Полiт.ua Государственная сеть Государственные люди Войти
28 апреля 2017, пятница, 17:15
Facebook Twitter LiveJournal VK.com RSS

НОВОСТИ

СТАТЬИ

АВТОРЫ

ЛЕКЦИИ

PRO SCIENCE

СКОЛКОВО

РЕГИОНЫ

17 февраля 2017, 13:54

Новый метод исследования клеток превосходит по скорости роботизированные системы

Илл.: Снежана Мажекенова/ИБХ РАН

Научные сотрудники Института биоорганической химии имени академиков М. М. Шемякина и Ю. А. Овчинникова РАН вместе с коллегами из других научных учреждений создали микрофлюидную систему ультравысокопроизводительного скрининга в каплях двойной эмульсии. Разработка позволяет изучать уникальные свойства единичных живых клеток в 30 тысяч раз производительнее роботизированных станций, а также существенно упрощает работу исследователей, которые определяют функциональность биологических объектов для создания на их основе лекарственных препаратов. Результаты опубликованы в журнале PNAS, кратко о нем сообщается в пресс-релизе Института биоорганической химии.

«Сотрудники научно-исследовательских институтов, как правило, тратят много рабочего времени на то, чтобы наработать, очистить и отобрать белки с высокими показателями активности. Наша лаборатория не являлась исключением, поэтому мы попробовали решить эту проблему, разработав систему ультравысокопроизводительного скрининга биомолекул на основе микрофлюидной эмульсии. В результате мы получили систему, позволяющую осуществлять отбор интересующих нас биологических функций из колоссального разнообразия любых микроскопических биообъектов, а не только ферментов», – рассказывает Станислав Терехов, младший научный сотрудник Лаборатории биокатализа Института биоорганической химии, один из авторов статьи.

Идея возникла три года назад, когда Станислав Терехов предложил разработать технологию, которая позволяет быстро установить активность сотен миллионов новых ферментов, получаемых его коллегой Иваном Смирновым. Рабочая группа Ивана занималась созданием и отбором биокатализаторов из комбинаторных библиотек ферментов, ускоряющих реакции, для которых природных ферментов не существует. Например, для инактивации фосфорорганических токсинов – нервнопаралитических газов, актуальных в связи с массовым распространением пестицидов и применением боевых отравляющих веществ. Прежде исследователям приходилось тратить годы на то, чтобы получить десятки новых белков.

При помощи метода фотолитографии, который широко применяется в технологических компаниях для создания компьютерных чипов, исследователи из ИБХ РАН совместно с коллегами из Санкт-Петербургского академического университета и НИИ Общей патологии и патофизиологии создали микрофлюидные чипы с каналами толщиной меньше диаметра волоса для генерации эмульсионных капель. Капли двойной эмульсии «вода-масло-вода» изолировали отдельные клетки, позволяя изучать их уникальные свойства. Используя микрофлюидные чипы, Станислав с коллегами помещал индивидуальные живые клетки в капли, после чего ферментативная и биологическая активность клеток в каплях изучалась в МГУ им. М.В. Ломоносова при помощи флуоресцентно-активированного клеточного сортера. Флуоресценция капель помогала определить наиболее активные клетки. Отобранные клетки в каплях в дальнейшем анализировались, как классическими молекулярно-биологическими методами, так и современными методами метаболомного анализа и широкомасштабного секвенирования на базе ФНКЦ физико-химической медицины.

«В результате мы получали примерно 108 капель в час и за день отбирали подходящие для нас ферменты с необходимой активностью, – продолжает Станислав. – Например, нам удалось улучшить фермент бутирилхолинэстеразу, которая не только связывала фосфорорганический токсин, но и могла его гидролизовать, то есть уничтожить, и связаться со следующим токсином. Впоследствии мы инкапсулировали бактериальные клетки, чтобы проследить, какие микроорганизмы являются ингибиторами роста высокопатогенных бактерий золотистого стафилококка. Таким образом, наш метод скрининга походит для поиска новых лекарств, как на основе ферментов, так и на основе микроорганизмов, их метаболитов и других биологических объектов».

