В лаборатории
молекулярно-генетических технологий БФУ имени И.Канта учёные всерьёз рассуждают
о бессмертии — и приближают его.
Направление
биотехнологий — одно из самых актуальных в работе института живых систем БФУ имени И.Канта. Не
только потому, что сотрудники института находятся на «переднем крае» науки, но в первую очередь
оттого, что результаты их исследований могут буквально изменить жизнь людей.
Повышение устойчивости к инсулину, импланты из керамики
и титана, изучение свойств новых генов для создания эффективных лекарств — всё это задачи, над
которыми трудятся учёные университета. Перспективы исследований заведующего лабораторией
молекулярно-генетических технологий Ильи Мазунина выглядят совсем фантастически: редактирование
митохондриальной ДНК вплотную подходит к вопросу старения и даже… бессмертия!
— Илья, как вы попали в Калининград — и
зачем?
— После окончания университета в Челябинске и
аспирантуры в Новосибирске я попал в лабораторию в институте цитотологии и генетики
Академгородка Новосибирска, занимающуюся генетикой человека — не всей, а конкретно
митохондриальной ДНК. Профессор Рем Израилевич Сукерник, у которого я защищал диссертацию,
привёз эту тему из Америки и работал там с профессором, который вообще открыл тему ДНК
митохондрий в связке с вопросом заболеваний. Это корифей молекулярной митохондриальной медицины
— Дуглас Уоллас. С тех пор, с 2006 года, я изучаю митохондрии в разных аспектах.
После защиты диссертации я искал площадку для дальнейших исследований, для реализации своих
идей. В это же время университет в Калининграде получил статус федерального и искал молодых и
амбициозных специалистов. Здесь была возможность относительно свободно развивать то направление,
которое мне было интересно, и этот подход в работе БФУ имени И.Канта я очень ценю. Мы нашли друг
друга — и университет оправдал все мои ожидания. Надеюсь, я тоже оправдал ожидания университета.
Заведующий лабораторией
молекулярно-генетических технологий Илья Мазунин
— Для чего необходимо изучать геном
митохондрий?
— Здесь мы разрабатываем подходы для
вмешательства в генетический код митохондрий. Если проводить простую аналогию для широкой
публики, митохондрии в клетках — это такие заводы, производящие энергию. В митохондрии есть своя
«инструкция», как эту энергию производить. Она регулярно переписывается при делении клетки. И в
«слова» этой «инструкции» закрадываются ошибки. Тогда возникают дефекты, и митохондрии не могут
производить энергию для клеток так, как нужно.
До настоящего момента не было способа
исправить эти ошибки в «инструкции». Два моих проекта, которые университет поддержал в текущем
году, направлены на разработку технологий, позволяющих исправлять ошибки, связанные с широким
классом наследственных заболеваний. По данным европейских исследователей, эти заболевания
клинически проявляются у одного человека на пять тысяч — это довольно высокий показатель для
наследственных болезней. «Поломки» в ДНК митохондрий, которые ещё не проявились, но могут с
большой вероятностью проявиться, встречаются чуть ли не у каждого двухсотого.
— То есть перспективы практического
применения ваших исследований не просто широкие, а жизненно важные?
— Именно. Более того, мы уже получили
некоторые обещающие результаты. В 2017 году мы подали заявку на мегагрант с одним из профессоров
из Японии, работающим с темой митохондриальной ДНК. Он очень высоко оценил наши доработки, по
его словам, после некоторых модификаций их можно применять даже на яйцеклетках. Через месяц я
еду в Японию, в госпиталь, где изучают вопросы старения.
Это отдельная часть работы —
ведь дефекты в митохондриях связаны не только с мышечными и нервными заболеваниями. Геном
митохондрии напрямую связан со старением. Пользуясь моей аналогией с «инструкцией» по
производству энергии для клеток, в ДНК митохондрии есть два одинаковых «предложения», которые
любят друг на друга накладываться. Кусок «инструкции», содержащийся между ними, выпадает, новая
неверная «инструкция» копируется быстрее и заменяет все нормальные. Это происходит у всех людей
к 40-50 годам в нервных и мышечных тканях. По одной из теорий, именно это является причиной
старения.
В лаборатории молекулярно-генетических
технологий.
— Что же делать?
— Ждать наших исследований вместе с японцами
. Среди них есть субпопуляция людей, у которых в одном из «предложений» генома отличается одно
слово. Смысл такой же, но синтаксис разный. Поэтому части «текста» не накладываются друг на
друга, куски не выпадают, а японцы живут по 100-110 лет и не страдают от многих заболеваний.
Профессор, с которым мы сотрудничаем, занимается именно этим, и он пока ещё молодой — ему 65
лет. Полон сил и готов приехать в Калининград.
— Насколько тесно связана работа вашей
лаборатории с другими подразделениями БФУ имени И.Канта?
— У нас отлично налажено сотрудничество с
математиками и биоинформатиками. Работа, о которой я рассказываю вам, требует анализа больших
баз данных. И речь не только о внутривузовском сотрудничестве. В нынешнем году к работе
биолаборатории присоединился профессор из Швейцарии, мой старый коллега Константин Попадьин,
также давно работающий с митохондриями как биоинформатик. Это «сухая» биология, ему для работы
нужны лишь базы данных. И он, будучи хорошим математиком, анализирует их — и идею с «повторами»
частей ДНК митохондрии он показал ещё в 2010 году математически.
Сейчас я хочу
подтвердить его теорию экспериментом, искусственно внести в «предложения» синонимичные слова и
сделать так, чтобы как минимум клетки работали. Затем перейдём на животных и сделаем, например,
бессмертную мышку.