Сайт в стадии разработки [Старая версия сайта]
Самый цитируемый биологический институт РФ *
PDF Печать E-mail
Принадлежит к подразделению: Отдел биоэнергетики
Руководитель: доктор биологических наук, зав. лабораторией, Черняк Борис Викторович

Группа биоэнергетики клетки была организована в 2001г и получила статус лаборатории в 2008г. В ее состав вошли как сотрудники отдела биоэнергетики, так и сотрудники отдела мат. методов в биологии. Лаборатория создавалась на волне всеобщего интереса к роли неканонических функций митохондрий в клеточной физиологии и, в частности, в развитии окислительного стресса, апоптоза и в путях передачи сигналов внутри клетки. Работа началась с попыток выяснения связи между биоэнергетическими процессами в митохондриях (дыхание, синтез АТФ и т.д.) и этими новыми функциями. В дальнейшем лаборатория вошла в состав «мегапроекта», направленного на изучение и применение митохондриально-направленных соединений на основе «ионов-Скулачева». Задача лаборатории исходно состояла в испытании новых митохондриально-направленных антиоксидантов (семейство SkQ) в клеточных моделях in vitro. В дальнейшем спектр задач существенно расширился, и мы сконцентрировались на изучении роли активных форм кислорода (АФК), образуемых в митохондриях, в физиологии клетки. Новые митохондриально-направленные антиоксиданты стали одним из основных инструментов в этих исследованиях.

На сегодняшний день работы ведутся по следующим основным направлениям:

  1. Изучение роли митохондрий в развитии окислительного стресса, вызванного различными факторами, включая противоопухолевые препараты и гамма-облучение. Предполагается, что митохондриально-направленные антиоксиданты могут эффективно защищать от побочного действия химио- и радио-терапии опухолей. Мы обнаружили, что различные SkQ эффективно выбрасываются из опухолевых клеток системой множественной-лекарственной устойчивости, так что защитное действие этих препаратов может быть избирательно по отношению к нормальным тканям.
  2. Изучение роли митохондриальных АФК в процессах клеточной дифференцировки. Мы обнаружили, что митохондриально-направленные антиоксиданты вызывают дифференцировку опухолевых клеток различного происхождения с их частичной «нормализацией». Молекулярные механизмы этого явления интенсивно изучаются. Можно предполагать, что SkQ будут иметь терапевтический эффект, снижая скорость роста, инвазивность и метастазирование опухолей. В предварительных опытах на животных получены положительные результаты.
  3. Изучение роли митохондриальных АФК в воспалительных процессах. Нами обнаружено, что SkQ ингибируют действие про-воспалительных цитокинов на клетки эндотелия сосудов. Выявление мишеней для действия митохондриально-направленных антиоксидантов в путях передачи сигналов воспаления является одной из основных наших задач. Совместно с кафедрой физиологии животных МГУ ведутся испытания действия SkQ в моделях воспаления in vivo.
  4. Изучение возможности применения SkQ для терапии труднозаживающих ран. Эта работа ведется совместно с кафедрой цитологии и гистологии МГУ. Результаты опытов с кожными ранами у старых мышей и мышей с диабетом 2го типа вселяют в нас большие надежды. Эффект SkQ основан, по-видимому, на подавлении воспалительных и стимуляции регенеративных процессов в ране. Исследования в этом направлении тесно связаны с изучением про-дифференцировочных и антивоспалительных эффектов SkQ.
  5. Изучение роли митохондриальных АФК в развитии диабета. Установлено что развитие резистентности к инсулину (которая лежит в основе диабета 2ого типа) зависит от воспалительных процессов и окислительного стресса в различных тканях. Повреждающее действие гипергликемии при диабете также связано с окислительным стрессом. Мы предполагаем, что митохондриально-направленные антиоксиданты могут быть эффективны, как предотвращая развитие диабета, так и ослабляя его последствия. Работы в этом направлении ведутся совместно с коллегами из Униврситета Чикаго (США) и находятся в самом начале пути.
  6. Изучение механизмов «контроля качества» митохондрий. Эта работа основана на сделанном нами открытии явления митоптоза, массированного уничтожения и выброса из клетки митохондрий при нарушении их функций. Продолжается изучение роли митохондриальных АФК, автофагии и экзоцитоза в этом явлении. Остается не исследована роль митоптоза в жизни клеток и тканей при различных стрессах.

