Ключевые слова
дрожжи, антимикотики, механизмы действия, клеточная гибель, апоптоз, некроз, амилоиды, прионы, протеостаз, терминация трансляции

Направления исследований

• Систематическое исследование клеточной гибели дрожжей
• Изучение механизмов действия антимикотиков и других биологически-активных веществ
• Изучение эндогенных амилоидов дрожжей и моделирование амилоидных заболеваний человека в дрожжевой модели
• Изучение факторов, влияющих на правильное сворачивание белков в клетке, а также различных не амилоидных белковых агрегатов

Основные методы исследований

• Молекулярная генетика дрожжей, в том числе работа с полногеномными коллекциями дрожжевых мутантов, создание новых мутантных линий с применением современных технологий генной инженерии (ПЦР, рестриктный анализ, электрофорез ДНК).
• Биохимические методы анализа (электрофорез белков, аффинная хроматография, стандартное и ультра-центрифугирование, различные энзиматические методы)
• Флуоресцентная микроскопия и проточная цитометрия

Краткая история лаборатории
Лаборатория молекулярной генетики, созданная и долгое время возглавляемая член-корр. РАН М.Д. Тер-Аванесяном, была организована в Кардиологическом научном центре АМН СССР в 1988 году. В 2011 году лаборатория почти в полном составе перешла в Институт биохимии им. А.Н. Баха РАН. После смерти Михаила Давидовича в 2018 году, руководителем лаборатории стал к.б.н. Александр Иванович Александров.

ОСНОВНЫЕ ДОСТИЖЕНИЯ

Основные достижения (с 2015 года):

• Создан метод для исследования структуры укладки амилоидов, полученных из клеток дрожжей, основанный на частичном протеолизе амилоидов с помощью протеиназы К и последующей масс-спектрометрической идентификацией устойчивых пептидов. С помощью метода прокартированы структуры прионов белка Sup35 с различной структурой
  https://www.biorxiv.org/content/10.1101/604660v1?rss=1
• Получены данные о влиянии белка Pub1 на эффективность терминации трансляции через его взаимодействие с рибосомами и белков Sup35 (eRF3)
  https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/28467675
• Получены данные о защитной роли белков Pub1 и Upf1 в клетках, содержащих прион [PSI+]
  https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/30463309
• На основе исследования агрегации и токсичности немутантного гентингтина в клетках дрожжей получены данные о существовании полимеризационных каскадов, которые могут играть роль в патогенезе различных амилоидных заболеваний
  https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/26673834
  https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/27220690
• При систематическом исследовании релокализации белков в ответ на гиперосмотический стресс обнаружен феномен быстрой и обратимой агрегации различных белков, например, шаперонов и амилоидогенных белков, который указывает на структурированность цитоплазмы и наличие в ней крупных «твердых» областей, проницаемых для мономерных, но для олигомерных белков
  https://www.biorxiv.org/content/10.1101/562728v1
• Освоены и разработаны подходы для массового скрининга мутантов дрожжей на предмет увеличенной вероятности клеточной гибели и изучения их возраст-специфической остановки деления, что позволило обнаружить новый тип клеточной гибели, асоциированный с делением клеток
  https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2021.10.20.465133v2
• Написан систематический обзор о внешних факторах, которые вызывают гибель дрожжей и проведен анализ иследованных при этом параметрах клеточной гибели
  https://www.mdpi.com/2309-608X/7/11/88
• Освоена методика точного определения изменений уровня белка, меченного GFP с помощью проточной цитометрии, которая позволила экспериментально подтвердить влияние кассет устойчивости к G418 на трансляцию мРНК, кодируемых генами, расположенных рядом с локусом интеграции
  https://academic.oup.com/nar/article/49/19/11134/6381141

Важные достижения до 2015 года:

• Наиболее значительные достижения лаборатории связаны с исследованием прионных и неприонных амилоидов дрожжей. Показано, что фактор терминации трансляции дрожжей eRF3 проявляет свойства, характерные для прионных белков млекопитающих. В составе этого белка выявлены области, отвечающие за прионные свойства и активность в терминации трансляции.
• Разработаны новые подходы к анализу структуры прионных частиц, предложен и экспериментально подтвержден механизм поддержания и размножения  прионов. Выяснена роль шаперона Hsp104 в репликации прионов дрожжей. Полученные данные позволили определить прионы как амилоиды, подверженные фрагментации.
• Продемонстрировано и исследовано явление штаммовой вариабельности свойств прионов дрожжей. Установлены молекулярные основы барьеров при межвидовой передаче прионной инфекции.
• Обнаружено явление взаимозависимости возникновения амилоидных агрегатов различных белков, что позволило выявить причину токсичности гентингтина человека для клеток дрожжей.
• Впервые продемонстрировано, что аппарат терминации трансляции дрожжей вовлечен в контроль стабильности мРНК, и принимает участие в организации цитоскелета и регуляции клеточного цикла.
• Обнаружены нонсенс кодон-неспецифичные  и -специфичные модуляторы эффективности терминации трансляции.

СОСТАВ ЛАБОРАТОРИИ

УНИКАЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