Лазерный мир

Уникальная комплексная установка для исследования динамики нанобиомашин (УНУ «Лазерный пинцет») предназначена для проведения исследований в области живых систем. Она позволяет измерять динамические и механические характеристики отдельных молекул, получая информацию, не доступную никакими другими способами. Это открывает принципиально новую возможность прямого изучения механизмов действия и работы отдельных молекул в живых системах.

Основными техническими параметрами являются:
а) измеряемое минимальное перемещение макромолекул внутри клетки — менее ОДНОГО нанометра,
б) диапазон измеряемых сил взаимодействия между макромолекулами и субклеточными структурами 0.01 – 200 пикоНьютона,
в) измерение структуры биологических систем в режиме флюоресцентной микроскопии с субдифракционным разрешением (30-40 нм).

Главное преимущество и уникальность установки определяется приведенными характеристиками и количеством методов исследования живых систем, реализованных на ней. Установка позволяет изучать воздействия различной химической и физической природы на одиночные макромолекулы, исследование динамики функционирования и молекулярных механизмов работы одиночных макромолекул – белков-ферментов, моторных белков. Она позволяет использовать комплекс для манипулирования наносистемами биологической и не биологической природы и изучение их динамических свойств.

Параметры установки соответствуют мировым аналогам.
УНУ «Лазерный пинцет» зарегистрирована в системе Научно-технологическая инфраструктура Российской Федерации: http://ckp-rf.ru/usu/73596.

УНУ «Лазерный пинцет» состоит из:

• Комплекс исследования динамики нанобиомашин FA-1

• Комплекс оборудования для одномолекулярных исследований на базе спектрометра с поверхностно-акустической волной (акустический нанопинцет)
  
• Фемтосекундная лазерная система RAPOP-100 (АВЕСТА, Россия)
• Микроскоп медико-биологического Nikon Ti с цифровой камерой Andor Zyla 4.2
• Комплекс оптико-электронных приборов для физико-химического анализа биологических образцов
  Спектрофулориметр Cary Eclipse (с комплектом BioMelt)
  Сканирующий спектрофотометр Cary 50;
  Спектрофотометр Cary 5000 (175 — 3300 нм);
  КД-спектрометр Jasco J-815.

Методы исследований, реализованные на УНУ «Лазерный пинцет»:

• метод динамической субдифракционой флуоресцентной микроскопии клеточных структур (локализационная микроскопия) (подробнее о методе);
• метод оптической ловушки;
• метод акустической ловушки.

Исследования, проводимые на УНУ «Лазерный пинцет»:

• Одномолекулярные исследования свойств ДНК при помощи лазерного и акустического пинцетов;
• Исследование свойств ДНК-субстрата при связывании с белками TIP49 методом оптической ловушки;
• Одномолекулярные исследования ДНК-связывающих свойств перспективных белковых мишеней для терапии гепатокарциномы;
• Исследования механических свойств клеточных мембран при помощи метода оптического захвата;
• Разработка метода динамической субдифракционой флуоресцентной микроскопии клеточных структур;
• Исследование структур, формируемых белком FtsZ, в клетках Mycoplasma hominis методом локализационной микроскопии;
• Исследование молекулярных механизмов бактериальной транскрипции на уровне одиночных молекул с использованием акустического пинцета;
• Изучение на уровне одной клетке стохастических процессов, связанных с работой различных систем защиты бактерий от чужеродных нуклеиновых кислот.

Организации-пользователи УНУ «Лазерный пинцет»:

• Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого;
• Universite Paul Sabatier (Университет Поля Сабатье), Франция;
• Физико-технический институт им. А. Иоффе РАН;
• Институт проблем лазерных и информационных технологий РАН;
• Институт цитологии РАН;
• Институт биологии гена РАН;
• Институт Аналитического Приборостроения РАН;
• ООО «Северал»;
• Петербургский институт ядерной физики им. Б.П.Константинова;
• Всероссийский научно исследовательский институт защиты растений РАСХН;
• Всероссийский научно-исследовательский институт сельскохозяйственной микробиологии Россельхозакадемии;
• Научно-Производственная Корпорация «Государственный Оптический Институт им С. И. Вавилова»;
• Гематологический Научный Центр РАМН.

Публикации, подготовленные с использованием УНУ «Лазерный пинцет»:

• Н.Е. Морозова, А.Д. Ведяйкин, А.В. Сабанцев, Г.Е. Побегалова, C.В. Мурашов, М.А. Ходорковский, «Формирование мембранных тубулярных структур из клеток линии HEP G2», «Научно-технические ведомости СПбГПУ» серия «Физико-математические науки», 2013, № 3, принята в печать
• Г.Е. Побегалов, А.Н. Арсениев, А.Д. Ведяйкин, М.Л. Соколова, Я.В. Федорова, А.В. Сабанцев, «Изменение механических свойств молекулы ДНК при взаимодействии с интеркалирующим красителем YOYO-1»,«Научно-технические ведомости СПбГПУ» серия «Физико-математические науки», 2013, № 1, с. 136-143
• А.В. Сабанцев, Г.Е. Побегалов, С.В. Мурашов, А.С. Мельников, М.А. Ходорковский, «Модернизация флуоресцентного микроскопа для исследования биологических структур с субдифракционным разрешением», «Научно-технические ведомости СПбГПУ» серия «Физико-математические науки», 2012, № 2, с. 94-99

Источник: http://www.nanobio.spbstu.ru/usu