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 специализированного метаболизма корней

Заведующая группой – Степанова Анна Юрьевна,
старший научный сотрудник, к.б.н.
Тел.: (499) 678-54-00, доб: 6-74, E-mail: step_ann@mail.ru


Александр Михайлович Смирнов


Инна Николаевна Кузовкина

Группа как научное подразделение Института была создана в январе 1989 года. Тематически она продолжает и развивает исследования, начатые в ИФР РАН профессором А.М. Смирновым в 50-ые годы прошлого столетия. Основное направление работ группы состоит в изучении биосинтетической активности клеток и корневых тканей растений, которая проявляется в их способности к образованию корнеспецифичных низкомолекулярных метаболитов (алкалоидов, кумаринов, фенольных соединений, эфирных масел). Многие из этих корнеспецифичных соединений обладают высокой физиологической активностью, с этим связано практическое использование корнеспецифичных метаболитов в медицинской и пищевой промышленности.
В качестве культивируемых in vitro корней в группе используются, в основном, pRi Т-ДНК трансформированные корни, так называемые hairy roots, полученные при инокуляции стерильных двудольных растений дикими (не модифицированными) штаммами почвенной агробактерии Agrobacterium rhizogenes.
Особенность введенных в культуру in vitro корней состоит в том, что они, стабильно сохраняя способность к синтезу корнеспецифичных метаболитов, растут длительно и интенсивно в питательных средах относительно простого состава, не содержащих экзогенных ростовых веществ. В связи с этим получаемая в итоге масса выращенных корней может быть использована как альтернативное и экологически абсолютно чистое лекарственное сырье, способное восполнить создавшийся в настоящее время острый дефицит некоторых ценных растений, необходимых для приготовления лекарственных препаратов.
Сотрудниками Группы создана коллекция культивируемых in vitro корней (PDF - русская версия, англ.версия), насчитывающая около 30 штаммов, полученных от 26 видов растений, относящихся к 17 семействам. Наибольшую часть коллекции составляют корни ценных лекарственных растений, в которых биосинтез физиологически активных вторичных соединений, представляющих интерес для медицинской практики, локализован в подземной части. Коллекция культивируемых корней растений официально включена в Российскую Коллекцию Клеточных Культур (РККК). Биохимический анализ основных штаммов культивируемых корней показал, что корни в условиях in vitro сохраняют способность к образованию корнеспецифичных низкомолекулярных метаболитов на уровне, сопоставимом с их содержанием в корнях целых растений, что делает привлекательным их применение при исследовании пространственной и временной организации вторичного метаболизма in planta. Различные способы культивирования корней (пролонгированное выращивание, действие стрессовых факторов, использование предшественников биосинтеза конечных продуктов) позволяют увеличивать содержание в них ценных вторичных метаболитов до уровня их концентрации в корнях целого растения, что является предпосылкой для возможного использования hairy roots в качестве альтернативного экологически чистого лекарственного сырья в медицинской и пищевой промышленности.
Сотрудниками Группы были получены штаммы корней шлемника байкальского Scutellaria baicalensis - одного из ценнейших лекарственных растений.
Кроме того доказано, что экстракт культивируемых корней шлемника при совместном использовании с такими противоопухолевыми средствами как паклитаксел и цисплатин смягчает токсичность этих препаратов, что свидетельствует о возможности его применения в качестве адъюванта для коррекции цитогенетических эффектов цитостатиков. К настоящему времени завершены основные доклинические испытания экстрактов культивируемых корней шлемника. Результаты доказывают реальность использования больших масс корней шлемника, выращенных в условиях in vitro, при создании новых лекарственных препаратов, в том числе и препаратов с церебропротекторной и цитотоксической активностью.

Заведующая группой – Степанова Анна Юрьевна, старший научный сотрудник, к.б.н
Тел.: (499) 678-53-97, внутренний: 6-74, E-mail: step_ann@mail.ru

Состав группы:

Степанова Анна Юрьевна – старший научный сотрудник, к.б.н., зав. группой
Тел.: (499) 678-53-97, внутренний: 6-74, E-mail: step_ann@mail.ru

Соловьева Александра Ивановна – научный сотрудник, к.б.н.
Тел.: (499) 678-53-97, внутренний: 6-74, E-mail: alexandras85@mail.ru

Гладков Евгений Александрович – старший научный сотрудник, к.б.н.
Тел.: (499) 678-53-97, внутренний: 6-74, E-mail: gladkovu@mail.ru

Платонова Екатерина Владимировна – младший научный сотрудник
Тел.: (499) 678-53-97, внутренний: 6-74, E-mail: ix.ti.andr@mail.ru

Малунова Мария Викторовна – инженер
Тел.: (499) 678-53-97, внутренний: 6-74, E-mail: mmalunova@yandex.ru

Саламайкина Светлана Андреевна – инженер
Тел.: (499) 678-53-97, внутренний: 6-74

Нюхачева Надежда Петровна – инженер.

