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

Отдел химии и биохимии нуклеопротеидов

Отдел химии и биохимии нуклеопротеидов организован в 1969 г.; его первым руководителем был академик А.А.Богданов; с 2003 г. отдел возглавляет проф. А.Б.Вартапетян.

Основные направления исследований

Отдел проводит исследования молекулярных механизмов программированной клеточной смерти у растений и роли апоптотических протеаз растений в этом процессе. Изучается взаимосвязь процессов пролиферации, апоптоза и ответа на стресс в клетках млекопитающих. Ведутся исследования механизмов инициации трансляции и ее регуляции в клетках млекопитающих, включая «неканоническую» (кэп-независмую) инициацию трансляции вирусных мРНК. Исследуются фундаментальные и биотехнологические аспекты взаимодействия растения и патогена, а также сигнальные функции метанола в жизни растений, животных и человека.

Результаты отдела

В области изучения механизмов трансляции

Впервые установлено, что мРНК делает U-поворот, когда она проходит через рибосому [Evstafieva et al., 1983]; предложен новый in vitro метод для расшифровки механизмов инициации трансляции в клетках млекопитающих с использованием индивидуальных очищенных компонентов аппарата трансляции [Pestova et al., 1996; 2001]; выяснены механизмы Внутренней Инициации Трансляции, которые используются геномными РНК пикорнавирусов. Обнаружено, что РНК вируса гепатита С может использовать упрощенный, подобный бактериальному, способ инициации трансляции и может обходиться без “обязательного” инициирующего фактора eIF2 [Pestova et al., 1998; Terenin et al., 2008]; открыт новый фактор трансляции, получивший название eIF2D, который в отличие от всех известных факторов трансляции, приносящих тРНК, не зависит от гуанозинтрифосфата [Dmitriev et al., 2010]; показано, что РНК полиовируса образует высоко специфичный комплекс с глицил-тРНК синтетазой [Andreev et al., 2011]. Это взаимодействие необходимо для активации инициации трансляции на этих вирусных РНК.

В области изучения механизмов программированной клеточной смерти растений

Открыта фитаспаза (растительная аспартат-специфичная протеаза) – новый протеолитический фермент, участвующий в осуществлении программированной клеточной смерти растений и являющийся функциональным аналогом апоптотических протеаз (каспаз) животных [Chichkova et al., 2004, 2010]. Выяснено, каким образом из белка-предшественника образуется активная фитаспаза. Выявлен новый механизм контроля клеток растений за апоптотическими протеазами, не встречающийся (или пока не обнаруженный) у животных [Chichkova et al., 2010; Vartapetian et al., 2011]. Найдены белки-мишени фитаспазы. Обнаружено, что фрагментация фитаспазой агробактериального белка VirD2 является защитным механизмом, препятствующим доставке чужеродной ДНК в ядро растительной клетки [Reavy et al., 2007].

В области исследования регуляторных белков животных

Обнаружено, что при апоптозе ядерный белок человека протимозин α подвергается фрагментации каспазой-3 [Evstafieva et al., 2000]. Расшифрован молекулярный механизм участия протимозина α в защите клеток от окислительного стресса [Karapetian et al., 2005]. Предложена модель усиления р53-регулируемой транскрипции протимозином α [Захарова с соавт., 2011]. Показано, что причиной активации опухолевого супрессора р53 при ингибировании III комплекса дыхательной цепи митохондрий является нарушение биосинтеза пиримидинов вследствие ингибирования митохондриального фермента дигидрооротат дегидрогеназы [Khutornenko et al., 2010]. Охарактеризована танкираза-2 человека.

В области изучения механизмов межклеточного транспорта растительных вирусов и физиологии растительной клетки

Cформулирована идея невирионной транспортной формы распространения вирусной инфекции в растениях [Dorokhov et al., 1981]. Идентифицирована пектинметилэстераза в качестве клеточного рецептора транспортного белка ВТМ [Dorokhov et al., 1999]. Выявлена универсальная сигнальная функция метанола в жизни растений, животных и человека [Dorokhov et al., 2012a,b].

Педагогическая деятельность отдела

На базе отдела функционирует Научно-образовательный центр «Физико-химическая и молекулярная биология».

Сотрудники отдела читают лекционный курс «Генная инженерия» и проводят практикум по генной инженерии для студентов Факультета биоинженерии и биоинформатики МГУ.

