Александр Милов 0,0

Десятилетиями практическая белковая инженерия полагалась на направленную эволюцию — мощный, но слепой метод перебора тысяч случайных мутаций в пробирке. Сегодня правила игры меняются: эволюция переносится в компьютер. В этой статье (входящей в цикл «ИИ в биологии») мы проследим путь от хаоса к контролю над белковой эволюцией: начнем с тонкой настройки одиночными мутациями, а после научимся различать белки по нужным свойствам. Прогуляемся по белковой вселенной, вылавливая новые белки. Под конец станем переписывать белки по пространственному чертежу, как настоящие инженеры. Увидим, откуда берутся ферменты для промышленности и антитела для клиники, и разберемся, чем отличаются дизайн белков de novo (тот самый, за который дали Нобелевскую премию) и более приземленный, но зато уже прочно вошедший в практику редизайн. Разбирается в этой сложной области автор «Биомолекулы» Андрей Кузнецов с помощью Елены Кудряшовой — руководителя Лаборатории таргетной терапии и предиктивной диагностики Центрального университета.

Слышали ли вы когда-нибудь о «кроличьей лихорадке», как часто называют туляремию? Не удивлюсь, если нет. Между тем она довольно актуальна для жителей России. Ведь бактерии, вызывающие ее, прекрасно «чувствуют» себя на территории нашей страны, особенно в Северо-Западном, Центральном и Сибирском регионах, а также на Дальнем Востоке. Эта статья, продолжающая спецпроект «Вакцинация», поможет разобраться, чем опасна туляремия и что нужно о ней знать, чтобы не заразиться.

Новый гость проекта «Биология в России: люди и открытия» — доктор биологических наук и главный научный сотрудник ФИЦ Биотехнологии РАН Николай Николаевич Случанко. Он руководит Лабораторией белок-белковых взаимодействий, где его команда исследует молекулярную структуру сложных белковых комплексов, а также свойства и функциональные способности разнообразных белков. Какие именно белки интересуют ученых сегодня и почему? Читайте в нашем интервью!

Очередное интервью спецпроекта «Биология в России: люди и открытия» мы взяли у Сергея Кулемзина, заведующего Лабораторией биосенсорных технологий Института медицины и медицинских технологий НГУ. Разговор вновь зашел о набирающих все большую популярность клеточных технологиях, основанных на химерных антигенных рецепторах, или CAR (о которых уже шла речь в нашем первом интервью). Мы обсудили, как можно из сугубо фундаментальной науки перейти в биомедицину, где CAR могут найти применение за пределами CAR-T, какие полезные уроки принесла пандемия COVID-19, как устроена научная жизнь в новосибирском Академгородке и многое другое.

Спецпроект «Биология в России: люди открытия» снова отправляется в Сибирь, только на этот раз в Институт цитологии и генетики СО РАН, — чтобы поговорить о 3D-геномике с руководителем Лаборатории генетики развития Нариманом Баттулиным. Как выяснилось, 3D-геномика богата на интересные детали и неожиданные повороты. Что такое «структурное эхо» митоза? Насколько сложно вывести генетическую линию «мышей-моржей», а главное, зачем это нужно? Нашли ли ученые ответ на загадку: зачем геному нужны ТАДы? Узнаем во время беседы. Приятного прочтения!

Предсказание пространственной структуры белка — задача, сформулированная еще Кристианом Анфинсеном, — на протяжении десятилетий решалась лишь косвенно. Ситуация радикально изменилась с появлением AlphaFold 1/2. Его успех был настолько значительным, что уже ознаменовался Нобелевской премией (в 2024 г.) и породил ощущение, что проблема в целом «закрыта». Однако история этим не закончилась: современная версия — AlphaFold 3 — объединяет эволюционный подход, унаследованный от предыдущих поколений, и диффузионные модели, пришедшие из генерации изображений. Такое сочетание позволяет выйти за пределы белковых структур и предсказывать целые «молекулярные сцены» с участием малых молекул или нуклеиновых кислот. Станет ли AlphaFold3 панацеей — или структуры белок-лигандных комплексов требуют новых подходов? Георгий Куракин, постоянный автор «Биомолекулы», пытается разобраться в этом вопросе с помощью Алексея Орлова, руководителя Лаборатории вычислительной биомедицины и молекулярной диагностики Центрального университета.