Наиболее значимые результаты научных исследований за 2015 год

Раскрыт механизм самоорганизации хроматиновой фибриллы в топологически-ассоциированные домены. Продемонстрировано, что типичные для активного хроматина модификации гистонов препятствуют его укладке в компактные структуры. В клетках дрозофилы профиль разделения хромосом на топологчески-ассоциированные домены определяется в первую очередь распределением постоянно экспрессирующихся генов (генов «домашнего хозяйства»).

Идентифицированы регуляторные элементы главного локуса глобиновых генов Danio rerio и охарактеризована пространственная структура этого локуса в эритроидных клетках эмбрионального и взрослого типов. Продемонстрировано, что транскрипция глобиновых генов эмбрионального типа не требует привлечения к эмбриональной части главного локуса a/b-глобиновых генов консервативного эритроид-специфичного энхансера, расположенного перед локусом.

Раскрыты причины исключительно высокой чувствительности к генотоксическим стрессам клеток, находящихся на стадии ранней S-фазы. Продемонстрировано, что действие теплового стресса на клетки, находящиеся в S-фазе клеточного цикла, является комплексным: помимо кратковременного ареста репликации ДНК, тепловой стресс приводит к немедленному образованию одноцепочечных разрывов ДНК, а также к отстроченному образованию двуцепочечных разрывов ДНК. Причиной возникновения одноцепочечных разрывов ДНК при тепловом стрессе является индуцированное тепловым стрессом подавление активности ДНК-топоизомеразы I. В последующем одноцепочечные разрывы ДНК конвертируются в двуцепочечные разрывы в ходе процесса репликации ДНК.

Выполнено доклиническое изучение лекарственных средств (ЛС) на основе модульных нанотранспортеров (МНТ) с эмиттером электронов Оже - 111In, предназначенных для таргетного лечения злокачественных опухолей, гиперэкспрессирующих рецептор эпидермального фактора роста, и для таргетного лечения меланомы. При изучении фармакодинамики данных ЛС на релевантных моделях карцином человека и меланоме мыши выявлена высокая противоопухолевая эффективность и безопасность данного инновационного подхода при внутриопухолевом пути их введения, оценены диапазоны доз и режимы при этом способе введения. Создана генетическая конструкция МНТ с последовательностью альбумин-связывающего домена и оценена ее экспрессия. Создана генетическая модификация МНТ с концевым цистеином для сайт-специфического ПЭГилирования с сайтом отщепления опухолевыми протеазами. Получен вариант МНТ с сайт-специфическим ПЭГилированием.

Впервые у птичьих шистозом рода Trichobilharzia определены последовательности гена ревертазы мобильного элемента группы Penelope. Анализ структурных особенностей 40 копий из генома T.szidati показал, что все они относятся к неактивным копиям и составляют три группы дивергировавших последовательностей. Показана возможность использования этих последовательностей для дифференциации географических популяций паразита.

Проведено секвенирование последовательностей гена ревертазы ретротранспозона Bov-BLINE у трех видов ящерицами рода Darevskia. Получены оценки внутри- и межгеномной дивергенции гена ревертазы ретротранспозона Bov-BLINE у этих видов.На основе полиморфизма RTBov-BLINE подтверждено участие бисексуальных видов D. nairensis и D. valentini в образовании гибридного партеновида D. unisexualis.

С помощью трех микросателлитных локусов проведено генотипирование 64 двуполых ящериц комплекса Darevskia raddei из 13 изолированных популяций Армении. Выявленные аллели секвенированы и депонированы в базу данных GenBank. Данные по изменчивости этих аллелей использованы для генетической дифференциации популяций D. r. raddei и D. r. nairensis, входящих в состав этого комплекса.

Установлено, что сильная транскрипция через сайленсер PRE не приводит к диссоциации белков Рolycomb с хроматина. Согласно существующей модели активность PRE регулируется проходящей транскрипцией, которая приводит к инактивации Polycomb комплексов. Оказалось, однако, что даже очень сильная транскрипция через PRE не влияет на связывание белков Рolycomb с PRE.

Охарактеризована пространственная организация генома герминальных клеток дрозофилы. Продемонстрировано, что профиль топологически ассоциированных доменов (ТАДов) в сперматогониях в значительной степени перекрывается с участками хроматина, ассоциированными с ядерной ламиной, а сами топологические домены в этих клетках упакованы более плотно, чем в соматических клетках, и формируют меньшее число дальних взаимодействий.

С помощью 3-х микросателлитсодержащих локусов проведено генотипирование 129 особей партеновида Darevskia armeniaca из 15 популяций Армении. Выделены и секвенированы аллельные варианты каждого локуса. По сочетанию аллелей 3-х локусов установлены индивидуальные генотипы всех особей. Это позволило детектировать 5 клональных линий в данной выборке, включая один мажорный и 4 редких клона.

Разработано программное обеспечение для построения полногеномных профилей и поиска сайтов связывания белковых факторов, поддерживающее возможность баркодирования на основе кода Хэмминга для мультиплексинга образцов. Метод примерно в 16 раз удешевляет процедуру полногеномного секвенирования.

