Цветовая схема:
C C C C
Шрифт
Arial Times New Roman
Размер шрифта
A A A
Кернинг
1 2 3
Изображения:
  • 127276, Москва, Ботаническая, 35
  • +7 (499) 678-54-00 +7 (499) 678-54-20
  • ifr@ippras.ru

Группа функциональной геномики

Руководитель группы – Голденкова-Павлова Ирина Васильевна
ведущий научный сотрудник, д.б.н., доцент
Тел.: (499) 678-53-56, E-mail: irengold58@gmail.com

Голденкова-Павлова И.В.


Сотрудники группы

Гра Ольга Алексеевна – научный сотрудник, к.б.н. (0,5 ставки)
Тел.: (499) 678-54-00, доб: 4-72, E-mail: olgagra@gmail.com

Дейнеко Игорь Владимирович – старший научный сотрудник, к.б.н. (0,5 ставки)
Тел.: (499) 678-54-28, доб: 4-72, E-mail: igor.deyneko@inbox.ru

Кабардаева Ксения Владимировна – младший научный сотрудник (0,5 ставки)
Тел.: (499) 678-54-28, доб: 4-72, E-mail: kabardaewa@yandex.ru

Павленко Ольга Сергеевна – научный сотрудник, (0,5 ставки)
Тел.: (499) 678-54-00, доб: 4-72, E-mail: helliga.p@gmail.com

Садовская Наталия Сергеевна – ) старший научный сотрудник, к.б.н.
Тел.: (499) 678-54-00, доб: 4-72, E-mail: nataliya.sadovskaya@gmail.com

Тюрин Александр Александрович – научный сотрудник, к.б.н. (0,5 ставки)
Тел.: (499) 678-54-00, доб: 4-72, E-mail: alexjofar@gmail.com

Фадеев Виталий Сергеевич – научный сотрудник, к.б.н.
Тел.: (499) 678-54-00, доб: 4-72, E-mail: lis_vit@rambler.ru

Основные направления исследований

  1. Изучение физиологической роли генов и вариаций их экспрессии на экспериментальных моделях растений.
  2. Регуляторные коды и модуляция экспрессии генов растений.
  3. Разработка новых биотехнологий на основе принципов биохимической организации живых систем.

В рамках направлений научных исследований решаются следующие научные задачи:

  1. разработка методов интегрального анализа функционирования геномов растений;
  2. выявление регуляторных кодов, контролирующих функционирование генов для развития новых подходов к управлению биосинтезом биологически активных субстанций и практически важных гетерологичных белков в растениях;
  3. разработка методов анализа экспрессии наследования и функционального проявления гетерологичных генов у растений;
  4. разработка методов генной и белковой инженерии, подходов к созданию рекомбинантных ферментов в целях развития биотехнологии.

Основные научные достижения группы

На созданных экспериментальных моделях – трансгенных растениях табака – впервые изучен вклад CG-богатой синтетической последовательности в эффективность экспрессии репортерного гена термостабильной лихеназы на уровне транскрипции и трансляции. Синтетическая CG-богатая последовательность содержит характерные для 5’-областей генов растений CG-богатые мотивы и имеет размер 405 п.н., который, с одной стороны, близок среднему размеру 5’-НТО генов, включенных в анализ, а, с другой стороны, число нуклеотидов в этой последовательности кратно трем, что позволило дополнительно использовать ее и как 5’-облась кодирующей последовательности гибридного гена, в котором синтетическая последовательность слита в рамке считывания с последовательностью репортерного гена. Экспериментальны данные позволяют заключить, что CpG динуклеотиды, локализованные в 5’-области гетерологичного гена, увеличивают активность транскрипции в растениях, при этом не исключают и положительный вклад синтетической CG-богатой последовательности, содержащей мотивы, характерные для 5’-области генов растений, в эффективность трансляции мРНК гетерологичных генов.

