Ключевые слова
дрожжи, метилотрофы, Hansenula (Ogataea) polymorpha, секреция белков, гликозилирование белков в секреторном пути, секреторные органеллы, укладка белков в секреторном пути, гомеостаз кальция в клетках, гомеостаз фосфата, рекомбинантные белки, редактирование генома

Направления исследований
Основные направления работы группы связаны с изучением работы секреторных органелл клетки на модели метилотрофных дрожжей Ogataea polymorpha и O. parapolymorpha. Одним из таких направлений является изучение роли гликозилирования белков в секреторном пути в регуляции физиологии клетки. От гликозилирования белков в секреторном пути зависит большое количество процессов в клетке: укладка белков в эндоплазматическом ретикулуме, поддержание целостности клеточной стенки, стабильность множества белков плазмалеммы, связанных с транспортом различных ионов и метаболитов, а также с восприятием сигналов о целостности клеточной стенки и об изменении условий окружающей среды. Если роль присоединения гликозидов к полипептидным цепям белков в эндоплазматическом ретикулуме к настоящему моменту, в существенной степени, стала понятной, то биологическое значение модификаций гликозидов в аппарате Гольджи остается малоизученным. Поэтому изучение проявлений различных нарушений гликозилирования в аппарате Гольджи является одним из приоритетных направлений работы группы.

Кроме этого, группа занимается разработкой подходов для получения высокоэффективных продуцентов рекомбинантных белков, пригодных для промышленного использования, на основе дрожжей O. polymorpha и O. parapolymorpha.

Основные методы исследований
Методы генетической инженерии и молекулярной генетики дрожжей, различные биохимические методы.

Краткая история группа
Группа геномного редактирования промышленных микроорганизмов была сформирована в 2022 году под руководством д.б.н. Агафонова Михаила Олеговича.

ОСНОВНЫЕ ДОСТИЖЕНИЯ

При изучении секреции активатора плазминогена урокиназного типа человека (urokinase-type plasminogen activatior, uPA) клетками дрожжей Ogataea polymorpha и O. parapolymorpha было показано, что этот белок неэффективно принимает правильную конформацию в секреторном пути дрожжей, что при высоком уровне экспрессии приводит к его накоплению внутри клеток в форме высокомолекулярных агрегатов. Был идентифицирован ряд геномных мутаций, улучшающих укладку uPA и за счет этого увеличивающих эффективность секреции этого белка. В частности, было обнаружено, что такой фенотип вызывают некоторые мутации, нарушающие гликозилирование белков в секреторном пути. Нарушение С-концевого домена альфа-субъединицы окаймляющего комплекса COPI (альфа-СОР) приводило к увеличению секреции uPA не только из-за улучшения укладки этого белка, но и из-за нарушения распознавания и задержи его неправильно уложенных молекул. Кроме того, нарушение С-концевого домена альфа-СОР приводила к чувствительности клеток к недостатку кальция в среде. Дальнейшее изучение этой мутации и ее взаимодействия с нарушениями кальциевых АТФаз аппарата Гольджи и вакуоли показало, что компоненты комплекса COPI могут участвовать в доставке кальция из вакуоли в эндоплазматический ретикулум, минуя аппарат Гольджи.

В ходе изучения природных отличий дрожжей O. polymorpha и O. parapolymorpha по устойчивости к токсичному аналогу фосфата ванадату было обнаружено, что присоединение маннозилфосфата к гликозидным цепям белков оказывает существенное влияние на регуляцию промотора высокоаффинного переносчика фосфата плазмалеммы Pho84.

СОСТАВ ЛАБОРАТОРИИ