Лаборатория клеточных и протеомных технологий

Заведующий лаборатории —  Колмаков Николай Николаевич, кандидат биологических наук

 
Эмблема лаборатории сгенерирована нейросетью Kandinsky 2.1 (www.sberbank.com/promo/kandinsky) по текстовому запросу «мышь передаёт свои митохондрии детям» (автор идеи Кустова М.Е., 2023 г.)

История

В 2004 г. в рамках Отдела молекулярной генетики была сформирована Лаборатория стволовых клеток, заведующим которой стал доктор медицинских наук Вадим Борисович Васильев. В 2017 г. лаборатория была переименована в Лабораторию клеточных и протеомных технологий. С 2023 г. Лабораторией руководит к.б.н. Николай Николаевич Колмаков.

Сотрудники Лаборатории в своей научно-исследовательской работе объединяют усилия с коллегами из других лабораторий Отдела молекулярной генетики, что позволяет коллективу Отдела существенно разнообразить арсенал методических подходов.

Основные направления исследований

  1. Исследования белок-белковых взаимодействий с участием металлопротеидов, имеющих значение для течения воспалительного процесса, образования опухолей, нейродегенерации, окислительного стресса и др.
  2. Исследования молекулярно-генетических механизмов наследственных заболеваний, вызванных нарушениями структуры и функций митохондрий. Данное направление исследований началось с разработки инновационной технологии получения трансмитохондриальных лабораторных животных, в организме которых присутствует митохондриальная ДНК (мтДНК) человека наряду с собственной мышиной мтДНК. Эти мыши стали уникальной концептуальной моделью митохондриальной гетероплазмии по схеме «мышь/человек» — моделью так называемых «болезней OXPHOS» (от oxidative phosphorylation), патогенез которых не удаётся полностью раскрыть на протяжении без малого 60 лет. Изучение особенностей наследования мтДНК с использованием трансмитохондриальных мышей может внести вклад в представление об относительной частоте попадания мутантной мтДНК в различные ткани пациентов с тяжёлыми наследственными нарушениями энергетического обмена. Предполагается, что начало асимметричного распределения мтДНК начинается в развивающемся зародыше (в доимплантационный период эмбриогенеза).
    Фотогалерея к разделу История Лаборатории клеточных и протеомных технологий
    Обсуждения результатов (2015 г.). Слева направо: к.б.н. Костевич В.А., д.б.н. Соколов А.В., д.м.н. Васильев В.Б., к.б.н. Захарова Е.Т., Елизарова А.Ю.
    Внутрибрюшинная инъекция гормона (2015 г.). Слева направо: к.б.н. Кидготко О.В. и к.б.н. Соколова В.А.
    Микроинъекция мтДНК человека в мышиные зиготы (2015 г.) к.б.н. Кустовой М.Е.
    Работа с доимплантационными зародышами мыши (приготовление цитологических препаратов) м.н.с. Челышевой (Постниковой) Л.А. (2023 г.)

Основные научные результаты за последние 5 лет

  • Установлена роль лактоферрина в защите нервной ткани млекопитающих на разных этапах онтогенеза, в том числе в пре- и неонатальный период.
  • Обнаружена способность лактоферрина сохранять от разрушения в клетках гипоксия-индуцибельный фактор (HIF), запускающий биосинтез эритропоэтина, что делает лактоферрин эффективным антигипоксантом и нейропротектором.
  • Выявлено, что в модели in vivo на мышах C3HA апо-лактоферрин стимулирует рост клеток мышиной гепатомы 22А, тогда как комплекс апо-формы лактоферрина с олеиновой кислотой существенно тормозит рост опухолей.
  • Получены данные о возможности ингибирования активности церулоплазмина во время острой фазы воспаления и/или при опухолевом росте.
  • Предложены новые способы регистрации ферментативной активности церулоплазмина и миелопероксидазы с помощью флуорогенных субстратов 2′,7′-дихлородигидрофлуоресцеин диацетата и целестинового синего В.
  • Показано образование комплекса между миелопероксидазой и изоформами гаптоглобинов 1-1, 2-1 и 2-2 (в такие комплексы способен включаться сывороточный амилоид P), а также образование комплекса, включающего сывороточный амилоид P, миелопероксидазу и церулоплазмин.
  • Получены значения констант диссоциации для комплексов миелопероксидазы с церулоплазмином, лактоферрина с церулоплазмином, гаптоглобинами, сывороточным амилоидом P.
  • На трансмитохондриальных мышах установлена асимметрия распределения чужеродной мтДНК по тканям/органам животного, начиная с первых стадий дробления зародыша.
  • Экспериментально доказано существование передачи мтДНК не только по материнской, но и по отцовской линии как минимум в течение семи поколений. Предполагается, что существует «эффект основателя», который может объяснить различие в частоте встречаемости экзогенной мтДНК человека в четвертом и пятом поколениях в разных линиях трансмитохондриальных мышей. Выявленный факт наследования отцовского митохондриального генома в нескольких поколениях млекопитающих может иметь серьёзное практическое значение, в частности, при проведении медико-генетического консультирования семей со случаями заболеваний, вызванных мутациями в мтДНК (болезни OXPHOS), а также и при проведении судебно-медицинской экспертизы для установления родственной принадлежности останков.
    Сотрудники лаборатории:
    Дыбан Павел Андреевич — ведущий научный сотрудник, доктор медицинских наук

