Российская наука вплотную приблизилась к запуску одного из самых амбициозных проектов десятилетия. В Новосибирском государственном университете (НГУ) начала работу уникальная лаборатория «Кристаллизация», где создают идеальные кристаллы белков и вирусов. Об этом сообщает пресс-служба НГУ. Именно эти кристаллы станут первыми образцами для испытаний на Сибирском кольцевом источнике фотонов (СКИФ) — гигантской установке класса «мегасайенс», запуск которой намечен на 2026 год.
Зачем выращивать кристаллы?
Чтобы создать эффективное лекарство от вируса или новую вакцину, ученым нужно в деталях увидеть структуру врага — буквально каждый атом белковой молекулы. Сделать это можно с помощью мощнейшего рентгеновского излучения на синхротроне СКИФ. Но есть нюанс: изучать биологические объекты в «жидком» виде сложно. Их нужно превратить в кристаллы.
Новая лаборатория НГУ заняла критически важную нишу: здесь с помощью молекулярного моделирования и роботов создают эти структуры, чтобы затем «просветить» их на ускорителе и найти ключ к новым методам лечения.
«Мы надеемся, что образцы, полученные в нашей лаборатории, будут одними из самых первых, которые будут исследовать в ЦКП «СКИФ». <…> Отсутствие источников синхротронного излучения поблизости сильно замедляет скорость проводимых исследований».
— Сергей Архипов, руководитель лаборатории и завотделом СКИФ
Как это работает: Роботы и космический холод
Процесс создания будущих лекарств напоминает научную фантастику. Работа лаборатории строится на трех этапах:
- Цифровой отбор: Сначала ученые моделируют поведение молекул на компьютере, отсекая те варианты, которые точно не превратятся в кристаллы. Это экономит месяцы работы.
- Роботизированная сборка: В специальном климатическом блоке работает робот-дозатор, который смешивает жидкости в микроскопических объемах для выращивания кристаллов.
- Криогенная доставка: Полученные кристаллы — невероятно хрупкая материя. Чтобы довезти их до ускорителя в целости, используется сосуд Дьюара с жидким азотом. Транспортировка происходит при температуре -196°C. Оборудование лаборатории настолько надежно, что имеет сертификат даже для авиаперевозок.
Охота на вирусы
Главная цель проекта — не просто фундаментальная наука, а реальная польза для медицины. Лаборатория работает в рамках федеральной программы по разработке новых иммунологических препаратов и вирусологических исследований. Помимо сложных биополимеров, ученые ищут способы кристаллизации низкомолекулярных органических соединений — потенциальных кандидатов на роль новых лекарственных веществ.
Кадры для мегасайенс
Поскольку СКИФ — установка мирового уровня, для работы на ней нужны специалисты экстра-класса. Новая лаборатория стала базой для подготовки таких кадров. Уже пятый год подряд в НГУ проходит Школа молодых ученых по применению синхротронного излучения, где студентов учат работать с макромолекулярной кристаллографией.
Первые кристаллы уже выращены и ждут момента, когда на станциях первой очереди СКИФ загорится «первый свет».