Ферментативное аденилирование синтетических пептидов in vitro позволило создать подобные микроцину С (МсС) соединения с повышенной биоактивностью. Показано, что изменяя длину пептидной части пептидил-аденилатов, можно изменять путь проникновения антибиотика в бактериальную клетку. Обнаружено, что МсС способены проникать в клетку P. aeruginosa через вновь охарактеризованный транспортер NppA1A2BCD.

С помощью кристаллизации и рентгеновской дифракции определена пространственная структура протеазы TldD/E, отвечающей за созревание микроцина B, в комплексе с субстратом с разрешением до 1.3А.

Показано присутствие белков CP60 и BEAF в составе «инсуляторных телец», где они взаимодействуют с белками Su(Hw), Mod(mdg4) и СР190. Установлена роль сумоилирования в образовании этих сложных комплексов, являющихся депо белков для взаимодействия с инсуляторами.

Получен ряд трансгенных линий мух, содержащих встроенные трансгенные конструкции, способные индуцибельно (после индукции тепловым шоком) экспрессировать in vivo иммунофлуоресцентный зонд с заданной специфичностью. Яркость и специфичность эндогенного зонда к ядерному белку ламину позволяет следить за поведением ламина в клетках развивающегося эмбриона. Получено и исследовано новое поколение конструкций, экспрессирующих в эукариотических клетках тримеризующийся бифункциональный иммунофлуоресцентный зонд, содержащий сигнал ядерной локализации. Разработан метод стабильного адресного встраивания конструкций, экспрессирующих бифункциональные иммунофлуоресцентные зонды, в относительно нейтральное место генома дрозофилы и последующего эффективного отбора трансгенных линий мух.

Разработана система in vitro для исследования роли гистонов в организации коммуникации в хроматине. Показана ключевая роль N-концевых доменов коровых гистонов в этом процессе.

Установлено, что укороченная форма белка FUS, лишенная сигнала ядерной локализации и нарушенным сайтом связывания РНК, вызывает патологию нервной системы трансгенных мышей, связанную с гибелью двигательных нейронов.

Разработан новый метод анализа в дрожжевой двугибридной системе, который позволит идентифицировать транскрипционные факторы, участвующие в рекрутировании конденсиновых комплексов на хроматин. Впервые получены нуль мутации в гене, который кодирует инсуляторный белок CTCF дрозофилы. Показано, что CTCF участвует в раннем эмбриональном развитии и его взаимодействие с СР190 не является необходимым для инсуляторной активности.

Продемонстрировано, что консервативность разделения хромосом дрозофилы на топологически-ассоциированные домены (ТАДы) является ограниченной. Построены карты организации в топологические домены геномов культивируемых линий клеток дрозофилы (линии DmBG3-c2, and OSC). Сравнение этих карт с ранее полученными линями клеток S2 и KC позволило выявить различия между профилями разделения хромосом на ТАДы в различных клеточных линиях. При этом продемонстрировано, что возникновение новых границ ТАДов часто коррелирует с активацией транскрипции.

Впервые проведено сравнение CRISPR спейсеров в метагеномах флавобастерий из арктического снега и распространенных в Северном полушарии. Показано, что встречаемость спейсеров в этих двух природных резервуарах достоверно различается. Эти данные указывают на то, что CRISPR-Cas система антарктических флавобактерий обеспечивает защиту бактериальных клеток от эндогенных антарктических вирусов или плазмид.

Обнаружены «горячие» точки двухцепочечных разрывов в рибосомном межгенном спейсере человека. Показано, что они примыкают к стресс-индуцибельным локусам, продуцирующим длинные некодирующие ядрышковые РНК.

Обнаружен феномен посреднической роли общей агрессии между аллелями гена андрогенового рецептора с разным числом CAG-повторов и репродуктивной активностью у представителей традиционных африканских социумов хадза и датога.

Выявлено взаимодействие белка Z4 с важными компонентами, связывающимися с инсулятором Su(Hw) комплекса белков: Mod(mdg4) и CP190. Определены домены Z4, участвующие в связывании. В составе ретротранспазона МДГ4 картирована последовательность ДНК, необходимая для зависимой от матриксного белка EAST репрессии транскрипции.

Построена полногеномная карта гена, кодирующего белок CG9890 взаимодействующего с белком ENY2, открытым в ИБГ РАН. Установлено, что белок CG9890 локализуется на промоторах. Показано его взаимодействие с комплексами ацетилирования гистона Н3 – инициации транскрипции и ремоделирования хроматина, SAGA и SWI/SNF, соответственно.

Показана димеризующая активность белков MSL2, MLE, CLAMP и картированы участки в составе каждого из белков, обладающие такой активностью, в системах in vivo и in vitro. Подготовлены антитела, специфично узнающие ДНК-связывающие белки, способные напрямую взаимодействовать с компонентами КДК, и подобраны условия для хроматографической очистки комплексов на основе таких белков.

