Лауреат премии ДВО РАН имени выдающихся учёных
Понимание
того, как работают мышечные механизмы, очень важно. Практическая значимость
работ – в создании настраиваемых сократительных аппаратов, синтетических
мышечных тканей, которые будут обладать заданным функционалом, в том числе
почерпнутым у запирательных мышц моллюсков.
Кандидат
биологических наук Илья Геннадьевич Вятчин, научный сотрудник Национального
научного центра морской биологии им. А.В. Жирмунского ДВО РАН (ННЦМБ ДВО РАН) родился в г. Петропавловск-Камчатский,
в очень раннем возрасте переехал с семьей во Владивосток. Здесь и окончил школу
(тогда Гимназию №1 при Педагогическом училище). Биологией начал интересоваться
уже в старших классах, в связи с этим интересом поступил в Малую академию
морской биологии. Вместе с МАМБ впервые посетил МБС Восток, в которую сразу
влюбился. Поступил в ДВГУ на факультет, тогда называвшийся АЭМББТ (Академия
экологии, морской биологии и биотехнологии), и на втором курсе присоединился к
коллективу лаборатории биофизики клетки Института биологии моря ДВО РАН.
Впоследствии прошёл в институте аспирантуру, защитив кандидатскую диссертацию.
С тех пор продолжает исследования и работу в этой лаборатории.
Недавно
Илья Вятчин стал лауреатом премии ДВО РАН имени академика ВАСХНИЛ Б.А.
Неунылова за цикл работ «Исследование запирательного тонуса мышц двустворчатых
моллюсков».
 |
| Илья Геннадьевич ВЯТЧИН |
Загадочный
мускул-замыкатель
– Строго говоря, объектом моих исследований
является мускул-замыкатель двустворчатых моллюсков, – рассказывает Илья
Геннадьевич Вятчин. – Например, большой и вкусный у гребешка. Впрочем,
достоинства его лежат не только в органолептической плоскости. Эти мышцы
обладают способностью приходить в такое состояние, когда на поддержание
мышечного усилия практически не требуется энергии. То есть моллюск может
сомкнуть створки, удерживать их с совершенно чудовищной силой, и сидеть так
неделями, а мышца его не устает. Если кто-то из читателей попробует постоять
хотя бы пять минут, подняв ногу или руку, поймет, о чём речь. Это очень сложная
задача для нас с вами. А моллюск легко справляется. Понимание того, как он это
делает, за счёт чего у мышцы это получается, – очень давний вопрос.
Молекулярный механизм исследуется уже лет 100, и только в последние десятилетия
учёные приблизились к пониманию того, как, вероятно, устроен сократительный
аппарат этой мышцы.
Молекулярная
кухня
На
вопрос, при каких обстоятельствах были сформулированы цели и задачи цикла работ,
Илья ответил:
–
На самом деле моя работа – естественное продолжение исследований, которые
велись в лаборатории с момента её основания, где-то в те же годы, когда наш
институт формировался и строился. Душой и мозгом этого направления с самого
начала являлся мой дорогой учитель, Николай Семенович Шелудько. Так что
направление предложил и заложил он.
– Как вы подбирали
методы исследования моллюсков? Каким пользовались оборудованием?
–
Методики и подходы, использованные в работе – классические методы биохимии и
биофизики, позволяющие наблюдать, что делают в пробирке белки, которых и
вооруженным глазом разглядеть сложно. Большинство их них поставлены у нас в
лаборатории. В последние годы больше добавилось методик, связанных с анализом
структуры белков. Они делаются на стороннем оборудовании, силами наших коллег.
Речь, например, о MALDI-TOF масс-спектрометрии, работе с
протеомами и компьютерном анализе взаимодействия белков.
– Необходимой вам
приборной базы в ННЦМБ не достаточно? С кем сотрудничаете?
–
Часть молекулярной кухни просто удобнее выносить на аутсорсинг, например,
производство праймеров или антител. Конечно, в принципе, силами ННЦМБ сделать можно
всё, я не сомневаюсь, но это дольше по времени и связано с техническими
сложностями.
Полноценное
сотрудничество за время моего занятия темой, разумеется, было в основном с
коллегами из Института цитологии РАН.
– Илья, кто-то кроме вас
участвует в этом проекте?
–
Сейчас исследования в основном провожу самостоятельно, до недавнего момента с
коллегой – Ульяной Владимировной Шевченко, но сейчас она в декретном отпуске –
дело житейское. Мощную поддержку оказывает научный руководитель лаборатории,
Вячеслав Алексеевич Дячук. В том числе идеями, финансированием, оборудованием.
