За лазерную биопечать

Стали известны победители конкурса 2021 года на премию правительства Москвы молодым учёным. Среди победителей – коллектив сотрудников троицкого Института фотонных технологий РАН, входящего в ФНИЦ «Кристаллография и фотоника». Вячеслав Жигарьков, Никита Минаев и Артём Антошин получили награду в категории «Биотехнологии». Созданный в ИФТ РАН лазерный биопринтер отмечался среди основных достижений российской науки 2019 года в докладе президента РАН Александра Сергеева, тогда о нём была публикация в «Городском ритме».

Московская премия молодым учёным присуждается с 2013 года. 50 наград размером два миллиона рублей выделяются в 22 номинациях – теоретикам, экспериментаторам, создателям научных установок и новых технологий, молодым специалистам до 36 лет и докторам наук до 40 лет. Эту награду уже получали учёные из Троицка: в 2016 году – сотрудники ТИСНУМа Игорь Маслеников, Константин Кравчук и Алексей Русаков за разработку индентирующего модуля «НаноСкан», а в 2017 году – Юрий Фомин из ИФВД РАН за теоретические работы по поведению жидкостей при экстремальных температурах и давлениях, в 2019-м – Александр Измайлов и Артур Шайхиев (ИЯИ РАН) за поиск CP-нарушения и исследование осцилляций нейтрино в эксперименте Т2К.

Микробы в капле

Лаборатория лазерной наноинженерии ИФТ РАН входит в отдел лазерно-молекулярных технологий, основанный выдающимся учёным Виктором Баграташвили. Его идеи лежат и в основе метода лазерного разделения микробиологических систем, одной из прорывных технологий для микробиологии и биомедицины. «Эта разработка из области лазерной биопечати, – рассказывает заведующий лабораторией Никита Минаев. – «Лазерная микропипетка» переносит в пространстве мельчайшие капли и делает удобнее манипуляции с живыми микроорганизмами или клетками. Мы провели подробные исследования и подобрали оптимальные параметры лазерного воздействия и подложек для гидрогеля, чтобы микробы в капле не пострадали». Работа идёт в рамках научного направления, которое интенсивно развивается в ИФТ РАН, а также в многолетней постоянной кооперации с коллегами из МГУ, ФИЦ Биотехнологии РАН, Медицинского университета им. Сеченова. «Разработка экспериментальных систем была бы невозможна без всесторонних исследований различных физических факторов, возникающих как в процессе лазерного воздействия, так и в процессе переноса микрокапель с живыми клетками», – добавляет Минаев. Результаты стали основой кандидатской диссертации Вячеслава Жигарькова, которую он успешно защитил осенью
2021 года.

Новые антибиотики

С момента, когда работа ИФТ РАН была отмечена в академическом докладе, до присуждения премии прошло два года. За это время учёные заметно продвинулись вперёд. «Были усовершенствованы разработанные системы лазерной печати гелевыми микрокаплями с живыми микроорганизмами, на которых были получены значимые практические результаты, – рассказывает Никита Минаев. – В частности, при лазерном переносе гелевых микрокапель с культурами клеток, взятых из нестандартных природных сред или клеточных консорциумов, были выделены ранее некультивируемые и трудно культивируемые микроорганизмы, которые постоянно живут в анаэробных (бескислородных) условиях». Для чего могут понадобиться такие бактерии? Например, продуктами жизнедеятельности этих микроорганизмов могут быть новые антибиотики.
А их поиск и разработка – одна из самых важных задач современности. Сейчас из-за бесконтрольного применения уже известных антибиотиков появляются новые, сверхустойчивые штаммы бактерий, и пандемия только усугубила ситуацию. Лазерный биопринтер полезен тем, что способен выделять из культуры, представляющей собой смесь разных видов, единичные клетки, чтобы затем выращивать и изучать их как
монокультуры.

***

Учёные ставят перед собой новые задачи. «Идёт работа по отладке новых экспериментальных систем с использованием современных методик; продолжается изучение лазерного воздействия на новые биообъекты: эукариотические микроорганизмы, клетки млекопитающих, – говорит Никита Минаев. – Приглашаем студентов, выпускников и аспирантов, проживающих в Троицке, ознакомиться с нашими научными направлениями и при желании включиться в научную работу. Тем, кто проявит интерес и целеустремлённость, коллектив гарантирует увлекательные исследования, которые смогут стать основой курсовой, дипломной или диссертационной работы, а в будущем обеспечить экспоненциальный рост вашей научной карьеры».

Владимир МИЛОВИДОВ,

фото автора