Отдел молекулярной генетики

Заведующий отделом

Васильев Вадим Борисович,
доктор медицинских наук, профессор

e-mail: vasilyev.vb@iemspb.ru

Телефон: (812) 234-66-75

В состав отдела входят:

История отдела

Отдел молекулярной генетики ФГБНУ «ИЭМ» сформирован в 1991 г. путём объединения Лаборатории биохимической генетики и Отдела эмбриологии. Во главе этих научных подразделений стояли выдающиеся учёные ХХ века, внесшие заметный вклад в развитие отечественной биомедицины. Один из них – биохимик, член-корреспондент АМН СССР, доктор медицинских наук Соломон Абрамович Нейфах. Другой – эмбриолог, профессор, доктор медицинских наук Андрей Павлович Дыбан. В 1956 г. Соломон Абрамович Нейфах создал в стенах ИЭМ Лабораторию энзимологии, которая в 1963 г. была преобразована в самостоятельную Лабораторию биохимической генетики (более подробная информации об истории Лаборатории изложена на странице Лаборатории биохимической генетики), а Отдел эмбриологии был создан в 1963 г., и его возглавил Андрей Павлович Дыбан (более подробная информации об истории Отдела эмбриологии изложена на странице Лаборатории молекулярной цитогенетики развития млекопитающих). С момента создания Отдела молекулярной генетики им руководил член-корреспондент РАМН, профессор, Владимир Соломонович Гайцхоки, положивший начало масштабным популяционно-генетическим исследованиям в стенах ИЭМ. C 2000 г. Отделом руководит д.м.н., профессор Вадим Борисович Васильев.

Одним из важных результатов научно-исследовательской работы Отдела является то, что и сегодня население Северо-Запада РФ остаётся наиболее подробно обследованным на предмет носительства мутаций в гене рецептора липопротеидов низкой плотности, сопряжённых с развитием семейной гиперхолестеринемии. В Отделе впервые были получены линии трансгенных животных, несущих ген аполипопротеина А1 и ген белка-предшественника амилоида, а также повторяющуюся единицу сателлитной ДНК IV крупного рогатого скота. Кроме того, в Отделе впервые были получены единственные в России транмитохондриальные мыши, несущие в геноме мтДНК человека. Все эти лабораторные животные (в современном понимании ГМО — генномодифицированные организмы) использовались как модели для изучения патогенеза наследственных болезней, способов их заместительной генной терапии, а также установления роли тандемных повторов в компактизации хроматина, исследования молекулярных механизмов трансгеноза и биологических (функциональных) последствий интеграции чужеродной (экзогенной) ДНК.

Основные направления исследований

  • Получение новых научных данных о молекулярных механизмах, определяющих возникновение и течение ряда патологических процессов, в том числе наследственной и инфекционной природы.
  • Моделирование социально-значимых заболеваний человека in silico, in vitro, in vivo (на лабораторных животных, культурах клеток).
  • Выявление биохимических, генетических и эпигенетических маркеров риска развития метаболических, сердечно-сосудистых, неврологических, психических, онкологических и инфекционных болезней.
  • Изучение закономерностей обмена меди в норме и при различных патологиях.
  • Проведение популяционных исследований с целью выявления биомаркеров социально-значимых заболеваний человека.
  • Исследование особенностей эмбриогенеза в норме и после воздействия различных факторов окружающей среды и психогенных травмах