Список публикаций сотрудников группы за 2005-2018 годы

Elkin Y.N, Kulesh, N.I., Stepanova A.Y., Solovieva, A.I., Kargin, V.M., Manyakhin, A.Y. (2018) Methylated flavones of the hairy root culture Scutellaria baicalensis // Journal of plant physiology, 231, 277-280. DOI: 10.1016/j.jplph.2018.10.009.

Dikaya, V.S., Solovyeva, A.I., Sidorov, R.A., Solovyev, P.A., Stepanova, A.Y. (2018) The relationship between endogenous β-glucuronidase activity and biologically active flavones-aglycone contents in hairy roots of baikal skullcap // Chemistry and biodiversity, v.15(2). DOI: 10.1002/cbdv.201700409.

Олина А.В., Соловьева А.И., Соловченко А.Е., Орлова А.В., Степанова А.Ю. (2017) Исследование содержания физиологически активных флавонов в культурах in vitro шлемника байкальского (Scutellaria baicalensis Georgi) // Биотехнология, №3., c. 29-37. DOI: 10.21519/0234-2758-2017-33-3-29-37.

Соловьева А.И., Высоцкая О.Н., Долгих Ю.И. (2016) Влияние продолжительности дегидратации апексов на характеристики in vitro растений Fragaria vesca после криосохранения. Физиология растений, 63(2), 258-266.

Соловьева А.И., Гайсинский В.В., Долгих Ю.И. (2015) Влияние ионов меди на уровень генетической изменчивости двух каллусных линий кукурузы разного возраста. Физиология растений, 62(1), 89-95.

Степанова А.Ю., Орлова Е.В., Терешонок Д.В., Долгих Ю.И. (2015) Получение трансгенных растений люцерны посевной (Medicago sativa L.) для повышения эффективности фиторемедиации нефтезагрязненных почв. Экологическая генетика, 13(2), 127-135.

Кузовкина И.Н., Прокофьева М.Ю., Умралина А.Р., Чернышева Т.П. (2014) Морфологические и биохимические особенности генетически трансформированных корней шлемника андрахновидного. Физиология растений, 61(4), 1-11.

Долгих Ю.И., Степанова А.Ю., Трусова С.В., Чичкова Н.В., Вартапетян А.Б. (2013) Локализованный в митохондриях антиоксидант повышает морфогенетический потенциал в культурах тканей растений. Физиология растений, 60, 747-753.

Неупокоева О.В., Воронова О.Л., Чурин А.А., Суслов Н.И., Шилова И.В., Кузовкина И.Н. (2013) Коррекция цитогенетических эффектов паклитаксела и цисплатина экстрактом корней шлемника байкальского. Экспериментальная и клиническая фармакология, 76, 24-27.

Кузовкина И.Н., Вдовитченко М.Ю. (2012) Генетически трансформированные корни как модельная система для изучения физиологических и биохимических процессов корневой системы целого растения. Молекулярно-генетические и биохимические методы в современной биологии растений. Под ред. Кузнецова Вл.В., Кузнецова В.В., Романова Г.А. Москва, БИНОМ, Лаборатория знаний, с. 137-153.

Вартапетян Б.Б., Полякова Л.И., Степанова А.Ю., Долгих Ю.И. (2012) Физиологическая роль нитрата в условиях анаэробного стресса у толерантных и чувствительных к аноксии клеток каллусов Saccharum officinarum. Физиология растений, 59(6), 739-745.

Вдовитченко М.Ю., Кузовкина И.Н. (2011) «Искусственные семена» как способ сохранения и оздоровления культивируемых in vitro корней лекарственных растений. Физиология растений, 58(3), 461-468.

