В Новосибирске открыта лаборатория молекулярного инжиниринга

В Новосибирском государственном университете создана новая лаборатория молекулярного инжиниринга. Она станет первой специализированной лабораторией за Уралом, которая будет комплексно заниматься такими перспективными направлениями современной медицины, как культивирование клеток микроорганизмов, изучение вирома и метагеномный анализ, предсказание структуры белка на основе анализа полученных данных.

Создание лаборатории является частью стратегического проекта «Центр интеграции персонифицированной биомедицины, фармации и синхротронных, бинарных технологий». Сейчас в лаборатории работают пять человек, среди которых представители ведущих научно-исследовательских центров Новосибирска и Томска. Также к работе в лаборатории будут привлечены студенты, магистранты и аспиранты Института медицины и медицинских технологий, факультета естественных наук и других факультетов НГУ, которые в рамках подготовки своих дипломных и научных работ будут участвовать в реализации проектов лаборатории. Возглавила лабораторию Елена Прокопьева, кандидат биологических наук, научный сотрудник ИММТ НГУ.

Лаборатория полностью ориентирована на решение прикладных задач, которые стоят перед современной фармацевтической отраслью и биомедициной. Прежде всего речь идет о быстром внедрении новых методов фармацевтических разработок, расширении междисциплинарных исследований, интеграции искусственного интеллекта и анализа больших данных в биологию и медицину; а также о формировании современной образовательной среды для подготовки специалистов нового поколения, в том числе и обучающихся из различных стран.

Основные направления работы лаборатории:

— создание и усовершенствование биотехнологических протоколов культивирования прокариотических и эукариотических микроорганизмов в лабораторных и промышленных биореакторах;

— создание инновационных методик идентификации и количественного анализа вирусных частиц с использованием ускорительной масс-спектрометрии;

— изучение разнообразия, структуры и динамики вирусных сообществ (виросферы) в различных экологических нишах с использованием современных методов метагеномики и биоинформатики.

— Одно из перспективных направлений для лаборатории — это анализ виромов (совокупности вирусов) с помощью метагеномного и биоинформационного анализа в партнерстве с научно-исследовательскими институтами СО РАН. Это передовое направление в науке. В основе метагеномного анализа лежат методы секвенирования нового поколения, с помощью которых можно «прочитать» одновременно сразу несколько участков разных геномов в различных образцах. Однако сегодня проблемой является анализ миллиардов доступных последовательностей, количество которых с каждым годом увеличивается в геометрической прогрессии. Таким образом, передовые технологии позволят ускорить процесс выявления новых вирусов, даже на основе уже доступных и опубликованных метагеномных данных, — рассказала Елена Прокопьева.

В лаборатории планируется использовать модели машинного обучения для анализа биомедицинских данных, таких как геномные, транскриптомные и протеомные, поскольку эти методы позволяют эффективно выявлять сложные закономерности и взаимосвязи в больших и многомерных наборах данных. Использование машинного обучения в биомедицинских исследованиях открывает новые возможности для глубокого понимания биологических процессов и улучшения клинической практики.

Еще одно направление работы лаборатории — образовательное. До конца 2025 года будет доработано интерактивное образовательное веб-приложение, включающее коллекцию цифровых микропрепаратов по гистологии, эмбриологии и цитологии.

— Таким образом данный проект позволит создать комплексную научно-техническую платформу, которая объединит разрозненные направления (биореакторы, метагеномика, молекулярная диагностика, цифровизация образования и биомедицинских разработок) в единую экосистему, повысить эффективность исследований и ускорить внедрение инноваций в промышленность и медицину, — подчеркнула Елена Прокопьева.