Ібр ран

ІСТОРИЧНА ДОВІДКА

НАПРЯМКИ ДОСЛІДЖЕНЬ

Головний напрямок досліджень: Молекулярно-генетичні механізми регуляції морфогенезу.

Мета роботи - дослідження функції нових генів (білкових доменів, ділянок хроматину) і механізмів їх диференціальної активності на генетичному та епігенетичні рівні в процесі розвитку.

Предмет дослідження - еволюційно-консервативні гени безхребетних (дрозофіла), хребетних тварин (миша, щур, людина) і рослин (група генетичної інженерії та редагування генома рослин), а також специфічні елементи хромосомних доменів (група структурно-функціональної організації еукаріотичних хромосом).

Розділ 1. Особливості регуляції експресії перекриваються генів, що контролюють морфогенетические процеси у вищих організмів.

Нами була досліджена тонка структура локусу дрозофіли leg-arista-wing complex - TBP related factor 2 (lawc-Trf2). Ми показали, що гени lawc і Trf2 перекриваються, і зона перекриття має еволюційну значимість. Унікальна система різноспрямованих перекриваються транскриптов використовується нами для дослідження механізмів роботи перекриваються генів in vivo (дрозофіла) і in vitro (культура клітин S2). Ми створюємо трансгенних дрозофіл (система attP / attB), в організмі яких керовано експресуються дволанцюжкові молекули РНК, спрямовані на придушення прямих і зворотних транскриптов локусу lawc-Trf2 по шляху РНК-інтерференції. Для активації конструкцій в різних тканинах і на різних стадіях онтогенезу ми використовуємо систему UAS / Gal4. Подібні експерименти в культурі клітин проводимо, використовуючи трансфекцію двухцепочечную молекулами РНК, які комплементарні прямим і зворотним транскрипт локусу lawc-Trf2. Рівень експресії генів вимірюємо методом RТ-РCR. Ми показали регуляторну роль зворотних транскриптов lawc в контролі рівня експресії Trf2, а також вперше у дрозофіли виявили ефект РНК-активації - еволюційно-консервативного явища активації експресії генів некодуючими РНК (рис. 1).

В даний час ми проводимо пошук і тестування різних регуляторних елементів в складі локусу lawc-Trf2. відповідальних за правильну тканеспеціфіческіе експресію його різноспрямованих транскриптов, а також вивчаємо значення еволюційно консервативних мікроРНК, як інструменту координованої експресії перекриваються генів.

КОЛЕКТИВ ЛАБОРАТОРІЇ

керівник -
доктор біологічних наук
Ольга Борисівна Симонова
тел. 8-499-135-20-97

Співробітники лабораторії зліва направо: Воронцова Ю.Є. Симонова О.Б. Куликова Д.А. Черезов Р.О. Мерцалов І.Б.

Кузин Борис Олександрович, г.н.с. д.б.н. професор

Слезингер Михайло Станіславович, н.с. к.б.н.

Широкова Анна Володимирівна, с.н.с. к.б.н.

співробітники:

Кузин Борис Олександрович, г.н.с. д.б.н. професор
Широкова Анна Володимирівна, с.н.с. к.б.н.
Мерцалов Ілля Борисович, с.н.с. к.б.н.
Куликова Діна Олександрівна, с.н.с. к.б.н.
Воронцова Юлія Євгенівна, н.с. к.б.н.
Слезингер Михайло Станіславович, н.с. к.б.н.
Черезов Роман Олегович, н.с. к.б.н.
Шабарин Анна Миколаївна, н.с. к.б.н.
Акишина Ангеліна Олександрівна, аспірант, ст. лаб.
Заволока Катерина Леонідівна, аспірант, ст. лаб.

Розділ 2: Роль нових нейроспецифических еволюційно-консервативних транскрипційних факторів сімейства d4 в сигнальних шляхах, контролюючих морфогенез.

Група нових нейроспецифических генів еволюційно-консервативного сімейства d4 вперше була виявлена і охарактеризована нами. Вперше були досліджені наслідки дисфункції двох нейрогенним миші: neuro-d4 і cer-d4. Спрямована інактивація neuro-d4 і cer-d4 у миші призвела до порушення вроджених поведінкових реакцій, пов'язаних з інстинктом вигодовування потомства. Результати цих досліджень дозволили припустити, що дана група генів відноситься до регуляторів психофізіологічних процесів в нервовій системі ссавців. Вперше за допомогою коіммунопреціпітаціі з антитілами проти TTH нами було показано, що цей білок сімейства d4 дрозофіли входить до складу Brahma-комплексу, що містить субодиницю OSA. Даний білковий комплекс гомологичен комплексу ссавців BAF, який характерний для всіх типів нервових клітин.

