skip to Main Content

Рук. Шайтан А.К. (БФ МГУ), Глухов Г.С. (БФ МГУ),  куратор Астахова А.А. (СУНЦ МГУ)

Винников_презентация

Синтетическая биология – новое направление в биологии, ставящее своей целью создание биологических систем по тем же принципам, по которым инженеры и программисты создают сложные технические системы. Программирование бактерий осуществляется путем задания генетического кода в виде молекул ДНК определенной последовательности. Одной из важных прикладных задач является создание биосенсоров на основе бактерий. В рамках проекта мы занимались разработкой генетической программы для бактерии E. coli, инструктирующую ее на производство светящихся флуоресцентных белков в зависимости от наличия в окружающей среде различных веществ.Вклад автора состоит в разработке математической модели экспрессии флуоресцентного белка, а также в ее корректировке с помощью результатов проведенных экспериментов с бактериями.

Конечная цель проекта – создание биосенсора на основе бактерии E.Coli, который будет синтезировать красный флуоресцентный белок (RFP) в ответ на присутствие в среде тяжелых металлов. Цель части проекта автора – создать математическую модель экспрессии белка в клетке (интерактивный график).

Работа делится на две части – математическое моделирование и экспериментальную часть. Задача математического моделирования: создать график зависимости концентрации белка в клетке от времени на основании информации из базы данных bionumbers. Задача экспериментальной части: скорректировать модель, используя реальные данные.

Методы и материалы: график реализован на языке программирования Python 3, с использованием таких библиотек, как bokeh, scipy (и т.д.), и представлен в программе Jupyter Notebook для лучшей визуализации. В экспериментальной части для определения концентрации белка внутри клетки, клеточные стенки бактерий, в которых предварительно ввели плазмиду с геном RFP, подвергались лизированию, после чего с помощью спектрофотометра (методом Бретфорда) была измерена тотальная концентрация белка. Калибровка была построена по БСА (бычий сывороточный альбумин).

Результаты: анализ графика показывает, что он представляет из себя кривую, которая в зависимости от параметров иногда становится сигмовидной.

Перейти к содержимому