С 1995 года в Университете работает один из самых первых ресурсных учебно-научных центров Петербурга — Центр коллективного пользования научным оборудованием «Хромас». Проводить исследования сюда приезжают ученые со всех уголков России — от Калининграда до Дальнего Востока.

Благодаря флуоресцентному микроскопу обрабатывать данные можно с помощью специальных программ

Центр, расположенный на территории Петродворцового учебно-научного комплекса (Ораниенбаумское шоссе, 2, корпус 5), образовался на базе лаборатории электронной микроскопии, которая существовала в Биологическом НИИ Петербургского университета еще с 70-х годов прошлого века (в 80-е годы она была переименована в лабораторию структуры и функции хромосом). Именно здесь, на базе лаборатории, где был установлен редчайший и весьма дорогой по тем временам электронный микроскоп, проводили свои исследования профессора Университета Б.В.Громов, Л.Н.Серавин, А.А.Заварзин. Помимо сотрудников Университета, в лаборатории могли работать и все, кто нуждался в подобном оборудовании.

— В 1993 году Российский фонд фундаментальных исследований объявил конкурс на закупку современного оборудования для таких лабораторий, как наша, — вспоминает сегодня заведующий лабораторией и руководитель ЦКП «Хромас» СПбГУ доктор биологических наук, профессор Елена Романовна Гагинская. — Мое решение, как руководителя лаборатории, принять участие в конкурсе активно поддержал директор Биологического НИИ Дмитрий Владимирович Осипов. Мы выиграли этот грант, нашли дополнительные денежные средства, и в 1995 году купили новейшее оборудование — автоматизированный флуоресцентный микроскоп, позволявший получать изображения высочайшего качества, выводить изображение на экран компьютера и обрабатывать данные с помощью специальных программ. В то время это был единственный такой микроскоп во всей округе, им стали пользоваться ученые из других учреждений, и таким образом на базе нашей лаборатории появился Центр коллективного пользования. Мы продолжали ежегодно подавать заявки на гранты, закупали новое оборудование — центр постепенно разрастался. Очень большую роль в развитии «Хромаса» сыграла финансовая поддержка со стороны РФФИ и Минобрнауки РФ.

Сегодня приборный парк ЦКП «Хромас» содержит высокоточное оборудование, которое позволяет осуществлять актуальные разработки. В распоряжении ученых – современный конфокальный лазерный сканирующий микроскоп Leica TCS SP5, автоматизированные флуоресцентные микроскопы и стереомикроскопы — оборудование фирмы Leica. Кроме того, центр оснащен оборудованием, позволяющим проводить исследования в области молекулярной и клеточной биологии — микроинъектор, термоциклеры и гибридизационные печи, центрифуги, ламинарные боксы, аппараты для электрофореза и анализа гелей, спектрофотометр и многое другое. Елена Романовна демонстрирует на компьютерном экране возможности оборудования центра, в частности в том, что касается ее многолетних исследований гигантских хромосом из ооцитов птиц. Исследователь может не просто увидеть их в ядре, выделенном из птичьей яйцеклетки, но и проследить особенности их тонкой организации и функционирования.

Всероссийский охват

За годы существования ЦКП «Хромас» на его приборной базе работали исследователи из более 20 организаций. Полученные в ходе работ результаты стали основой более 500 научных работ в отечественных и зарубежных изданиях самого высокого рейтинга, а также 10 монографий, более 25 докторских и 60 кандидатских диссертаций. Центр «Хромас» приобрел широкую известность как среди российских, так и зарубежных пользователей, и в 2004 году вошел в сеть центров коллективного пользования научным оборудованием, которая охватывает все регионы России. С самого его основания на базе центра развивались собственные крупные научные исследования Петербургского университета. Так, именно здесь член-корреспондент Российской академии наук профессор Борис Васильевич Громов разрабатывал такие фундаментальные направления микробиологии, как систематика, биохимия и генетика фототрофных микроорганизмов, основал научное направление «фитопатология». Профессор Серавин продолжал использовать электронный микроскоп, разрабатывая систему простейших одноклеточных на базе ультраструктурного анализа. Профессор Дмитрий Владимирович Осипов основал научное направление, связанное с изучением внутриядерного симбиоза у простейших, которое и теперь успешно развивается его учениками. Арчил Карпезович Дондуа и Татьяна Андреевна Федорова инициировали в Петербургском университете очень актуальные исследования по молекулярной биологии развития.

