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
Как Йоко Оно вписала свое имя в историю, несмотря на ненависть фанатов The Beatles Как Йоко Оно вписала свое имя в историю, несмотря на ненависть фанатов The Beatles

Творческий путь Йоко Оно и ее знаковые работы

Forbes
Планета номер Икс Планета номер Икс

Гипотетическую девятую планету до сих пор не увидели ни в один телескоп

ТехИнсайдер
За белым солнцем За белым солнцем

Белые ночи, Новый год, летний лед:  что еще возможно в июне в Якутии?

Новый очаг
Экстремалы в природе, или о пределах выносливости Экстремалы в природе, или о пределах выносливости

Они выбрали себе жизнь, какой не позавидуешь, и везде сумели освоиться

Наука и жизнь
10 самых засмотренных до дыр мультфильмов разных поколений 10 самых засмотренных до дыр мультфильмов разных поколений

Самые засмотренные мультфильмы за все время, разбитые по десятилетиям

Maxim
Hовые имена в моде Hовые имена в моде

Сверкающее вау: новейшие супергерои модной индустрии!

Собака.ru
«Река горит!» Как необычный пожар изменил отношение Америки к экологии «Река горит!» Как необычный пожар изменил отношение Америки к экологии

Река Куяхога: пожар, переключивший сознание целой нации

ТехИнсайдер
Над всей Испанией безоблачное небо Над всей Испанией безоблачное небо

Как восемь гигаватт «погасили» электрическую сеть Пиренейского полуострова

Монокль
Битва куликова Битва куликова

…Бойцовые собаки, бойцовые петухи, бойцовые кулики. Вы знаете о последних?

Наука и жизнь
Режиссер Леонид Хейфец. Откровенно о Дорониной, Миронове и Борисове Режиссер Леонид Хейфец. Откровенно о Дорониной, Миронове и Борисове

Когда Ефремов пригласил меня, МХАТ как раз «пилился»

Коллекция. Караван историй
«Сделать женщин счастливее» «Сделать женщин счастливее»

Любая история успеха — это большой путь. Вот каким видит свой Ирина Хайдарова

OK!
Стресс в наследство Стресс в наследство

Как на ребенка влияет стресс матери во время беременности?

Здоровье
Канны-2025: Кафка в замешательстве Канны-2025: Кафка в замешательстве

Фильмы, сквозной темой которых стали неумирающие призраки прошлого

РБК
Я работаю мамой Я работаю мамой

Валентина Красникова, мама 17 детей, о семье и хобби

Лиза
Потепление на полтора градуса пойдет на пользу сибирской тайге Потепление на полтора градуса пойдет на пользу сибирской тайге

Как повлияет потепление климата на амазонские леса и сибирскую тайгу?

N+1
Переосмыслить Петербург: как архитектура и фотография  помогут увидеть город по-новому Переосмыслить Петербург: как архитектура и фотография  помогут увидеть город по-новому

Архитектура может быть не только функциональной, но и трогательной

VOICE
Как выбрать брокера Как выбрать брокера

Как выбрать яхтенного брокера и избежать ошибок?

Y Magazine
«На офисную должность ни за что бы не перешла»: как женщины работают на заводах «На офисную должность ни за что бы не перешла»: как женщины работают на заводах

Женщины на заводе: что привело их на предприятие и с какими мифами они борются

Forbes
Прохладная экономика Прохладная экономика

Слабая экономическая активность: аргумент в пользу смягчения монетарной политики

Ведомости
О наследии Стефана Пермского О наследии Стефана Пермского

Кто может считаться первым исследователем истории и культуры коми народа?

Знание – сила
«Мы жили в кино»: Эйдельштейн и другие актеры о фильмах Романа Михайлова «Мы жили в кино»: Эйдельштейн и другие актеры о фильмах Романа Михайлова

О съемках, о методе Михайлова и о том, как актеров трансформировал этот опыт

РБК
Вадим Верник: «Я спросил у Вишневской: «Вы приручили Ростроповича?» Вадим Верник: «Я спросил у Вишневской: «Вы приручили Ростроповича?»

Мне хотелось поговорить с этими легендарными людьми по душам

Коллекция. Караван историй
На зарядку становись: как развиваются инфраструктурные технологии для электромобилей На зарядку становись: как развиваются инфраструктурные технологии для электромобилей

Как инфраструктура для электромобилей способна изменить рынок

Forbes
Мифы и научные данные о животных-долгожителях Мифы и научные данные о животных-долгожителях

От чего зависит скорость старения у разных животных?

Наука и техника
Катамараны Bering Катамараны Bering

Зачем Bering Yachts строит экспедиционные катамараны из алюминиевого сплава

Y Magazine
«Подписали — и попали». 3 главные автомобильные аферы последних лет «Подписали — и попали». 3 главные автомобильные аферы последних лет

Когда на кону миллионы и авто, фантазия у аферистов работает без ограничений

РБК
Как наше имя влияет на нашу внешность: научные данные Как наше имя влияет на нашу внешность: научные данные

Могут ли наши имена влиять на наш внешний вид? Вероятно, да

ТехИнсайдер
Сезон веранд Сезон веранд

Как организовать пространство аутдор

Новый очаг
Губительный пожар, которого не было Губительный пожар, которого не было

ЧП на АПЛ К-152: диверсия врага или трагедия из-за человеческого фактора?

Наука и техника
Открыть в приложении