Szarka Sz., Gyurjan I., Laszlo M., Hethelyi E., Kuzovkina I.N., Lemberkovics E., Szoeke E. (2010) GC-MS Studies of Thiophenes in the Supercritical Fluid CO2 and Solvent Extracts of Tagetes patula L. Chromatographia, 71, 1039-1047

Szarka S., Hethelyi E., Kuzovkina I.N., Szoeke E.(2009) Effect of different media on Tagetes patula hairy root cultures. In: Environmental Aspects of Trace Elements – Plants (eds. M.Sziagyi, K. Szentmihalyi) vol. 3. Deficiency or Excess of Trace Elements in the Environment as a Risk of Health, 2009, p.p.322-326

Banayai P., Kuzovkina I.N., Kursinszki L., Szoeke E. (2009) Effect of macro-and microelements on genetically transformed Rubia tinctorum cultures. In: Environmental Aspects of Trace Elements – Plants (eds. M.Sziagyi, K. Szentmihalyi) vol. 3. Deficiecy or Excess of Trace Elements in the Environment as a Risk of Health, p.p.287-291

Нечепуренко И.В., Комарова Н.И., Кузовкина И.Н., Вдовитченко М.Ю., Половинка М.П., Салахутдинов Н.Ф. (2009) Выделение и идентификация 4,6-диметокси-7-гидрокси-изхофлавона – компонента культивируемых in vitro корней Hedysarum theinum. Химия природных соединений, 3, 357-358

Szarka S., Hethelyi E., Kuzovkina I.N., Lemberkovics E., Szoeke E. (2008) GC-MS method development for the analyses of thiophenes from solvent extracts of Tagetes patula L. Chromatographia, 68, 63-69.

Кузовкина И.Н., Сарка С., Хетели Е., Лемберкович Е., Сёке Е. (2009) Состав компонентов эфирного масла генетически трансформированных корней руты душистой. Физиология растений, 56, 935-941.

Szarka S., Hethelyi E., Lemberkovics E., Balvanyos I., Szoeke E., Farkas E., Kuzovkina I.N. (2007) Essential oil constituents of intact plants and in vitro cultures of Tagetes patula L. J. Essential Oil Res., 19, 85-88.

Вдовитченко М.Ю., Кузовкина И.Н., Паетц Х., Шнайдер Б. (2007) Культивируемые in vitro корни копеечника чайного и образование в них фенольных фенольных соединений. Физиология растений, 54, 604-613.

Banyai P., Kuzovkina I., Kursinszki L., Szoeke E. (2006) HPLC analysis of alizarin and purpurin produced by Rubia tinctorum L. hairy root cultures. Chromatogr. Suppl., 63, 111-114.

Szarka Sz., Hethelyi E., Lemberkovics E., Kuzovkina I., Banyai P., Szoeke E. (2006) GC and GC-MS studies on the essential oils and thiophenes from Tagetes patula L. Chromapographia, Supplement, 63, 67-73.

Кузовкина И.Н., Гусева А.В., Ковач Д., Сёке Е., Вдовитченко М.Ю. (2005) Флавоны генетически трансформированных корней шлемника байкальского (Scutellaria baicalensis Georgi) и индукция их образования при элиситации метилжасмонатом. Физиология растений, 52, 90-96.

Kuzovkina I., Schneider B. (2005) Genetically transformed root cultures – generation, properties and application in plant sciences. In: Progress in Botany, Esser K., Luettge U., Beyschlag W., Murata J. (eds.), Berlin, Heidelberg: Springer-Verlag, 67, 275-314.

Наиболее значимые публикации за предыдущие годы

Berlin J., Rugenhagen C., Kuzovkina I.N., Fecker L.F., Sasse F. (1994) Are tissue cultures of Peganum harmala a useful model system for studying how to manipulate the formation of secondary metabolites? Plant Cell Tissue Organ Culture, 38, 289-297.

Berlin J., Rugenhagen C., Greidziak N., Kuzovkina I., Witte L., Wray V. (1993) Biosynthesis of serotonin and beta-carboline alkaloids in hairy root cultures of Peganum harmala. Phytochem., 33, 593-597.

Falkenhagen H., Kuzovkina I.N., Alterman I.E., Stoeckigt J., Kolshorn H. (1993) Indole alkaloids from hairy roots of Rauwolfia serpentina Benth. Can. J. Chem., 71, 2201-2203.

Кузовкина И.Н. (1992) Культивирование генетически трансформированных корней растений: возможности и перспективы использования в физиологии растений. Физиология растений, 39, 1208-1214.

Berlin J., Kuzovkina I.N., Rugenhagen C., Fecker L., Commandeur U., Wray V. (1991) Hairy root cultures of Peganum harmala. II. Characterization of cell lines and effect of culture conditions on the accumulation of beta-carboline alkaloids and serotonin. Z. Naturforsch., 47, 222-230.