Основные достижения

  • Разработана технология получения уникальных трансмитохондриальных мышей, в тканях которых, наряду с мышиной, присутствует и мтДНК человека. Трансмитохондриальные животные послужили моделью развития патологической гетероплазмии, наблюдаемой при «болезнях окислительного фосфорилирования, OXPHOS diseases».
  • Показана роль белок-белковых взаимодействий в развитии ревматоидного артрита, в активации нейтрофилов при воспалении, в регуляции активности свёртывающей системы крови.
  • Клетки, нокаутированные по генам Ctr1 и DMT, использованы для моделирования врождённых нарушений обмена меди.
  • Получены результаты, указывающие на ключевую роль лактоферрина — белка лейкоцитов и ряда биологических жидкостей — в поддержании гомеостаза железа, в проявлении устойчивости организма к гипоксии, в торможении роста некоторых злокачественных опухолей, и его влиянии на эпигеном клеток.
  • Обнаружены новые эффекты миелопероксидазы нейтрофилов, в том числе роль фермента в развитии галогенирующего стресса и в структурной модификации липопротеидов низкой плотности, а также молекулярные механизмы ингибирования этого фермента церулоплазмином.
  • Успешно смоделирован на клетках аномальный фибриллогенез — прообраз нейродегенерации при болезни Альцгеймера.
  • Разработан новый высокочувствительный гистологический краситель для выявления амилоида в клетках пациентов.
  • Клонирован внеклеточный фрагмент белка CTR1 (NdCTR1), и изучена кинетика связывания ионов меди.
  • Показано, что связывание меди с NdCTR1 вызывает олигомеризацию пептидов в манере, соответствующей формированию физиологически активной формы полноразмерного CTR1.
  • Установлено, что наночастицы серебра AgNPs оказывают влияние на показатели статуса меди в крови.
  • Выявлено, что сферические наночастицы серебра (AgNPs) в клетках легких и печени индуцируют различный профиль экспрессии генов, кодирующих медь-зависимые белки.
  • Описан спектр мутаций и полиморфизмов, связанных с риском развития семейной гиперхолестреинемиии, рака молочной железы, рака яичника, открытоугольной глаукомы.
  • Выявлена ассоциация минисателлитных ДНК с риском развития болезни Паркинсона и эпилепсии.
  • Обнаружены эпигеномные изменения в лейкоцитах у пациентов с церебро-васкулярными осложнениями при гипертонической болезни и ишемической болезни сердца, а также у лабораторных животных, подвергшихся воздействию экотоксикантов и психогенной травме.

Международное сотрудничество

С момента основания Отдела и до настоящего времени молодые сотрудники, студенты и аспиранты имели возможность стажироваться в различных научных учреждения по всему миру. В Отделе проводились совместные научные исследования с зарубежными научными коллективами, такими как Падуанский университет (Италия), Университет им. Клода Бернара (Лион, Франция), Стокгольмский университет (Швеция), Университет г. Орхус (Дания), Макс-Дельбрюк Центр молекулярной медицины (Берлин, Германия), Совместный Российско-Вьетнамский Тропический научно-исследовательский и технологический центр (Социалистическая Республика Вьетнам).

В настоящее время коллектив Отдела сотрудничает с несколькими зарубежными научными организациями: Институтом генетики и медицины фонда TELETON (TIGEM) (Неаполь, Италия), Институтом фармакологии им. Марио Негри фонда TELETON (Милан, Италия), Белорусским государственным университетом (Минск, Республика Беларусь) и Научно-практическим центром животноводства НАН РБ (Жодино, Республика Беларусь).

Диссертации, защищенные сотрудниками отдела за последние 5 лет

Докторские диссертации

  1. Егоров В.В. Индуцированные конформационные переходы в полипептидах // Дисс. … д-ра биол. наук, специальность 03.01.04 – биохимия. СПб., 2020.

Кандидатские диссертации

  1. Скоморохова Е.А. Механизмы влияния наночастиц серебра на метаболизм меди у млекопитающих, связь между их биоактивностью, размером и формой // Дисс. … канд. биол. наук, специальность 03.01.04 – биохимия. СПб., 2020.
  2. Сахабеев Р.Г. Свойства полимерных биосовместимых микро- и наночастиц на основе полимолочной кислоты и рецепторных белков, связывающих вирусы // Дисс. … канд. биол. наук, специальность 03.01.04 – биохимия. СПб., 2021.

Ученые звания, полученные сотрудниками отдела за последние 5 лет

Награды, победители конкурсов

  1. Софронов Г.А., Паткин Е.Л., Сучкова И.О., Нониашвили Е.М., Сасина Л.К., Грудинина Н.А Премия имени принца А.П. Ольденбургского за цикл работ под названием «Эпигенетические механизмы токсического действия химических веществ», 2019.
  2. Пучкова Л.В., Ильичева Е.Ю., Цымбаленко Н.В., Скоморохова Е.А. Премия имени принца А.П. Ольденбургского за цикл работ под названием «Использование ионов серебра как инструмента для изучения метаболизма меди у млекопитающих», 2022.
  3. Паткин Е.Л. Медаль «За безупречный труд и отличие» Минобрнауки России, 2022.