Ну и куда же без студентов, порой они получают настолько неожиданные данные –
что хоть стой, хоть падай. И это не всегда ошибка!
 |
| Илья Геннадьевич ВЯТЧИН и Ульяна Владимировна ШЕВЧЕНКО |
Возможность
стать творцами
– Имеет ли ваш цикл
работ практический интерес?
–
На мой взгляд, совершенно любая фундаментальная работа имеет, в том числе чисто
практический интерес. Не всегда и не всем он может быть очевиден, и одна из
задач учёного – понимать и объяснять, чём его работа может быть полезна людям.
Что касается моей работы, то понимание – каким образом тот или иной механизм,
созданный природой, работает, даёт возможность выступать творцами чего-то
настолько же совершенного. Действительно, очень многое, что создаёт человек, на
самом деле уже отработано эволюцией в миниатюре клеточного мира. Если взглянуть
на мышцы под этим углом – они окажутся чрезвычайно энергоэффективными и производительными
механизмами, способными самоподдерживаться, а потому не изнашиваться и
совершать сложные движения в нескольких плоскостях. Подобные технологии
искусственного происхождения сейчас у человечества лишь на зачаточном уровне –
активируемые электричеством эластомеры, объёмные конструкции, управляемые
давлением газа. Всё это не идёт ни в какое сравнение с механизмами, созданными
природой. Поэтому практическую значимость своей работы я вижу в конечном итоге
в создании настраиваемых сократительных аппаратов, синтетических мышечных
тканей, которые будут обладать заданным функционалом, в том числе почерпнутым у
запирательных мышц моллюсков. Представьте себе биоробота, гораздо более
энергоэффективного, мобильного, продуктивного, чем любой из современных
механических «братьев». Или экзоскелет, дающий человеку большую мощь, чем
современные машины, но вместе с необычайной скоростью, точностью и степенью
свободы движений. Подобные костюмы и механизмы не раз описывались в фантастике,
так почему нам не заложить основы для их создания? И, возможно, однажды создать!
«Складываем
молекулярный механизм»
– Расскажите о трудностях,
которые встречались в изучении запирательного тонуса мышц двустворчатых
моллюсков, и том, как их разрешали.
–
Трудности, разумеется, были – каждая из моих статей, это решение какой-то
проблемы, трудности, загадки. Как правило, в таком случае, не имея возможности
пройти напрямик, приходится искать альтернативные пути. Нет возможности
пронаблюдать прямо – наблюдаешь косвенно, строишь эксперимент так, чтобы
искомый механизм, явление, взаимодействие себя выдали, обнаружили. Последняя из
сложностей – это невозможность отделить мостики моторного белка миозина от
актина (структурной основы мышц). Это встречается только в нашей исследуемой
мышце – в других таких проблем не возникало. Оказалось, сделать это можно,
увеличив присутствие вещества – дающего мышцам энергию – АТФ. Однако полимер миозина
при этом разваливается на куски, а уже потом – отделяется от актина. Оказалось,
чтобы этого не происходило, миозин должен быть связан с другим структурным
белком – парамиозином. Вот так и складываем молекулярный механизм по кусочкам,
как конструктор Lego.
И надеемся, что завтра удастся продвинуться в реконструкции мышцы ещё дальше.
– Могут ли полученные
результаты иметь практическое значение в обозримом будущем?
–
Ну на этот вопрос я, думаю, ответил, пытаясь сформулировать практическую
применимость моей работы. Впрочем, вот вам шутка – некоторые наработки можно
использовать уже сейчас: если взять один из белков запирательной мышцы
(твитичн) и ввести его в нашу с вами скелетную мускулатуру – она обретёт
способность надёжно фиксироваться в сокращенном состоянии. Только вопрос – как
вам их потом расслабить – останется открытым!
Планы на ближайшие годы
–
Разумеется, продолжать исследования – многое в этой мышце остается непонятым и
неизученным. Хотя в понимании механизма запирательного тонуса и наступило
некоторое прояснение. Кроме того, в ближайшее время планирую заняться изучением
того, как происходит сборка мышечных полимеров в тканях моллюсков. Их толстые
нити – основа двигательной способности – чрезвычайно сложно устроены. В отличие
от наших с вами мышц – где белок в толстых нитях всего один, там их минимум
четыре. Очень любопытно, как мышечные клетки собирают, обслуживают, разбирают
эти структуры. Нам ведь однажды нужно будет и самим это всё организовывать.
Фото предоставлены Ильёй ВЯТЧИНЫМ
Комментариев нет:
Отправить комментарий