У Берліні є місце, куди щодня з’їжджаються молоді дослідники, досвідчені науковці й цілі міжнародні команди. У Лейбніц-дослідницькому інституті молекулярної фармакології – закладі, у якому працюють із молекулами, шукають нові підходи до лікування хвороб і щоденно тестують ідеї, що ще вчора здавалися нереалістичними. Тут працюють десятки лабораторій, і кожна з них має свою спеціалізацію – від клітинної біології до хімічного синтезу. У цій статті ми розповімо, як саме організована робота інституту, які лабораторії там функціонують, над чим працюють його команди та чому FMP вважають одним із найсильніших центрів сучасної біомедицини в Німеччині. Далі на iberlin.
Структура інституту
У Лейбніц-дослідницькому інституті молекулярної фармакології (Leibniz-Forschungsinstitut für Molekulare Pharmakologie, FMP) працюють три великі секції, кожна з власними дослідницькими групами та керівниками. Команди здебільшого працюють самостійно, але часто співпрацюють у проєктах, що потребують знань із різних галузей.
Відділення молекулярної фізіології та клітинної біології займається клітинними лініями та білковими комплексами. Тут досліджують реакції клітин на сигнали та стрес, роботу рецепторів та іонних каналів, механізми хвороб нервової системи.
Секція структурної біології вивчає форму та рух білків і комплексів. Саме тут використовують кріоелектронну мікроскопію, NMR та інші методи для створення тривимірних моделей і виявлення мішеней для терапії.
А ось у відділенні хімічної біології синтезують нові молекули та модифікують уже відомі. Сполуки перевіряють на білки та клітинні шляхи, частина яких стає основою для потенційних ліків.
Усі секції працюють разом: механізми хвороб пояснюють, вразливі ділянки клітинних процесів досліджують і тестують молекули, що можуть змінювати ці процеси. Спільні платформи та інструменти дозволяють швидко передавати зразки й дані, а хіміки, біологи та біофізики ведуть довгострокові спільні проєкти, що впливають на сучасну біомедицину.
Лабораторії FMP
У FMP працює велика мережа лабораторій, і кожна з них має свою технічну базу та підготовлену команду. У лабораторіях молекулярної біології виконують роботу з ДНК, РНК та білками. Тут проводять клонування, очищення білків, створення стабільних клітинних ліній і вивчення сигнальних шляхів. У цих приміщеннях стоять інкубатори, ПЛР-станції, центрифуги та системи для роботи в стерильних умовах.
У лабораторіях хімічного синтезу працюють хіміки, які створюють нові сполуки. У кімнатах розміщені витяжні шафи, апарати для тонкого очищення, реакційні станції та інструменти для вимірювання чистоти й структури синтезованих речовин. Частину процесів автоматизовано, тому робота з великими серіями сполук проходить швидше.
У біофізичних лабораторіях аналізують взаємодію білків та молекул. Тут працюють із флуоресцентними методами, калориметрією та іншими техніками, які дають змогу вимірювати зміну енергії або структури під час реакцій. У сусідніх кімнатах встановлені мас-спектрометри, що дозволяють визначати точну масу й склад сполук.
Клітинні лабораторії обладнані для роботи з живими культурами. Учені вирощують нейрони, епітеліальні клітини, стовбурові клітини, а також моделі, створені під конкретні проєкти. Команди перевіряють вплив молекул, спостерігають за змінами в клітинах і знімають ці процеси на високоякісних мікроскопах.
Окрема частина інфраструктури – це лабораторії з NMR. Там стоять високопольові магніти, які працюють у безперервному режимі. На цих приладах дослідники визначають структуру білків і малих молекул у розчині. А також поруч працює мас-спектрометричний майданчик, де зразки проходять швидкий аналіз на чистоту, масу та фрагментацію.
Крім цього, у будівлі діє центр, де стоїть кріоелектронна мікроскопія нового покоління. На ній отримують тривимірні моделі білкових комплексів із високою роздільною здатністю. І це дивовижно, бо такі зображення дозволяють побачити деталі, які важко прослідкувати іншими методами.
Дослідницькі групи та найважливіші відкриття
У FMP працюють десятки груп, і кожна з них веде власні проєкти. Серед ключових результатів інституту помітні роботи з розшифрування структури складних мембранних білків. Такі білки важко кристалізувати, тому кріоелектронна мікроскопія стала основним інструментом для створення їхніх тривимірних моделей. Також у FMP отримали низку важливих даних про регуляцію білкових взаємодій, що допомогло створити нові підходи до таргетної терапії.
У спільних проєктах FMP з’явилися сполуки, які показали стабільну активність у клітинних моделях хвороб. Частину з них зараз вивчають у міжнародних партнерствах. Ці роботи стали основою для нових напрямків у молекулярній фармакології – зокрема у сфері модифікації білкових комплексів та регуляції сигнальних шляхів.
Міжнародні програми, співпраці та гранти
FMP працює з багатьма європейськими та північноамериканськими університетами, а також з німецькими та міжнародними біотехнологічними компаніями. Дослідники беруть участь у спільних проєктах з командами, що працюють у Кембриджі, Парижі, Копенгагені, Гайдельберзі та Базелі. У цих партнерствах вчені обмінюються даними, технологіями та результатами, які отримують у лабораторіях інституту. Окремі групи долучені до європейських консорціумів Horizon Europe, де виконуються програми зі структурної біології, таргетних терапій та хімічної біології. У цих проєктах використовують інфраструктуру FMP для роботи з великими масивами даних і складними молекулярними системами. Також інститут регулярно отримує гранти від DFG, ERC та Федерального міністерства освіти й досліджень Німеччини. Ці кошти дають змогу проводити довгострокові дослідження, запускати нові лабораторії та зміцнювати міжнародні партнерства.
Кар’єрні можливості, стажування й умови роботи
У FMP є програми для студентів, магістрів, докторантів та постдоків. Студенти проходять короткі стажування в групах, де вивчають молекулярну біологію, біофізику або хімічний синтез. Аспіранти здебільшого працюють над власними проєктами в структурній біології, хімічній біології, клітинній фізіології або фармакології. Постдоки долучаються до міжнародних проєктів і публікують результати в провідних журналах. В інституті також працюють технічні спеціалісти, лаборанти, інженери та дослідники, які відповідають за обладнання, експерименти й оброблення даних.
Варто знати, що кандидати подають заявки через офіційний портал, додають резюме, рекомендації та короткий опис свого досвіду. Однак, більшість позицій потребують якісної базової підготовки в молекулярній біології, хімії, біохімії або фізиці. Щодо зарплатних рамок, то вони відповідають системі TVöD, яка діє в німецьких державних дослідницьких установах. А самі вчені приїжджають у FMP з багатьох країн, бо тут є сучасні лабораторії, стабільне фінансування й доступ до унікальних технологічних платформ – від кріо-ЕМ до високопольових систем ядерного магнітного резонансу.
Джерела:
- 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