Як відбувається шлях від ДНК до функціонального білка і як можна цілеспрямовано змінювати властивості білків чи проєктувати нові молекули? Відповіді на ці запитання студенти шукали під час двох літніх шкіл із білкової інженерії, організованих у межах програми APBC у Центрі міждисциплінарних біонаук (TIP UPJŠ) у Кошицях.
Якщо студенти другого курсу бакалаврату знайомилися з фундаментальними методами молекулярної біології та білкової інженерії під час літньої школи «Від ДНК до білка», то цього року вперше для магістрантів було організовано наступний курс — «Розробка та дизайн нових молекул». Цей курс дозволив їм опанувати складніші методи та здобути практичний досвід виконання процедур, що застосовуються під час розробки й оптимізації білків.
Від ДНК до білка: перші кроки в інженерії білків
Десять студентів взяли участь у другій щорічній літній школі з інженерії білків під назвою «Від ДНК до білка». Протягом тижня вони ознайомилися з роботою в лабораторії білкової інженерії та змогли поєднати теоретичні знання з практичною експериментальною діяльністю.
Технічну програму та практичні заняття проводили Любош Амбро та Міхал Немергут, а лабораторну підтримку забезпечували Александра Полякова та Івана Тімкова
Студенти опановували фундаментальні методи молекулярної біології: від підготовки ПЛР-сумішей і нанесення зразків для електрофорезу в агарозному гелі до клонування. Програма також включала очищення флуоресцентних білків — зеленого (GFP) та червоного (RubyRed). Ці експерименти дозволили студентам простежити весь процес: від роботи з ДНК до отримання кінцевого білка.
Розробка та дизайн нових молекул: від фундаментальних основ до спрямованої еволюції
Нововведенням цьогорічного заходу стала літня школа з інженерії білків — «Розробка та дизайн нових молекул», — організована для студентів магістратури. Її метою було поглиблення знань учасників та ознайомлення їх із передовими підходами, що застосовуються в сучасній інженерії білків.
Ключовими темами стали спрямована еволюція та метод дріжджового дисплею. Під час теоретичних занять докторка філософії (PhD) Марія Томкова висвітлила принципи спрямованої еволюції, докторка філософії (PhD) Марія Реповська пояснила технічні аспекти дріжджового дисплею, а Мартін Менкина розповів про принципи раціонального дизайну білків.
Отримані теоретичні знання студенти закріпили на практиці в лабораторії. Під керівництвом Марії Томкової та Марії Реповської, за сприяння аспірантки Крістіни Фелчікової, вони набули практичного досвіду приготування поживних середовищ, а також ініціювання та пересіву дріжджових культур. Згодом, використовуючи флуоресцентний сортер клітин (FACS), вони відібрали дріжджові клітини, що експонували на своїй поверхні досліджувані білки. Завдяки цим експериментам учасники змогли перевірити на практиці принципи, з якими ознайомилися під час теоретичної частини програми.
Лекції, експерименти та презентації результатів
Перші два дні обох літніх шкіл доповнював спільний технічний семінар. Під час нього студенти відвідували лекції галузевих експертів і глибше ознайомлювалися з практичним застосуванням знань у сферах біомедицини та протеоміки.
Кульмінацією цього інтенсивного тижня стали фінальні презентації, що відбулися в п’ятницю. Студенти, які брали участь у програмі «Розробка та дизайн нових молекул», у складі груп представили хід своєї роботи, застосовані експериментальні методики та результати, отримані під час літньої школи.
Обидві літні школи мали спільну мету: дати студентам змогу вийти за межі теоретичного навчання й безпосередньо долучитися до наукової роботи в лабораторії. Учасники мали нагоду опанувати ключові методи сучасної білкової інженерії — від базових маніпуляцій із ДНК та очищення білків до спрямованої еволюції та клітинної селекції методом FACS.
На завершення заходу всі учасники отримали сертифікати про його успішне проходження. Проте, окрім сертифікатів, вони здобули нові знання, практичний лабораторний досвід і чіткіше уявлення про те, як наукова робота та розробка нових молекул виглядають на практиці.
