Лаборатория в Санкт-Петербургском национальном исследовательском университете информационных технологий, механики и оптики получила название «Генеративный дизайн ферментов и аптамеров». Она будет использоваться для создания инструментов, с помощью которых будут созданы молекулярные машины – специальные наноустройства, в основе которых лежат биологические структуры. Эти структуры быстро и с высокой точностью выполняют важные задачи внутри клеток: позволяют им отвечать на сигналы внешней среды и общаться друг с другом, синтезировать молекулы ДНК, вырабатывать энергию и т.д. В будущем ученые также планируют создать систему молекулярных машин по Lego-принципу: она включит в себя поиск и создание отдельных независимых функциональных модулей, а также способы их сборки под ключ в молекулярные машины с заранее запрограммированным поведением.
Разработка молекулярных машин достаточно сложна. Как отмечают ученые, сейчас накоплено огромное количество точечных знаний, но единой теории не существует до сих пор. Новая лаборатория ИТМО, которую возглавил Никита Серов, младший научный сотрудник химико-биологического кластера ИТМО, призвана упростить разработку таких наноустройств. В команду проекта также вошли магистранты программы «Химия и искусственный интеллект» и бакалавры из разных городов России.
В основе создания инструментов для их производства в ИТМО применяются методы искусственного интеллекта. ИИ должен помочь «скопировать» у природы молекулярные машины для того, чтобы проводить сверхточные манипуляции с молекулами, включая ДНК, РНК и белки, регулировать метаболизм клеток (биохимические реакции, обеспечивающие жизнедеятельность клетки) и редактировать геном.
В будущем команда ученых этой лаборатории будет узнавать возможности, которые предоставляют гибридные молекулярные машины из разных типов биополимеров: белков, нуклеиновых кислот, липидов. Все разработанные инструменты будут объединены в цифровую платформу.
Результаты российских исследований помогут разработать медикаменты для персонализированной медицины и POC-систем – мобильных устройств для лабораторной диагностики заболеваний.
Лаборатория открылась при участии Фонда поддержки инноваций и молодежных инициатив Санкт-Петербурга.
Источник: ИТМО
распечатать статью
