Первая за Уралом лаборатория молекулярного инжиниринга создана в НГУ

Лаборатория, созданная в структуре Института медицины и медицинских технологий (ИММТ) НГУ, станет первой специализированной лабораторией за Уралом, которая будет комплексно заниматься культивированием клеток микроорганизмов, изучением вирома и метагеномным анализом, предсказанием структуры белка на основе анализа полученных данных.

В начале 2026 г., после сдачи нового корпуса ИММТ НГУ, лаборатория будет располагаться на площадях нового кампуса. Ее создание — часть стратегического проекта «Центр интеграции персонифицированной биомедицины, фармации и синхротронных, бинарных технологий», финансируемого в рамках программы «Приоритет 2030».

Сейчас в лаборатории работают пять человек, среди которых — представители ведущих научно-исследовательских центров Новосибирска и Томска. Также к работе будут привлечены студенты, магистранты и аспиранты Института медицины и медицинских технологий, факультета естественных наук и других факультетов НГУ, которые в рамках подготовки дипломных и научных работ будут участвовать в реализации проектов. Возглавила лабораторию кандидат биологических наук, научный сотрудник ИММТ НГУ Елена Прокопьева.

Лаборатория 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 разных стран.

Основные направления работы:

— 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 разных 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 несколько участков разных геномов в разных 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 (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 г. будет доработано интерактивное образовательное веб-приложение, включающее коллекцию цифровых микропрепаратов по гистологии, эмбриологии и цитологии.

Таким образом, 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.

Индустриальными и научными партнерами лаборатории выступили ООО «Технопром», научно-исследовательские институты СО РАН (Институт ядерной физики имени Г.И. Будкера СО РАН, Институт катализа имени Г. К. Борескова СО РАН, Федеральный исследовательский центр институт цитологии и генетики СО РАН), ФБУН ГНЦ ВБ «Вектор» Роспотребнадзора, Федеральный исследовательский центр фундаментальной и трансляционной медицины (ФИЦ ФТМ). Также лаборатория сотрудничает с иностранными партнерами: Цинхайским университетом и Восточно-Китайским педагогическим университетом (Китай), РГП «Институт генетики и физиологии» (Казахстан).