Сайт в стадии разработки [Старая версия сайта]
Самый цитируемый биологический институт РФ *

Отдел биоэнергетики

Основные направления исследований

Исследование роли митохондрий в апоптозе и феноптозе. Изучение молекулярных механизмов старения и роли митохондрий в этом процессе. Конструирование митохондриально направленных антиоксидантов, производных пластохинона, и возможности их применения при лечении патологических состояний организма, обусловленных окислительным стрессом или старением. Изучение электрогенных стадий, связанных с трансформацией энергии комплексом Фотосистемы I и хроматофорами бактерий. Исследования на искусственных бислойных липидных мембранах (БЛМ). Изучение молекулярных механизмов свободного (не сопряженного с синтезом АТФ) окисления в митохондриях и роли жирных кислот.

Наиболее значимые открытия, опубликованные сотрудниками в научной печати

Доказательство протонофорной активности разобщителей окислительного фосфорилирования [Skulachev et al. 1967]. В содружестве с Е.А. Либерманом открытие явления проникающих ионов, которое было использовано для обоснования хемиосмотической гипотезы Митчелла о сопряжении между окислением и фосфорилированием [см. Skulachev et al.1967, Liberman et al. 1969]. Разработка прямого электрометрического метода измерения генерации электрического потенциала на сопрягающей мембране с разрешением до 50 наносекунд: метод позволяет следить за перемещением одиночного заряда внутри белковой глобулы, встроенной в мембрану [Drachev et al.1974]. Экспериментальное доказательство того, что протонный потенциал может напрямую использоваться для механической работы: вращения бактериального жгутика [Glagolev, Skulachev, 1978]. Показано, что бактерии содержат систему измерения протонного потенциала [Baryshev et al.1981]. Д.Б.Зоров и Л.Е.Бакеева (в сотрудничестве с Ю.С.Ченцовым) доказали экспериментально возможность функционирования митохондрий внутри клетки в виде единого электрического кабеля [Amchenkova et al. 1988, Skulachev 2001]. В сотрудничестве с Х.Г.Кораной обоснована ведущая роль аспартата-96 в механизме транслокации протона бактериородопсином [см. Holz et al.1989]. Показано, что ATФ/AДФ-антипортер и глютамат/аспартатный переносчик принимают участие в разобщающем действии жирных кислот [Andreyev et al. 1989]. Впервые зарегистрирована канальная активность бензодиазипинового рецептора и выдвинуто предположение о ее связи с явлением митохондриальной неспецифической проницаемости, МПТ [Kinnaly et al.1993]. В сотрудничестве с Д.Остерхельтом показано, что бактериородопсин принимает участие в фоторецепции у галобактерий [см. Bibikov et al. 1993]. Обнаружено новое явление « ROS-induced ROS release», которое играет роль усилителя в основном каскаде генерации активных форм кислорода (АФК) митохондриями [Zorov et al.2000]. Доказана защитная роль сигнального каскада при ишемическом прекондиционировании как наиболее совершенной природной системы защиты миокарда при ишемии [Juhaszova et al., 2004].

Недавно В.П.Скулачев выдвинул новый принцип, предполагающий существование специальных механизмов самоликвидации сложных биологических систем (от органелл до организмов), включающийся, когда функционирование этих систем отклоняется от заданной генетической программы. При работе на уровне организма эти механизмы оказываются благоприятны для сохранения, экспансии и эволюции геномов, но контрпродуктивны для отдельного индивида. Для человека программа старения выглядит как контрпродуктивный атавизм и должна быть отключена. Для этого могут быть использованы митохондриально направленные антиоксиданты, производные пластохинона (SkQ). Новое поколение подобных антиоксидантов было синтезировано и их воздействие протестировано на множестве живых организмов (от грибов до млекопитающих). Во всех исследованных случаях SkQ увеличивал продолжительность жизни и обеспечивал положительное фармакологическое воздействие на возраст-зависимые болезни включая различные заболевания глаз, нейрональные, сердечно-сосудистые, почечные, кожные, костные и крове-зависимые патологии. Клинические испытания SkQ уже начаты в двух московских стационарах.

Участие в грантах и научных программах

Гранты Российского фонда фундаментальных исследований (РФФИ), в том числе международные (RFBR-NNIO- Германия; RFBR-GFEN Китай, RFBR-NWО Фландрия), Федеральные программы: “Ведущие научные школы” и Президентская программа для выдающихся молодых ученых России, “Мегапроект по практическому применению ионов Скулачева” поддержан OOO “Митотех”, Институтом митоинженерии и Московским государственным университетом. Мегапроект координирует работу научных групп, находящихся в Москве, С.-Петербурге, Новосибирске, Воронеже, Ростове, Стокгольме (Швеция), Оснабрюке (Германия) и Принстоне (США).

