Завідувач - д.б.н. Васильєва Світлана Василівна
- молекулярні механізми і генетичної контроль ДНК репараційних процесів при моно- і сумарному впливі in vivo і in vitro хімічних сполук різних класів, включаючи природні газотрансміттери - месенджери NO і H2S; генетичні та фізико-хімічні основи їх взаємодії;
- фундаментальні механізми регуляції формування і дисперсії биопленок антибіотикорезистентності і перспективи їх використання в практиці;
- пошук і генетичне дослідження нових кристалічних донорів NO, перспективних для фундаментальної науки, практичної біотехнології та медицини.
Основні напрямки досліджень
- молекулярна генетика;
- генетичної контроль репарації ДНК;
- інтерференція альтернативних ДНК репараційних процесів;
- механізми трансдукції сигналів газотрансміттерамі;
- хімія формування малих нітрозотіолов- месенджерів in vivo і in vitro;
- антиоксидантні функції NO і регуляція биопленок антбіотікорезістентності;
- пошук нових кристалічних донорів NO- перспективних для фундаментальних і прикладних досліджень в біології та медицині.
В лабораторії були вперше розвинені такі нові наукові напрямки як вивчення молекулярно-генетичних механізмів мутагенної і протипухлинної активності сполук класу N-нітрозоалкілмочевін, онколітіков, дослідження феномену інтерференції альтернативних ДНК-репараційних процесів, не пов'язаних загальним генетичним контролем, взаємозв'язку структури хімічних сполук і функцій генома. У лабораторії відкрита видатна роль вітаміну - «репарагена» пара-амінобензойної кислоти (ПАБК) в регуляції індуцибельних ДНК - репараційних процесів і підтримці стабільності клітинного генома про- і еукаріот. Унікальні властивості ПАБК нині широко використовуються в медицині, біотехнології, екології, сільськогосподарської селекції. Великих успіхів досягнуто на новому перспективному напрямку - вивченні генетичної активності сигнальної молекули оксиду азоту (NO) і виявленні базових закономірностей його поліфункціональної біологічної активності. Вперше на клітинному рівні встановлено молекулярно-генетичні механізми цито-, генотоксичні і високу протипухлинну активність кристалічних моно- і біядерних залізо-сірка нітрозільних комплексів заліза (в тому числі, активація різних систем репарації з індукцією одно- і двунітевих розривів ДНК, індукція апоптозу, інгібування ряду ключових ферментів репарації алкилірующих пошкоджень ДНК як найважливішого чинника сенсибілізації клітин і ін.). Формування дінітрозільних комплексів заліза - необхідний етап в реалізації генетичної активності тетранітрозільного комплексу з тиосульфатом [Na2 [Fe2 (m-S2O3) 2 (NO) 4] x 4H2O.
У ліквідації потенційно-летальних NO-індукованих пошкоджень в E.coli беруть участь система ексцизійної репарації підстав і нуклеотидів ДНК і поліфункціональні системи SoxRS- і OxyR. Вперше встановлено, що мішенями в трансдукції сигналів NO є також системи SOS- репарації ДНК і Ada-відповіді. Однак, поки відсутні дані про структурах- попередників і етапах формування SOS-сигналу, а також участі рекомбинационной репарації в ліквідації потенційно летальних ушкоджень, викликаних NO-донорами. Вивчення ролі SOS- і рекомбинационной репарації ДНК як складових частин складного комплексу шляхів відновлення потенційно-летальних NO-пошкоджень ДНК призведе до ідентифікації головних "суїцидних" (термін T.Nakano) мішеней цитотоксичної дії NO, розширить знання про молекулярні механізми їх формування, дасть початок новому науковому напрямку в дослідженнях щодо цілеспрямованого створення високоефективних NO-містять сполук-цитостатиків з виборчої регуляцією активності саме цих систем.
В лабораторії була експериментально обгрунтована пріоритетна гіпотеза про нову сигнальної функції оксиду азоту - регуляції в умовах гіпоксії експресії гена aidB Ada - адаптивного відповіді E.coli, необхідного для захисту анаеробно зростаючих клітин від ендогенних продуктів алкілування Відповідно до гіпотези, білок анаеробіозу Fnr [4Fe-4S] 2+ є NO-мішенню і виконує функції NO-сенсора і регулятора трансдукції сигналу. При формуванні сигналу використовуються переваги структури [Fe-S] редокс- кластера білка Fnr з трансформацією хімічного сигналу в функціональний відповідь. Були розроблені альтернативні методи анаеробного культивування клітин; вивчені закономірності експресії гена aidB моно- і Біядерні нітрозільнимі комплексами - донорами NO; отримані докази виборчої позитивної регуляції (up -regulation) експресії aidB в інтактних клітинах в умовах гіпоксії та негативної регуляції - інгібування (down -regulation) процесу донорами NO.
Протягом десятиліть фундаментальні закономірності молекулярно-генетичних механізмів ДНК репараційних процесів досліджуються переважно на детально вивчених структурах клітин E.coli. Однак гомология генетичних структурних елементів і їх функцій, що сформувалися протягом еволюції, дозволяє встановлювати закономірності, загальні для всіх біосистем. Так, згідно з останніми даними, ген aidB E.coli здатний експресуватися в клітинах людини. Він кодує білок в 60 кДа, який є структурним і функціональним гомологом ряду ацил-коензим-А-дегідрогеназ людини, і його активність, мабуть, можна контролювати за допомогою NO. Відкриття тонких механізмів трансдукції NO генетичного сигналу резистентності клітин до стресів, cпособствовало виявлення молекулярно-генетичних механізмів онколітичних активності кристалічних залізо-сірка-нітрозільних комплексів, вперше синтезованих в ІПХФ РАН. Проводиться їх детальне доклінічне вивчення з метою створення на їх основі ефективних лікарських препаратів «мішеневого дії».
Васильєва С.В. зав. лаб. д.б.н. проф .;
Петрищева М.С. м.н.с.
статті в російських журналах:
Глава в колективній монографії: