Спортпит из трюфелей, улиточные фермы и антибиотики в Байкале. Что исследуют в лабораториях биотехнологии ИГУ

25 декабря 2023

Лаборатория фармацевтической биотехнологии и экспериментальной нейрофизиологии ИГУ работает уже три года. Она создана в рамках национального проекта «Наука и Университеты» и является одной из молодежных лабораторий, созданных при поддержке МНОЦ Байкал.

Молодёжные лаборатории по всей стране создаются при поддержке научно-образовательных центров. Одна из ключевых задач лабораторий - вести научные изыскания в приоритетных направлениях тех центров, под эгидой которых они были созданы.  Лаборатория экспериментальной нейрофизиологии ИГУ - участник технологического проекта "Трансляционная фармацевтика", одного из 10 реализуемых в НОЦ "Байкал".

Сотрудники лаборатории, которых сейчас насчитывается 15 человек, ведут исследования по восьми разным направлениям. За это время ученые сделали несколько важных открытий и даже приступили к практическим разработкам. А начиналось все в разгар ковидной пандемии с очень небанальной истории – с трюфелей. Подробнее об этом нам рассказал кандидат биологических наук, заведующий лабораторией, доцент биолого-почвенного факультета ИГУ Денис Аксёнов-Грибанов.

- Для создания лаборатории нужны были новые темы. Для открытия новой лаборатории я сел и начал думать, что мы могли бы изучить, что еще плохо изучено. Попалась на глаза история создания трюфелевых ферм. О трюфелях много написано с точки зрения гастрономии с уклоном в лакшери-жизнь, но с точки зрения науки - всё достаточно глухо и малоинформативно. А если брать российские трюфели, то и совсем ничего. Так у нас появилась первая тема для научных исследований, - рассказывает Денис Аксёнов-Грибанов.

Под этот проект иркутские ученые получили свой первый грант от Российского научного фонда и создали мини-лабораторию в партнерстве с предприятием коммерческого сектора экономики. Лаборатория базируется на территории Ботанического сада ИГУ. В 2020 году лаборатория занимала всего два кабинета, а работали в ней буквально пара человек. По мере того, как появлялись новые проекты и новые сотрудники, росли и полезные площади лаборатории. Сначала ученые заняли весь первый этаж, а затем своими руками привели в порядок чердак и подвал. Там тоже «поселились» разные опытные образцы, приборы и всё, что необходимо для исследований, а сама лаборатория из двух комнат превратилась в трехэтажное функциональное здание.

С каждым днем потребности в новом оборудовании росли, а финансовых возможностей у недавно открытой лаборатории не так уж много. Тем более, что лаборатория живет по принципу проектного финансирования за счет грантов, получаемых по итогам конкурса. При этом суммы грантов скромные,  тогда как один прибор, необходимый для исследований, может быть сопоставим по стоимости с финансированием всего проекта на протяжении трех-пяти лет.

Именно поэтому молодые ученые решили сами развивать приборостроение. В начале пути это позволяло существенно экономить и не останавливать изыскания, а в ближайшей перспективе это станет дополнительным источником дохода.

- За три года мы сделали уже 9 приборов и каждый в нескольких комплектациях. Это проект «Dоступные лаборатории». В первую очередь, конечно, разрабатываем их для себя и своих целей, но теперь уже выводим это в коммерческую плоскость. Потому что многие наши изобретения раз в 15-20 дешевле аналогов. Сейчас разрабатывается маркетинговая политика проекта и продумываются допустимые лояльности и «вкусные» условия для других научно – исследовательских лабораторий - комментирует завлабораторией.

Приборостроение помогает иркутским ученым не только исследовать трюфели и заниматься разработками спортивного питания на основе белка грибов. В лаборатории также изучают уникальную экосистему Байкала. Казалось бы, тема привычная, но сотрудники этого учреждения смотрят на нее под совершенно новым углом.

