоксидаза. Некоторое время назад в природных гиперщелочных гиперсоленых озёрах (содовые озёра) была обнаружена жизнь микроорганизмов. В водах содовых озёр концентрация ионов натрия может достигать насыщающей, но концентрация ионов водорода крайне низка. Вследствие этого у микроорганизмов из содовых озёр на цитоплазматических мембранах образуется очень низкий электрохимический потенциал ионов водорода – одна из важнейших универсальных энергетических валют живой клетки. Нормальная величина этого потенциала необходима для протекания жизненно важных энергопотребляющих процессов – синтеза АТФ, движения клеток, транспорта питательных веществ и других функций.

Как микробы из содовых озёр приспособились обеспечивать себя энергией при столь низком потенциале было настоящей загадкой. У обитателей таких засоленных озёр в Туве (Сибирь, Россия) – бактерий семейства Thioalkalivibrio – группе Скулачёва удалось разгадать один из механизмов, обеспечивающих их энергией. Им оказался принципиально новый преобразователь биологической энергии в живых организмах – натриевая цитохромоксидаза. Это разновидность главного фермента кислородного дыхания, цитохромоксидазы, которая в процессе дыхания потребляет кислород, восстанавливая его до воды.

Новизна фермента состоит в том, что он превращает энергию реакции дыхания в энергию градиента ионов натрия, перекачиваемых через мембрану, а не ионов водорода, как это было известно до сих пор для цитохромоксидаз. Прямые измерения транспорта Na⁺ проводились на бактериальных клетках и субклеточных мембранных везикулах, нагруженных радиоизотопом ²²Na. Было показано, что цитохром cbb3 Thioalkalivibrio versutus представляет собой первичный Na⁺-насос. Мотив Na⁺-насоса был обнаружен в нескольких бактериальных штаммах, родственных с T. versutus. Результаты согласуются с гипотезой использования Na⁺-перекачивающих энергетических преобразователей организмами, живущими в щелочных условиях и при высокой солёности окружающей среды.

 

Эксперименты, проведённые в группе проф. В.И. Муронца показали, что димеризация альфа-синуклеина в результате ошибки трансляции полипептидной цепи предотвращает амилоидоизацию этого белка. Установлено, что при экспрессии альфа-синуклеина человека в клетках  кишечной палочки в результате ошибки трансляции происходит синтез как альфа-синуклеина дикого типа и так и белка, содержащего замену Tyr136Cys. Количество альфа-синуклеина Cys136 (Cys136-AS) может достигать 50% от общего содержания рекомбинантного белка. С помощью тиол-сефарозы были выделены фракции дикого типа и Цис136-содержащего альфа-синуклеина. В отсутствие восстановителей Cys136 образует димеры за счёт дисульфидных связей. Оба типа белков склонны к агрегации при длительной инкубации при 37°С в слабокислой среде, но только альфа-синуклеин дикого типа образует амилоидные агрегаты. Существенно, что примесь димерных Cys136 мешает амилоидной трансформации дикого типа альфа-синуклеина. Анализ методом КД-спектроскопии выявил повышенное содержание альфа-спиральных структур в агрегатах димерных Cys136-AS. Вероятно, примесь Цис136 альфа-синуклеина в препаратах рекомбинантного альфа-синуклеина человека может быть источником ошибочной интерпретации экспериментов по амилоидному превращению этого белка.

 

Конференции. Организованы и проведены:

– XXIV международная конференция студентов, аспирантов и молодых учёных по фундаментальным наукам «Ломоносов–2017. Секция “Биоинженерия и биоинформатика”» (10–14 апр.). В её работе приняли участие 63 человека, в т.ч. 39 из МГУ. Доклад на конференции засчитывался студентам II–IV курсов факультета как защита курсовой работы;

– ХIV студенческая конференция (27–28 апр.). Студенты II–III курсов представили 40 стендовых докладов, студенты III–IV – 18 устных докладов. Лучшими стендовыми докладами признаны: «Automation of cytotoxicity test in the model of co-cultivated fluorescent cultures in search for potential antitumor drugs» – А.Князевой (III курс), «Creation of genetic construction for recombinant protein Kiaa1456-mKate2 and mKate2-Kiaa1456 expression in mouse cells» – Е.Васильевой (II курс), «QM/MM simulation of rare hydrolysis in abzyme A17» – А.Литвин (II курс);

– конференция, посвящённая созданию первой в России лабораторной колонии голых землекопов Heterocephalus glaber (15 сент.). Голый землекоп – идеальный модельный объект для изучения механизмов старения. В ближайший год планируется наблюдать за их поведением в лаборатории и увеличивать численность их колонии. Когда число голых землекопов превысит 100, начнётся изучение митохондрий сердца, процессов возникновения рака (искусственно вызванного канцерогенами) и иммунной системы.