Гранты за последние 5 лет

  1. Грант РФФИ № 18-015-00122. «Эпигенетические изменения в дебюте токсического процесса, вызванные токсикантами различной химической структуры в низких дозах, не ведущих к мутациям». 2018–2020 гг.
  2. Грант РФФИ № 18-015-00241. «Исследование взаимодействия миелопероксидазы с белками купредоксинового семейства и его влияния на свёртывающую систему крови». 2018–2020 гг.
  3. Грант РФФИ № 18-04-01357. «Участие неструктурированных белков мозга в активации ооцитов и раннем эмбриогенезе млекопитающих». 2018–2020 гг.
  4. Грант РФФИ № 19-54-04004/19. Название проекта «Получение антител против альбумина человека, модифицированного при галогенирующем стрессе, исследование их биологической активности in vitro и возможности диагностического применения». 2019–2020 гг.
  5. Грант Президента РФ для государственной поддержки молодых российских ученых – кандидатов наук и докторов наук МД-1901.2020.4. «Галогенирующий стресс: иммунохимические подходы к его идентификации и коррекции». 2020–2021 гг.
  6. Грант РФФИ № 20-515-00006. Название проекта «Новые антимикробные пептиды медицинской пиявки Hirudo medicinalis: бактерицидная активность и взаимодействие с нейтрофильными лейкоцитами крови, в том числе в условиях окислительного/галогенирующего стресса». 2020–2022 гг.
  7. Грант РФФИ № 20-515-7813 Итал_т. «Транспортеры металлов как потенциальные терапевтические мишени для коррекции врожденных болезней метаболизма меди». 2020–2022 гг.
  8. РНФ № 21-75-30003 «Создание бивалентной вакцины против SARS-CoV-2 и гриппа с использованием новой технологической платформы». 2021–2024 гг.

Патенты, полученные сотрудниками отдела за последние 5 лет

  1. Буненков Н.С., Комок В.В., Белый С.А., Соколов А.В., Костевич В.А., Горбунов Н.П., Васильев В.Б., Пизин В.М., Яшин С.М., Немков А.С., Хубулава Г.Г. Способ прогнозирования исходов операций коронарного шунтирования. Патент РФ на изобретение № 2719914 C1 от 23.04.2020 г.
  2. Поляков Д.С., Ходова А.Е., Васильев В.Б. Способ трансфекции и культивирования клеток, синтезирующих рекомбинантный белок глутаматдекарбоксилазу. Патент РФ № 2746162 от 08.04.2021 г.
  3. Поляков Д.С., Сахабеев Р.Г., Синицына Е.С., Коржикова-Влах Е.Г., Коржиков-Влах В.А, Тенникова Т.Б., Васильев В.Б., Грудинина Н.А., Шавловский М.М. Рекомбинантный химерный белок, состоящий из большой экстраклеточной петли человеческого рецептора CD81 и стрептавидина. Патент РФ № 2778261 от 16.08.2022 г.
  4. Мандельштам М.Ю., Захарова Ф.М., Богословская Т.Ю., Васильев В.Б. Перечень полиморфизмов в гене рецептора липопротеинов низкой плотности, обнаруженных у пациентов с семейной гиперхолестеринемией в России. Свидетельство о регистрации базы данных № 2022620667 от 29.03.2022 г.
  5. Мандельштам М.Ю., Захарова Ф.М., Богословская Т.Ю., Васильев В.Б. Перечень мутаций в гене рецептора липопротеинов низкой плотности, обнаруженных у пациентов с семейной гиперхолестеринемией в России. Свидетельство о регистрации базы данных № 2022621118 от 18.05.2022 г.
  6. Санькова Т.П., Пучкова Л.В. Способ идентификации полиморфизмов Cys1079Gly и Cys1079Phe медь-транспортной АТФ-азы Вильсона. Патент РФ № 2756112 от 28.09.2021 г.