Цитохром

Сравнительный анализ уровня мРНК (сиреневые бары) и белкового продукта (зеленые бары) репортерного гена термостабильной лихеназы (LicB) в линиях трансгенных растений. CG-LicB – CG-богатая последовательность служит как 5’-НТО репортерного гена LicB; Ω-LicB – известный трансляционный энхансер (Ω) служит как 5’-НТО репортерного гена LicB; Ω-CG-LicB - известный трансляционный энхансер (Ω) служит как 5’-НТО репортерного гена LicB, который в 5’-области слит с CG-богатой последовательностью.

Создан объединенный, эффективный, общедоступный, курируемый ресурс для сбора, хранения данных, обеспечения вычислительных ресурсов, инструментов, стандартов и методов для анализа массивных данных по биологической информации. А именно, создан ресурс JetGene – интегрированная база данных для анализа полногеномных данных живых организмов, содержит последовательности CDS, CDNA, 5’-UTR, 3’-UTR представителей шести ключевых царств живых организмов, включая растения, в том числе и хозяйственно-важные культуры.  JetGene is publicly available at http://jetgene.bioset.org/, данные которого загружены и обновляются с сервера Ensembl. Интуитивно понятный и дружественный интерфейс JetGene позволяет не только экстрагировать последовательности cDNA, 5’UTR, CDS, 3’UTR в fasta-формате, в том числе и для специфических выборок по запросу пользователя, но и проводить анализ массивных данных по биологической информации. JetGene организована в модульной форме, сопровождается оригинальными вычислительными программами, а также графической интерпретацией результатов. Поскольку биологическая информация имеет решающее значение для наук о жизни, в том числе и биотехнологических и биомедицинских исследований, созданный ресурс может обеспечить исследователя необходимыми данными и стать фундаментом, на котором в дальнейшем будет строиться наше понимание о принципах функционирования живых систем.

Цитохром

Обзор основных приложений JetGene. Схематически изображено, какие вычислительные инструменты доступны для каждого из имеющихся типов данных (CDS, CDNA, 5’-UTR, 3’-UTR).

Предложена простая, быстрая и надежная система, названная AgI-PrI, для характеристики сигнальных последовательностей и определения локализации целевых белков в растительной клетке. AgI-PrI система объединила преимущества и нивелировала ограничения и критические звенья других широко используемых методов: агроинфильтрация и выделение и трансфекция протопластов. Надежность системы продемонстрирована с использованием различных сигнальных последовательностей в клетках растений табака. Система AgI-PrI может быть применима для разных видов растений, будет удобным инструментом (1) для выяснения физиологической роли генов в процессах роста и развития растений и при действии факторов окружающей среды на экспериментальных моделях растений, а также (2) для развития новых подходов к управлению биосинтезом биологически активных субстанций и практически важных гетерологичных белков в растениях.

Цитохром

Анализ локализации белков, слитых с GFP, в клетках растений табака. Слитый белок локализован в хлоропластах (I), в эндоплазматическом ретикулуме (II) и цитоплазме (III), соответственно (объединенные каналы). Зеленый канал – свечение GFP; канал хлоропласты - автофлуоресценции хлоропластов. Размерность 10 μм.

На основе знаний структуры и свойств термостабильной лихеназы, используя методы генетической инженерии, показана принципиальная возможность использовать подход инсерционного слияния с термостабильной лихеназой для увеличения растворимости, стабильности и продукции партнера слияния в растворимой форме, в целом, и переплазме бактериальных клеток, в частности. Так, инсерция интерферона αА в петлю (53 а.о.) термостибльной лихеназы привела к эффективной экспрессии рекомбинантного белка в переплазме бактериальных клеток без каких-нибудь компромиссов в биологической активности интерферона а термостабильная лихеназа сохранила способность к функциональной укладке без драматической потери ее основных свойств – термостабильности и активности.

Цитохром

Схема нативной лихеназы (LicB) и лихеназы с инсерцией интерферона αА в петлю (53 а.о.).

