Отдел молекулярно-генетических основ биотехнологии и белковой инженерии | Институт молекулярной генетики
Зав. отделом: Костров Сергей Викторович, доктор хим. наук, профессор, член-корреспондент Российской академии наук.
Отдел создан в 1998 г. и включает в себя две лаборатории:
Лаборатория белковой инженерии (рук. С.В. Костров)
Лаборатория функциональной энзимологии
Сектор генной онкотерапии
Основным направлением работы Отдела является изучение фундаментальных механизмов функционирования биологических систем (от индивидуальных молекул до мультимолекулярных комплексов), имеющих выраженное прикладное значение.
МОЛЕКУЛЯРНО-ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ
Работы в этом направлении сконцентрированы в основном в Отделе молекулярно-генетических основ биотехнологии и белковой инженерии, который включает лабораторию белковой инженерии (зав. С.В. Костров) и лабораторию регуляции экспрессии генов микроорганизмов (зав. И.А. Хмель). Эти исследования связаны с поиском и характеристикой ферментов, ферментных комплексов и микробных штаммов, перспективных для практического использования.
Сотрудниками отдела открыты и детально изучены десятки высокостабильных ферментов, перспективных для использования в ряде отраслей промышленности.
Проводится работа по изучению новой группы пептидных антибиотиков - микроцинов, синтезируемых энтеробактериями, и генетического контроля их синтеза. На основе штамма, продуцирующего новый микроцин с широким спектром действия, разработан бактериальный препарат Ромакол, пробиотик нового типа для профилактики и лечения кишечных заболеваний сельскохозяйственных животных. Разработан также экологически безопасный бактериальный препарат Фарин для защиты растений от заболеваний, вызываемых фитопатогенными бактериями и грибами.
Проводятся исследования систем коммуникации микроорганизмов. Помимо фундаментальной значимости эти работы открывают перспективы создания антибактериальных лекарственных средств нового поколения.
В последние годы в отделе активно развиваются работы, направленные на поиск проапоптотических агентов, которые могли бы использоваться при создании противоопухолевых генно-терапевтических средств.
В лаборатории белковой инженерии (С.В. Костров) идентифицирована новая группа термолизин-подобных протеаз, отличающаяся от известных представителей семейства организацией предшественника. Определена пространственная структура предшественника протеализина – представителя данной группы, обнаруженного авторами. Охарактеризован относящийся к новому семейству субстрат-связывающий модуль термостабильной ламинариназы LicA Clostridium thermocellum. Доказано формирование активной целлюлосомы Clostridium thermocellum путем статистической самосборки. Количественно проанализировано изменение экспрессии генов всех известных на настоящий момент представителей семейства пробелокконвертаз в клинических образцах тканей опухолей легких человека. Показано, что изменение их экспрессии происходит по ограниченному числу сценариев.
Исследования, связанные с разработкой молекулярных основ биотехнологических процессов, активно велись и ведутся и в других подразделениях института. Так, сотрудниками лаборатории молекулярной генетики дрожжей (зав. И.П. Арман), в настоящее время упраздненной, была разработана вакцина против гепатита. В лаборатории молекулярной диагностики (зав. В.В. Демкин) разработаны новые методики ПЦР-диагностики ряда вирусных и бактериальных инфекций человека.
Разработан комплекс программ для компьютерной обработки больших массивов информации из баз данных, в частности, улучшающих представление массивов с множественными выровненными последовательностями, а также проводящих поиск консенсусных последовательностей (В.В. Демкин). Новый алгоритм поиска консервативных последовательностей в геномах бактерий позволил открыть новые генетические маркеры, которые могут быть использованы для разработки систем детекции и генотипирования инфекционных агентов. Разработаны мультиплексные системы типирования хламидий, уреаплазм, вирусов герпеса человека и других возбудителей социально значимых заболеваний. Разработан чувствительный метод определения Y-хромосомы плода в крови беременной женщины. Метод позволяет надежно определять пол плода на сроках от 8 недель беременности.
Сотрудниками отдела открыты и детально изучены десятки высокостабильных ферментов, перспективных для использования в ряде отраслей промышленности.
Проводится работа по изучению новой группы пептидных антибиотиков - микроцинов, синтезируемых энтеробактериями, и генетического контроля их синтеза. На основе штамма, продуцирующего новый микроцин с широким спектром действия, разработан бактериальный препарат Ромакол, пробиотик нового типа для профилактики и лечения кишечных заболеваний сельскохозяйственных животных. Разработан также экологически безопасный бактериальный препарат Фарин для защиты растений от заболеваний, вызываемых фитопатогенными бактериями и грибами.
Проводятся исследования систем коммуникации микроорганизмов. Помимо фундаментальной значимости эти работы открывают перспективы создания антибактериальных лекарственных средств нового поколения.
В последние годы в отделе активно развиваются работы, направленные на поиск проапоптотических агентов, которые могли бы использоваться при создании противоопухолевых генно-терапевтических средств.
В лаборатории белковой инженерии (С.В. Костров) идентифицирована новая группа термолизин-подобных протеаз, отличающаяся от известных представителей семейства организацией предшественника. Определена пространственная структура предшественника протеализина – представителя данной группы, обнаруженного авторами. Охарактеризован относящийся к новому семейству субстрат-связывающий модуль термостабильной ламинариназы LicA Clostridium thermocellum. Доказано формирование активной целлюлосомы Clostridium thermocellum путем статистической самосборки. Количественно проанализировано изменение экспрессии генов всех известных на настоящий момент представителей семейства пробелокконвертаз в клинических образцах тканей опухолей легких человека. Показано, что изменение их экспрессии происходит по ограниченному числу сценариев.
Исследования, связанные с разработкой молекулярных основ биотехнологических процессов, активно велись и ведутся и в других подразделениях института. Так, сотрудниками лаборатории молекулярной генетики дрожжей (зав. И.П. Арман), в настоящее время упраздненной, была разработана вакцина против гепатита. В лаборатории молекулярной диагностики (зав. В.В. Демкин) разработаны новые методики ПЦР-диагностики ряда вирусных и бактериальных инфекций человека.
Разработан комплекс программ для компьютерной обработки больших массивов информации из баз данных, в частности, улучшающих представление массивов с множественными выровненными последовательностями, а также проводящих поиск консенсусных последовательностей (В.В. Демкин). Новый алгоритм поиска консервативных последовательностей в геномах бактерий позволил открыть новые генетические маркеры, которые могут быть использованы для разработки систем детекции и генотипирования инфекционных агентов. Разработаны мультиплексные системы типирования хламидий, уреаплазм, вирусов герпеса человека и других возбудителей социально значимых заболеваний. Разработан чувствительный метод определения Y-хромосомы плода в крови беременной женщины. Метод позволяет надежно определять пол плода на сроках от 8 недель беременности.