Работа в лаборатории ведется с использованием большого спектра современных методов молекулярной и клеточной биологии: иммуно-флуоресцентный анализ, конфокальную микроскопию, проточную цитометрию, ПЦР в реальном времени, генетическую модификацию клеток и т.д..

В лаборатории регулярно выполняются курсовые и дипломные работы студентов Биофака и ФББ МГУ. В нашей работе участвуют аспиранты. За время работы лаборатории ими защищено 4 кандидатских диссертации и еще 2 представлены к защите.

Лаборатория работает при финансовой поддержке ООО «Митотех», грантов РФФИ и Министерства образования и науки РФ (НОЦ «Создание и испытание новых митохондриально-направленных антиоксидантов»).

Обновлено 11.11.2011 12:54
Все статьи
  1. Romaschenko V.P., Zinovkin R.A., Galkin I.I., Zakharova V.V., Panteleeva A.A., Tokarchuk A.V., Lyamzaev K.G., Pletjushkina O.Y., Chernyak B.V., Popova E.N. (2015) Low concentrations of uncouplers of oxidative phosphorylation prevent inflammatory activation of endothelial cells by tumor necrosis factor. Biochem.-Moscow, 80 (5): 610-619. >>

  2. Fetisova E.K., Antoschina M.M., Cherepanynets V.D., Izumov D.S., Kireev I.I., Kireev R.I., Lyamzaev K.G., Riabchenko N.I., Chernyak B.V., Skulachev V.P. (2015) Radioprotective Effects of Mitochondria-Targeted Antioxidant SkQR1. Radiat. Res., 183 (1): 64-71. >>

  3. Khailova L.S., Silachev D.N., Rokitskaya T.I., Avetisyan A.V., Lyamsaev K.G., Severina I.I., Il'yasova T.M., Gulyaev M.V., Dedukhova V.I., Trendeleva T.A., Plotnikov E.Y., Zvyagilskaya R.A., Chernyak B.V., Zorov D.B., Antonenko Y.N., Skulachev V.P. (2014) A short-chain alkyl derivative of Rhodamine 19 acts as a mild uncoupler of mitochondria and a neuroprotector. Biochim. Biophys. Acta-Bioenerg., 1837 (10): 1739-1747. >>

  4. Galimov E.R., Chernyak B.V., Sidorenko A.S., Tereshkova A.V., Chumakov P.M. (2014) Prooxidant Properties of p66shc Are Mediated by Mitochondria in Human Cells. PLoS One, 9 (3): . >>

  5. Galkin I.I., Pletjushkina O.Y., Zinovkin R.A., Zakharova V.V., Birjukov I.S., Chernyak B.V., Popova E.N. (2014) Mitochondria-targeted antioxidants prevent TNF alpha-induced endothelial cell damage. Biochem.-Moscow, 79 (2): 124-130. >>

  6. Vyssokikh M.Y., Chernyak B.V., Domnina L.V., Esipov D.S., Ivanova O.Y., Korshunova G.A., Symonyan R.A., Skulachev M.V., Zinevich T.V., Skulachev V.P. (2013) SkBQ - Prooxidant addressed to mitochondria. Biochem.-Moscow, 78 (12): 1366-1370. >>

  7. Pustovidko A.V., Rokitskaya T.I., Severina I.I., Simonyan R.A., Trendeleva T.A., Lyamzaev K.G., Antonenko Y.N., Rogov A.G., Zvyagilskaya R.A., Skulachev V.P., Chernyak B.V. (2013) Derivatives of the cationic plant alkaloids berberine and palmatine amplify protonophorous activity of fatty acids in model membranes and mitochondria. Mitochondrion, 13 (5): 520-525. >>