В лабораториях отдела выполняются курсовые, дипломные и диссертационные работы студентами и аспирантами Факультета биоинженерии и биоинформатики МГУ.

Гранты отдела

  • гранты РФФИ;
  • гранты Президента РФ молодым российским ученым;
  • грант правительства г. Москвы;
  • государственные контракты Министерства образования и науки РФ;
  • грант Королевского общества (Великобритания);
  • гранты Bayer Innovation GmbH (Германия).

Премии отдела

Государственные премии СССР и РФ (И.Н.Шатский, 1986; Ю.Л.Дорохов, 1994), премия Ленинского комсомола (А.Б.Вартапетян, 1982), премии Европейской академии (С.Е.Дмитриев, 2005; Д.Е.Андреев, 2007; И.М.Теренин, 2009), медаль Российской академии наук для молодых ученых (С.Е.Дмитриев, 2008), премия имени А.Н. Белозерского РАН (И.Н. Шатский, 2010).

Подразделения отдела

  • Лаборатория молекулярной биологии гена Заведующий: доктор химических наук, зав. отделом, профессор, Вартапетян Андрей Борисович

    Исследование механизмов программированной клеточной смерти растений путем идентификации апоптотических протеаз – фитаспаз; изучение свойств, механизма функционирования и роли фитаспаз в процессе программированной клеточной смерти и в здоровых растениях; исследование механизма активации онкосупрессора р53 в клетках млекопитающих в ответ на нарушение функционирования митохондрий; изучение антиапоптотических и пролиферативных свойств ядерного белка животных протимозина альфа.

  • Лаборатория регуляции синтеза белка Заведующий: доктор химических наук, профессор, Шатский Иван Николаевич

    Лаборатория преемущественно работает над изучением механизмов трансляции эукариотических мРНК. В числе направлений: кэп-независимая инициация трансляции вирусных и клеточных мРНК млекопитающих, механизмы регуляции при помощи 5'- и 3'-НТО, функции факторов инициации трансляции и другие.

  • Лаборатория молекулярной биологии вирусов Заведующий: доктор биологических наук, профессор, Дорохов Юрий Леонидович

    Лаборатория изучает молекулярные механизмы межклеточного транспорта в растениях и его роль в вирусном и бактериальном патогенезе, а также сигнальные функции метанола в жизни растений и животных. Также лаборатория занимается различными прикладными исследованиями, в том числе разрабатывает различные системы наработки белков в растениях на основе вирусных векторов.

Все сотрудники отдела

Штатные сотрудники

На обучении

Избранные статьи Все статьи
  1. Vartapetian A.B., Tuzhikov A.I., Chichkova N.V., Taliansky M., Wolpert T.J. (2011) A plant alternative to animal caspases: subtilisin-like proteases. Cell Death and Differentiation, 18 (8): 1289-1297.

  2. Sidorova N.N., Kurchashova S.Y., Yarahmedov T.Y., Ziganshin R.H., Kuimov A.N. (2011) Poly(ADP-ribosyl)ation of mannose-binding lectin out of human kidney cells. Molecular and Cellular Biochemistry, 352 (1): 231-238.

  3. Komarova T.V., Kosorukov V.S., Frolova O.Y., Petrunia I.V., Skrypnik K.A., Gleba Y.Y., Dorokhov Y.L. (2011) Plant-Made Trastuzumab (Herceptin) Inhibits HER2/Neu+ Cell Proliferation and Retards Tumor Growth. Plos One, 6 (3): -.

  4. Komarova T.V., Schwartz A.M., Frolova O.Y., Zvereva A.S., Gleba Y.Y., Citovsky V., Dorokhov Y.L. (2010) Pol II-directed short RNAs suppress the nuclear export of mRNA. Plant Molecular Biology, 74 (6): 591-603.

  5. Dmitriev S.E., Terenin I.M., Andreev D.E., Ivanov P.A., Dunaevsky J.E., Merrick W.C., Shatsky I.N. (2010) GTP-independent tRNA Delivery to the Ribosomal P-site by a Novel Eukaryotic Translation Factor. Journal of Biological Chemistry, 285 (35): 26779-26787.

  6. Komarova T.V., Baschieri S., Donini M., Marusic C., Benvenuto E., Dorokhov Y.L. (2010) Transient expression systems for plant-derived biopharmaceuticals. Expert Review of Vaccines, 9 (8): 859-876.

  7. 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.