Список наиболее значимых публикаций за 2015-2019 годы

2019

Alexander Varzari, Igor V. Deyneko, Iuri Vladei, Harald Grallert, Maximilian Schiecke, Elena Tudor, Thomas Illig. Genetic variation in TLR pathway and the risk of pulmonary tuberculosis in a Moldavian population. Infection, Genetics and Evolution, Volume 68, March 2019, Pages 84-90.

Irina V. Goldenkova-Pavlova, Olga S. Pavlenko, Orkhan N. Mustafaev, Igor V. Deyineko, Ksenya V. Kabardaeva and Alexander А. Tyurin. Computational and Experimental Tools to Monitor the Changes in Translation Efficiency of Plant mRNAs on a Genome-wide Scale: Advantages, Limitations, and Solutions. Int. J. Mol. Sci. 2019, 20(1), 33; https://doi.org/10.3390/ijms20010033

2018

А.А. Тюрин, К.В. Кабардаева, О. Мустафаев, О.С. Павленко, Н.С. Садовская, В.С. Фадеев, Е.А. Звонова, И.В. Голденкова-Павлова. Экспрессия растворимого и активного интерферон αА в периплазме Escherichia coli за счет слияния с термостабильной лихеназой методом инсерции домена. Биохимия. 2018. Т. 83, № 3. 379 – 391.

M. A. Berestovoy, А. А. Tyurin, К. V. Kabardaeva, Yu. V. Sidorchuk, A. A. Fomenkov, A. V. Nosov and I. V. Goldenkova-Pavlova. Transient Gene Expression for the Characteristic Signal Sequences and the Estimation of the Localization of Target Protein in Plant Cell. Bio-Protocol. Vol 8, Iss 04, Feb 20, 2018. http://www.bio-protocol.org/e2738.

E. A. Zvonova, A. A. Tyurin, A. A. Solovyev, and I. V. Goldenkova-Pavlova. Strategies for Modulation of Pharmacokinetics of Recombinant Therapeutic Proteins. Biology Bulletin Reviews, 2018, Vol. 8, No. 2, pp. 124–141.

Irina V. Goldenkova-Pavlova, Alexander А. Tyurin, Orkhan N. Mustafaev. The features that distinguish lichenases from other polysaccharide hydrolyzing enzymes and the relevance of lichenases for biotechnological applications. Appl Microbiol and Biotech. (2018) 102 (9), 3951-3965

Е.А. Звонова, О.А. Ершова, А.В. Ершов, А.А. Казаров, Е.С. Белянина, М.В. Лыков, А.Ю. Вишневский, А.П. Карпов, С.В. Ручко, А.М. Шустер, А.А. Соловьев, И.В. Голденкова-Павлова. Технология PASYLATION® позволяет улучшить фармакокинетические свойства рекомбинантного интерферона β-1b человека in vivo. Биотехнология. 2018.  Т. 34. №2. p. 37-46

Rozov SM, Deineko EV, Deyneko IV. FlowerMorphology: fully automatic flower morphometry software. Planta. 2018 May;247(5):1163-1173.

Akmatov MK, Rübsamen N, Deyneko IV, Karch A, Mikolajczyk RT. Poor knowledge of vaccination recommendations and negative attitudes towards vaccinations are independently associated with poor vaccination uptake among adults - Findings of a population-based panel study in Lower Saxony, Germany. Vaccine. 2018 Apr 25;36(18):2417-2426.

2017

А. А. Тюрин, К. В. Кабардаева, М.А. Берестовой, Ю.В. Сидорчук, А.А. Фоменков, А.В. Носов, И. В. Голденкова-Павлова. Простая и надежная система транзиентной экспрессии генов для характеристики сигнальных последовательностей и оценки локализации целевых белков в растительной клетке. Физиология растений. 2017. Т. 64, № 5. С. 363-372.

