Как я провёл это лето, или эпопея с антибиотиками в двух частях

Часть первая. Необычные обитатели кампуса Сколтеха

Что делает типичный студент летом, после окончания сессий и практик? В большинстве случаев отдыхает от учёбы и наслаждается отсутствием необходимости грызть гранит науки.

Но есть и такие, которые хотят учиться и летом тоже, которые готовы проделать огромный путь, чтобы с головой погрузиться в мир молекулярной биологии и за невероятно короткий срок – всего неделю – освоить колоссальный объём теоретического материала и новых практических навыков. Именно такие ребята и приехали к нам, в Сколтех, в конце августа, на летнюю школу для студентов бакалавриата, посвящённую поиску бактерий, продуцирующих антибиотики. Участники приехали со всей России, а некоторые – даже из стран ближнего зарубежья. Самая младшая участница только окончила школу, а другие участники заканчивают обучение в бакалавриате и присматриваются, куда бы пойти в магистратуру и даже аспирантуру.

Перед участниками школы была поставлена очень необычная задача: найти среди бактерий, собранных ими в разных местах кампуса Сколтеха, те, которые продуцируют антибиотики. Так что участники школы проводили настоящую исследовательскую работу, а не выполняли стандартные задания с заранее известным результатом, из которых обычно состоят университетские практикумы.

Участники школы собирают образцы почвы вокруг Сколтеха. Фото: Юлия Гордеева

Участники школы собирают образцы почвы вокруг Сколтеха. Фото: Юлия Гордеева

 

Большинство ребят никогда раньше не работали в молекулярно-биологической лаборатории. Тем не менее, все справились с поставленной задачей, в чём большая заслуга Марии Соколовой – выпускницы Сколтеха, а ныне научной сотрудницы Центра наук о жизни. Мария не только организовала всю школу, но ещё и обучила ребят базовым молекулярно-биологическим методам за очень короткий срок. Вместе с Марией ребята вырастили более 120 бактерий, найденных на территории Сколково, и сумели показать, что некоторые из них продуцируют антибиотики. Участники даже сумели выявить мишень действия некоторых обнаруженных антибиотиков – ей оказалась бактериальная рибосома.

Участники школы берут образец воды из пруда рядом с кварталом Менделеева. Фото: Юлия Гордеева

Участники школы берут образец воды из пруда рядом с кварталом Менделеева. Фото: Юлия Гордеева

Все ребята были в полном восторге от летней школы. По словам одной из участниц, летняя практика в Сколковском институте науки и технологий дала ей огромный импульс мотивации для самообразования и совершенствования себя как научного сотрудника.

Однако практически ни одно современное исследование в области биологии не обходится без «сухой», биоинформатической части. Для полноценного исследования, достойного публикации, ещё предстояло найти в геномах бактерий гены, ответственные за синтез антибиотиков. Пока ребята, разъехавшись по домам, изучали азы биоинформатики по онлайн-курсам, специалисты Сколтеха секвенировали геномы 14 видов бактерий, найденных ребятами. И вот, в конце ноября-начале декабря участники школы вновь вернулись в Сколково, чтобы довести начатое до конца…

Первый день в учебной лаборатории Сколтеха. Фото: Юлия Гордеева

Первый день в учебной лаборатории Сколтеха. Фото: Юлия Гордеева

Часть вторая. Как искать иголки в стоге сена

Сырые данные, выданные секвенатором (прочтения, или риды), необходимо далее собрать в целый геном на основе их перекрытия друг с другом. Сборка генома – задача весьма нетривиальная, а уж поиск в нём генов и их функциональное аннотирование – ещё более непростая. Поэтому для работы над этой частью проекта допускались только те участники летней школы, которые успешно освоили основы биоинформатики по онлайн-курсам.

Софья Медведева проводит занятие по сборке геномов. Фото: Юлия Гордеева

Софья Медведева проводит занятие по сборке геномов. Фото: Юлия Гордеева

Под руководством выпускницы Сколтеха Софьи Медведевой ребята сумели собрать все геномы. С аннотацией геномов и поиском кластеров генов, ответственных за синтез вторичных метаболитов (в том числе антибиотиков) помогли Юлия Пискунова, Дмитрий Бикметов и Дмитрий Травин – также сотрудники и аспиранты центра наук о жизни.

5

Все участники биоинформатической части школы с Дмитрием Травиным и Дмитрием Бикметовым (слева). Фото: Мария Соколова

Но какие кластеры отвечают за синтез именно тех антибиотиков, которые были обнаружены ребятами ранее – пока неизвестно. Чтобы разобраться в этом, необходимо вновь вернуться от биоинформатики к экспериментальной науке, выделить соответствующие вещества и идентифицировать их с помощью масс-спектрометрии. Некоторые участники хотят заняться этой задачей и поработать в лабораториях Сколтеха ещё. И, конечно, все ребята хотят поступить в магистратуру Сколтеха. Как выразился один из участников, «Надеюсь на дальнейшее продуктивное сотрудничество, Сколтех!».

По словам Марии, собранные геномные последовательности будут выложены в GenBank, где первыми авторами будут указаны участники школы, работавшие над сборкой геномов.

“Летом 2019 мы обязательно проведем школу по поиску антибиотиков вновь. Однако в будущем мы не станем ограничиваться только этой тематикой, и уже сейчас я активно думаю о подобных школах и на другие темы”, – отмечает Мария.

Мария Соколова (по центру) с участниками школы на фоне нового здания Сколтеха. Фото: Юлия Гордеева

Мария Соколова (по центру) с участниками школы на фоне нового здания Сколтеха. Фото: Юлия Гордеева

Чтобы быть в курсе всех новостей Центра наук о жизни и не пропустить сообщения о следующих мероприятиях, присоединяйтесь к официальной группе центра в VK: https://vk.com/skoltech_cls

 

Контакты:
Skoltech Communications
+7 (495) 280 14 81

Tweet about this on Twitter0Share on Facebook11Pin on Pinterest0Share on Tumblr0Share on VK