11 июля 2012 года в Московском физико-техническом институте (ГУ МФТИ) прошла проблемно-ориентированная школа-конференция по теме «Синтетическая биология и проектирование биоинженерных устройств». Конференция была организована по инициативе научной группы синтетической биологии Лаборатории суперкомпьютерных технологий Iscalare МФТИ и при поддержке ОАО «РВК». В мероприятии приняли участие научные сотрудники и исследователи университетов и научно-исследовательских организаций, молодые ученые, аспиранты и студенты. На конференции обсуждались фундаментальные проблемы инженерного подхода в проектировании живых клеток для задач биомедицины, промышленности и энергетики.

Достижения последних десятилетий в исследовании живого открыли перед учеными недоступные ранее возможности – исследование организма с точки зрения его наследственной информации, выращивание новых тканей и органов, создание живых существ, обладающих свойствами, никогда ранее не встречавшимися в природе. Следующим прорывом в изучении естественных наук должно стать создание качественно нового технического подхода к пониманию работы и проектированию живых организмов.

Синтетическая (системная) биология – новейшее направление науки на стыке информатики, электроники, химии и биологии, которое объединяет передовые области исследований с целью проектирования и синтеза новых, в том числе никогда не существовавших в природе живых систем. Современная синтетическая биология представляет собой инженерный инструментарий для проектирования функциональных и управляемых живых систем с заданными свойствами – энергетического, промышленного и производственного характера.

Опережающее развитие этого направления в мире отражает как рост рынка товаров и услуг синтетической биологии – на 40% ежегодно, так и увеличение числа университетских и корпоративных лабораторий: на сегодняшний день в мире созданы несколько десятков таких исследовательских подразделений. С 2005 года ежегодно на базе Массачусетского технологического института проводятся международные инженерные соревнования по синтетической биологии IGEM.

В рамках работы школы-конференции были рассмотрены актуальные и фундаментальные проблемы, которые традиционно стоят на пути исследований и разработок в генной инженерии и биоинформатике.

• Во-первых, обсуждалось разнообразие клеток в структуре целого организма, проблемы модификации и долговременного культивирования клеток человека и животных.
• Во-вторых, был представлен обзор современного состояния генетической инженерии, достижений регуляции транскрипции у прокариот и эукариот – областей, исследования которых непосредственно позволяют создавать «живые устройства».
• В-третьих, были затронуты вопросы постановки и организации вычислительного эксперимента в молекулярной физике белков и мембран, а также использующихся в настоящее время современных подходах в биоинформатике, в частности, сравнительной геномике и метаболической реконструкции.

Илья Клабуков, председатель Оргкомитета конференции:

«На наших глазах сейчас происходит переход от описательных методов в биологии к инженерным. Современные методы в биологии становятся все больше похожи на радиоэлектронику в 1950-х годах, только вместо радиолокаторов на выходе живые клетки. Сейчас перед зарождающейся областью синтетической биологии стоит несколько вызовов».

По словам эксперта, первой, и самой важной задачей является разработка методов количественного анализа отдельной клетки как многопараметрической системы. Несмотря на все успехи, до сих пор невозможно с достаточной достоверностью узнать, что же произошло внутри клетки.

Второй задачей была названа стандартизация языка описания клетки, отдельных биологических компонент и целых метаболических путей. Пионерами развития этого направления на сегодняшний день являются коллективы из Массачусетского технологического института.

Третьим ключевым направлением являются технологии быстрого и дешевого секвенирования (расшифровки генома) и синтеза нуклеиновых кислот ДНК и РНК. Стоимость этого процесса падает экспоненциально с 2003 года, но все еще слишком высока для организации потока рутинных работ в небольшой университетской лаборатории.

Резюмируя свое выступление, Илья Каблуков отметил:

«Решение этих задач позволит в самом ближайшем будущем увидеть появление качественно новых биотехнологических стартапов в производстве, биомедицине, сельском хозяйстве, энергетике, использующих в качестве средств разработки инструментарий синтетической биологии».

По словам Евгения Кузнецова, директора департамента продвижения инноваций и социальных программ члена правления ОАО «РВК»:

«Современные биотехнологии – не только самый динамично развивающий, но и самый многообещающий в плане новых открытий и возможностей трек в развитии технологий. Одно из самых завораживающих направлений в нем – синтетическая биология, развитие которой может сформировать качественно новый уровень взаимоотношения человека и всего живого. Мы рады быть партнерами события, которое привносит в Россию дискуссию о самом переднем крае науки, и надеемся, что в дальнейшем это направление будет активно развиваться в России».

Презентации и видео выступлений доступны на сайте конференции www.synbio2012.ru