Нещодавно Міністерство освіти і науки України затвердило перелік PhD-дослідницьких проєктів, рекомендованих до фінансування в межах експериментального проєкту з підготовки докторів філософії у проєктній аспірантурі. До числа переможців увійшли розробки науковців Львівського національного університету імені Івана Франка. Серед лауреатів конкурсу – Олександр Ведибіда, аспірант кафедри генетики та біотехнології біологічного факультету, який працює над проєктом під керівництвом професора Олександра Ющука.
Ці двоє вчених називають себе по-справжньому «молодими науковцями»: свою дисертацію доктора наук Олександр Ющук захистив в 31 рік, амбіції Олександра Ведибіди не менші – він планує захистити дисертацію доктора філософії вже за два роки аспірантури (замість чотирьох). Тема їхнього дослідження: «Транскрипційна та геномна інженерія біосинтезу пептидних антибіотиків: створення надпродуцентів і альтернативних продуцентів клінічно важливих сполук». Фактично дослідники прагнуть створити бактеріальну платформу, яка допоможе швидше розробляти нові антибіотики та виробляти їх у більшій кількості. Це може стати важливим кроком у боротьбі з бактеріальними патогенами, що вже набули стійкості до клінічних антибіотиків.
«Успіх того, що проєкт отримав фінансування, на 99% залежав від вкладу Олександра Ведибіди. Він став аспірантом, бо прагнув цього ще зі студентських років. Саме така мотивація стимулювала його самотужки критично пропрацювати надані мною ідеї і створити власний дослідницький пайплайн, що взяв участь у конкурсі і отримав фінансування. Загалом, Олександр працює під моїм керівництвом ще зі свого третього курсу, а минулого грудня успішно захистив магістерську роботу і отримав диплом. За ці роки він здійснив величезний прогрес і перетворився на автономного високопродуктивного науковця. Отримане фінансування це, з одного боку, його заслужена винагорода за роки плідної роботи, а з іншої – трамплін до подальшого розвитку наукової кар’єри», – переконаний професор Олександр Ющук.
Як зазначає Олександр Ведибіда, проєкт складається з трьох взаємопов’язаних напрямів. Перший напрям передбачає створення штаму-платформи для комбінаторного біосинтезу – методу створення нових сполук шляхом поєднання різних природних механізмів. «Це абсолютно нова концепція, яку ми запропонували. Нашим цільовим штамом став представник роду Streptomyces, а саме Streptomyces toyocaensis NRRL 15009, і такий вибір зумовлений кількома важливими перевагами. Насамперед стрептоміцети є зручними об’єктами для генно-інженерних досліджень, адже робота з ними значно простіша порівняно з багатьма іншими бактеріями. Крім того, штам Streptomyces toyocaensis NRRL 15009 є природним продуцентом унікального глікопептидного антибіотика A47934. Особливість штаму полягає в мінімальній кількості структурних модифікацій, що робить його перспективною основою для створення нових природних глікопептидних антибіотиків. Це дозволяє цілеспрямовано вносити додаткові зміни в структуру антибіотика та отримувати нові похідні зі зміненими властивостями», – зазначає аспірант. Простіше кажучи, молекулу цього антибіотика можна порівняти з базовою моделлю конструктора: вона містить небагато додаткових елементів, тому дослідники можуть «добудовувати» її, створюючи нові сполуки з потрібними властивостями.
Молодий науковець пояснює, що для реалізації такого підходу необхідно забезпечити абсолютну стійкість штаму до глікопептидних антибіотиків. Це принципово важливо, адже неможливо синтезувати новий антибіотик, якщо він буде пригнічувати або знищувати сам штам-продуцент. Саме тому одним із ключових етапів роботи є внесення комплексу генетичних змін, які забезпечують резистентність штаму.
Друга частина роботи – геномна інженерія біосинтезу пептидних антибіотиків. За словами дослідника, існує безліч генів, які кодують модифікаційні ферменти глікопептидних антибіотиків. «Ми будемо переносити до штаму-платформи гени модифікаційних ферментів з різних бактерій, щоб перевірити, як вони впливають на структуру антибіотика А47934. Це допоможе зрозуміти, які гени відповідають за певні зміни в його структурі. У майбутньому такі знання дозволять поєднувати різні модифікації та створювати нові, потенційно ефективніші антибіотики», – пояснює Олександр Ведибіда.
Третя частина роботи полягає у застосуванні генетичних ефектів, які відповідають за регуляцію біосинтезу антибіотиків. Науковці мають на меті створення надпродуцентів, тобто тих організмів, які матимуть збільшену продукцію антибіотиків. «Комбінаторний біосинтез дозволяє отримувати нові варіанти антибіотиків, однак їхня кількість зазвичай невелика. Тому ми будемо впливати на гени, які керують роботою клітини, щоб бактерії виробляли більше антибіотиків», – зазначає Олександр Ведибіда.
Реалізація проєкту триватиме кілька років у співпраці з провідними мікробіологічними лабораторіями. Успішне створення штаму-платформи відкриє можливості для розроблення нових глікопептидних антибіотиків – препаратів, що можуть стати важливою зброєю у боротьбі з бактеріями, стійкими до сучасних ліків.
Перемога у конкурсі є важливим визнанням наукового потенціалу молодих дослідників Львівського національного університету імені Івана Франка та підтвердженням конкурентоспроможності університетської науки.
Вітаємо Олександра Ведибіду та професора Олександра Ющука з перемогою й бажаємо успіхів у реалізації проєкту!