Что такое белковая инженерия, и какие возможности она открывает?

НаукаНаука

Белки. Дружелюбная технология

Что такое белковая инженерия, и какие возможности она открывает, рассказывает Иван Гущин, старший научный сотрудник, заведующий лабораторией структурного анализа и инжиниринга мембранных систем МФТИ, кандидат физико-математических наук.

Подготовила Наталия Лескова

Сотрудники лаборатории структурного анализа и инжиниринга мембранных систем МФТИ. Фото:предоставлено пресс-службой МФТИ

Белки — широко распространенные в живой природе молекулы, которые выполняют огромное количество функций. Иногда нас полностью устраивает то, что они делают, иногда мы думаем, что можно сделать лучше, и тогда возникает мысль — а не попробовать ли целенаправленно их изменить? В этом и заключается белковая инженерия.

Живее всех живых

В отличие от других материалов или молекул, белки синтезируются живыми системами, и это самый простой и дешевый способ их получать. Поэтому, когда мы говорим о белковой инженерии, то это подразумевает, что сначала мы изменяем ген, кодирующий этот белок, а потом уже получаем белок при помощи живой системы. Это, с одной стороны, ограничивает наши способности по инженерии, а с другой — дает надежду получать белки максимально экологически безопасными способами.

Белки могут быть очень разнообразными, хотя всегда состоят из одних и тех же 20 аминокислот, но в разных комбинациях. Соответственно, они могут выполнять разные функции. Первый наш проект — это инженерия светящихся белков. Это важно для фундаментальных и прикладных исследований, когда мы хотим посмотреть на живые системы и увидеть то, что само по себе бесцветно, или посмотреть сразу на несколько процессов одновременно. Один из способов сделать это — пометить интересующие нас объекты флуоресцентным белком. Мы стараемся сделать белки, которые будут работать, например, в бескислородных условиях, в среде с высокой температурой и так далее.

Иван Гущин. Фото: предоставлено пресс-службой МФТИ

Некоторые любят погорячее

Это нужно для ряда исследований — например, чтобы понять процесс бактериального заражения в условиях, когда нет кислорода, или при повышенной температуре. Известно, что помимо привычных нам бактерий, живущих при комнатной температуре, существуют микроорганизмы, которые прекрасно себя чувствуют при 80°C и, что называется, в ус не дуют.

Как мы находим нужные белки? Изначально мы анализируем геномные базы данных. В природе есть огромное количество бактерий, люди научились их секвенировать и выкладывать эту информацию в общий доступ. Но это первый шаг. Дальше эти данные лежат и ждут, когда кто-то ими воспользуется. Мы эти базы данных анализируем, находим те белки, которые имеют шанс светиться, синтезируем ген, помещаем его в кишечную палочку и смотрим, получается ли из этого гена белок, который нам нужен. Сначала мы находим белок, который хоть как-то светится, а потом начинаем рационально его улучшать.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Нижняя часть «Артемиды» глазами баллистика Нижняя часть «Артемиды» глазами баллистика

Начинается новый этап колонизации единственного спутника Земли

Наука
«Ревность о Севере: Прожектерское предпринимательство и изобретение Северного морского пути в Российской империи» «Ревность о Севере: Прожектерское предпринимательство и изобретение Северного морского пути в Российской империи»

Почему предпринимателей интересовала печорская древесина

N+1
Борьба за ярлык Борьба за ярлык

Как Калита начал собирать русские земли вокруг Москвы?

Дилетант
Счастье для всех недаром Счастье для всех недаром

Писатель Шамиль Идиатуллин — о роли Аркадия Стругацкого в его жизни

Weekend
«Криворукие гуманоиды», или Поговори со мной, машина! «Криворукие гуманоиды», или Поговори со мной, машина!

Мог ли чат GPT появиться в России и почему Китай скоро обгонит США

Наука
Музыка — не в нотах Музыка — не в нотах

Что мы потеряли в музыке за последние сто лет, педантично следуя нотам?