Установлено, что белки Hsp70 и HspBP1 ингибируют хемотактическую активность, а и Mts1 и HspBP1 цитотоксическую активность комплексов, в состав которых входит белок врожденного иммунитета Tag7. Механизм действия Hsp70 и Mts1 – конкуретное замещение белков. HspBP1 ингибирует активности Tag7-Mts1 и Tag7-Hsp70 комплексов за счет образования тройных комплексов и их последующей агрегации.

Установлено, что при гибели клеток под действием комплекса Tag7-Hsp70 в переключении альтернативных цитотоксических процессов участвует каспаза 3, а некроптоз может осуществляться и при активной каспазе 8. Показано, что Tag7-Hsp70 может связываться с растворимой частью рецептора TNFR1, а также взаимодействовать с TNFR1 на клеточной поверхности. Tag7 также может связываться с TNFR1 и ингибировать цитотоксическую активность TNF-alpha и комплекса Tag7-Hsp70 за счет конкуренции за связывание с рецептором. Резкое снижение транскрипции гена TNFR1 также приводило к ингибированию цитотоксической активности. Эти результаты свидетельствуют о том, что взаимодействие комплекса Tag7-Hsp70 с TNFR1 индуцирует апоптотическую и некроптотическую смерть.

Разработана и апробирована система, позволяющая тестировать in vitro препараты, уменьшающие активность белкового комплекса FACT при транскрипции РНК-полимеразой II. На основе структуры комплекса дрожжевого FACT с гистонами H2A/H2B была построена компьютерная модель M-домена Spt16 субъединицы FACT человека в комплексе с димером гистонов H2A/H2B.

Выполнено доклиническое изучение лекарственных средств (ЛС) на основе модульных нанотранспортеров (МНТ) с эмиттером электронов Оже - 111In, предназначенных для таргетного лечения злокачественных опухолей, гиперэкспрессирующих рецептор эпидермального фактора роста, и для таргетного лечения меланомы. При изучении фармакодинамики данных ЛС на релевантных моделях карцином человека и меланоме мыши выявлена высокая противоопухолевая эффективность и безопасность данного инновационного подхода при внутриопухолевом пути их введения, оценены диапазоны доз и режимы при этом способе введения. Получен и охарактеризован модифицированный модульный нанотранспортер (МНТ) с последовательностью миоглобина человека (МЧ). Создана генетическая конструкция МНТ с последовательностью альбумин-связывающего домена и оценена ее экспрессия. Создана генетическая модификация МНТ с концевым цистеином для сайт-специфического ПЭГилирования с сайтом отщепления опухолевыми протеазами. Получен вариант МНТ с сайт-специфическим ПЭГилированием.

Разработан метод селекции пациентов для иммуно-терапевтических испытаний с использованием молекул HLA-E в качестве мишени. Определены условия детекции растворимых форм молекулы HLA-E в супернатантах клеточных культур опухолевых клеток и образцах человеческих сывороток.

Обосновано использование функциональных особенностей гена Pdcd4 и продукта его экспрессии для скрининга веществ с противоопухолевой активностью. Проведены экспериментальная апробация выбранных способов технической реализации системы и их сравнительный анализ. Разработан принципиальный дизайн системы скрининга.

Показано, что полиплексы (комплексы катионных блок-сополимеров и ДНК) преимущественно трансфиецируют делящиеся клетки, что указывает на целесообразность их использования для генотерапии рака.

Установлено, что низкая способность клеток глиобластомы образовывать перевиваемые клеточные культуры коррелирует с благоприятным прогнозом для пациента. С другой стороны, способность клеток культуры формировать нейросферы является крайне негативным показателем выживаемости больных.

Разработан новый подход по увеличению эффективности терминаторов транскрипции. Показано, что терминатор транскрипции дрозофилы имеет модульное строение и полностью прерывает транскрипцию даже с сильного промотора, при этом не происходит полиаденилирования транскриптов.

Получены новые однодоменные антитела (наноантитела), специфически связывающие мажорные компоненты крови (сывороточный альбумин, фибриноген, альфа-2-макроглобулин, иммуноглобулин М, иммуноглобулин G, иммуноглобулин А) и некоторые поверхностные антигены (CD2, CD45 и ряд еще не идентифицированных) клеток иммунной системы человека. На их основе созданы новые иммуносорбенты, позволяющие эффективно и высокоспецифично выделять заданный антиген из плазмы или сыворотки крови, и, с другой стороны, специфически истощать (предобрабатывать) плазму или сыворотку крови, например, удалять из нее иммуноглобулины и/или сывороточный альбумин, а также другие белки, к которым получены наноантитела.

RU   EN

Поиск

на сайте

в Яндекс

Полезные ссылки

ФАНО

РАН

Совет по науке и образованию

Минобрнауки

Российский Фонд Фундаментальных Исследований

Российский Научный Фонд

eLIBRARY.RU

Классическая и молекулярная биология

Наука и технологии России

Постнаука

N+1

Научная Россия

Элементы

Биомолекула

Мой геном

Blastim

Biohab

Телеканал Наука 2.0

Очевидное-невероятное

Фестиваль науки

Трансгенные животные в фарминдустрии

Практическая молекулярная биология

Biocompare

Подписка на новости

Институт биологии гена РАН