Конфокальный микроскоп Leica TCS SP5

— Подобные нашему центры уже в самом начале своего создания играли огромную роль, — ведь развитие естественных наук определяется развитием техники исследований, и биология особенно интенсивно развивается благодаря техническому прогрессу. И у нас, и во всем мире далеко не каждая лаборатория может позволить себе дорогостоящее оборудование, поэтому очень важно концентрировать его в научно-исследовательском центре, — отмечает Елена Романовна. — Так, например, у нас работали и работают, помимо сотрудников и студентов СПбГУ, исследователи из Института цитологии, Зоологического и Ботанического институтов РАН, из московских институтов РАН, Института акушерства и гинекологии РАМН, Института генетики и разведения с/х животных РАСХН, Дальневосточного и Харьковского университетов.

Приоритетные направления

Сегодня научные исследования в ЦКП ведутся по приоритетным направлениям «Живые системы» и «Рациональное природопользование». Задача остается прежней — обеспечение мирового уровня фундаментальных и инновационных исследований в области важнейших технологий. В частности это технологии жизнеобеспечения и защиты человека и животных, технологии создания лекарственных средств, биоинформационные технологии, биоинженерия. Ежегодно на базе ЦКП «Хромас» проходят практику и получают экспериментальный материал для квалификационных и магистерских работ десятки студентов биолого-почвенного факультета, специализирующиеся по направлениям биология развития, генетика, микробиология и вирусология, физиология растений, биология клетки, иммунология, а также по новому направлению — нанотехнологии и наноматериалы.

— Среди исследований, которые проходят в нашем центре, есть важнейшие фундаментальные работы, которые определяют новые направления науки, — рассказывает профессор Гагинская. Например, проблема морфогенеза, молекулярной биологии развития — о том, как формируется организм, каков механизм этого процесса. Специалисты кафедры эмбриологии изучают, как работают гены, которые отвечают за морфогенез — грубо говоря, почему, например, у бабочки на определенном месте развивается крыло, а не нога? Также в центре решаются проблемы генетики, физиологии растений, симбиоза одноклеточных, проблемы эволюции хромосом. Мы, сотрудники лаборатории и центра, например, исследуем феномен специфических гигантских хромосом типа ламповых щеток — это специальная форма хромосом, которую они приобретают в растущих ооцитах (женских половых клетках) многих животных, — и используем ламповые щетки как модельную систему для анализа общих закономерностей строения и функционирования генома. Многие фундаментальные исследования имеют выход в прикладные направления науки, например исследования проблемы прионизации белков с использованием дрожжевых клеток как модельной системы, которые сейчас проводят на нашей базе специалисты кафедры генетики СПбГУ. Это имеет отношение к изучению природы таких заболеваний, как, например, «коровье бешенство».

Lampbrush chromosome

Одним из наиболее интересных последних исследований с использованием приборной базы ЦКП «Хромас» является совместная работа СПбГУ и Института химии силикатов им. И.В.Гребенщикова РАН в области изучения свойств специальных нанопокрытий для защиты памятников архитектуры. Кроме того, в центре работают ученые, занимающиеся анализом действия на клетки новых антибиотиков, получаемых из насекомых, а также специалисты, изучающие свойства стволовых клеток и технологии их применения в медицине.

Для того чтобы иметь возможность работать с приборами в центре «Хромас», необходимо подать заявку по установленной форме, подписанную руководителем темы, подразделения или научного учреждения. Относительная доступность ресурсного центра (естественным ограничением, чтобы принять всех желающих, могут быть его относительно небольшие размеры) делает его популярным среди исследователей из разных районов России, даже с Дальнего Востока!

Ученые сами работают на приборах

— В настоящее время ЦКП «Хромас» включен в систему научно-образовательных ресурсных центров Санкт-Петербургского университета и поддерживается Программой развития СПбГУ. Это дает возможность развивать приборную базу, формировать штат квалифицированных специалистов. Появляется реальная возможность усовершенствовать методическую базу центра и внедрять новые, современные методы исследований в образовательный процесс и в исследовательскую работу, — считает профессор Гагинская. Центр остается важной и востребованной университетской базой. Существенное качество нашего и других университетских ресурсных центров — то, что мы не проводим чьих-то исследований, предоставляем самим ученым возможность работать на приборах. В этом их отличие от многих коммерческих центров коллективного пользования, которые проводят исследования на заказ, что, на мой взгляд, не совсем правильно отражает саму идею центров коллективного пользования. Очень важно, чтобы в штате ресурсных центров, помимо технических специалистов и инженеров, были научные сотрудники, которые проводили бы и свои исследования — это необходимо для того, чтобы развивать и внедрять новые методы и обеспечивать квалифицированные научно-методические консультации.

Научно-методический центр анализа ультраструктур и молекулярного состава биологических объектов «Хромас» специализируется на исследованиях в области клеточной биологии, молекулярной цитогенетики, биологии развития, микробиологии и других направлениях медико-биологических наук.

Татьяна Семме