Этим интригующим вопросом мы задавались с тех пор, как услышали о том, что еще один коллектив ученых ТГУ выиграл мегагрант на открытие лаборатории мирового уровня. Результаты конкурса обнародовали под занавес 2013-го. Томский государственный университет получил пятый по счету грант по программе привлечения ведущих ученых в вузы и научные учреждения России.

Новая лаборатория будет открыта в биологическом институте, ее возглавит профессор БИ ТГУ Марк Солиоз. О том, какие исследования будут проводить в рамках проекта-победителя «Нанопомпы для тяжелых металлов», рассказывает коллега Марка, заведующая кафедрой физиологии растений и биотехнологии, профессор Ольга Карначук.
– Мы на кафедре уже много лет занимаемся исследованиями микроорганизмов – и в том числе того, как их клетки реагируют на «вторжение» инородных веществ. В местах добычи и переработки цветных металлов мы ищем бактерии, способные выживать в агрессивной среде. И затем изучаем молекулярные механизмы, с помощью которых бактерии умудряются успешно существовать в экстремальных условиях. Уже давно нашим партнером в этих исследованиях стал университет Берна (Швейцария) и собственно профессор Марк Солиоз. Марк неоднократно принимал участие в наших экспедициях. Теперь наше сотрудничество вышло на новый уровень – мы получили мегагрант на создание лаборатории.
– Естественно, все с нетерпением ждут пояснения – что же такое нанопомпы?
– Сейчас, после того, как я уже несколько раз объясняла людям, далеким от биологии, этот термин, я могу сделать это достаточно свободно. Речь идет об особых белках в мембране живой клетки. Когда клетка попадает в неблагоприятные условия – к примеру, туда, где много металлов, токсичных для нее, – в ее оболочке включаются механизмы защиты, выработанные в процессе эволюции. Молекулы белка, встроенные в мембрану, начинают «выкачивать» вредные вещества из клетки. Поскольку речь идет о маленьком размере (молекулярном), то отсюда и название – нанопомпы, то есть очень маленькие насосы. Эти нанопомпы есть во всех живых клетках на Земле – и у растений, и у микроорганизмов, и у животных.
В мембране клетки действуют разные белки-нанопомпы. Энергию для работы им поставляет АТФ – аденозинтрифосфорная кислота, содержащаяся в цитоплазме каждой клетки, поэтому нанопомпы еще называют АТФазами. Эти белки были открыты уже давно. Но именно те АТФазы, с которыми работаем мы – те, что взаимодействуют с медью, – обнаружил в 80-х годах прошлого века Марк Солиоз с группой коллег. Первоначально работа медных нанопомп исследовалась на примере бактерий. Однако было понятно, что точно такие же соединения есть и в клетках человека – и позже выяснилось, что у человека есть генетические заболевания, связанные с деятельностью АТФазы, когда нарушается баланс меди в организме. Это очень интересная и актуальная тема для микробиологов, но мы занимаемся немного другим аспектом деятельности медных нанопомп. Наша работа не связана с нарушениями транспорта меди в организме человека. Хотя к здоровью имеет определенное отношение.
– Чьи же клетки вы изучаете?
– Исследования Марка ориентированы на качества элементной меди как вещества, которое предотвращает распространение микробов в клиниках, об этом мы уже рассказывали газете «Alma mater». Сегодня антибиотико-резистентные заболевания и возбудители – это проблема номер один в медицинской микробиологии. Постоянно необходимы новые и новые антибиотики, потому что микробы быстро приспосабливаются. Не так давно было обнаружено, что медные поверхности убивают в том числе и те инфекции, которые устойчивы к антибиотикам. И вот тут-то и выходят на передний план наши медные нанопомпы. Изучив деятельность АТФазы, мы хотим найти «выключатель» для нанопомп, отвечающих за медь, чтобы сделать вредные микроорганизмы уязвимыми для дезинфицирующих свойств «купрума».
– А где возьмете объекты для исследований?
– Как я уже отметила, мы много лет работаем с микроорганизмами, выделенными из шахтных вод. В этих водах из-за очень высокой концентрации металлов появились такие формы микроорганизмов, которые приобрели устойчивость к меди. То есть, их АТФазы научились работать безотказно. Мы будем изучать, как у этих устойчивых форм изменились нанопомпы, почему микроорганизмы могут выдерживать большие концентрации меди. Потом полученные данные будем экстраполировать на клинические исследования.
Но медицинский аспект – не единственная цель нашей работы. У нас много проектов, связанных с получением вторичной концентрации металлов из отходов добычи. Эта биотехнология также связана с изучением деятельности нанопомп и имеет экологический характер – очистка сред (почвы, воды) от металлов и вторичное использование отходов.
– На каком этапе сейчас проект лаборатории?
– Мы готовимся подписать контракт с Минобрнауки, после чего уже собственно будет создана наша лаборатория. Лаборатория молекулярной биологии и биотехнологии – так она будет называться. К работе над задачей мы хотели бы привлечь как можно больше студентов, причем не только с кафедры физиологии растений и биотехнологии. Очень ждем биологов, микробиологов, химиков – всех, кто хотел бы окунуться в этот большой и значимый проект под руководством ученого мирового уровня, профессора ТГУ Марка Солиоза. Единственное наше требование – хорошее знание английского языка. И дело не только в том, что вы будете общаться с Марком, но еще и потому, что в лаборатории мы планируем организовать англоязычную среду: приглашать сюда из-за рубежа постдоков, студентов, ученых. Работа в лаборатории открывает большие возможности, которыми мы хотим поделиться с молодежью.

Яна Пчелинцева