ScienceHub #03: Синтетическая микробиология
Микробиолог Константин Северинов о том, что нас ждет в будущем благодаря современным исследованиям в микробиологии, биоинформатике и геномике
В новом проекте ScienceHub главный редактор проекта ПостНаука Ивар Максутов беседует с учеными в их лабораториях о новых технологиях, перспективах исследований и новых профессиях, которые появятся благодаря научным открытиям.
ПостНаука побывала в лаборатории молекулярной генетики микроорганизмов Института биологии гена РАН Константина Северинова, чтобы подробнее разобраться в том, что такое синтетическая микробиология и посмотреть, чем занимаются исследователи в этой области прямо сейчас, и к чему это приведет в будущем.
Синтетическая микробиология – это такая новая наука, надо понимать, что разные люди вкладывают совершенно разные значения, когда они про это говорят. Со стороны она возникла тогда, когда какое-то количество физиков и математиков по старой памяти решило заняться микробиологией. Всякий раз, когда в физике или математике начинается кризис – им больше нечего искать – ни теорему Ферма доказывать, ни бозона Хиггса, они идут в биологию и начинают там что-то делать. Это хорошо. И результатом такого рода деятельности стало то, что физики задались вопросом, как именно контролируется работа генов в клетке. Биологи тоже этим занимались, но физики подошли к этому с другой стороны, они стали моделировать эти процессы, использовать различные методы вплоть до дифференциальных уравнений чтобы посмотреть процесс работы генов в клетке.
Генотерапия
Микробиолог Константин Северинов о причинах заболеваний, методах лечения и борьбе бактерий с вирусами
И если ты понимаешь, как это работает, то понимаешь, как можно контролировать. И выяснилось, что в ряде случаев можно, в зависимости от ряда условий, которые они же сами и контролируют изменять спектр генов, работающих в клетке, биологически активные вещества, которые клетка производит и так далее. Это часть синтетической биологии. Другая синтетическая биология очень высокого технологического уровня – это наука, которую продолжает развивать Крейг Вентер – человек, который отсеквенировал геном человека, самого себя. И эта наука заключается вот в чем: если мы можем определить геном, то есть совокупность последовательностей всего гена организма, а это ДНК, то никто не мешает нам в принципе такую молекулу ДНК создать синтетически, самим. Она будет очень длинная, но мы ее сделали сами. Потом такую молекулу ДНК можно поместить в клетку, в которой своей генетической информации нет и возникнет новая клетка, которая запрограммирована так, как ее создатель, в данном случае ученый, сделал.
Над нами сгущаются тучи, потому что увеличенная продолжительность жизни и все то, что мы теперь воспринимаем как данность, это то, чего раньше не было, все возникло в 30-40-е годы и началось с введением в практику антибиотиков. Это вещества, которые производят определенные бактерии для борьбы друг с другом. А так получилось, что мы научились их использовать для борьбы с бактериями, которые вызывают болезни, но, к сожалению, а на самом деле естественно, стали появляться формы бактерий, устойчивые к антибиотикам, и в недалеком будущем может оказаться, что все антибиотики, которыми мы пользуемся сейчас не эффективны. Это будет грандиозный коллапс.
Константин Северинов
доктор биологических наук, заведующий лабораторией регуляции экспрессии генов элементов прокариот Института молекулярной генетики РАН, заведующий лабораторией молекулярной генетики микрорганизмов Института биологии гена РАН, профессор Университета Ратгерса (США), профессор института Сколково
биоинформатика — биология — геном — геномика — ДНК — микробиология
