Навигация по сайту

НИР 2016/2017 уч. года

 

Кафедра: биохимии, молекулярной биологии и генетики

Научная тема: Исследование структуры генома эукариот, анализ продуктов его экспрессии и регуляция функциональной деятельности белков, ферментов и их ингибиторов

Руководитель темы: Кутузова Н.М.

Цель исследования: изучение структуры генома эукариот, анализ продуктов его экспрессии и регуляция функциональной деятельности белков, ферментов и их ингибиторов.

Актуальность и новизна: гипервариабельные тандемные повторы эукариотических геномов являются универсальной системой молекулярных маркёров, широко используемой в популяционной и эволюционной биологии, геномном маркировании, а также в медико-генетических исследованиях. Эти повторы относятся к наиболее нестабильным участкам геномов эукариот, обнаруживая максимально высокие скорости мутаций, известные для генетических локусов. Исследования индивидуальных мини- и микросателлитных локусов показали, что изменения, происходящие в них, по-видимому, весьма разнообразны и зависят от вида живых организмов, типа повторов, аллелей, а также возраста и пола. Однако до сих пор мало известно о природе генетической нестабильности, аллельной структуре, уровне и природе мутаций мини- и микросателлитных локусов у видов с клональной структурой популяций. Клональные виды (партеногенетические и гиногенетические), система размножения которых исключает рекомбинацию с мужским геномом, являются уникальными объектами для мониторинга генетической изменчивости в локусах с повышенной мутационной активностью.

Успехи, достигнутые в последние годы эндокринологией насекомых позволяют разработать новые подходы повышения продуктивности хозяйственно-полезных насекомых с помощью применения регуляторов роста и развития гормональной природы. Наиболее перспективным соединением среди синтетических аналогов ювенильного гормона оказался препарата «Манта», разработанный специально для повышения продуктивности тутового шелкопряда. Биохимические основы, обеспечивающие регуляторные действия на процессы образования белков шелка ювенильными гормонами и их аналогами, окончательно не расшифрован.

Экономическая эффективность и значимость работы: данные о структуре участков ядерного генома могут использоваться для геномного маркирования организмов, в сравнительной и эволюционной геномике однополых и двуполых видов животных, а также для мониторинга генетической изменчивости в локусах с повышенной мутационной активностью. Результаты исследования могут найти применение при решении отдельных проблем биобезопасности и экологии, для охраны однополых видов позвоночных, оценке геномных различий у животных, клонированных лабораторным путём. Результаты могут быть использованы для изучения изменчивости видов и их генетического разнообразия в профильных лабораториях. Материалы могут войти в лекционные курсы для студентов ВУЗов и в методические пособия.

Несмотря на совершенствование методов лечения рака, частота онкологических заболеваний растет. Исследование факторов, влияющих на возникновение и развитие опухолей у человека, их роли в регуляции экспрессии онкогенов и клеточных сигнальных путей актуальна. К таким факторам можно отнести клеточные цитокины, обеспечивающие передачу клеточных сигналов в ядро с последующей активацией генов. К цитокинам относят более 200 различных пептидов, включая факторы роста и цитокины иммунной системы. Для понимания таких механизмов регуляции скорости пролиферации и роли в этих процессах регуляторных белков необходима разработка точных количественных методов оценки содержания регуляторных белков, в том числе цитокинов (лептин, факторы роста сосудов) на разных стадиях опухолевой трансформации клеток. Изучение данного вопроса важно как с теоретической (понимание механизмов канцерогенеза), так и с прикладной точек зрения (прогноз опухолевой прогрессии и создание новых терапевтических препаратов.)

Научная тема: Исследование ферментов белкового обмена эукариот в норме и под воздействием на них биологически активных веществ и токсикантов

Руководитель темы: Горленко В.А.

Цель исследования: изучение структурных основ повышенной каталитической эффективности и термолабильности гидролитических ферментов психрофильных организмов на модели олигопептидазы В из Serratia proteamaculans (PSP).

Актуальность и новизна: изучение психрофильных ферментов и их мутантных форм проливает свет на механизмы адаптации к пониженным температурам, молекулярные основы которых к настоящему времени неизвестны; при этом благодаря повышенной каталитической эффективности адаптированных к пониженным температурам ферментов, они могут рассматриваться в качестве ценных инструментов для биотехнологических целей, медицинской и пищевой промышленности.

В продолжение начатых ранее работ по модификации фермента PSP и полученных доказательств на укороченной форме PSP, что N-концевая «скобка» (около 100 аминокислотных остатков), которая, по данным теоретических расчетов, удерживает конформацию каталитического домена PSP, препятствует гидролизу высокомолекулярных субстратов, представляется целесообразным обратиться к более детальному изучению каталитического центра фермента и с этой целью – получить ряд мутантных форм фермента (с использованием генно-инженерных подходов) для изучения пространственной конфигурации и роли отдельных аминокислотных остатков каталитического домена в функционировании PSP. Это позволит предположить, каковы условия перехода фермента из неактивной открытой конформации в активную закрытую, а также раскрыть детали пространственной организации молекулы.