Тема 1: Что объединяет элементы в систему?

Хотелось бы объяснить суть возрастающей комплексности исследования на примере белков. Итак, на примере одной отдельно взятой темы это выглядит так:

- Протеасома (3.1.1/2): На сегодняшний день существует возможность разложить целые белковые комплексы на отдельные составляющие с применением соответствующего набора технологий. Например, с помощью электронной микроскопии, масс-спектрометрии и рентгеноструктурного анализа можно исследовать структуру 26S-протеасомы ― белкового комплекса, служащего для направленной деградации отслуживших и дефектных клеточных белков.

- Коврик из лоскутов (3.1.1/1): Ученым также удалось определить расположение белков в клетке, а также в клеточной оболочке.

- Протеомика (3.1.2/4): Однако исследователи смогли пойти еще дальше. С помощью масс-спектрометрии, использованной в рамках специальной технологии, в определенный момент времени выполняется инвентаризация всех белков в клетке. Имея информацию о том, какое количество и какие виды белков присутствуют в клетке в разные моменты ее жизнедеятельности, можно сравнить ее с данными «больных» клеток и анализировать модификации белков.

- Эволюция белков (3.1.3/1): С целью повышения комплексности исследования белки также исследуются вдоль временной оси. Таким образом ученые стремятся определить, как появились белки и как в ходе миллионов лет эволюции они получили нынешний объем функциональности.

(МУ. Темы для обсуждения: передовые микроскопические технологии, взаимодействие белков, эволюция белков)

=> связь с модулем Комплексность (Хаос и структура)

Тема 2: Натуральное и искусственное

Переходя от темы 1 к теме 2, следует сказать, что благодаря большому количеству имеющейся на сегодняшний день информации о функциях и взаимосвязях составных частей клетки существует возможность активно влиять на них и даже моделировать. Главными целями так называемой синтетической биологии являются: 1) интеграция искусственных систем в живые организмы с целью придания последним новых свойств; 2) химическое моделирование свойств эталонных биологических систем; 3) максимальное редуцирование генома живых существ для использования его в качестве базы для конструирования биологических схем. Это вступление рекомендуется делать всегда, поскольку, как правило, эта тема очень интригует и увлекает посетителей.

Наглядная тема для обсуждения:

водоросли как биофабрика (МУ: Фабрики, которые не дымят)

Микроорганизмы, продуцирующие вещества, свойства которых соответствуют заданным параметрам. Фантастика? Вовсе нет. Уже на сегодняшний день биотехнологически измененные микроорганизмы продуцируют большое количество витамина С, добавки, применяемые, например, при производстве фруктовых соков; в течение десятилетий бактерии используются для синтеза инсулина и ферментов для моющих средств. На сегодняшний день биологи пытаются «заставить» новые, ранее не задействованные в этом процессе организмы, например, водоросли, синтезировать внутри себя более сложные молекулы. Так, например, диатомовые водоросли представляют собой отличный биореактор: они используют солнечную энергию и не выделяют углекислого газа. Таким образом ученым удалось разработать методику производства биопластика с помощью диатомовых водорослей.

=> связь с модулем Материя (Познание материи)

Дать посетителям выставки представление о «новой биологии» поможет цитата научного руководителя модуля, Иэна Болдуина:

Цитата: «Несмотря на то, что биология быстрыми темпами превращается в цифровую науку, мы должны учить наших студентов, больше всматриваться не в экран компьютера, а в природу, пока она окончательно не исчезла».

На сегодняшний день очень важной задачей является не только сведение воедино результатов, полученных различными биологическими дисциплинами, но и подготовка поколения квалифицированных молодых ученых междисциплинарного профиля. Так в Институте химической экологии им. Макса Планка проходят подготовку специалисты в области биологии дикой природы со специализацией геномика. Это направление пришло на смену ставшим уже почти традиционными «Клеточной и молекулярной биологии» и «Экологии и эволюции».