Группа метаболической инженерии бактерий

Гулевич Андрей Юрьевич
Руководитель группы
кандидат химических наук
ИНБ, комн. 509E-Mail andrey.gulevich@gmail.com

Основное

ОПИСАНИЕ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ГРУППЫ

Ключевые слова
метаболическая инженерия, Escherichia coli, штаммы-продуценты, промышленно-значимые химикаты, геномное редактирование, синтетическая биология


Направления исследований

  • Рациональная метаболическая инженерия Escherichia coli для обеспечения и дальнейшей оптимизации продукции целевых соединений, обладающих  высокой добавленной стоимостью.
  • Разработка и создание на основе клеток E. coli высокоэффективных штаммов-продуцентов промышленно значимых и физиологически активных веществ, в первую очередь функционализированных моно- и дикарбоновых кислот, а также диолов.
  • Оптимизация функционирования природных и создание искусственных путей синтеза целевых продуктов.
  • Исследование особенностей скрытого метаболизма у направленно сконструированных множественно-модифицированных рекомбинантных штаммов E. coli.
  • Несбалансированная ферментация.


Основные методы исследований

1. Генетическая инженерия, белковая инженерия, молекулярное клонирование, в том числе разработка, создание и применение:

1.1. Систем регулируемой экспрессии целевых генов, включая подвергнутые направленному мутагенезу.
1.2. Систем метаболического контроля экспрессии целевых генов/оперонов/регулонов.
1.3. Авто-регулируемых генетических элементов и генетических элементов с взаимной перекрестной регуляцией.

2. Хромосомальная инженерия, в том числе:

2.1. Разработка,  создание и применение генетических систем, основанных на принципе Red-зависимой рекомбинации фага лямбда, для прецизионного геномного редактирования E. coli, включая инактивацию целевых генов, либо замену/модификацию их природных регуляторных областей, либо внесение в заданные точки хромосомы точечных мутаций.

3. Культивирование и характеристика профилей метаболитов, формируемых рекомбинантными штаммами, в том числе:

3.1. Культивирование клеток E. coli в селективных/неселективных условиях при аэрации и в анаэробиозе.
3.2. Оптимизация условий культивирования множественно-модифицированных рекомбинантов в минимальных солевых и комбинированных средах c отработкой процессов биосинтеза целевых соединений при сопряжении/разобщении с ростом рекомбинантных продуцентов с масштабированием до лабораторных ферментеров.
3.3. Хроматографический анализ секретированных метаболитов с использованием, ВЭЖХ, ВЭЖХ-МС, ГХ, ГХ-МС.


Краткая история
Группа образована в 2020 году в составе Отдела метаболической инженерии ФИЦ Биотехнологии РАН.

Сотрудники

СОСТАВ ГРУППЫ

№ ФИО Ученая степень, звание Должность Место работы Городской телефон Внутренний телефон E-mail
1Гулевич
Андрей Юрьевич		к.х.н.руководитель группы, с.н.с.ИНБ, комн. 509--andrey.gulevich@gmail.com
2Красильникова
Наталья Витальевна		-м.н.с.ИНБ, комн. 509--krasilnikovanata@mail.ru
3Скороходова
Александра Юрьевна		к.б.н.с.н.с.ИНБ, комн. 509--sasha.skorokhodova@gmail.com
4Стасенко
Анастасия Александровна		-инженерИНБ, комн. 509--nastena2205@mail.ru
5Сухоженко
Алексей Владимирович		-м.н.с.ИНБ, комн. 509--sav@xsmail.com

 