Технологии, полученные сотрудниками отдела за последние 5 лет

Наиболее значимые публикации за последние 5 лет

  1. Piotrovskiy L.B., Litasova E.V., Sokolov A.V., Iljin V.V., Utsal V.A., Zhurkovich I.K. Degradation of fullerene C60 by human myeloperoxidase and some reaction products // Fullerenes Nanotubes and Carbon Nanostructures, 2020. 28: 196-201. DOI: 10.1080/1536383X.2019.1686620.
  2. Kiseleva I, Rekstin A, Al Farroukh M, Bazhenova E, Katelnikova A, Puchkova L, Rudenko L. Non-Mouse-Adapted H1N1pdm09 Virus as a Model for Influenza Research // Viruses. 2020. V. 12. N 6. P.590. DOI: 10.3390/v12060590.
  3. Starikova E.A., Golovin A.S., Vasilyev K.A., Karaseva A.B., Serebriakova M.K., Sokolov A.V., Kudryavtsev I.V. Burova L.A., Voynova I.V., Suvorov A.N., Vasilyev V.B., Freidlin I.S. Role of arginine deiminase in thymic atrophy during experimental Streptococcus pyogenes infection // Scand J Immunol, 2019, Feb; 89(2):e12734. Doi.org/10.1111/sji.12734(Q2)
  4. Луценко, В.Е.; Григорьева, Д.В.; Горудко, И.В.; Черенкевич, С.Н.; Горбунов, Н.П.; Костевич, В.А.; Панасенко, О.М.; Соколов, А.В. Целестиновый синий B – зонд для регистрации продукции хлорноватистой кислоты и HOCl-модифицированных белков // Медицинский академический журнал. 2019. Т. 19, № 2, С. 63-71. DOI: 10.17816/MAJ19263-71.
  5. Терехова, М.С.; Григорьева, Д.В.; Горудко, И.В.; Семак, И. В.; Соколов, А.В.; Панасенко, О.М.; Черенкевич, С.Н. Физико-химические свойства лактоферрина в условиях окислительного/галогенирующего стресса // Доклады Национальной академии наук Беларуси. 2019. Т. 63, № 2. С. 189–197. DOI: 10.29235/1561-8323-2019-63-2-189-197.
  6. Сулацкая А.И., Поляков Д.С., Родина Н.П., Сулацкий М.И., Шавловский М.М., Кузнецова И.М., Туроверов К.К. Полиморфизм амилоидных фибрилл на основе бета-2-микроглобулина // Цитология. 2019, Т. 61, № 6, 481-493. DOI: 10.1134/S0041377119060087.
  7. Войнова, И.В.; Костевич, В.А.; Елизарова, А.Ю.; Карпенко, М.Н.; Соколов, А.В. Зависимость удельной активности участников обмена железа от степени компенсации сахарного диабета 2-го типа // Медицинский академический журнал. 2019. Т. 19, № 2, С. 37-42. DOI: 10.17816/MAJ19237-42.
  8. Елизарова, А.Ю.; Костевич, В.А.; Войнова, И.В.; Соколов, А.В. Лактоферрин как перспективное средство в терапии метаболического синдрома: от молекулярных механизмов до клинических испытаний // Медицинский академический журнал. 2019. Т. 19. № 1. C. 45 64. DOI: 10.17816/MAJ19145-64..
  9. Сахабеев Р.Г., Поляков Д.С., Грудинина Н.А., Вишня А.А., Козловская А.А., Синицына Е.С., Коржиков-Влах В.А., Тенникова Т.Б., Шавловский М.М. Гуморальный иммунный ответ на антиген, иммобилизованный на наночастицах из сополимера полимолочной кислоты и полиэтиленгликоля // Молекулярная медицина. 2019. Т. 17. № 3. С. 32-36. DOI: 10.29296/24999490-2019-03-06.
  10. Ilyechova E.Y., Kanash L.A., Timirova Z.R., Tsymbalenko N.V., Orlov Y.A., Klyuyeva N.N., Skomorokhova E.A., Denisenko A.D., Puchkova L.V. The changes of copper metabolism in rats fed with low- or high-calorie ration // Vopr Pitan. 2019. Том 88, выпуск 1, С. 41-48. DOI: 10.24411/0042-8833-2019-10004.