  8. Severina I.I., Severin F.F., Korshunova G.A., Sumbatyan N.V., Ilyasova T.M., Simonyan R.A., Rogov A.G., Trendeleva T.A., Zvyagilskaya R.A., Dugina V.B., Domnina L.V., Fetisova E.K., Lyamzaev K.G., Vyssokikh M.Y., Chernyak B.V., Skulachev M.V., Skulachev V.P., Sadovnichii V.A. (2013) In search of novel highly active mitochondria-targeted antioxidants: Thymoquinone and its cationic derivatives. FEBS Lett., 587 (13): 2018-2024. >>

  9. Chernyak B.V., Antonenko Y.N., Galimov E.R., Domnina L.V., Dugina V.B., Zvyagilskaya R.A., Ivanova O.Y., Izyumov D.S., Lyamzaev K.G., Pustovidko A.V., Rokitskaya T.I., Rogov A.G., Severina I.I., Simonyan R.A., Skulachev M.V., Tashlitsky V.N., Titova E.V., Trendeleva T.A., Shagieva G.S. (2012) Novel mitochondria-targeted compounds composed of natural constituents: Conjugates of plant alkaloids berberine and palmatine with plastoquinone. Biochem.-Moscow, 77 (9): 983-995. >>

  10. Sekerina S.A., Grishin A.V., Ryazanova A.Y., Artyukh R.I., Rogulin E.A., Yunusova A.K., Oretskaya T.S., Zheleznaya L.A., Kubareva E.A. (2012) Oligomerization of site-specific nicking endonuclease BspD6I at high protein concentrations. Russ. J. Bioorg. Chem., 38 (4): 376-382. >>

  11. Lyamzaev K.G., Pustovidko A.V., Simonyan R.A., Rokitskaya T.I., Domnina L.V., Ivanova O.Y., Severina I.I., Sumbatyan N.V., Korshunova G.A., Tashlitsky V.N., Roginsky V.A., Antonenko Y.N., Skulachev M.V., Chernyak B.V., Skulachev V.P. (2011) Novel Mitochondria-Targeted Antioxidants: Plastoquinone Conjugated with Cationic Plant Alkaloids Berberine and Palmatine. Pharmaceutical Research, 28 (11): 2883-2895.

  12. Izyumov D.S., Chernyak B.V. (2011) Influence of heterogeneity of mitochondria and multidrug resistance to protective effects of mitochondria-targeted antioxidants in normal and tumor cells in culture during oxidative stress. FEBS Journal, 278: 397.

  13. Skulachev M.V., Antonenko Y.N., Anisimov V.N., Chernyak B.V., Cherepanov D.A., Chistyakov V.A., Egorov M.V., Kolosova N.G., Korshunova G.A., Lyamzaev K.G., Plotnikov E.Y., Roginsky V.A., Savchenko A.Y., Severina I.I., Severin F.F., Shkurat T.P., Tashlitsky V.N., Shidlovsky K.M., Vyssokikh M.Y., Zamyatnin A.A., Zorov D.B., Skulachev V.P. (2011) Mitochondrial-Targeted Plastoquinone Derivatives. Effect on Senescence and Acute Age-Related Pathologies. Current Drug Targets, 12 (6): 800-826.

  14. Popova E.N., Pletjushkina O.Y., Dugina V.B., Domnina L.V., Ivanova O.Y., Izyumov D.S., Skulachev V.P., Chernyak B.V. (2010) Scavenging of Reactive Oxygen Species in Mitochondria Induces Myofibroblast Differentiation. Redox Signaling, 13 (9): 1297-1307.

  15. Khutornenko A.A., Roudko V.V., Chernyak B.V., Vartapetian A.B., Chumakov P.M., Evstafieva A.G. (2010) Pyrimidine biosynthesis links mitochondrial respiration to the p53 pathway. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 107 (29): 12828-12833.