  8. Chichkova N.V., Shaw J., Galiullina R.A., Drury G.E., Tuzhikov A.I., Kim S.H., Kalkum M., Hong T.B., Gorshkova E.N., Torrance L., Vartapetian A.B., Taliansky M. (2010) Phytaspase, a relocalisable cell death promoting plant protease with caspase specificity. EMBO Journal, 29 (6): 1149-1161.

  9. Malygin A.A., Bochkaeva Z.V., Bondarenko E.I., Kossinova O.A., Loktev V.B., Shatsky I.N., Karpova G.G. (2009) Binding of the IRES of hepatitis C virus RNA to the 40S ribosomal subunit: Role of p40. Molecular Biology, 43 (6): 997-1003.

  10. Andreev D.E., Dmitriev S.E., Terenin I.M., Prassolov V.S., Merrick W.C., Shatsky I.N. (2009) Differential contribution of the m(7)G-cap to the 5' end-dependent translation initiation of mammalian mRNAs. Nucleic Acids Research, 37 (18): 6135-6147.

  11. Terenin I.M., Dmitriev S.E., Andreev D.E., Shatsky I.N. (2008) Eukaryotic translation initiation machinery can operate in a bacterial-like mode without eIF2. Nature Structural and Molecular Biology, 15 (8): 836-841.

  12. Reavy B., Bagirova S., Chichkova N.V., Fedoseeva S.V., Kim S.H., Vartapetian A.B., Taliansky M.E. (2007) Caspase-resistant VirD2 protein provides enhanced gene delivery and expression in plants. Plant Cell Reports, 26 (8): 1215-1219.

  13. Dorokhov Y.L., Ivanov P.A., Komarova T.V., Skulachev M.V., Atabekov J.G. (2006) An internal ribosome entry site located upstream of the crucifer-infecting tobamovirus coat protein (CP) gene can be used for CP synthesis in vivo. Journal of General Virology, 87: 2693-2697.

  14. Dorokhov Y.L., Frolova O.Y., Skurat E.V., Ivanov P.A., Gasanova T.V., Sheveleva A.A., Ravin N.V., Makinen K.M., Klimyuk V.I., Skryabin K.G., Gleba Y.Y., Atabekov J.G. (2006) A novel function for a ubiquitous plant enzyme pectin methylesterase: The enhancer of RNA silencing. FEBS Letters, 580 (16): 3872-3878.

  15. Dorokhov Y.L., Skurat E.V., Frolova O.Y., Gasanova T.V., Ivanov P.A., Ravin N.V., Skryabin K.G., Makinen K.M., Klimyuk V.I., Gleba Y.Y., Atabekov J.G. (2006) Role of the leader sequence in tobacco pectin methylesterase secretion. FEBS Letters, 580 (13): 3329-3334.

  16. Chichkova N.V., Kim S.H., Titova E.S., Kalkum M., Morozov V.S., Rubtsov Y.P., Kalinina N.O., Taliansky M.E., Vartapetian A.B. (2004) A plant caspase-like protease activated during the hypersensitive response. Plant Cell, 16 (1): 157-171.

  17. Evstafieva A.G., Belov G.A., Rubtsov Y.P., Kalkum M., Joseph B., Chichkova N.V., Sukhacheva E.A., Bogdanov A.A., Pettersson R.F., Agol V.I., Vartapetian A.B. (2003) Apoptosis-related fragmentation, translocation, and properties of human prothymosin alpha. Experimental Cell Research, 284 (2): 211-223.

  18. Dorokhov Y.L., Skulachev M.V., Ivanov P.A., Zvereva S.D., Tjulkina L.G., Merits A., Gleba Y.Y., Hohn T., Atabekov J.G. (2002) Polypurine (A)-rich sequences promote cross-kingdom conservation of internal ribosome entry. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 99 (8): 5301-5306.

  19. Pestova T.V., Kolupaeva V.G., Lomakin I.B., Pilipenko E.V., Shatsky I.N., Agol V.I., Hellen C.U.T. (2001) Molecular mechanisms of translation initiation in eukaryotes. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 98 (13): 7029-7036.

  20. Ostareck D.H., Ostareck-lederer A., Shatsky I.N., Hentze M.W. (2001) Lipoxygenase mRNA silencing in erythroid differentiation: The 3 ' UTR regulatory complex controls 60S ribosomal subunit joining. Cell, 104 (2): 281-290.