  11. Grigorieva, D.V.; Gorudko, I.V.; Shamova, E.V.; Terekhova, M.S.; Maliushkova, E.V.; Semak, I.V.; Cherenkevich, S.N.; Sokolov, A.V.; Timoshenko A.V. Effects of recombinant human lactoferrin on calcium signaling and functional responses of human neutrophils // Archives of Biochemistry and Biophysics. 2019. V. 675:108122. // DOI: 10.1016/j.abb.2019.108122.
  12. Lebedev, D.V.; Zabrodskaya, Y.A.; Pipich, V.; Kuklin, A.I.; Ramsay, E.; Sokolov, A.V.; Elizarova, A.Y.; Shaldzhyan, A.; Grudinina, N.A.; Pantina, R.A.; Wu, B.; Shtam, T.A.; Volnitskiy, A.V.; Sсhmidt, A.E.; Shvetsov, A.V.; Vasilyev, V.B.; Isaev-Ivanov, V.V.; Egorov, V.V. Effect of alpha-lactalbumin and lactoferrin oleic acid complexes on chromatin structural organization // Biochem. Biophys. Res. Commun. 2019. V. 520(1). P. 136-139. DOI: 10.1016/j.bbrc.2019.09.116.
  13. Mikhalchik EV; Maximov DI; Ostrovsky EM; Yaskevich AV; Vlasova II; Vakhrusheva TV; Basyreva LY; Gusev AA; Kostevich VA; Gorbunov NP; Sokolov AV ; Panasenko OM; Gusev SA. Neutrophils as a Source of Factors Increasing Duration of the Inflammatory Phase of Wound Healing in Patients with Type 2 Diabetes Mellitus // Biochemistry Moscow-Supplement Series B-Biomedical Chemistry 2019. 13(1), 68-73. DOI: 10.1134/S1990750819010098.
  14. Vlasova, I.I.; Sokolov, A.V.; Kostevich, V.A.; Mikhalchik, E.V.; Vasilyev, V.B. Myeloperoxidase-Induced Oxidation of Albumin and Ceruloplasmin: Role of Tyrosines // Biochemistry (Moscow), 2019. V. 84. № 6. P. 652-662. DOI: 10.1134/S0006297919060087.
  15. Ilyechova EY, Bonaldi E, Orlov IA, Skomorokhova EA, Puchkova LV, Broggini M. CRISP-R/Cas9 Mediated Deletion of Copper Transport Genes CTR1 and DMT1 in NSCLC Cell Line H1299. Biological and Pharmacological Consequences // Cells. 2019, 8(4), E322. DOI: 10.3390/cells8040322.
  16. Antimonova O.I., Lebedev D.V., Zabrodskaya Y.A., Grudinina N.A., Timmkovsky A.L.,Ramsay E., Shavlovsky M.M., Egorov V.V. Changing times: fluorescence-lifetime analysis of amyloidogenic SF-IAPP fusion protein // J. Structural Biology. 2019. 205(1), 78-83. DOI: 10.1016/j.jsb.2018.11.006.
  17. Vasilyev V.B. Looking for a partner: ceruloplasmin in protein-protein interactions // Biometals, 2019, 32(2), 195-210. DOI: 10.1007/s10534-019-00189-1.
  18. Smirnov, AS; Martins, LMDRS; Nikolaev, DN; Manzhos, RA; Gurzhiy, VV; Krivenko, AG; Nikolaenko, KO; Belyakov, AV; Garabadzhiu, AV; Davidovich, PB. Structure and catalytic properties of novel copper isatin Schiff base complexes // New Journal of Chemistry 2019. 43(1):188-198. DOI: 10.1039/c8nj02718h.
  19. Serov, N.; Prilepskii, A.; Sokolov, A.; Vinogradov, V. Synthesis of Plasmin‐Loaded Fe3O4@CaCO3 Nanoparticles: Towards Next‐Generation Thrombolytic Drugs // ChemNanoMat. 2019. V. 5, № 10, P. 1267-1271. DOI: 10.1002/cnma.201900359.
  20. Zabrodskaya, YA; Shvetsov, AV; Tsvetkov, VB; Egorov, VV. A double-edged sword: supramolecular complexes of triazavirine display multicenter binding effects which influence aggregate formation // Journal of Biomolecular Structure & Dynamics 2019. 37(12):3041-3047. DOI: 10.1080/07391102.2018.1507837.
