БИОФАК: ПРИМЕНЕНИЕ НАНОТЕХНОЛОГИЙ В НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЯХ

Необходимым условием эффективного образования в вузе является интеграция научных исследований и учебного процесса. Этот синтез обеспечивает повышение квалификации будущих специалистов, поддержание необходимого профессионального уровня преподавателей, генерацию новых знаний. В нашем университете создаются все условия для участия студентов в научной деятельности. С этой целью в ДонНУ функционируют научно-исследовательские институты, центры, лаборатории, центры трансфера технологий и коллективного использования научного оборудования, специальное конструкторское бюро и другие подразделения.

В биофизической научной школе под руководством и.о. ректора, д. физ.-мат. н., профессора Светланы Владимировны Беспаловой, развивается новое направление – «Магнитоуправляемая транспортировка стволовых  и других биологических клеток». В его рамках на кафедре биофизики проводятся исследования по отработке способов создания магнитных наночастиц, необходимых для магнитной маркировки биологических клеток, в частности стволовых, отработке способов  магнитной маркировки клеток и разработке магнитных систем для управления движением магнито-маркированных клеток.

Сегодня мы представляем нашим читателям молодого исследователя, студента 4 курса специальности «Биофизика» биологического факультета Максима Солопова. Он рассказал нам о своих исследованиях в области биотехнологий.

 – Максим, расскажите, как у вас появился интерес к науке?

– На биологическом факультете стараются пробудить в студентах интерес к науке, участие в научно-исследовательской деятельности очень поощряется. Мое близкое знакомство с наукой произошло год назад, на третьем курсе. Тогда моим руководителем курсовой работы был назначен Юрий Анатольевич Легенький. Именно он в рамках научного направления, которое возглавляет и.о. ректора, заведующая кафедрой биофизики Светлана Владимировна Беспалова, занимается созданием и исследованием магнитоуправляемых клеток. К этой работе привлекли и меня. Так написание курсовой работы стало серьезным проектом, которым я так увлекся, что не планирую останавливаться (улыбается).

– Объясните широкому кругу читателей, что такое магнитоуправляемые клетки?

– Это клетки, движением которых можно управлять с помощью магнитного поля. К примеру, все слышали о стволовых клетках. В современной медицине стволовые клетки трансплантируют, то есть пересаживают, в лечебных целях. Но существует проблема: как их направить в нужные органы? Если использовать стандартные методы доставки, то это будет малоэффективно. Ученые пришли к тому, что движением клеток (после их специальной обработки, т.е. магнитной маркировки) можно управлять с помощью приложения внешнего магнитного поля. Думаю, любой человек представляет: магнит с помощью силы своего притяжения тянет к себе «намагниченные» объекты и направляет их к органам-мишеням. Собственно, для придания биологическим объектам магнитных свойств производят процедуру магнитной маркировки. Говоря простым языком, магнитный материал наносится на поверхность клетки – и она приобретает магнитные свойства.

– А как можно на микроскопическую клетку нанести магнитный материал?

– Для этого используются нанотехнологии: например, можно получить вещество, называемое магнетитом, в форме наночастиц, которые обладают суперпарамагнитными свойствами. Живая клетка –  относительно маленький объект, но наноразмерность частиц магнетита позволяет покрывать мембрану клетки без значительного увеличения её размера и без ухудшения клеточной жизнедеятельности. Мы синтезировали такие наночастицы и работаем над модификацией клеток с их помощью.

 – А какие клетки вы используете?

– Магнитное управление стволовыми клетками является перспективной целью нашей работы. Но опыты со стволовыми клетками проводятся в специальных лабораториях и являются очень дорогостоящими. На настоящем этапе исследований мы используем дрожжевые клетки, так как они уже давно закрепились в качестве модельного объекта в биологических экспериментах. Также необходимо отметить, что дрожжевые клетки имеют уникальные свойства, которые делают их ценным объектом для магнитомаркирования. В частности, дрожжи способны поглощать из раствора, в котором они находятся, тяжелые металлы, что делает их уникальным адсорбентом. То есть магнитоуправляемые дрожжевые клетки можно применять для очищения загрязненных вод. Дрожжи с магнитными свойствами также используют в качестве биокатализаторов и биосенсоров, что даёт им широкий потенциал для практического использования.

 – Максим, расскажите о своих планах на будущее.

– Сейчас мы работаем над  прикладным применением наших исследований по магнитной маркировке дрожжевых клеток. В будущем, конечно, хотелось бы работать со стволовыми клетками. Если получится к ним применить нашу методику маркирования клеток магнитными наночастицами, это будет шагом к повышению эффективности использования стволовых клеток в медицине. Сам я из Дзержинска, но планирую после обучения в университете оставаться в Донецке и продолжать заниматься научной деятельностью здесь.

Беседовала Екатерина Дудникова