Попередні дані свідчать про те, що білки сімейства d4 в процесі індивідуального розвитку схильні до модифікаціям (ймовірно фосфорилированию) і змінюють внутрішньоклітинну локалізацію (з цитоплазми в ядро і навпаки). В даний час наше дослідження зосереджено на з'ясуванні ролі генів сімейства d4 в сигнальних шляхах, контролюючих морфогенез на модельному організмі D. melanogaster (рис. 2).

Розділ 3: Еволюційно-морфогенетичний потенціал стрес-індуцибельних систем.

В рамках теми даного розділу ми використовуємо гіпоморфние мутації високо консервативних генів дрозофіли, контролюючих морфогенетические процеси і системи реагування на впливу токсичних і температурних факторів. В першу чергу це лінії мух, мутантних по генам транскрипційних факторів spineless (ss), Distal-less (Dll), Trf2 і шаперонов CG5017 і hsp70. Вперше встановлено взаємодію еволюційно-консервативних генів дрозофіли spineless (гомолог арілгідрокарбонового / діоксинового рецептора людини) і CG5017 (нуклеотропний шаперон) в процесі регуляції морфогенезу, формування довготривалої пам'яті і відповіді на оксидативний стрес. Вперше показано, що порушення, викликані слабкими мутаціями в генах spineless і CG5017, робить організм чутливим навіть до низьких доз радіації, що необхідно враховувати при оцінці ризиків поєднання подібних мутацій у людини. Показана можливість корекції цих порушень за допомогою фармацевтичних засобів (серотонін).

Нами розроблений і запатентований новий оригінальний спосіб оцінки фармакологічних і токсикологічних властивостей речовин - радіо- і токсико-протекторів.

Вперше створена гуманізована тест-лінія дрозофіли, трансформована геном арілгідрокарбонового / діоксинового рецептора людини, для оцінки дії ксенобіотиків, що викликають оксидативний стрес, на розвиток еволюційно-консервативних органо-тканинних структур (Рис 3.).

Рис 3. СХЕМА використання тест-системи для оцінки дії ксенобіотиків, що викликають оксидативний стрес, на розвиток еволюційно-консервативних органо-тканинних структур.

Розділ 4. Вивчення морфофизиологических, гістологічних та молекулярно-генетичних і особливостей росту і розвитку рослин, отриманих методом експериментального мутагенезу (к.б.н. Широкова А.В.).

Об'єкти дослідження: декоративні (петунія Petunia hybrida. Сальпіглосіс Salpiglossis sinuate) і технічні (рапс Brassica napus), (льон Linum usitatissimum) культури.

вивчити:

особливості формування та успадкування забарвлення і біосинтезу флавоноїдів в квітках мутантних форм;
мінливість складу жирних кислот і особливостей їх біосинтезу в насінні мутантних рослин,

Отримати вихідний матеріал для селекції вітчизняних сортів:

ріпаку, льону, суниці, дині, баклажана, різних видів роду Brassica;
петунії, вербени, агератума, календули, бузку;

Розробити оригінальну методику отримання вихідного матеріалу для селекції з певними морфологічними ознаками.

Створені колекції рослин зі зміненими морфологічними ознаками, в тому числі петунія з гомеозіснимі мутаціями квіток; розроблена методика отримання вихідного матеріалу для селекції декоративних рослин, виявлені маркерні ознаки; створено 4 вітчизняних сорти петунії, 1 сорт календули на основі перспективних мутантних ліній; пройшли конкурсне сортовипробування 3 лінії ярого ріпаку.

Петунія Petunia x hybrida з гомеозіснимі мутаціями квіток

посадки ріпаку
Brassica napus

Науково-педагогічна діяльність

Співробітники нашої лабораторії читають курс лекцій з генетики індивідуального розвитку студентів Московського державного університету ім. М.В. Ломоносова (кафедра ембріології) і студентам Московського державного педагогічного університету (кафедра біохімії).

Гранти Програми фундаментальних наукових досліджень Президії РАН «Жива природа: сучасний стан і проблеми розвитку».

Підпрограма «Динаміка і збереження генофондів»