«Биофранкенштейн»

Благодаря вкладу казанского ученого в биохимии произошел серьезный прорыв. Биолог из Казанского университета (кафедра биохимии) Равиль Фахруллин и химик из университета Халла (Великобритания) Весселин Паунов создали искусственную многоклеточную систему и описали новый класс коллоидных микрочастниц, получивших название «цитозомы». Вчера анонс статьи о совместных исследованиях ученых был опубликован в вестнике Королевского общества химиков Великобритании «Chemical Science», куда попадают наиболее интересные работы ученых со всего мира.

В Великобританию молодой татарстанский ученый Равиль Фахруллин попал по программе правительства республики «Алгарыш». В 2006 году ему полностью оплатили магистерское обучение в университете города Халла. Однако заниматься лишь учебой и получать второе высшее за границей биохимику было скучно. В университете он нашел лабораторию, чьи исследования были близки его собственным, проводимым в Казани, и обратился к ее заведующему – болгарину Весселину Паунову. Изучив научные работы Равиля Фахруллина, тот пригласил его для совместной работы.

«Мы хотим создать «коллоидного франкенштейна» – организм в пробирке, – сообщил татарстанскому ученому заведующий лабораторией Весселин Паунов.

Идея ученых заключалась в том, чтобы создать полую капсулу, в качестве элементов которые были бы использованы живые клетки. Технология создания капсул с неорганическими частицами хорошо известна и подобна принципу папье-маше. То есть берется основа, которая покрывается несколькими слоями бумаги, после чего основа убирается, а полая фигура остается. То же самое делается на микроскопическом уровне. К примеру, такие капсулы создаются для того, чтобы наполнить их лекарством. То же самое, но только с живыми клетками сделали Равиль Фахруллин и Весселин Паунов.

Равиль Фахруллин, кандидат биологических наук, преподаватель кафедры биохимии КГУ. Выпускник гимназии №19, закончил с отличием КГУ по специальности «биохимия» в 2003 году. Владеет татарским, русским, английским, украинским и турецким языками. Круг научных интересов: биоматериалы и наноматериалы, биомиметика, биосенсоры, взаимодействие наноматериалов и живых систем.

«Берутся формы, покрываются слоями полимерной пленки, наносятся клетки, чтобы они прилипали друг к другу, – объясняет корреспонденту 116.ru биолог Равиль Фахруллин. – Так формируется мембрана, которая затем покрывается дополнительными слоями из клеток. После чего происходит растворение несущей частицы. И у нас получается структура, которая состоит из живых клеток и имеет внутри полость. Новая частица получила название цитозома».

Для простоты использовались клетки дрожжей, но теоретически проводить опыты можно на любых клетках – стволовые клетки, микроорганизмов, человека.

«Допустим, мы имеем сосуд и нам нужно создать имплантат, который должен по форме воспроизвести этот сосуд. Мы делаем неорганическую основу, покрываем его клетками и позволяем им полностью воспроизвести форму объекта. А неорганику растворяем химическими способами, – говорит Равиль Фахруллин. При этом ученый делает оговорку: мы не трансплантологи, мы вырабатываем технику, которую затем медики берут на вооружение.

Публикация в авторитетном английском журнале позволит ученым всего мира познакомиться с наработками татарско-английский команды и в дальнейшем применить их уже при создании будущих технологий.

Вариантов применения цитозом много и не обо всех из них ученые еще даже догадываются. Например, тканевая инженерия. Когда человеку не пересаживают орган, а делают ему искусственную кожу из его же клеток, которая не вызовет отторжения. Но это дело будущего.

«Это не готовая технология, которая завтра отправится в больницу, а концепция, которую можно применить для этих целей. Но очень важная концепция», – говорит ученый.

Второе направление – химия. Например, создание биологического микрореактора, в котором будет происходить химическая реакция. Или реакторы для синтеза лекарств, которые затем будут доставляться в организм.

Помимо практической стороны и анализа, проведенные исследования дали возможность для построения гипотезы эволюции жизни на земле.

«Мы знаем, что есть одноклеточные, а есть многоклеточные организмы. Но как произошел переход от одной формы к другой, точно никто не знает, – говорит Равиль Фахруллин. – Есть предположение, что промежуточным этапом были колониальные организмы. Например, вольвокс – круглая водоросль, которая состоит из большого количества отдельных клеток. Она не является отдельным организмом, но она похожа на организм. Так вот, она выглядит точно так же, как наши частички. Мы предполагаем, что в процессе эволюционного возникновения многоклеточных организмов, колониальный этап мог развиться подобным образом – то есть клетки поселяются на каком-то неорганическом носителе, формируют мембрану, затем продукты жизнедеятельности клеток уничтожают носитель, а у нас формируется полая структура, которая похожа на срез примитивного многоклетоточного организма».

Ученые предполагают использовать на следующем этапе работы внеклеточные вещества (биологические полимеры), которые также способны удерживать клетки.

«Биологи-эволюционисты, имея на руках наш фактический материал, могут попытаться объяснить это более подробно, – говорит ученый. Мы же пока имитируем то, что уже создано природой. Даже самые простейшие многоклеточные организмы в миллионы раз сложнее, чем то, что нам пока удалось сделать».