Белок для генной инженерии: в ТГУ изучают микробиом малярийных комаров

ТОМСК, 9 авг – РИА Томск. Ученые Томского госуниверситета (ТГУ) изучают микробиом из кишечника малярийных комаров Anophelessp; исследование проводится в рамках направления "Инженерная биология" проекта "Приоритет 2030". Его результаты в будущем могут быть полезны для создания новых технологий генной инженерии. Подробнее – в материале РИА Томск.

Ранее сообщалось, что четыре томских университета, в том числе ТГУ, стали участниками программы повышения конкурентоспособности вузов РФ "Приоритет 2030". ТГУ получил поддержку в почти 1 миллиард рублей по треку "Исследовательское лидерство". Кроме того, ТГУ инициировал создание междисциплинарного консорциума, нацеленного на разработку новых материалов для медицины, космоса, ВПК и других областей.

Зачем изучать белки

Как уточняется во вторник на сайте ТГУ, инженерная биология является одним из наиболее динамично развивающихся в мире направлений науки. С помощью ее инструментов можно создавать новые диагностические системы, препараты для борьбы с тяжелыми болезнями, решать проблему продовольственной безопасности и многие другие.

"Генетики ТГУ в рамках проекта, поддержанного программой "Приоритет 2030", исследуют свойства белков системы репарации (восстановления) ДНК у микроорганизмов, подвергшихся генотоксическому стрессу. Белки с изменившимися свойствами и функционалом могут стать эффективным инструментом для создания новых технологий генной инженерии", – сообщается на сайте вуза.

В частности, ученые работают с микробиомом (сообщество микроорганизмов), который присутствует в кишечнике малярийных комаров Anophelessp.

"Мы этот микробиом выделили, и сейчас объектом нашего исследования являются белки системы репарации, защищающей ДНК в случае воздействия физических или химических негативных факторов. В данном случае негативным фактором выступает кровь, которая является для микробов агрессивной средой", – цитируется в сообщении старший научный сотрудник лаборатории экологии, генетики и охраны окружающей среды Биологического института ТГУ Алина Коханенко.

Отмечается, что задача проекта – выяснить, как меняются жизненно важные свойства белков системы репарации и какой новый функционал они приобретают в процессе адаптации к генотоксическому стрессу.

Что предстоит сделать ученым

Генетики будут анализировать микробиом из кишечника малярийных комаров на разных стадиях переваривания крови, выделять ДНК микроорганизмов, анализировать их метагеном. Это позволит идентифицировать всех обитателей кишечника и в дальнейшем изучить их системы защиты ДНК. Белки, свойства и функционал которых будут отличаться от уже известной нормы, станут объектом исследования генетиков.

"Получать белки мы будем с помощью метода молекулярного клонирования. Ген, продуцирующий белок, будет вставлен в плазмиду (небольшая молекула ДНК, физически обособленная от хромосом) кишечной палочки – Escherichiacoli", – цитируется Коханенко.

Escherichiacoli, по словам ученого, – это очень удобный модельный вид, который часто используется в исследованиях. Для команды ТГУ он послужит своего рода инкубатором. Здесь будет нарабатываться нужный белок именно с теми свойствами, которые он проявлял в организме микроба, адаптирующегося к воздействию негативного фактора.

Добавляется, что подобный метод наработки белков применяется в производстве синтетического инсулина. Это избавляет человечество от необходимости выделять жизненно необходимый гормон из клеток животных или синтезировать его химически. Препарат, полученный методом молекулярного клонирования, ближе всего человеку генетически, он чище, что снижает нежелательные реакции к минимуму.

"Белки, синтезированные в биоинкубаторе, ученые очистят и исследуют. Выяснив, в чем заключается измененный функционал, генетики смогут найти практическое применение выявленным свойствам. В первую очередь точкой приложения новых знаний может стать создание или усовершенствование имеющихся генно-инженерных подходов", – сообщается на сайте ТГУ.

Так, один из белков системы репарации ДНК – урацил-ДНК-гликозилаза – уже нашел применение для усовершенствования протокола ПЦР в отечественной практике. "В результате можно не опасаться засорения образцов чужеродной ДНК", – добавляет пресс-служба вуза.

Как сообщалось ранее, в настоящее время в ТГУ при поддержке программы "Приоритет 2030" реализуется пять стратегических проектов: "Технологии безопасности", "Инженерная биология", "Глобальное изменение Земли: климат, экология, качество жизни", "Социогуманитарный инжиниринг" и "Открытая экосистема генерации знаний и технологий – Большой университет Томска". 

В рамках стартпроекта "Инженерная биология" ТГУ выполняет целый ряд исследований, направленных на создание новых инструментов и технологий, решающих актуальные проблемы человечества. В частности, ученые ТГУ решают проблему устойчивости бактерий к антибиотикам, что поможет медикам в борьбе с тяжелыми трудноизлечимыми формами инфекционных заболеваний.