Kuzovkina I.N., Gohar A., Alterman I.E. (1990) Production of beta-carboline alkaloids in transformed root cultures of Peganum harmala L. Z. Naturforsch., 45, 727-728.

Berlin J., Mollenschott C., Greidziak N., Erdogan S., Kuzovkina I. (1990) Affecting secondary product formation in suspension and hairy root cultures - a comparison. In: Progress in Plant Cellular and Molecular Biology, Nijkamp H.J.J., Van der Plas L.H.W., Van Aartijk J. (eds.), Dordrecht: Kluwer Acad. Publ., pp. 763-768.

Гохар А., Кузовкина И.Н. (1988) Алкалоиды каллусных тканей гармалы обыкновенной. Физиология растений, 35, 937-944.

Baumert A., Kuzovkina I.N., Groeger D. (1985) Activation of anthranilic acid and N-methylanthranilic acid by cell-free extracts from Ruta graveolens tissue cultures. Planta Medica, 2, 181-184.

Baumert A., Kuzovkina I.N., Krauss G., Hieke M., Groeger D. (1982) Biosynthesis of rutacridone in tissue culture of Ruta graveolensL. Plant Cell Rep., 1, 168-171.

Патенты

Кузовкина И.Н., Прокофьева М.Ю., Умралина А.Р., Чернышева Т.П. (2014) Штамм культуры корня шлемника андрахновидного (Scutellaria andrachnoides Vved) Scut. andr. (HRC) – продуцент вогонина и актеозида. Евразийский патент № 020503, 28.11.2014 г.

Кузовкина И.Н., Прокофьева М.Ю., Умралина А.Р., Чернышева Т.П. (2013) Штамм культуры каллусной ткани шлемника андрахновидного (Scutellaria andrachnoides Vved) – продуцент вогонозида и актеозида. Евразийский патент № 019010, 30.12.2013 г.

Дыгай А.М., Суслов Н.И., Зюзьков Г.Н., Кузовкина И.Н., Жданов В.В., Удут Е.В., Гусева А.В., Вдовитченко М.Ю., Шилова И.В., Смирнов В.Ю., Чурин А.А., Воронова О.Л., Симанина Е.В., Неупокоева О.В., Федорова Е.П. (2010) «Средство, обладающее гемостимулирующим, антимутагенным, противоопухолевым, церебропротекторным, антигипоксическим, ноотропным, анксиолитическим и противоневротическим действием.» Патент РФ № 2438691, 09.11.2010 г.

Суслов Н.И., Нещадимова И.И., Кузовкина И.Н. (2010) Устройство для биотехнологического выращивания растительных эксплантов. Патент РФ № 103533, 15.01.2010 г.

Вдовитченко М.Ю., Кузовкина И.Н. (2011) Способ получения «искусственных семян» из культуры корня шлемника байкальского (Scutellaria baicalensis Georgi). Патент РФ № 2415928, 28.10.2010 г.

Кузовкина И.Н., Вдовитченко М.Ю., Альтерман И.Е., Гусева А.В. (2009). Культура корня Hed.th. (Hedysarum theinum Krasnob.) – продуцент изофлавонов. Патент РФ № 2360964, 10.07.2009 г.

Гранты группы:

РФФИ 01-04-48320-а 2001-2003 г.г. «Развитие симбиотических контактов между изолированными корнями и арбускулярными микоризными грибами в условиях ин витро»

РФФИ 06-08-01472-а 2006-2007г.г. «Культивирование корней ценных растений в условиях in vitro как биотехнологический способ получения экологически чистого лекарственного» сырья»

Программа Президиума РАН «Поддержка инноваций и разработок» 2007 г. «Биотехнологический способ получения альтернативного лекарственного сырья шлемника байкальского (Scutellaria baicalensis Georgi) и определение его фармакологической активности».

РФФИ 09-04-00157-а 2009-2011 г.г. «Генетически трансформированные корни как модельная система для изучения пространственной организации вторичного метаболизма подземной части растений»

ISTC (МНТЦ) # KR-973 2004-2007 г.г. «Conservation and use of germaplasm of Kyrgyzstan’s wild flora for management of genetic-selectional and economical tasks»

SNSF (Swiss National Science Foundation) # IZ73Z0_1/27969 2009-2013 г.г. «Searching for perspective endemic and rare plant species of Kyrgyzstan of their roots as alternative sources of drugs»