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
Глаз-синхротрон Глаз-синхротрон

О том, как научить искусственный интеллект понимать, а не угадывать химию

Наука и жизнь
Тропический калейдоскоп Тропический калейдоскоп

Куба — тропический рай с удивительными и необычными животными-экзотами

Наука и жизнь
Андрей Борисов: Театр – это эссенция жизни, субстрат смыслов Андрей Борисов: Театр – это эссенция жизни, субстрат смыслов

Гендиректор МАМТа — о миссии театра, лидерстве и ценностях для нового поколения

Ведомости
Запад на Востоке Запад на Востоке

Филолог Арсений Дежуров написал о диалоге между двумя великими цивилизациями

Правила жизни
Обмануть время: зачем во многих странах переводят часы на зимнее и летнее время и почему в России от этого отказались Обмануть время: зачем во многих странах переводят часы на зимнее и летнее время и почему в России от этого отказались

Зачем вообще была придумана практика перевода часов на зимнее время?

ТехИнсайдер
Команда спасателей Команда спасателей

Справляемся с отпускными кризисными бьюти-ситуациями

Moodboard
В России художник — пророк В России художник — пророк

Что и как видит художник и зачем вообще нужны искусствоведы

Монокль
8 вещей, которые нельзя хранить под кроватью 8 вещей, которые нельзя хранить под кроватью

Есть вещи, которые лучше держать подальше от подкроватья

VOICE
Правила жизни Тома Хэнкса Правила жизни Тома Хэнкса

Правила жизни актера Тома Хэнкса

Правила жизни
Жидкий свет сымитировал черную дыру Жидкий свет сымитировал черную дыру

Как ученые заставили поток поляритонов вести себя подобно черной дыре

N+1
Что такое калланетика и помогает ли она похудеть: 9 упражнений Что такое калланетика и помогает ли она похудеть: 9 упражнений

Эффективный комплекс упражнений для укрепления мышц, которые можно делать дома

РБК
Банановые перспективы российских субтропиков Банановые перспективы российских субтропиков

Инвесторы хотят импортозаместить экзотические фрукты

Агроинвестор
Читалка для компьютера: выбираем лучшую из бесплатных Читалка для компьютера: выбираем лучшую из бесплатных

Лучшие читалки для компьютера из бесплатных программ

CHIP
Люди, традиции, поговорки и преступления Люди, традиции, поговорки и преступления

Из чего Льюис Кэрролл создал «Алису в Стране чудес»

Weekend
Реки крови и гречишный шоколад: как выигрывать конкурентную борьбу на «алых» рынках Реки крови и гречишный шоколад: как выигрывать конкурентную борьбу на «алых» рынках

Как российская компания может добавить значимых отличий своему ассортименту

Forbes
В такси на Дубровку В такси на Дубровку

Ищешь живописное место для фотосессии? Советские фильмы знают ответ!

Лиза
Кутхины баты: удивительное место на Камчатке, в существование которого трудно поверить Кутхины баты: удивительное место на Камчатке, в существование которого трудно поверить

Один из самых потрясающих памятников природы — Кутхины баты

ТехИнсайдер
Земля на стыке гипотез Земля на стыке гипотез

Земля в процессе своего развития расширялась или сжималась?

Знание – сила
«Эффект коктейля» для керамических покрытий «Эффект коктейля» для керамических покрытий

Керамика на основе карбида гафния и карбида циркония для агрессинвых сред

Наука и жизнь
От Шекспира до бандита: лучшие роли Константина Райкина От Шекспира до бандита: лучшие роли Константина Райкина

Вспоминаем главные роли Константина Райкина

Правила жизни
Водородное движение Водородное движение

Можно ли использовать водород как альтернативный и экологичный вид топлива?

Y Magazine
Пустые кресла и забытые письма: одиночество как экспонат Пустые кресла и забытые письма: одиночество как экспонат

Мы приезжаем в музей смотреть не на экспонаты, а внутрь себя

Знание – сила
Через санкции к росту Через санкции к росту

Как российская экономика ищет способы сотрудничества с глобальными игроками

Эксперт
Откуда что пошло на флоте Откуда что пошло на флоте

Повседневная жизнь на парусном военном корабле XVIII века

Наука и техника
Главное – остаться незамеченным Главное – остаться незамеченным

В чем состоит военная (а возможно, и не только) хитрость стелс-технологии?

Наука и техника
Неандертальцы сделали ретушеры из костей пещерного льва Неандертальцы сделали ретушеры из костей пещерного льва

Неандертальцы изготавливали предметы из костей пещерных львов

N+1
Любовь победит Любовь победит

Регина Тодоренко и Влад Топалов — о работе над проектом «Ставка на любовь»

OK!
Неандертальцы наследили на португальских пляжах Неандертальцы наследили на португальских пляжах

Археологи обнаружили на португальском побережье отпечатки ног неандертальцев

N+1
Гелий Гелий

Известно, что каждый элемент имеет свой, только ему одному принадлежащий спектр

Наука и жизнь
Открыть в приложении