Исследования молодого профессора кафедры биохимии, клеточной биологии и микробиологии МарГУ помогают понять, как улучшить функции энергетических станций человека, что позволяет влиять на мышечные патологии, диабет, когнитивные расстройства и иные заболевания.
Новый подход
Михаилу Дубинину 37 лет. Докторскую диссертацию он защитил в мае 2024 года. Работу посвятил изучению альтернативного подхода в борьбе с мышечной дистрофией Дюшена – редким заболеванием, которое связано со скелетными мышцами и которым болеют только мальчики.
– К сожалению, от этого заболевания до сих пор нет лекарства. И его сложно разработать, потому что сама болезнь связана с мутацией в одном гене организма, который отвечает за один белок в скелетных мышцах, – рассказывает Михаил. – Это всего лишь один, но очень большой ген. В этом трудность. Сегодня разрабатываются различные генетические препараты, но чтобы заменить конкретно этот гигантский ген, пока нет технологии доставки. Соответственно, нужны альтернативные подходы. Наша работа была связана, в том числе, с разработкой такого подхода.
По словам ученого, авторы исследования воздействовали на метаболизм и на функцию энергетических станций клеток – митохондрий. Работали с мышами, имеющими мутацию в гене, аналогичную патологии человека. Удалось показать, что направленное воздействие на митохондрии скелетных мышц мышей с помощью перспективных лекарств может замедлить течение болезни.При этом в ходе работы пришли к выводу, что линия мышей, которая использовалась в экспериментах, плохо отражала патологию – была слишком мягкойпо сравнению с человеческой патологией. В результате за последние два года учеными МарГУ и Института биологии и генаРАН (г. Москва) была разработана ранее доступная только за рубежом новая линия мышей с патологией, похожей на патологию человека. С ней сегодня продолжаются исследования.
Страсть к ночным бабочкам
Наука Михаила заинтересовала рано - в 8-9 классе: слишком уж интересны были урокибиологии. Ему нравилось сидеть на траве и наблюдать за насекомыми – как выглядят, как двигаются, как общаются.
– Изначально я занимался энтомологией – наукой, которая изучает насекомых. У меня даже была своя достаточно большая коллекция бабочек. Собирал ее года два, – рассказывает исследователь. – Особенную страсть испытывал к ночным бабочкам. Ловил их на свет лампы в деревне. Мог стоять и рассматривать их до трех часов ночи. Часть из них пополняла мою коллекцию.
Коллекционирование, по словам Михаила, заключалось не только в сборе, описании и классификации. Это было настоящей медитацией с ритуалом прикалывания бабочек к пенопласту и особой техникой расправления крыльев, которые очень легко повредить по неопытности или неосторожности.
В мир животных увлекал школьника и его дядя Игорь. Брал на охоту в окрестные леса моркинской деревни Кутюк-Кинер – родины классика марийской художественной литературы Николая Казакова, учил читать метки, следы животных. А когда пришло время школьной летней практики в экологическом лагере МарГУ на базе национального парка «Марий Чодра», вопросы о будущем в образовании отпали окончательно.
Михаил Дубинин с Константином Белослудцевым, научным консультантом по докторской диссертации.
Когда жизнь становится интересней
Первые два года в вузе он продолжал заниматься зоологией. Очень кстати пригодилась его коллекция насекомых: однокурсники использовали материал, чтобы сдать зачет по зоологии беспозвоночных, так как собрать и описать свои коллекции не удалось – летняя практика выдалась дождливой.
Вкус к биохимии Михаилу привил учитель Виктор Николаевич Самарцев – представитель знаменитой школы МГУ Владимира Петровича Скулачева. Как говорит Дубинин, его увлекли «метаболические пути, когда одно соединение превращается в организме в другое, затем в третье». Окончательный поворот в биохимию и определение с будущими профессиональными интересами произошел во время прохождения практики в Пущинском научном центре РАН под руководством Константина Николаевича Белослудцева, выпускника МарГУ и уроженца Волжска.
– На самом деле это очень интересно и очень сложно, – рассказывает молодой ученый. – Суть в том, что зная один процесс и саму логику превращений, можно объяснить другой. В итоге складывается некая картинка, как функционирует весь организм, а главное – появляется понимание, как его регулировать.Например, зная простые метаболические пути,скажем, гликолиз или то, как утилизируется из крови сахар, можноправильно выстроить свой рацион. С пониманием таких вещей жизнь становится интересней. Так вот мы в лаборатории занимаемся этой же тематикой – раскрываем новые пути превращения одних соединений в другие, изучаем влияние лекарств на эти процессы, сами с коллегами разрабатываем перспективныелекарства.
Метаболическая кухня
Сегодня все направления, которые развивает группа Михаила Дубинина, связаны с функционированием митохондрий. Ученые МарГУ тесно сотрудничают с Институтом теоретической и экспериментальной биофизики в Пущино и уфимским Институтом нефтехимии и катализа, при поддержке ректора Михаила Швецова развивают свою научную базу.
– Митохондрии – это энергетические станции клеток, которые вырабатывают всю энергию в организме, – рассказывает исследователь. – От того, как они работают, зависит работа нашего организма. Если митохондрии работают неудовлетворительно, на них нужно воздействовать. Либо с помощью лекарств, либо функционально, например, с помощью диеты, если мы говорим о диабете и метаболических болезнях. Иными словами, изучая митохондрии, мы учимся управлять здоровьем.
Исследовательская группа МарГУ.
Так, группа Дубинина, в которой работают молодые кандидаты биологических наук, аспиранты, студенты, продолжает активно изучать патологии, связанные со скелетными мышцами. Например, ученые моделируют ишемию, нарушение кровотока, накладывая жгут на конечность животного. Для человека это способ остановки кровотечения при травме с серьезными последствиями, когда возможно отмирание конечности.
– Дело в том, что когда вы убираете жгут, вся «метаболическая кухня» в скелетных мышцах жутко перестраивается, образуется много активных форм кислорода, которые нужно подавить. Иначе конечность отомрет, – говорит Михаил Дубинин. – Сегодня эта проблема актуальна, поэтому мы занимаемся вопросом функционирования конечностей после травм.
Те же процессы, по словам ученого, происходят при диабете – в митохондриях образуется огромное количество активных форм кислорода. А это, подчеркивает профессор, первая причина окислительного стресса, который находится в основе ряда заболеваний и процесса старения.
– Повлияв на митохондрии, мы можем замедлить течение заболеваний. Предотвратить вряд ли, для этого надо влиять на генетический аппарат, а повлиять на мышечные патологии, на диабет, на когнитивные расстройства путем улучшения функций митохондрий, да. Это направление, которым мы занимаемся, – говорит Михаил Дубинин.
Справка «МП»
Михаил Дубинин – доктор биологических наук, профессор кафедры биохимии, клеточной биологии и микробиологии МарГУ. Лауреат Государственной молодежной премии Республики Марий Эл им. О.Ипая (2022), Лауреат государственной премии Республики Марий Эл имени М.Н. Янтемира (2025).
Руководитель научных проектов, поддерживаемых Российским научным фондом по исследованию роли митохондрий в развитии патологий. Автор более 140 научных работ. Индекс Хирша (научная цитируемость) – 22.
Ранее мы рассказывали о самом молодом в России на момент защиты диссертации докторе биологических наук в области ветеринарной фармакологии и токсикологии, доценте, заведующем кафедрой технологии производства продукции животноводства аграрно-технологического института МарГУ Сергее Смоленцеве.
