Vizi Energy 0,0

В первой статье рубрики «Места» мы расскажем, как сотрудники самой крупной ЯМР-лаборатории к востоку от Праги и к западу от Сеула (то есть, в Москве, в Институте биоорганической химии РАН) создают изотопно-меченные биомолекулы, изучают мембранные белки, нейротоксины и люциферины, горят на работе и даже свадьбу справляют возле спектрометра.

Пчел называют суперорганизмами не только потому, что они классные, но и потому, что отдельные особи в их сообществе работают, как клетки многоклеточного организма. В пчелином надорганизме можно даже выделить ткани и органы — как и у обычных животных, чуждых радостей коллективной жизни.

Искусственные органы нужны не только для пересадок. На них еще можно тестировать лекарства и изучать межклеточные взаимодействия. В зависимости от целей, для которых получают искусственный орган, он может в различной степени походить на орган природный. Поэтому для разных задач подходят разные стратегии воспроизведения работы органов и их систем. Основным принципам этих стратегий и посвящен наш обзор.

Термофорез — движение молекул в градиенте температур — давно используется в химии и физике для изучения коллоидных растворов. Добавив инфракрасный лазер к флуоресцентному микроскопу, разработчики метода добились локальных изменений температуры и возможности тут же регистрировать изменения сигнала от молекул. Метод окрестили микроскопическим термофорезом, и в 2010 году он дебютировал в биологии. Метод позволяет делать точные количественные оценки самых разных бимолекулярных взаимодействий (например, белок–лиганд, белок–белок, белок–нуклеиновая кислота и т.д.). Измерения можно проводить непосредственно в биологических жидкостях, что приближает условия к естественным, исключает необходимость иммобилизации молекул и просто экономит время. Всё это делает микроскопический термофорез привлекательным методом как для фундаментальных исследований, так и для биомедицинских приложений.

Наш герой — один из немногих нобелевских лауреатов, кто не был ни физиком, ни химиком, ни медиком, ни физиологом. Он — этолог, изучавший поведение пчел. Впрочем, открытие в биохимии он всё-таки совершил, одним из первых найдя новый функциональный класс соединений — феромоны. Но премию получил не совсем за это. Формулировка Нобелевского комитета: «за открытия, связанные с созданием и установлением моделей индивидуального и группового поведения животных». Итак, знакомьтесь — Карл фон Фриш.

Нашего героя принято считать соперником и ненавистником Менделеева. Однако в этой истории не всё до конца ясно. Что точно можно сказать — это был один из разностороннейших химиков мира. Он «придумал» ионы и получил «нобеля» за свою диссертацию, которую с трудом пропустил диссертационный совет. Он применил законы физики и химии к биологии, он занимался парниковым эффектом и шаровыми молниями... В общем, встречайте — Сванте Аррениус, третий нобелевский лауреат по химии. Формулировка Нобелевского комитета: «в знак признания особого значения его теории электролитической диссоциации для развития химии».

Развитие биотехнологий открыло новые возможности использования живых организмов на благо человечества. Методы генетической инженерии позволяют производить различные вещества в живых объектах, следовательно, мы можем использовать эти объекты в качестве природных «фабрик». Центральная догма молекулярной биологии в общем случае гласит: ДНК → РНК → белок. Именно белок часто является конечным продуктом биотехнологического производства: это может быть инсулин, интерфероны, антитела, ферменты, вакцины... Нам лишь нужно задать программу и «записать» ее в ДНК, а живой объект всё сделает сам. В качестве «фабрик» используют клетки дрожжей, бактерий, растений, а также культуры клеток насекомых и млекопитающих. В этой статье речь пойдет о растительных биофабриках.