МОСКВА, 1 августа. /ТАСС/. Российские и зарубежные исследователи разработали подход, позволяющий использовать магнитный биопринтер "Орган.Авт" на борту МКС для получения идеальных по свойствам высокоупорядоченных кристаллов из белковых молекул. Этот подход ускорит изучение трехмерной структуры белков, сообщил Центр научной коммуникации МФТИ.
"Используя уникальную среду космоса, мы можем раскрывать подробные структуры белков, что дает нам ценную информацию, которая может помочь в разработке новых методов лечения и приложений. Эти исследования расширяют наши знания о кристаллизации белков и открывают захватывающие возможности для разработки лекарств и биотехнологических инноваций", - заявил научный сотрудник Центра молекулярных механизмов старения и возрастных заболеваний МФТИ Кристофер Маккарти, чьи слова приводит Центр научных коммуникаций вуза.
Как отмечают специалисты, ученые изучают трехмерную структуру белковых молекул при помощи мощных ускорителей частиц и рентгеновских лазеров, благодаря которым исследователи просвечивают специальным образом подготовленные кристаллы, состоящие из множества молекул изучаемых пептидов. Когда рентгеновские лучи проходят сквозь такие кристаллы, они отражаются от отдельных атомов, создавая уникальные узоры, так называемые карты дифракции.
Эти рентгеновские изображения используются для реконструкции трехмерной структуры белковых молекул при помощи компьютерных алгоритмов, причем качество этих атомных "фотографий" пептидов напрямую зависит от четкости карт дифракции и качества исходных кристаллов. Биологи уже много лет предполагают, что идеальные кристаллы из белков можно выращивать в космосе, где их росту не мешают конвекционные потоки, а сами кристаллы в ходе роста не оседают на дно сосудов.
Ученые выяснили, что этого можно достичь при помощи уже имеющегося на МКС магнитного биопринтера "Оран.Авт", способного манипулировать движением молекул и частиц при помощи магнитного поля и ионов гадолиния. Специалисты адаптировали кюветы принтера под выращивание кристаллов белков, а не клеточных структур, и успешно вырастили при их помощи кристаллы из белка лизоцима, часть из которых была столь крупной, что они были заметны даже невооруженному глазу.
Образцы выращенных в космосе кристаллов из данного пептида были возвращены на Землю при помощи грузового корабля "Союз МС-14", после чего их структуру ученые изучили при помощи европейского синхротрона ESRF. Полученные ими трехмерные снимки показали, что часть выращенных в космосе кристаллов была сравнима по качеству с лучшими земными образцами, а по некоторым показателям, в том числе по уровню мозаичности, они оказались лучше земных аналогов. В перспективе это позволит получать значительно более четкие и полезные с научной точки зрения снимки белков, подытожили исследователи.