Elizaveta A. Zvonova, Alexander V. Ershov, Olga A. Ershova, Marina A. Sudomoina, Maksim B. Degterev, Grigoriy N. Poroshin, Artem V. Eremeev, Andrey P. Karpov, Alexander Yu. Vishnevsky, Irina V. Goldenkova-Pavlova, Andrei V. Petrov, Sergey V. Ruchko, Alexander M. Shuster. PASylation technology improves recombinant interferon-β1b solubility, stability and biological activity. Appl Microbiol and Biotech. (2017) 101:1975–1987

Е.А. Звонова, А.А. Тюрин, А.А. Соловьев, И.В. Голденкова-Павлова. Стратегии модуляции фармакокинетики рекомбинантных терапевтических белков. Успехи современной биологии. 2017. Т. 137, № 4. С. 415-436. ИФ 0,206

George Shpakovski, Svetlana Spivak, Irina Berdichevets, Olga Babak, Svetlana Kubrak, Alexander Kilchevsky, Andrey Aralov, Ivan Yu. Slovokhotov, Dmitry Shpakovski, Ekaterina Baranova, Marat Khaliluev, Elena Shematorova. A key enzyme of animal steroidogenesis can function in plants enhancing their immunity and accelerating the processes of growth and development. BMC Plant Biology. 2017. 17(Suppl 1):189

2016

Тюрин А.А., Кабардаева К.В., Гра О.А., Мустафаев О.Н., Садовская Н.С., Павленко О.С., Голденкова-Павлова И.В. (2016) Эффективность экспрессии гетерологичного гена в растениях зависит от нуклеотидного состава 5’-области мРНК. Физиология растений,Т.63., № 4. стр. 546-558

2015

Vasina D.V., Mustafaev O.N., Moiseenco K.V., Sadovskaya N.S., Glazunova O.A., Tyurin A.A., Fedorova T.V., Pavlov A.R., Tyazhelova T.V., Goldenkova-Pavlova I.V., Koroleva O.V. (2015) The Trametes hirsuta 072 laccase multigene family: genes identification and transcriptional analysis under copper ions induction. Biochimie, 116, 154–164. doi:10.1016/j.biochi.2015.07.015

Tyurin А.А., Sadovskaya N.S., Nikiforova Kh.R., Mustafaev О.N., Komakhin R.A., Fadeev V.S., Goldenkova-Pavlova I.V. (2015) Clostridium thermocellum thermostable lichenase with circular permutations and modifications in the N-terminal region retains its activity and thermostability. Biochimica et Biophysica Acta., 1854, 10–19. BBA Protein Proteomic. (DOI 10.1016/j.bbapap.2014.10.012).

Герасименко И.М., Сахно Л.А., Кирпа Т.Н., Остапчук А.Н., Хаджиев Т.А., Голденкова-Павлова И.В., Шелудько Ю.В. (2015) Характеристика растений Nicotiana tabacum, экспрессирующих гибридные гены дельта-9- или дельта-12-ацил-липидных десатураз цианобактерий и термостабильной лихеназы. Физиология растений, 62(3), 307-316.

Наиболее значимые ранние публикации сотрудников группы

Вячеславова А.О., Мустафаев О.Н., Тюрин А.А., Шимшилашвили Х.Р., Бердичевец И.Н., Шаяхметова Д.М., Голденков М.А., Фадеев В.С., Шелудько Ю.В., Голденкова-Павлова И.В. (2012) Серия модульных векторов для стабильной и транзиентной экспрессии гетерологичных генов в растениях. Генетика, 48(9), 1046-1056.

Вячеславова А.О., Бердичевец И.Н., Тюрин А.А., Шимшилашвили Х.Р., Мустафаев О., Голденкова-Павлова И.В. (2012) Экспрессия гетерологичных генов в растительных системах: новые возможности. Генетика., 48(11), 1067-1079.

Berdichevetz I.N., Ch.R., Gerasymenko I.M., Sindarovska Y.R., Sheludko Yu.V., Goldenkova-Pavlova I.V. (2010) Multiplex PCR assay for detection of recombinant genes encoding fatty acid desaturases fused with lichenase reporter protein in GM plants. Analytical and Bioanalytical Chemistry, 397(6), 2289-2293.