Научные премии

Государственная премия (В.П.Скулачев, 1976), Премия МГУ имени М.В.Ломоносова (В.П.Скулачев и другие сотрудники), “Премия имени Ленинского комсомола” (В.П.Скулачев и группа молодых исследователей: Глаголев A.M., Koнстантинов A.A., Kaулен A.Д., Козлов И. A., Семенов A.Ю.), Государственная премия “Молодые ученые России” (Мунтян М.С., Устиян В., Блох Д.А.(1996);Богачев А.В.,Старков А., Попов В.Н. (1998); Борисов В.Б., Силетский С.А. (2001), Премия Европейской академии для молодых ученых (в разные годы: Аветисян А.В., Берцова Ю.Н., Богачев А.В., Борисов В.Б., Рокитская Т.И., Старков А., Силетский С.А., Лямзаев К.), Премия российского биохимического общества для молодых ученых, Премия МГУ имени М.В.Ломоносова для молодых ученых, Премия имени А.Д.Каулена для молодых ученых, и др..

Педагогическая деятельность

Сотрудниками отдела биоэнергетики ведется активная педагогическая работа: лекции, практикумы, семинары как в самом МГУ, так и в других образовательных институтах (МФТИ, МИТХТ).

В.П. Скулачев читает курс лекций по биоэнергетике для студентов 4-го курса факультета биоинженерии и биоинформатики (ФББ) и биофака МГУ, А.Мулкиджанян дополнительно – 5 лекций по молекулярной биоэнергетике, О.В. Демин - курс «Моделирование в системной биологии и биомедицине» на 4-ом курсе ФББ, МГУ. Л.С. Ягужинский читает ежегодный курс лекций по биофизике для студентов 3-его курса Московского физико-технического института (МФТИ), а также несколько лекций (3-4) о новостях биоэнергетики на кафедре цитологии Биофака МГУ. Ю.Н. Антоненко ведет спецкурс «Структура и функции мембранных белков» в МФТИ, а С.А.Силецкий – семинар по биохимии для 3-его курса ФББ.

Под руководством сотрудников отдела проводится ряд открытых семинаров. Уже много лет В.П.Скулачев руководит регулярным (раз в две недели) московским семинаром по биоэнергетике. А.Ю. Семенов организует семинары Российского фотобиологического общества, а О.А. Кокшарова ведет регулярный (раз в 2 недели) московский семинар «Молекулярная генетика цианобактерий».

Сотрудники отделов руководят курсовыми, дипломными и аспирантскими работами. Обычно единовременно в отделе работают около 15 студентов и примерно столько же аспирантов, в основном, с ФББ. За период с 2006 по 2010 годы в отделах было защищено 15 кандидатских и 4 докторских диссертаций.

В 2011 году В.П.Скулачев и А.В. Богачев в соавторстве с Ф.О. Каспаринским выпустили учебник:

  • Скулачев В.П., Богачев А.В., Каспаринский Ф.О. Мембранная биоэнергентика. 2011. Изд-во МГУ, 350 с.

Сотрудники отдела принимают участие в издании учебно-методической литературы. Среди последних изданий:

  • Высоких М.Ю, Зоров С.Д., Мешалкина Л.Е., Мунтян М.С., Севостьянова И.А., Тихомирова Н.К., Васильева А.К. Руководство для малого практикума по биохимии. 2009, Изд-во МГУ, 33 с.
  • Мунтян М.С., Хитрина Л.В., Грабович М.Ю., Епринцев А.Т. Руководство по определению энергетических характеристик бактериальных и внутриклеточных мембран. 2010, Изд-во ВГУ, 63 с.

Подразделения отдела

Все сотрудники отдела

Штатные сотрудники

На обучении

Избранные статьи Все статьи
  1. Severin F.F., Severina I.I., Antonenko Y.N., Rokitskaya T.I., Cherepanov D.A., Mokhova E.N., Vyssokikh M.Y., Pustovidko A.V., Markova O.V., Yaguzhinsky L.S., Korshunova G.A., Sumbatyan N.V., Skulachev M.V., Skulachev V.P. (2010) Penetrating cation/fatty acid anion pair as a mitochondria-targeted protonophore. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 107 (2): 663-668.

  2. Stelmashook E.V., Isaev N.K., Plotnikov E.Y., Uzbekov R.E., Alieva I.B., Arbeille B., Zorov D.B. (2009) Effect of transitory glucose deprivation on mitochondrial structure and functions in cultured cerebellar granule neurons. Neuroscience Letters, 461 (2): 140-144.

  3. Lobysheva N.V., Tonshin A.A., Selin A.A., Yaguzhinsky L.S., Nartsissov Y.R. (2009) Diversity of neurodegenerative processes in the model of brain cortex tissue ischemia. Neurochemistry International, 54 (5): 322-329.