  16. Shipounova I.N., Svinareva D.A., Petrova T.V., Lyamzaev K.G., Chernyak B.V., Drize N.I., Skulachev V.P. (2010) Reactive oxygen species produced in mitochondria are involved in age-dependent changes of hematopoietic and mesenchymal progenitor cells in mice. A study with the novel mitochondria-targeted antioxidant SkQ1. Mechanisms of Ageing and Development, 131 (6): 415-421.

  17. Skulachev V.P., Antonenko Y.N., Cherepanov D.A., Chernyak B.V., Izyumov D.S., Khailova L.S., Klishin S.S., Korshunova G.A., Lyamzaev K.G., Pletjushkina O.Y., Roginsky V.A., Rokitskaya T.I., Severin F.F., Severina I.I., Simonyan R.A., Skulachev M.V., Sumbatyan N.V., Sukhanova E.I., Tashlitsky V.N., Trendeleva T.A., Vyssokikh M.Y., Zvyagilskaya R.A. (2010) Prevention of cardiolipin oxidation and fatty acid cycling as two antioxidant mechanisms of cationic derivatives of plastoquinone (SkQs). Biochimica et Biophysica Acta-Bioenergetics, 1797 (6): 878-889.

  18. Demianenko I.A., Vasilieva T.V., Domnina L.V., Dugina V.B., Egorov M.V., Ivanova O.Y., Ilinskaya O.P., Pletjushkina O.Y., Popova E.N., Sakharov I.Y., Fedorov A.V., Chernyak B.V. (2010) Novel mitochondria-targeted antioxidants, "Skulachev-Ion" derivatives, accelerate dermal wound healing in animals. Biochemistry-Moscow, 75 (3): 274-280.

  19. Fetisova E.K., Avetisyan A.V., Izyumov D.S., Korotetskaya M.V., Chernyak B.V., Skulachev V.P. (2010) Mitochondria-targeted antioxidant SkQR1 selectively protects MDR (Pgp 170)-negative cells against oxidative stress. FEBS Letters, 584 (3): 562-566.

  20. Izyumov D.S., Domnina L.V., Nepryakhina O.K., Avetisyan A.V., Golyshev S.A., Ivanova O.Y., Korotetskaya M.V., Lyamzaev K.G., Pletjushkina O.Y., Popova E.N., Chernyak B.V. (2010) Mitochondria as source of reactive oxygen species under oxidative stress. Study with novel mitochondria-targeted antioxidants - the "Skulachev-ion" derivatives. Biochemistry-Moscow, 75 (2): 123-129.

  21. Mufazalov I.A., Penkov D.N., Chernyak B.V., Pletjushkina O.Y., Vyssokikh M.Y., Chertkova R.V., Kirpichnikov M.P., Dolgikh D.A., Kruglov A.A., Kuprash D.V., Skulachev V.P., Nedospasov S.A. (2009) Preparation and characterization of mouse embryonic fibroblasts with K72W mutation in somatic cytochrome C gene. Molecular Biology, 43 (4): 596-603.

  22. Gasparian M.E., Chernyak B.V., Dolgikh D.A., Yagolovich A.V., Popova E.N., Sycheva A.M., Moshkovskii S.A., Kirpichnikov M.P. (2009) Generation of new TRAIL mutants DR5-A and DR5-B with improved selectivity to death receptor 5. Apoptosis, 14 (6): 778-787.

  23. Skulachev V.P., Anisimov V.N., Antonenko Y.N., Bakeeva L.E., Chernyak B.V., Erichev V.P., Filenko O.F., Kalinina N.I., Kapelko V.I., Kolosova N.G., Kopnin B.P., Korshunova G.A., Lichinitser M.R., Obukhova L.A., Pasyukova E.G., Pisarenko O.I., Roginsky V.A., Ruuge E.K., Senin I.I., Severina I.I., Skulachev M.V., Spivak I.M., Tashlitsky V.N., Tkachuk V.A., Vyssokikh M.Y., Yaguzhinsky L.S., Zorov D.B. (2009) An attempt to prevent senescence: A mitochondrial approach. Biochimica et Biophysica Acta-Bioenergetics, 1787 (5): 437-461.