Komakhin R.A.,Abdeeva I.A., Salekhi Dzhuzani G.R.,Goldenkova I.V., Zhuchenko A.A. (2005) Thermostable lichenase as a translational reporter. Genetika, 41(1), 30-39.

Piruzian E.S., Bogush V.G., Sidoruk K.V., Goldenkova I.V., Musiichuk K.A., Debabov V.G. (2003) Construction of the synthetic genes for protein analogs of spider silk carcass spidroin 1 and their expression in tobacco plants. Mol Biol (Mosk), 37(4), 654-662.

Piruzian E.S., Goldenkova I.V., Musiychuk K.A., Kobets N.S., Arman I.P., Bobrysheva I.V., Chekhuta I.A., Glazkova D. (2002) A reporter system for prokaryotic and eukaryotic cells based on the thermostable lichenase from Clostridium thermocellum. Mol Genet Genomics, 266(5), 778-786.

Musiychuk K.A., Goldenkova I.V., Abdeev R.M., Kobets N.S., Piruzian E.S. (2000) Preparation and properties of Clostridium thermocellum lichenase deletion variants and their use for construction of bifunctional hybrid proteins. Biochemistry (Mosc), 65(12), 1397-4102.

Piruzian E.S., Monzavi-Karbassi B., Darbinian N.S., Goldenkova I.V., Kobets N.S., Mochulsky A.V. (1998) The use of a thermostable beta-glucanase gene from Clostridium thermocellum as a reporter gene in plants. Mol Gen Genet., 257(5), 561-567.

Патенты

Тюрин А.А., Кабардаева К.В., Гра О.А., Павленко О.С., Садовская Н.С., Голденкова-Павлова И.В., Алиева Г. П. (2017) Способ получения синтетической GC-богатой последовательности и ее использованием в растениях.  Патент на изобретение РФ. № 2630650. Приоритет изобретения от 11 мая 2016 г. Дата государственной регистрации в Государственном реестре изобретений РФ 11 сентября 2017 г.

Юрьева Н.О., Кирсанова С.Н., Соболькова Г.И., Деревягина М.К., Голденкова-Павлова И.В., Шимшилашвили Х.Р., Лось Д.А. (2014) Способ получения форм картофеля сорта Скороплодный in vitro, устойчивых к температурным стрессам и к возбудителю фитофтороза. Патент РФ № 2505955. Зарегистр. 14.05.2012. Опубликовано 10.02.2014. Бюлл. 4.

Бердичевец И. Н., Герасименко И.М., Голденкова-Павлова И.В., Синдаровская Я. Р., Шелудько Ю.В., Шимшилашвили Х.Р. (2010) Способ детекции рекомбинантных генов ацил-липидных десатураз, слитых с термостабильной лихеназой, методом мультиплексной полимеразной цепной реакции. Патент. 51842, дата выдачи 10.08.2010.

Yusibov V., Mett V., Musiychuk K., Piruzian E., Goldenkova I. (2006) Recombinant carrier molecule for expression, delivery and purification of target polypeptides. Patent № 04776107.7 - US20044016452.

Картель Н.А., Шпаковский Г.В., Спивак С.Г., Бричкова Г.Г., Ярмолинский Д.Г., Бердичевец И.H., Манешина Т.В. (2004) Рекомбинантная плазмида pGBP450f и способ получения трансгенных растений табака с повышенной продуктивностью и устойчивостью к грибным фитопатогенам. Патент РФ № 2237717. Зарегистр. 10.10.2004.

Поддержка исследований группы грантами (текущие проекты)

Проект РНФ 18-14-00026, «Регуляторные коды эффективной трансляции у растений»

Проект РФФИ 17-04-00783 «Структурно-функциональная характеристика нетранслируемых последовательностей генов растений (на примере арабидопсис)»