  4. Roginsky V.A., Tashlitsky V.N., Skulachev V.P. (2009) Chain-breaking antioxidant activity of reduced forms of mitochondria-targeted quinones, a novel type of geroprotectors. Aging-Us, 1 (5): 481-489.

  5. Horner A., Antonenko Y.N., Pohl P. (2009) Coupled Diffusion of Peripherally Bound Peptides along the Outer and Inner Membrane Leaflets. Biophysical Journal, 96 (7): 2689-2695.

  6. Kurashov V.N., Allakhverdiev S.I., Zharmukhamedov S.K., Nagata T., Klimov V.V., Semenov A.Y., Mamedov M.D. (2009) Electrogenic reactions on the donor side of Mn-depleted photosystem II core particles in the presence of MnCl(2) and synthetic trinuclear Mn-complexes. Photobiological Sciences, 8 (2): 162-166.

  7. Zorov D.B., Juhaszova M., Yaniv Y., Nuss H.B., Wang S., Sollott S.J. (2009) Regulation and pharmacology of the mitochondrial permeability transition pore. Cardiovascular Research, 83 (2): 213-225.

  8. Missner A., Kugler P., Antonenko Y.N., Pohl P. (2008) Passive transport across bilayer lipid membranes: Overton continues to rule. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 105 (52): E123-E123.

  9. Bocharova N.A., Sokolov S.S., Knorre D.A., Skulachev V.P., Severin F.F. (2008) Unexpected link between anaphase promoting complex and the toxicity of expanded polyglutamines expressed in yeast. Cell Cycle, 7 (24): 3943-3946.

  10. Rokitskaya T.I., Klishin S.S., Severina I.I., Skulachev V.P., Antonenko Y.N. (2008) Kinetic Analysis of Permeation of Mitochondria-Targeted Antioxidants Across Bilayer Lipid Membranes. Journal of Membrane Biology, 224 (1): 9-19.

  11. Antonenko Y.N., Pohl P. (2008) Microinjection in combination with microfluorimetry to study proton diffusion along phospholipid membranes. European Biophysics Journal with Biophysics Letters, 37 (6): 865-870.

  12. Banciu H.L., Sorokin D.Y., Tourova T.P., Galinski E.A., Muntyan M.S., Kuenen J.G., Muyzer G. (2008) Influence of salts and pH on growth and activity of a novel facultatively alkaliphilic, extremely salt-tolerant, obligately chemolithoautotrophic sufur-oxidizing Gammaproteobacterium Thioalkalibacter halophilus gen. nov., sp nov from South-Western Siberian soda lakes. Extremophiles, 12 (3): 391-404.

  13. Peskov K., Goryanin I., Prank K., Tobin F., Demin O. (2008) Kinetic modeling of ace operon genetic regulation in Escherichia coli. J. Bioinform. Comput. Biol., 6 (5): 933-959.

  14. Chertkova R.V., Sharonov G.V., Feofanov A.V., Bocharova O.V., Latypov R.F., Chernyak B.V., Arseniev A.S., Dolgikh D.A., Kirpichnikov M.P. (2008) Proapoptotic activity of cytochrome c in living cells: effect of K72 substitutions and species differences. Mol. Cell Biochem., 314: 85-93.

  15. Zakharov S.D., Hulleman J.D., Dutseva E.A., Antonenko Y.N., Rochet J.C., Cramer W.A. (2007) Helical alpha-synuclein forms highly conductive ion channels. Biochemistry, 46 (50): 14369-14379.

  16. Koksharova O.A., Klint J., Rasmussen U. (2007) Comparative proteomics of cell division mutants and wild-type of Synechococcus sp strain PCC 7942. Microbiology-Sgm, 153: 2505-2517.

  17. Ross M.F., da Ros T., Blaikie F.H., Prime T.A., Porteous C.M., Severina I.I., Skulachev V.P., Kjaergaard H.G., Smith R.A.J., Murphy M.P. (2006) Accumulation of lipophilic dications by mitochondria and cells. Biochemical Journal, 400: 199-208.

  18. Sobko A.A., Kotova E.A., Antonenko Y.N., Zakharov S.D., Cramer W.A. (2006) Lipid dependence of the channel properties of a colicin E1-lipid toroidal pore. Journal of Biological Chemistry, 281 (20): 14408-14416.

  19. Metelkin E., Goryanin I., Demin O. (2006) Mathematical modeling of mitochondrial adenine nucleotide translocase. Biophysical Journal, 90 (2): 423-432.

  20. Zorov D.B., Kobrinsky E., Juhaszova M., Sollott S.J. (2004) Examining intracellular organelle function using fluorescent probes - From animalcules to quantum dots. Circulation Research, 95 (3): 239-252.