Первая международная конференция «Aptamers in Russia 2019» состоялась в ФИЦ «Красноярский научный центр СО РАН». Более ста ведущих российских и зарубежных исследователей обсудили проблемы селекции, изучения и работы с одноцепочечными молекулярными конструкциями — аптамерами.

Аптамеры – это небольшие фрагменты ДНК или РНК, которые способны «узнавать» другие молекулы и связываться с определенной молекулой-мишенью. Они используются для измерения концентрации различных метаболитов и белков, для обнаружения токсинов, а также выявления специфических типов клеток и тканей, например, опухолевых или болезнетворных микроорганизмов. Эти молекулы могут применяться в физике, химии, сельском хозяйстве и других сферах, а их особые свойства перспективны для медицины.

Исследователи, которых объединила молекулярная наука, обсудили на конференции разные аспекты работы с аптамерами, от их селекции, синтеза, свойств и структуры до использования в терапии и диагностике. Стивен Беннер, доктор химических наук, основатель Вестхаймерского института науки и технологий представил работу об искусственных синтетических ДНК и РНК подобных системах. Они построены из восьми химически модифицированных нуклеотидов «букв» и образуют друг с другом четыре комплиментарные пары. Аптамеры, основанные на них, обладают особой структурной регулярностью и функциональностью. Они имеют потенциал к новым возможностям, таким как самосборка, кодирование, хранение и передача информации.

Для работы с объектами такого размера и сложности требуются новые методы работы. Сотрудник Лаборатории цифровых управляемых лекарств и тераностики КНЦ СО РАН Роман Морячков рассказал о применении малоуглового рентгеновского рассеяния (МУРР) для определения пространственной структуры аптамеров. Такую работу наши ученые проводят на установках синхротронного излучения в Москве, Гамбурге или Гренобле. Воссоздать трехмерную форму молекулы и построить по ней молекулярную модель можно на основе анализа графиков рассеивания рентгеновского излучения после его прохождения через раствор с аптамерами.

Молекулярное моделирование на основе данных МУРР позволяет получить пространственную структуру молекул ДНК и РНК, изучить взаимодействие с белковыми мишенями об этом рассказал сотрудник Института физики им. Л.В. Киренского Феликс Томилин. Это поможет в совершенствовании методов селекции аптамеров, оптимизации работы устройств, помогающих диагностировать заболевания, когда все зависит от связи аптамера с определенным белком.

О биосенсорах на основе аптамеров рассказала в своем докладе Анастасия Шабалина, кандидат химических наук, старший научный сотрудник лаборатории новых материалов и перспективных технологий Сибирского физико-технического института имени академика В.Д. Кузнецова. Исследовательница отметила, что аптасенсоры позволяют диагностировать болезни, к примеру, рак или рассеянный склероз, на ранних стадиях. Перспективным также представляется создание датчиков с множеством аптамеров, способных захватывать различные белки и диагностировать разные заболевания.

Изюминкой конференции стало выступление разработчика метода селекции аптамеров Ларри Голда, который 30 лет назад придумал как провести направленную эволюцию коротких РНК в пробирке, чтобы получить цепочку с наилучшим связыванием с ДНК-полимеразой бактериофага Т4. Национальная академия изобретателей US назвала его одним из своих стипендиатов в 2017 году. Присутствие изобретателя аптамеров – это международное признание уровня мероприятия.

Конференция стала первой в России по аптамерной тематике. Она собрала более ста ученых из многих регионов России и нескольких стран мира. Красноярский научный центр СО РАН не случайно выступил одним из ее организаторов. Именно здесь в рамках реализации национального проекта «Наука» недавно была создана Лаборатория цифровых управляемых лекарств и тераностики. Там, в совместных проектах с Красноярским государственным университетом им. проф. В.Ф. Войно-Ясенецкого разрабатывают и исследуют аптамерные технологии для диагностики и терапии социально значимых болезней, к примеру, изучают структуру аптамеров для улучшения адресной доставки лекарств. Приоритетным направлением для Красноярского научного центра СО РАН стала разработка и внедрение молекулярных методик для борьбы с раковыми опухолями. При помощи аптамеров ученые научились диагностировать некоторые виды рака и, вероятно, даже бороться с ними. Аптамеры также помогли ученым обнаружить диабет и рассеянный склероз на ранних стадиях.

«Это наш первый опыт в организации мероприятия, посвященного такой интересной и сложной теме, как аптамеры. Недавно в центре была создана междисциплинарная лаборатория для работы с аптамерами, объединившая физиков, химиков, медиков и биологов. Это очень важное и перспективное направление, которое мы будем поддерживать и развивать», – отметил директор Красноярского научного центра СО РАН, доктор физико-математических наук Никита Волков.

Материалы конференции опубликованы в специальном выпуске профильного журнала Molecular Therapy Nucleic Acids. Еще один международный научный журнал, Biomedicines, учредил призы для молодых ученых за лучшие стендовые доклады. Их обладателями стали Дарья Шарко (Томск) и Татьяна Смолярова (Красноярск).

После конференции зарубежные и отечественные специалисты в области молекулярной биологии, химии и терапии провели школу молодых ученых в Красноярском государственном медицинском университете им. проф В.Ф. Войно-Ясенецкого.

«Многие участники конференции отметили, что мероприятие оказалось особенным, не похожим на другие конференции. Формат был такой, что кроме устных докладов ученых с мировым именем и талантливой молодежи было выделено время для общения ученых между собой, причем в необычных и интересных условиях. Экскурсии, походы, вечеринка с вином и чаем из большого самовара, вскипяченного на шишках у огромного костра и, конечно, традиционный банкет.

Студенты и аспиранты вместе с именитыми учеными рассмотрели не только актуальные вопросы науки, но и "вечный" космос в настоящий телескоп, пели до ночи песни под гитару, ходили на Столбы, катались на катере и даже купались в Красноярском море. Что особенно ценно, люди, раньше знакомые нам только по научным статьям теперь пишут письма и благодарят за теплоту и заботу. Хочу поблагодарить всех, кто сделал это незабываемое мероприятие возможным - оргкомитет, спонсоров, участников», – отметила Анна Кичкайло, доктор биологических наук, заведующая Лабораторией цифровых управляемых лекарств и тераностики.

Конференция и школа для молодых ученых успешно прошли благодаря финансовой и организационной поддержке ФИЦ Красноярский научный центр СО РАН, АО "НПП "Радиосвязь", КрасГМУ им. проф. В.Ф. Войно-Ясенецкого, Российского научного фонда, компаний AptamerLab, BIO-RAD, BIO LINE, Beckman Coulter, Aptagen, OPTEC, Helicon, издательства Molecular Therapy Family of Journals, журнала Biomedicines.