    Сфера научных интересов: эмбриогенез, гистохимия, цитохимия

     
    Захарова Елена Тихоновна — старший научный сотрудник, кандидат биологических наук

    Сфера научных интересов:  трансферрин, лактоферрин, церулоплазмин, миелопероксидаза, окислительный стресс

     
    Костевич Валерия Александровна — старший научный сотрудник, кандидат биологических наук

    Сфера научных интересов: трансферрин, лактоферрин, церулоплазмин, миелопероксидаза, окислительный стресс, канцерогенез, структура и функции белков

     
    Елизарова (Власенко) Анна Юрьевна — научный сотрудник

    Сфера научных интересов:  лактоферрин, олеиновая кислота, окислительный стресс, канцерогенез, взаимодействие белков
    Скоморохова Екатерина Александровна — лаборант-исследователь

    Сфера научных интересов: метаболизм меди, наночастицы серебра, канцерогенез
    Берсон Юлия Михайловна — младший научный сотрудник

    Сфера научных интересов: иммунология, канцерогенез
    Корчагина Наталья Михайловна — младший научный сотрудник

    Сфера научных интересов: трансгенные животные, межгенерационное наследование и изменчивость чужеродной ДНК и мтДНК у лабораторных животных
    Соколова Василина Александровна — младший научный сотрудник, кандидат биологических наук

    Сфера научных интересов: межгенерационное наследование и изменчивость чужеродной мтДНК у лабораторных животных, моделирование «болезней окислительного фосфорилирования»
    Челышева (Постникова) Любовь Андреевна — младший научный сотрудник

    Сфера научных интересов: цитологический и цитогенетический анализ эпигеномных маркеров эмбриогенеза лабораторных животных (до- и постимплантационное развитие) в норме и после воздействия различных веществ и витального стресса
    Родин Сергей Владимирович — ведущий инженер

     

    Наиболее значимые публикации Лаборатории клеточных и протеомных технологий

    • Sokolov A.V., Dubrovskaya N.M., Kostevich V.A., Vasilev D.S., Voynova I.V., Zakharova E.T., Runova O.L., Semak I.V., Budevich A.I., Nalivaeva N.N., Vasilyev V.B.  Lactoferrin Induces Erythropoietin Synthesis and Rescues Cognitive Functions in the Offspring of Rats Subjected to Prenatal Hypoxia // Nutrients. 2022. 14(7):1399. DOI: 10.3390/nu14071399.
    • Elizarova A., Sokolov A., Kostevich V., Kisseleva E., Zelenskiy E., Zakharova E., Egorov V., Vasilyev V., Panasenko O., Budevich A., Semak I., Pontarollo G., De Filippis V. Interaction of lactoferrin with unsaturated fatty acids: in vitro and in vivo study of human lactoferrin/oleic acid complex cytotoxicity // Materials. 2021. 14(7). Article 1602. DOI: 10.3390/ma14071602.
    • Kustova M.E., Sokolova V.A., Kidgotko O.V., Bass M.G., Zakharova F.M., Vasilyev V.B. Distribution of introduced human mitochondrial dna in early stage mouse embryos // Medical Academic Journal. 2020. 20(2):69-78. DOI: 10.17816/MAJ34657.
    • Власова И.И., Соколов А.В., Костевич В.А., Михальчик Е.В., Васильев В.Б. Индуцированное миелопероксидазой окисление альбумина и церулоплазмина: роль тирозина //Биохимия. 2019. 84(6):836-848. DOI: 10.1134/S0320972519060095.
    • 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. 19(1):45-64. DOI: 10.17816/MAJ19145-64.
    • Кустова М.Е., Кидготко О.В., Соколова В.А., Басс М.Г., Захарова Ф.М., Васильев В.Б. Распределение чужеродной мтДНК, передаваемой по отцовской линии, в ранних зародышах мышей // Цитология. 2015. 57(1):39-46.

Сотрудники лаборатории