Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физической химии и электрохимии им.
В институте проводят фундаментальные и ориентированные фундаментальные исследования по таким направлениям, как
Мы поговорили с Олегом Батищевым, заведующим лабораторией биоэлектрохимии Института физической химии и электрохимии им.
«Мы работаем с несколькими биологическими задачами. Одна из них касается исследования вируса гриппа и, в частности, самоорганизации белков, формирующих каркас вирусной частицы. Мы смотрим, как происходит проникновение вируса в клетку, какие процессы и изменения с его структурой и белками при этом реализуются. Если мы будем знать все эти молекулярные механизмы, то сможем искать способы, как их остановить, как подавить эти процессы.
В отношении вируса гриппа наша первая работа посвящена исследованию так называемого матриксного белка М1. Вирус гриппа можно сравнить с морским ежом: он сферический, и снаружи покрыт шипами. Причем внутри этого «ежика» содержится вирусный геном — то, что он должен доставить в клетку, чтобы она воспроизводила новые вирусы. Этот геном защищен двумя оболочками, белковой и липидной. Собственно, эта белковая оболочка как раз и сформирована из матриксного белка М1.
Чтобы произошло инфицирование, генетический материал должен выйти из вируса, и поэтому, с одной стороны, оболочки должны быть разрушены. С другой стороны, когда вирус начинает производить в инфицированной клетке дочерние вирусные частицы, все образующие их белки должны собраться на мембране клетки в строго определенной временной и пространственной последовательности. Возникает резонный вопрос: как эти процессы реализуются, и какими силами обеспечиваются? Мы пытаемся выяснить это в основном с точки зрения физических взаимодействий. Есть электростатические взаимодействия, есть гидрофобные взаимодействия, есть химические ковалентные связи. Какие именно силы влияют на изменение структуры белков так, что в одном случае они разрушаются, а в другом — собираются, как происходят эти процессы разрушения и самоорганизации?
Другая перспективная тема с серьезными планами на будущее — с помощью силовых измерений увидеть, как происходит взаимодействие цельной вирусной частицы, допустим, закрепленной на зонде кантилевера, с клеткой или модельной мембраной. Это важно, потому что вирусное инфицирование начинается с взаимодействия с рецепторами, с активации поверхностных белков, которая приводит к слиянию мембран. Никто не знает, сколько белков должно участвовать в слиянии, какие силы они развивают, насколько сильные изменения должны при этом происходить со структурой вирусной частицы.
В отличие от вирусологов мы хотим показать, что процессы вирусного инфицирования с точки зрения физики общие для многих вирусов. Там работают силы одинаковой природы. Мы хотим понять общие физические законы, которые приводят к видоизменениям вирусных частиц на разных стадиях их жизненного цикла. В этих вопросах
Процессы самоорганизации белкового каркаса вириона мы наблюдаем с помощью
Когда мы хотим посмотреть, как происходит организация белкового слоя, в идеале нужно видеть отдельные молекулы. Очень важно понимать, как они ложатся, есть ли между ними
Результатом наших исследований может стать создание лекарств — не лекарственных вакцин, а именно лекарств от вирусов. Обычно от момента понимания фундаментальных механизмов до создания лекарства проходит около 20 лет. Сегодня мы близки к пониманию фундаментальных механизмов».