Публикации

ЗНАЧИМЫЕ ПУБЛИКАЦИИ
  1. Skorokhodova A.Yu., Gulevich A.Yu., Debabov V.G. Engineering Escherichia coli for efficient aerobic conversion of glucose to fumaric acid. Biotechnology Reports. 2022, 33, e00703, (doi: 10.1016/j.btre.2022.e00703);
  2. Скороходова А.Ю., Гулевич А.Ю., Дебабов В.Г. Оптимизация анаэробной продукции пировиноградной кислоты из глюкозы рекомбинантными штаммами Escherichia coli с нарушенной способностью к брожению за счет форсированного гидролиза АТФ. Прикл Биохим Микробиол. 2021, 57(4):342-352, (doi: 10.31857/S0555109921040152);
  3. Гулевич А.Ю., Скороходова А.Ю., Дебабов В.Г. Исследование потенциала обращения пути бета-окисления жирных кислот для стереоселективного биосинтеза (S)-1,3-бутандиола из глюкозы рекомбинантными штаммами Escherichia coli. Биотехнология. 2019, 35(5):12-19, (doi: 10.21519/0234-2758-2019-35-5-12-19);
  4. Скороходова А.Ю., Сухоженко А.В., Гулевич А.Ю., Дебабов В.Г. Активация альтернативного дыхания с внутренним акцептором электронов при анаэробной утилизации глюкозы у штаммов Escherichia coli с нарушенной способностью к брожению. Биотехнология. 2019, 35(2):16-24, (doi: 10.21519/0234-2758-2019-35-2-16-24);
  5. Skorokhodova A.Y., Gulevich A.Y., Debabov V.G. Engineering Escherichia coli for respiro-fermentative production of pyruvate from glucose under anoxic conditions. J Biotechnol. 2019, 293:47-55, (doi: 10.1016/j.jbiotec.2019.01.013);
  6. Скороходова А.Ю., Гулевич А.Ю., Дебабов В.Г. Инактивация малатных ферментов улучшает анаэробную продукцию четырехуглеродных дикарбоновых кислот рекомбинантными штаммами Escherichia coli, экспрессирующими пируваткарбоксилазу. Биотехнология. 2018, 34(2):18-25, (doi: 10.21519/0234-2758-2018-34-2-18-25);
  7. Скороходова А.Ю., Стасенко А.А., Гулевич А.Ю., Дебабов В.Г. Конструирование синтетического обходного пути для улучшения аэробного синтеза янтарной кислоты по оксидативной ветви цикла трикарбоновых кислот рекомбинантными штаммами Escherichia coli. Прикл Биохим Микробиол. 2018, 54(3):244-252, (doi: 10.7868/S0555109918030030);
  8. Скороходова А.Ю., Стасенко А.А., Гулевич А.Ю., Дебабов В.Г. Эффект активации анаплеротических путей на СО2-зависимую анаэробную утилизацию глюкозы штаммами Escherichia coli, дефицитными по основным путям смешанно-кислотного брожения. Прикл Биохим Микробиол. 2018, 54(2):149-157, (doi: 10.7868/S0555109918020046);
  9. Скороходова А.Ю., Гулевич А.Ю., Дебабов В.Г. Влияние вне- и внутриклеточного источников СО2 на анэробную утилизацию глюкозы штаммами Escherichia coli, дефицитными по независящим от карбоксилирования путям брожения. Прикл Биохим Микробиол. 2017, 53(3):278-284, (doi:10.7868/S0555109917030151);
  10. Gulevich A.Y., Skorokhodova A.Y., Sukhozhenko A.V., Debabov V.G. Biosynthesis of enantiopure (S)-3-hydroxybutyrate from glucose through the inverted fatty acid beta-oxidation pathway by metabolically engineered Escherichia coli. J Biotechnol. 2017, 244:16-24, (doi: 10.1016/j.jbiotec.2017.01.009);
  11. Гулевич А.Ю., Скороходова А.Ю., Дебабов В.Г. Гены Escherichia coli ydiO и ydiQRST кодируют компоненты ацил-КoА дегидрогеназного комплекса анаэробного пути бета-окисления жирных кислот. Генетика. 2016, 52(10):1210-1214, (doi: 10.7868/S0016675816100027);
  12. Гулевич А.Ю., Скороходова А.Ю., Стасенко А.А., Шакулов Р.С., Дебабов В.Г. Метаболическая инженерия Escherichia coli для биосинтеза 1,3-бутандиола по обращенному пути бета-окисления жирных кислот. Прикл Биохим Микробиол. 2016, 52(1):21-29, (doi: 10.7868/S0555109916010050);
  13. Skorokhodova A.Y., Morzhakova A.A., Gulevich A.Y., Debabov V.G. Manipulating pyruvate to acetyl-CoA conversion in Escherichia coli for anaerobic succinate biosynthesis from glucose with the yield close to the stoichiometric maximum. J Biotechnol. 2015, 214:33-42, (10.1016/j.jbiotec.2015.09.003);
  14. Скороходова А.Ю., Гулевич А.Ю., Дебабов В.Г. Анаэробный биосинтез интермедиатов восстановительной ветви цикла трикарбоновых кислот штаммами Escherichia coli с инактивированными генами frdAB и sdhAB. Биотехнология. 2015, 6:9-15, (doi: 10.21519/0234-2758-2015-6-9-15);
  15. Гулевич А.Ю., Сконечный М.С., Сухоженко А.В., Скороходова А.Ю., Дебабов В.Г. Исследование аэробного синтеза 4-гидроксимасляной кислоты клетками Escherichia coli при гетерологичной экспрессии гена 2-кетоглутарат декарбоксилазы. Биотехнология. 2015, 2:46-54, (doi: 10.21519/0234-2758-2015-2-46-54).

Оборудование

УНИКАЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ
№
 Название оборудования/ коллекции Место нахождения
1 Амплификатор ДНК Bio-Rad T100 ИНБ, комн. 509
2 Амплификатор ДНК Bio-Rad MyCycler ИНБ, комн. 509
3 Весы Ohaus Adventurer RV214 ИНБ, комн. 509
4 Источник тока Bio-Rad PowerPac Basic ИНБ, комн. 509
5 Камера электрофоретическая Bio-Rad Sub-Cell GT ИНБ, комн. 509
6 Система очистки воды Медиана-фильтр Аквалаб AL-1 ИНБ, комн. 509
7 Спектрофотометр Thermo Genesys 10uv ИНБ, комн. 509
8 Термостаты твердотельные ДНК-технология Термит/Гном ИНБ, комн. 509
9 Термостаты суховоздушные TC-1/80 СПУ ИНБ, комн. 509
10 Трансиллюминатор Vilber Lourmat ECX-15.M ИНБ, комн. 509
11 УФ-бокс Biosan UVT-S-AR ИНБ, комн. 509
12 Центрифуга Eppendorf 5424 ИНБ, комн. 509
13 Центрифуга Eppendorf 5417R ИНБ, комн. 509
14 Центрифуга Eppendorf 5804R ИНБ, комн. 509
15 Шейкер-инкубатор New Brunswick Excella E25 ИНБ, комн. 509