В Берлине есть место, куда каждый день съезжаются молодые исследователи, опытные ученые и целые международные команды. В Лейбниц-исследовательском институте молекулярной фармакологии – учреждении, в котором работают с молекулами, ищут новые подходы к лечению болезней и ежедневно тестируют идеи, еще вчера казавшиеся нереалистичными. Здесь работают десятки лабораторий и каждая из них имеет свою специализацию – от клеточной биологии до химического синтеза. В этой статье мы расскажем, как организована работа института, какие лаборатории там функционируют, над чем работают его команды и почему FMP считают одним из сильнейших центров современной биомедицины в Германии. Далее на iberlin.
Структура института
В Лейбниц-исследовательском институте молекулярной фармакологии (Leibniz-Forschungsinstitut für Molekulare Pharmakologie, FMP) работают три большие секции, каждая с собственными исследовательскими группами и руководителями. Команды в большинстве своем работают самостоятельно, но часто сотрудничают в проектах, требующих знаний из разных отраслей.
Отделение молекулярной физиологии и клеточной биологии занимается клеточными линиями и белковыми комплексами. Здесь исследуют реакции клеток на сигналы и стресс, работу рецепторов и ионных каналов, механизмы заболеваний нервной системы.
Секция структурной биологии изучает форму и движение белков и комплексов. Именно здесь используют криоэлектронную микроскопию, NMR и другие методы создания трехмерных моделей и выявление мишеней для терапии.
А вот в отделении химической биологии синтезируют новые молекулы и модифицируют уже известные. Соединения проверяют на белки и клеточные пути, часть которых становится основой потенциальных лекарств.
Все секции работают вместе: механизмы болезней объясняют, уязвимые участки клеточных процессов исследуют и тестируют молекулы, которые могут изменять эти процессы. Общие платформы и инструменты позволяют быстро передавать образцы и данные, а химики, биологи и биофизики ведут долгосрочные совместные проекты, влияющие на современную биомедицину.
Лаборатории FMP
FMP работает большая сеть лабораторий, и каждая из них имеет свою техническую базу и подготовленную команду. В лабораториях молекулярной биологии выполняют работу с ДНК, РНК и белками. Здесь проводят клонирование, очищение белков, создание стабильных клеточных линий и изучение сигнальных путей. В этих помещениях стоят инкубаторы, ПЦР-станции, центрифуги и системы для работы в стерильных условиях.
В лабораториях химического синтеза работают химики, создающие новые соединения. В комнатах есть вытяжные шкафы, аппараты для тонкой очистки, реакционные станции и инструменты для измерения чистоты и структуры синтезированных веществ. Часть процессов автоматизирована, поэтому работа с большими сериями соединений проходит быстрее.
В биофизических лабораториях анализируют взаимодействие белков и молекул. Здесь работают с флуоресцентными методами, калориметрией и другими техниками, позволяющими измерять изменение энергии или структуры во время реакций. В соседних комнатах установлены масс-спектрометры, позволяющие определять точную массу и состав соединений.
Клеточные лаборатории оборудованы для работы с живыми культурами. Ученые выращивают нейроны, эпителиальные клетки, стволовые клетки, а также модели, созданные под конкретные проекты. Команды проверяют влияние молекул, наблюдают за изменениями в клетках и снимают эти процессы на высококачественных микроскопах.
Отдельная часть инфраструктуры – это лаборатории по NMR. Там стоят высокополевые магниты, работающие в непрерывном режиме. На этих устройствах исследователи определяют структуру белков и малых молекул в растворе. Также рядом работает масс-спектрометрическая площадка, где образцы проходят быстрый анализ на чистоту, массу и фрагментацию.
Кроме того, в здании действует центр, где стоит криоэлектронная микроскопия нового поколения. На ней получают трехмерные модели белковых комплексов с высоким разрешением. И это удивительно, потому что такие изображения позволяют увидеть детали, которые трудно проследить другими методами.
Исследовательские группы и важнейшие открытия
В FMP работают десятки групп и каждая из них ведет собственные проекты. Среди ключевых результатов института заметны работы по расшифровке структуры сложных мембранных белков. Такие белки трудно кристаллизовать, поэтому криоэлектронная микроскопия стала основным инструментом создания их трехмерных моделей. Также в FMP получил ряд важных данных о регуляции белковых взаимодействий, что помогло создать новые подходы к таргетной терапии.
В совместных проектах FMP появились соединения, показавшие стабильную активность в клеточных моделях болезней. Часть из них сейчас изучается в международных партнерствах. Эти работы стали основой новых направлений в молекулярной фармакологии – в частности в сфере модификации белковых комплексов и регуляции сигнальных путей.
Международные программы, сотрудничество и гранты
FMP работает со многими европейскими и североамериканскими университетами, а также с немецкими и международными биотехнологическими компаниями. Исследователи участвуют в совместных проектах с командами, работающими в Кембридже, Париже, Копенгагене, Хайдельберге и Базеле. В этих партнерствах ученые обмениваются данными, технологиями и результатами, получаемыми в лабораториях института. Отдельные группы вовлечены в европейские консорциумы Horizon Europe, где выполняются программы по структурной биологии, таргетным терапиям и химической биологии. В этих проектах используют инфраструктуру FMP для работы с большими массивами данных и сложными молекулярными системами. Институт регулярно получает гранты от DFG, ERC и Федерального министерства образования и исследований Германии. Эти средства позволяют проводить долгосрочные исследования, запускать новые лаборатории и укреплять международные партнерства.
Карьерные возможности, стажировка и условия работы
У FMP есть программы для студентов, магистров, докторантов и постдоков. Студенты проходят короткие стажировки в группах, изучающих молекулярную биологию, биофизику или химический синтез. Аспиранты в большинстве своем работают над собственными проектами в структурной биологии, химической биологии, клеточной физиологии или фармакологии. Постдоки приобщаются к международным проектам и публикуют результаты в ведущих журналах. В институте также работают технические специалисты, лаборанты, инженеры и исследователи, отвечающие за оборудование, эксперименты и обработки данных.
Следует знать, что кандидаты подают заявки через официальный портал, добавляют резюме, рекомендации и краткое описание своего опыта. Однако большинство позиций нуждаются в качественной базовой подготовке в молекулярной биологии, химии, биохимии или физике. Что касается зарплатных рамок, то они соответствуют системе TVöD, действующей в немецких государственных исследовательских учреждениях. А сами ученые приезжают в FMP из многих стран, потому что здесь есть современные лаборатории, стабильное финансирование и доступ к уникальным технологическим платформам – от крио-эм до высокополевых систем ядерного магнитного резонанса.
Источники:
- https://leibniz-fmp.de/institute/about-fmp
- https://www.fv-berlin.de/en/institutes/fmp
- https://www.leibniz-gemeinschaft.de/fileadmin/documents/146-148/FMP_-_Senatsstellungnahme_16-11-2021_mit_Anlagen.pdf
- https://www.leibniz-gemeinschaft.de/fileadmin/documents/146-148/FMP_-_Senatsstellungnahme_16-11-2021_mit_Anlagen.pdf