Кристаллы из космоса. Ученые вырастили белки лучше, чем на Земле
Что, если идеальные лекарства будущего можно начать создавать не на Земле, а в открытом космосе? Новое исследование российских и зарубежных ученых подтверждает: невесомость не просто влияет на молекулы — она помогает им раскрыться с безупречной точностью.
На борту Международной космической станции впервые были успешно выращены высокоупорядоченные белковые кристаллы с помощью магнитного биопринтера "Орган.Авт". Уникальность этого эксперимента заключается не только в технологичности, но и в научной ценности: полученные кристаллы оказались сравнимы по качеству с лучшими образцами, созданными на Земле, а по некоторым параметрам даже превосходили их.
«Мы можем раскрывать подробные структуры белков, что дает ценную информацию для разработки новых методов лечения и биотехнологий»
– Кристофер Маккарти, Центр молекулярных механизмов старения и возрастных заболеваний МФТИ
В земных условиях идеальное выращивание белковых кристаллов затруднено — на процесс влияют гравитация, оседание молекул и микропотоки в жидкостях. В невесомости таких помех нет: кристаллы растут равномерно и формируют более точные структуры. Это особенно важно для рентгеноструктурного анализа, при котором белки просвечиваются мощными лазерами, а полученные дифракционные "карты" затем преобразуются в трехмерные модели молекул.
Команда адаптировала магнитный биопринтер под работу с белками, используя ионы гадолиния для управления молекулами. В результате на МКС были выращены кристаллы лизоцима — белка, участвующего в иммунной защите организма. Некоторые из них достигли размеров, заметных невооруженным глазом, что крайне редко случается в условиях Земли.
После возвращения на Землю образцы были изучены на европейском синхротроне ESRF. Полученные снимки подтвердили: структура кристаллов из космоса более упорядоченная, с меньшей мозаичностью. А значит, такие кристаллы позволяют получать более чёткие «атомные портреты» молекул — основу для разработки высокоточных лекарств, от терапии рака до лечения возрастных заболеваний.
Открытие открывает путь к новому направлению фармацевтики — когда жизненно важные соединения начнут производить за пределами нашей планеты.
Источник: МФТИ
Фото: © Николай Галкин/ТАСС