Разработанная исследователями универсальная микрофлюидная платформа для скрининга требует значительно меньше временных и финансовых ресурсов. Она работает в 30 тысяч раз быстрее роботизированных систем, которые используют фармацевтические компании для поиска новых лекарств, позволяя анализировать большие библиотеки любых биологических объектов: белков, ферментов и даже живых клеток с целью поиска новых и более эффективных лекарственных средств.

В исследовании также принимал участие Казанский федеральный университет, Сколковский институт науки и технологий, Московский физико-технический институт, Французская академия фармакологии (French Academy of Pharmacy) и Йельский университет (Yale University).

Обсудите в соцсетях

Система Orphus
Loading...
Подпишитесь
чтобы вовремя узнавать о новых спектаклях и других мероприятиях ProScience театра!
3D Apple Big data Dragon Facebook Google GPS IBM MERS PRO SCIENCE видео ProScience Театр SpaceX Tesla Motors Wi-Fi Адыгея Александр Лавров альтернативная энергетика «Ангара» антибиотики античность археология архитектура астероиды астрофизика аутизм Байконур бактерии бедность библиотека онлайн библиотеки биология биомедицина биомеханика бионика биоразнообразие биотехнологии блогосфера бозон Хиггса британское кино Византия визуальная антропология викинги вирусы Вольное историческое общество воспитание Вселенная вулканология Выбор редакции гаджеты генетика география геология геофизика глобальное потепление грибы грипп дельфины демография дети динозавры ДНК Древний Египет естественные и точные науки животные жизнь вне Земли Западная Африка защита диссертаций землетрясение змеи зоопарк зрение Иерусалим изобретения иммунология инновации интернет инфекции информационные технологии искусственный интеллект ислам историческая политика история история искусства история России история цивилизаций История человека. История институтов исчезающие языки карикатура католицизм квантовая физика квантовые технологии КГИ киты климатология комета кометы компаративистика компьютерная безопасность компьютерные технологии космический мусор космос криминалистика культура культурная антропология лазер Латинская Америка лексика лженаука лингвистика Луна мамонты Марс математика материаловедение МГУ медицина междисциплинарные исследования местное самоуправление метеориты микробиология Минобрнауки мифология млекопитающие мобильные приложения мозг моллюски Монголия музеи НАСА насекомые неандертальцы нейробиология неолит Нобелевская премия НПО им.Лавочкина обезьяны обучение общество О.Г.И. онкология открытия палеолит палеонтология память папирусы паразиты педагогика планетология погода подготовка космонавтов популяризация науки право преподавание истории продолжительность жизни происхождение человека Протон-М психоанализ психология психофизиология птицы РадиоАстрон ракета растения РБК РВК РГГУ регионоведение религиоведение рептилии РКК «Энергия» робототехника Роскосмос Роспатент русский язык рыбы сердце Сингапур сланцевая революция смертность СМИ Солнце сон социология спутники старение старообрядцы стартапы статистика такси технологии тигры торнадо транспорт ураган урбанистика фармакология Фестиваль публичных лекций физика физиология физическая антропология финансовый рынок фольклор химия христианство Центр им.Хруничева школа школьные олимпиады эволюция эволюция человека экология эмбриональное развитие эпидемии этика этнические конфликты этология Юпитер ядерная физика язык

Редакция

Электронная почта: politru.edit1@gmail.com
Адрес: 129343, Москва, проезд Серебрякова, д.2, корп.1, 9 этаж.
Телефон: +7 495 980 1894.
Стоимость услуг Полит.ру
Свидетельство о регистрации средства массовой информации
Эл. № 77-8425 от 1 декабря 2003г. Выдано министерством
Российской Федерации по делам печати, телерадиовещания и
средств массовой информации. Выходит с 21 февраля 1998 года.
При любом использовании материалов веб-сайта ссылка на Полит.ру обязательна.
При перепечатке в Интернете обязательна гиперссылка polit.ru.
Все права защищены и охраняются законом.
© Полит.ру, 1998–2014.