  24. Agapova L.S., Chernyak B.V., Domnina L.V., Dugina V.B., Efimenko A.Y., Fetisova E.K., Ivanova O.Y., Kalinina N.I., Khromova N.V., Kopnin B.P., Kopnin P.B., Korotetskaya M.V., Lichinitser M.R., Lukashev A.L., Pletjushkina O.Y., Popova E.N., Skulachev M.V., Shagieva G.S., Stepanova E.V., Titova E.V., Tkachuk V.A., Vasiliev J.M., Skulachev V.P. (2008) Mitochondria-targeted plastoquinone derivatives as tools to interrupt execution of the aging program. 3. Inhibitory effect of SkQ1 on tumor development from p53-deficient cells. Biochemistry-Moscow, 73 (12): 1300-1316.

  25. Antonenko Y.N., Avetisyan A.V., Bakeeva L.E., Chernyak B.V., Chertkov V.A., Domnina L.V., Ivanova O.Y., Izyumov D.S., Khailova L.S., Klishin S.S., Korshunova G.A., Lyamzaev K.G., Muntyan M.S., Nepryakhina O.K., Pashkovskaya A.A., Pletjushkina O.Y., Pustovidko A.V., Roginsky V.A., Rokitskaya T.I., Ruuge E.K., Saprunova V.B., Severina I.I., Simonyan R.A., Skulachev I.V., Skulachev M.V., Sumbatyan N.V., Sviryaeva I.V., Tashlitsky V.N., Vassiliev J.M., Vyssokikh M.Y., Yaguzhinsky L.S., Zamyatnin A.A., Skulachev V.P. (2008) Mitochondria-targeted plastoquinone derivatives as tools to interrupt execution of the aging program. 1. Cationic plastoquinone derivatives: Synthesis and in vitro studies. Biochemistry-Moscow, 73 (12): 1273-1287.

  26. Chernyak B.V., Avetisyan A.V., Domnina L.V., Ivanova O.Y., Izyumov D.S., Korotetskaya M.V., Mostovenko E.V., Pletjushkina O.Y., Skulachev V.P. (2008) Interaction of mitochondria-targeted antioxidants with cells in culture. Biochimica et Biophysica Acta-Bioenergetics, 1777: S62-S62.

  27. Pletjushkina O.Y., Lyamzaev K.G., Nepryakhina O.K., Saprunova V.B., Bakeeva L.E., Chernyak B.V., Skulachev V.P. (2008) Novel mechanism of elimination of malfunctioning mitochondria (mitoptosis): Formation of mitoptotic bodies and extrusion of mitochondrial material from the cell. Biochimica et Biophysica Acta-Bioenergetics, 1777: S57-S57.

  28. Lyamzaev K.G., Nepryakhina O.K., Saprunova V.B., Bakeeva L.E., Pletjushkina O.Y., Chernyak B.V., Skulachev V.P. (2008) Novel mechanism of elimination of malfunctioning mitochondria (mitoptosis): Formation of mitoptotic bodies and extrusion of mitochondrial material from the cell. Biochimica et Biophysica Acta-Bioenergetics, 1777 (7): 817-825.

  29. Izyumov D.S., Mostovenko E.V., Korotetskaya M.V., Fetisova E.K., Chernyak B.V. (2008) Mitochondria-targeted antioxidants are transported by multidrug resistance pump (P-glycoprotein). FEBS Journal, 275: 334.

  30. Antonenko Y.N., Roginsky V.A., Pashkovskaya A.A., Rokitskaya T.I., Kotova E.A., Zaspa A.A., Chernyak B.V., Skulachev V.P. (2008) Protective effects of mitochondria-targeted antioxidant SkQ in aqueous and lipid membrane environments. Journal of Membrane Biology, 222 (3): 141-149.

More articles