  21. Polishchuk, EV; Merolla, A; Lichtmannegger, J; Romano, A; Indrieri, A; Ilyechova, EY; Concilli, M; De Cegli, R; Crispino, R; Mariniello, M; Petruzzelli, R; Ranucci, G; Iorio, R; Pietrocola, F; Einer, C; Borchard, S; Zibert, A; Schmidt, HH; Di Schiavi, E; Puchkova, LV; Franco, B; Kroemer, G; Zischka, H; Polishchuk, RS. Activation of Autophagy, Observed in Liver Tissues From Patients With Wilson Disease and From ATP7B-Deficient Animals, Protects Hepatocytes From Copper-Induced Apoptosis // Gastroenterology. 2019. 156(4):1173-1189.e5. DOI: 10.1053/j.gastro.2018.11.032.
  22. Puchkova L.V., Broggini M, Polishchuk EV, Ilyechova EY, Polishchuk RS. Silver Ions as a Tool for Understanding Different Aspects of Copper Metabolism // Nutrients. 2019. Том 11, выпуск 6, С. pii: E1364. DOI: 10.3390/nu11061364.
  23. Shumayev, K.B.; Gorudko, I.V.; Grigoryeva, D.V.; Kosmachevskaya, O.V.; Panasenko, О.M.; Vanin, A.F.; Topunov, A.F.; Terekhova, M.S.; Sokolov, A.V.; Cherenkevich, S.N.; Ruuge, E.K. Protective effect of Dinitrosyl Iron Complexes with Glutathione in Red Blood Cell Lysis induced by Hypochlorous Acid // Oxidative Medicine and Cellular Longevity. 2019. Article ID 2798154, 12 pages. DOI: 10.1155/2019/2798154.
  24. Kotova, Y.N.; Podoplelova, N.A.; Obydennyy, S.I.; Kostanova, E.A.; Ryabykh, A.A.; Demyanova, A.S.; Biriukova, M.I.; Rosenfeld, M.A.; Sokolov, A.V.; Chambost, H.; Kumskova, M.A.; Ataullakhanov, F.I.; Alessi, M.-C.; Panteleev, M.A. Binding of coagulation factor XIII zymogen to activated platelet subpopulations: roles of integrin αIIbβ3 and fibrinogen // Thrombosis and Haemostasis. 2019. V. 119. № 6. P. 906-915. DOI: 10.1055/s-0039-1683912.
  25. Паткин Е.Л., Софронов Г.А. Эпигенетические изменения как общий механизм заболеваний, старения и токсического действия химических веществ // СПб: Эко-Вектор, 2019. – 239 с. : ил. ISBN: 978-5-907201-11-8.
  26. Софронов Г.А., Рембовский В.Р.; Радилов А.С., Могиленкова А.Л. Современные взгляды на механизм токсического действия диоксинов и их санитарно-гигиеническое нормирование // Медицинский академический журнал. 2019, т.19, № 1, с. 17-28. DOI: 10.17816/MAJ19117-28/
  27. Дергачева Н.И., Паткин Е.Л., Сучкова И.О., Софронов Г.А. Бисфенол А и болезни человека. Механизмы действия // Экологическая генетика. 2019. Том. 17. № 3. С. 87–98. DOI: 10.17816/ecogen17387-98.
  28. Дергачева Н.И., Сучкова И.О., Сасина Л.К., Нониашвили Е.М., Стасовская А.В., Баранова Т.В., Софронов Г.А., Паткин Е.Л. Влияние бисфенола А на митотическую активность в клеточных линиях человека различного происхождения // Цитология. 2019, Том: 61. Вып.10. С. 823-836. DOI: 10.1134/S0041377119100043.
  29. Suchkova I.O., Sasina L K., Dergacheva N.I., Sofronov G.A., Patkin E.L. The influence of low dose Bisphenol A on whole genome DNA methylation and chromatin compaction in different human cell lines // Toxicology in Vitro 2019, Vol. 58. P.16-34. DOI: 10.1016/j.tiv.2019.03.010.
  30. Drobyshev E., Kybarskaya L., Dagaev S., Solovyev N. New insight in beryllium toxicity excluding exposure to beryllium-containing dust: accumulation patterns, target organs, and elimination // Archives of Toxicology 2019. Том: 93 Выпуск: 4 Стр.: 859-869. DOI: 10.1007/s00204-019-02432-7.