- В Байкале, особенно зимой, огромное количество кислорода. Но в этих условиях живет множество организмов, которые как-то побеждают оксидативный стресс. Как минимум, они вырабатывают антиоксиданты – молекулы, которые замедляют старение и разрушение организма. И вот у нас появилась идея – достать эти молекулы из Байкала и оценить их способность замедлить процессы старения в организме человека. Пока все это на этапе научных изысканий, но все идет отлично, пишем научные статьи и патенты, - отметил Аксенов-Грибанов.

Также в лаборатории занимаются проблемой репродуктивной системы. Иркутские ученые нашли способ продлить жизнеспособность и повысить активность сперматозоидов. В перспективе эти разработки имеют большой потенциал и могут воплотиться в реальном медицинском продукте, который поможет многим людям, желающим завести детей.

Еще одно направление работы – скрининг молекул, которые содержатся в яйцах моллюсков, (попросту – улиток). Это потенциально новый компонент для эмбриональной терапии. В целом, тема с моллюсками не нова, особенно в косметологии: разве можно сейчас кого-то удивить кремом со слизью или муцином улитки? Но молекулярный состав яиц моллюсков пока остается малоизученным. Поэтому иркутские ученые создали у себя целую улиточную ферму, чтобы досконально изучить химический состав этих существ и понять, для чего еще годятся их клетки и молекулы.  

- За год наши сотрудники масштабировали ферму с 5 до 150 особей. Этого уже достаточно для исследований. Но это – лишь первый шаг. Другой – байкальские моллюски. В нашем озере обитает около 150 видов брюхоногих моллюсков. И мы пока даже предположить не можем, какие вещества и молекулы могут содержаться в яйцах у этих холодолюбивых организмов. Этим никто никогда не занимался, а мы смотрим в эту сторону. Проблема в том, что для них очень сложно создать условия, которые есть в Байкале. Можно потратить десятилетия на то, чтобы заставить байкальских улиток размножаться в неволе. Поэтому пока мы занимаемся другими моллюсками – кто способен размножаться быстро. Но если нам повезет обнаружить, например, молекулу, которая будет способствовать победе над болезнью Альцгеймера или Паркинсона с помощью беспозвоночных, это будет победа. Тогда, возможно, будет оправдан эксперимент и с байкальскими моллюсками, продолжительностью в десятилетие. Уже понятно, что эти работы будут проводиться на ином уровне, в том числе с использованием подходов молекулярного докинга и искусственного интеллекта - поделился Денис Аксенов-Грибанов.

Наконец, в лаборатории ИГУ занимаются проблемами загрязнения Байкала антибиотиками. Фармацевтическое загрязнение – серьезная проблема современного мира. Следы «Ибупрофена» находят уже не только в водоемах, приближенных к людям, но и, например, в Антарктиде или в беспозвоночных обитателях Марианской впадины. Антибиотики и противовоспалительные нестероидные препараты проникли повсюду. При всей пользе и роли, которую уже сыграли эти лекарственные препараты в спасении миллионов жизней, для природы это серьезная нагрузка, а как лекарства могут повлиять на древние или эндемичные организмы – неизвестно. И для мировых ученых это – вызов.

- Байкал раньше как-то обходили стороной, но сейчас поняли, что он, а точнее его обитатели в прибрежной зоне, загрязнены фармацевтическими препаратами.  В рамках нового проекта мои коллеги смогут провести кругобайкальскую экспедицию, собрать образцы и составить карту со степенями загрязненностями. Мы увидим даже самую низкую концентрацию. Прикладной задачей проекта является разработка биотехнологических способов для устранения фармацевтических загрязнений. Это уже промышленные биотехнологии на основе мхов и микроорганизмов – деструкторов лекарственных препаратов, - пояснил собеседник. 

По словам Дениса Аксёнова-Грибанова, примерно через полгода лаборатория ИГУ выйдет на производство первых образцов спортивного питания на основе грибного белка. Также в 2024 году в Иркутске планируют развивать направление по разработке прототипов лекарственных средств для повышения активности сперматозоидов. Будет внедрено в испытания и производство новое средство с ноотропным эффектом. Кроме того, продолжится работа и коммерциализация приборостроения. 

Возрастное ограничение: 16+

В наших соцсетях всё самое интересное!