Доцент
Лаборатория генетики
Кафедра развития фондов Херста
Биологическая жизнь организована по континууму, простирающемуся от полных живых организмов до тканей, клеток, больших «макромолекулярных» агрегатов, состоящих из белков и нуклеиновых кислот, малых «молекулярных» агрегатов или отдельных молекул и, наконец, атомов. С момента появления световой микроскопии несколько столетий назад исследователи распутывали связь между биологической структурой и функцией в этом континууме при все более высоких степенях пространственного разрешения. По мере совершенствования технологий многие исследователи обнаруживают, что прямая визуализация структуры отдельных макромолекул или их ансамблей с разрешением, близким к уровню отдельных атомов, может лучше выявить различные типы дисфункций, которые приводят к заболеваниям.
Дмитрий Люмкис использует и развивает передовые методы просвечивающей криоэлектронной микроскопии (крио-ЭМ) для определения структуры макромолекул и макромолекулярных ансамблей, которые выполняют большинство функций внутри клеток. Наблюдая ранее невиданные структуры в различных физиологических условиях и с разрешением, близким к атомному, Люмкис стремится понять и связать сложные роли, которые макромолекулы играют в таких заболеваниях человека, как рак и ВИЧ.
Люмкис определил структуры макромолекулярных ансамблей, называемых «интасомами», из вирусов, в том числе и связанных с ВИЧ, что позволяет им устанавливать постоянную инфекцию в клетках-хозяевах. Эти структуры расширяют наше понимание молекулярных признаков инфекции и, что важно, дают прямые химические схемы для улучшения противовирусной терапии, используемой для лечения ВИЧ-инфицированных.
Люмкис разработал новые методы для количественной оценки и экспериментального улучшения анизотропного (зависимого от направления) разрешения в крио-ЭМ, что часто мешает попыткам получить значимую структурную информацию из биологических образцов. Было показано, что эти методы дают более качественные данные и имеют широкое применение для определения и оценки структуры.
Люмкис и его коллеги расшифровали структуру и молекулярные механизмы активности нового класса ферментов CRISPR/Cas, способных разрезать и редактировать РНК. Эта работа открывает новые возможности для генной инженерии и имеет большое значение для понимания и потенциального лечения болезней на молекулярном уровне.
Бакалавр наук, Калифорнийский университет в Сан-Диего
Доктор философии, Научно-исследовательский институт Скриппса
