Разработка научно-методической базы для проведения исследований и подготовки кадров при решении структурных и динамических задач фундаментальной и прикладной биологии с использованием современных источников рентгеновского излучения и нейтронов

Настоящий отчёт является итоговым и содержит результаты выполнения исследовательской программы по Соглашению о предоставлении субсидии от 07.10.2021 г. № 075-15-2021-1354 по теме «Разработка научно-методической базы для проведения исследований и подготовки кадров при решении структурных и динамических задач фундаментальной и прикладной биологии с использованием современных источников рентгеновского излучения и нейтронов». Проект выполнялся в рамках ФНТП развития синхротронных и нейтронных исследований и исследовательской инфраструктуры на 2019 – 2027 годы, Научное направление реализации Федеральной программы – Синхротронные и нейтронные исследования (разработки) в области живых систем, органических и гибридных материалов, Тематика исследовательской программы 2.1 Методы синхротронных и нейтронных исследований структуры и динамики биологических систем на разных уровнях организации. Исследовательская программа «Разработка научно-методической базы для проведения исследований и подготовки кадров при решении структурных и динамических задач фундаментальной и прикладной биологии с использованием современных источников рентгеновского излучения и нейтронов» является сложным комплексным проектом, который выполняется консорциумом исполнителей, состоящим из головной организации – ФИЦ Биотехнологии РАН, участника консорциума, соисполнителя – ФГБОУ ВО МГУ имени М.В.Ломоносова (работы по договору от 29 октября 2021 г. №154-244 на выполнение составной части исследовательской программы) и участника консорциума, соисполнителя – ФГАО ВО МФТИ (работы по договору от 11 ноября 2021 г. № 161-249 на выполнение составной части исследовательской программы). Целью проекта является развитие высокоэффективных и конкурентоспособных на мировом уровне исследований, реализующих возможности современных нейтронных и рентгеновских (синхротроны и РЛСЭ) источников в области структурной биологии, сопряженное с формированием Российского консорциума пользователей, развитием сопутствующей инфраструктуры и подготовкой научных кадров в области структурной биологии. Достижение поставленных задач подразумевает развитие в рамках проекта соответствующей инфраструктуры, критической для осуществления планируемых исследований и соответствующих разработок, включая методы экспрессии, очистки, кристаллизации белков, серийной, мультикристальной и времяразрешенной кристаллографии, а также широкого спектра комплементарных методов – криоэлектронной микроскопии, компьютерных методов моделирования структуры и динамики биообъектов, физико-химического состояния и параметров биообъектов в момент измерения, разработки спектральных время-разрешенных методов. Исследовательская программа «Разработка научно-методической базы для проведения исследований и подготовки кадров при решении структурных и динамических задач фундаментальной и прикладной биологии с использованием современных источников рентгеновского излучения и нейтронов» выполнялась в течение трёх лет (2021–2023 гг.), состояла из трёх этапов, каждый этап в свою очередь включал выполнение работ по трём укрупненным мероприятиям: 1 Мероприятия по проведению синхротронных и нейтронных исследований (разработок), необходимых для решения принципиально новых фундаментальных и крупных прикладных задач; 2 Мероприятия по созданию сетевой синхротронной и нейтронной научно-исследовательской инфраструктуры на территории Российской Федерации; 3 Мероприятия по подготовке специалистов в области разработки, проектирования и строительства источников синхротронного и нейтронного излучения, а также научных кадров для проведения синхротронных и нейтронных исследований (разработок) в целях получения результатов мирового уровня. Описания выполненных работ, полученные результаты и сведения о разработанной документации на каждом из трёх этапов содержатся в настоящем итоговом отчёте, состоящем из промежуточного отчета за 1 этап (утвержден 26.01.2022 г.), промежуточного отчета за 2 этап (утвержден 25.01.2023 г.) и заключительного отчёта за 3 этап (утвержден 10.01.2023 г.). Результаты настоящего исследования создадут фундаментальный научный задел для широкого спектра прикладных областей биотехнологии и биомедицины, в частности – создание биосенсоров для прижизненного изучения клеточных процессов, оптогенетика, лечение онкологических, сердечно-сосудистых, иммунологических, нейродегенеративных и инфекционных заболеваний и др. Проведенные работы имеют существенное значение для развития синхротронных и нейтронных исследований в РФ и соответствуют мировому уровню с обозначенных областях. Все запланированные к выполнению работы согласно плану-графику по Соглашению выполнены в полном объеме, достигнутые результаты, сопутствующая научно-техническая и методическая отчетная документация полностью соответствует требованиям, установленным в Соглашении.