ФНЦ Биоразнообразия ДВО РАН

В 2024 г. г. Владивосток стал молодежной столицей страны, в связи с чем, в сотрудничестве с редакцией Дальневосточного Ученого был подготовлен цикл материалов о молодых учёных ФНЦ Биоразнообразия ДВО РАН.

Начнем с Юлии Югай, к.б.н., с.н.с. лаборатории бионанотехнологии и биомедицины Начало пути Мой научный путь начался в стенах Дальневосточного федерального университета, где я окончила магистерскую программу на кафедре биохимии, биотехнологии и микробиологии в 2017 году. Осенью того же года я поступила в аспирантуру, и в 2022 году защитила диссертацию, получив степень кандидата биологических наук по специальности "Биотехнология (в том числе бионанотехнологии)".

С детства меня привлекали загадки природы, и в студенческие годы я поняла, что наука — это путь, который позволит мне углубить свои знания и найти ответы на интересующие вопросы. В магистратуре я занималась изучением безопасных, так называемых "зеленых" способов получения наночастиц металлов с использованием клеточных культур растений, которые обладают различными физико-химическими и биологическими свойствами, а также имеют высокий потенциал для таргетной доставки лекарств. В итоге это исследование вылилось в мою диссертационную работу, однако мои интересы не ограничиваются одной темой. На острие науки Во время моей аспирантуры я активно участвовала в новаторском применении технологии CRISPR/Cas9 для генетического редактирования. Эта технология позволяет точно модифицировать геном, внося вставки, делеции или замены нуклеотидов, что открывает широкие возможности для науки и медицины. Многие заболевания сопровождаются изменениями экспрессии генов, особенно некоторые генетические заболевания, вызванные мутациями в одном гене. Поэтому предполагается, что технология CRISPR/Cas9 позволит контролировать возникновение заболеваний на генетическом уровне. Технология произвела революцию в сфере редактирования генетической информации. Она проста в разработке и использовании, имеет высокую эффективность, экономически выгодная и гибкая, в плане выбора мест для редактирования. CRISPR/Cas9 может быть также использована для активации или подавления определенных генов без их редактирования. В 2017 году, в рамках гранта РНФ под руководством Виктора Павловича Булгакова, мы с коллегами начали осваивать этот инструмент для создания устойчивых к неблагоприятным условиям растений, поскольку для нашего региона характерны перепады температур, заморозки и недостаток либо избыток влаги. На основе интерактомной карты арабидопсиса был сделан анализ мишеней для воздействия на сельскохозяйственных культурах. Наиболее интересным, на наш взгляд, оказался ген HOS1, который функционирует как регулятор холодовой сигнализации. Чтобы проверить, правильную ли мы выбрали стратегию и для подтверждения нашей теории, мы провели CRISPR/Cas9-опосредованный мутагенез гена HOS1 арабидопсиса. В результате мы подтвердили наше предположение и что мутантные растения будут толерантны к воздействиям холодового стресса. В помощь людям Другим направлением работы нашей лаборатории является изучение и модификация вторичного метаболизма лекарственных растений, что имеет важное значение для фармацевтики и биотехнологии. Каждое лекарственное растение обладает уникальным составом вторичных метаболитов, но наличие некоторых из этих молекул может быть нежелательным для человека. Например, в одном из наших последних исследований мы анализировали метаболический профиль реликтовой лианы кирказона маньчжурского (Aristolochia manshuriensis), которая традиционно используется для лечения ревматизма, артрита и сердечно-сосудистых заболеваний. Однако, помимо своих полезных свойств, данное растение обладает канцерогенным и мутагенным действием, и считается, что оно может вызывать хронические заболевания почек. С помощью методов генной инженерии мы вместе с коллегами получили трансгенную культуру бородатых корней, которая характеризуется сниженным содержанием токсичных и увеличенным содержанием полезных соединений.

Наша лаборатория углубленно занимается изучением природно трансгенного растения сладкого картофеля (Ipomoea batatas). Примечательно, что растение со временем не потеряло стабильность внедрённой Т-ДНК от неизвестной агробактерии. В прошлом году мне удалось стать победителем гранта Президентской программы исследовательских проектов, который посвящен "Исследованию молекулярно-биологических свойств и функционального значения нового НАД+-связывающего белка из сладкого картофеля". Мы предполагаем, что этот ген способен обеспечивать растению адаптивные преимущества в условиях стресса. Изучение этого белка, который играет центральную роль в клеточном метаболизме, открывает новые возможности для биотехнологических разработок и может способствовать внедрению инновационных подходов в сельском хозяйстве и медицине. О наставниках Конечно, эти научные достижения не были бы возможны без поддержки и наставничества моих старших коллег. Я искренне благодарна нашему руководителю лаборатории бионанотехнологий и биомедицины, к.б.н. Юрию Николаевичу Шкрылю за его мудрое руководство. Бесконечная широта его знаний, дальновидность, способность генерировать новые идеи и доступно объяснять сложные концепции молодому исследователю всегда вдохновляли меня. Также, придя в лабораторию, я была счастлива работать под руководством к.б.н. Татьяны Викторовны Русапетовой, которая стала моим наставником в освоении методов молекулярной биологии. Отдельную благодарность хочу выразить чл.-корр. РАН Виктору Павловичу Булгакову, который всегда направлял наши исследования в самые передовые области науки. Благодаря этим людям я научилась не только выполнять поставленные задачи, но и самой тщательно планировать эксперименты, развила способность критически мыслить и глубоко анализировать научные данные — качества, незаменимые для современного учёного, который должен оперативно реагировать на постоянный поток новой информации.

Смелый взгляд в будущее Теперь я сама руковожу несколькими студентами. На мой взгляд, современное поколение молодых ученых мало чем отличается от предыдущих: это те же творческие личности с разноцветными волосами и горящими глазами, полными новых идей. Главное отличие сегодня заключается в том, что мы живем в эпоху огромных данных. В этом контексте мне вспоминаются слова королевы из "Алисы в стране чудес" Льюиса Кэрролла:

Современному ученому необходимо не просто следить за появлением новой информацией, но и успевать анализировать её, что непросто, ведь ученый — скорее созидатель, а не спринтер. С другой стороны, сегодняшние студенты имеют большие возможности для получения стипендий, премий и даже практической реализации собственных проектов. Надеюсь, что в будущем количество источников финансирования научных проектов будет только увеличиваться.