СНОБ
Академик Петр Чумаков: вирусы позволяют увидеть раковые клетки и сформировать иммунный ответ Академик Петр Чумаков: вирусы позволяют увидеть раковые клетки и сформировать иммунный ответ

Вирусы дают надежду в лечении самых злокачественных видов рака

Наука
Пушки или масло Пушки или масло

Как технологии двойного назначения помогли послевоенной конверсии

Эксперт
Ксения Хаирова Ксения Хаирова

О Валентине Талызиной, актрисе поистине уникальной

Караван историй
От «коробочек» — к нелинейной архитектуре От «коробочек» — к нелинейной архитектуре

Как может выглядеть архитектура XXI века?

Монокль
Ничего личного Ничего личного

Как защититься от хейта в Интернете

Лиза
Трудовая дисциплина Трудовая дисциплина

Об отношении Гвардиолы к тренировочному процессу и его системе мотивации игроков

Ведомости
Все фильмы и сериалы Джеймса Ганна от худшего к лучшему Все фильмы и сериалы Джеймса Ганна от худшего к лучшему

Фильмы Джеймса Ганна от инди-ужасов до супергероев Marvel и DC

Maxim
От Чувака до Гарфилда: 13 киногероев, которые сделали лень культовой От Чувака до Гарфилда: 13 киногероев, которые сделали лень культовой

Киногерои, чье бездействие стало зеркалом тревог и надежд целых поколений

Правила жизни
Прямоточные двигатели будущего Прямоточные двигатели будущего

Сложнейшая задача гиперзвукового движения решается с нескольких направлений

Наука
Код руды: как оптимизировать измельчение руды с помощью искусственного интеллекта Код руды: как оптимизировать измельчение руды с помощью искусственного интеллекта

Какие цифровые инструменты используются при измельчении руд

ТехИнсайдер
Атлас будущего Атлас будущего

Кто станет «человеческим паркетом» и кого ИИ оставит без работы?

Вокруг света
Мальчик и дерево Мальчик и дерево

Как важно держаться корней в прямом и переносном смысле

Men Today
Футболка будет как новая: 5 лайфхаков по восстановлению формы растянутого воротника Футболка будет как новая: 5 лайфхаков по восстановлению формы растянутого воротника

Растянутый воротник еще не повод прощаться с любой вещью

ТехИнсайдер
Самый умный Самый умный

Топ-10 приложений, которые помогут детям лучше учиться

Лиза
10 фильмов про Супермена, от худших к лучшим 10 фильмов про Супермена, от худших к лучшим

Самые лучшие и самые худшие фильмы про Супермена

Maxim
Меняться и менять Меняться и менять

Каким должен быть лидер в наше нестабильное время

Men Today
Регионы не оправдали кредиты Регионы не оправдали кредиты

Счетная палата усомнилась в эффективном использовании кредитов регионами

Ведомости
Цветочный код Цветочный код

О чем расскажет букет: «говорящие» оттенки и количество бутонов

Лиза
Диета одного дня Диета одного дня

Сутки в неделю без животных продуктов – в чем польза

Лиза
Григорий Сиятвинда: «Я разделяю жесткость Райкина в отношении профессии» Григорий Сиятвинда: «Я разделяю жесткость Райкина в отношении профессии»

«Мама переживала по поводу того, как меня воспримет зритель в качестве Иванушки»

Караван историй
Токсик, и? Токсик, и?

Илья Соболев об отношениях с адреналином

Men Today
«Дикое» государство: 7 фактов о жизни на Аляске «Дикое» государство: 7 фактов о жизни на Аляске

Вечная мерзлота, действующие вулканы, множество диких животных — все это Аляска

ТехИнсайдер
Истина Шредингера: почему физики не могут договориться об устройстве мира Истина Шредингера: почему физики не могут договориться об устройстве мира

Почему взгляды ученых на природу реальности драматически расходятся?

Forbes
Белеет робот одинокий Белеет робот одинокий

Какими будут МРТК, основой которых должны стать безэкипажные катера

Ведомости
Открыть в приложении