Мы используем cookie файлы.
Пользуясь сайтом, вы соглашаетесь с нашей Политикой конфиденциальности.

Номер договора
14.W03.31.0007
Период реализации проекта
2017-2019
Заведующий лабораторией

По данным на 01.11.2022

9
Количество специалистов
12
научных публикаций
Общая информация

Ученые лаборатории изучают механизмы образования и функций некодирующих РНК у прокариот и эукариот. Короткие некодирующие РНК – важные компоненты геномов эукариот, которые участвуют в подавлении активности генов по механизмам РНК-интерференции (РНКи). РНКи является мощным инструментом для анализа функций генов в фундаментальных исследованиях и имеет большие перспективы применения в терапии заболеваний человека.

Название проекта: Молекулярные механизмы РНК-интерференции и защиты геномов у бактерий и эукариот

Цели и задачи

Направления исследований: Биогенез некодирующих РНК у эукариот, РНК-интерференция у бактерий, редактирование генома с использованием некодирующих РНК и белков-Аргонавтов

Цель проекта: Изучение природных функций систем РНК-интерференции и некодирующих РНК у бактерий и эукариот, а также разработка новых инструментов для геномной и эпигеномной инженерии на основе данных систем

Практическое значение исследования

Научные результаты:

  1. В лаборатории, созданной при поддержке мегагранта, впервые в нашей стране было начато исследование белков-Аргонавтов бактерий. Данные белки являются программируемыми нуклеазами, которые используют короткие одноцепочечные гидовые нуклеиновые кислоты для распознавания и разрезания комплементарной мишени. Проведенный в начале проекта биоинформатический анализ бактериальных Аргонавтов позволил выбрать несколько десятков белков-кандидатов для изучения. 

  2. Исследованы биохимические свойства более 40 новых белков-Аргонавтов in vitro. Впервые в мире найдены и описаны белки-Аргонавты с новыми свойствами, обладающие как широкой специфичностью, так и узкой специфичностью по отношению к типу нуклеиновых кислот (ДНК или РНК), используемых в качестве гида и мишени. Обнаружены новые группы этих белков с уникальной специфичностью к ДНК или РНК-мишеням. 

  3. Впервые экспериментально продемонстрировано участие бактериальных Аргонавтов в защите клеток от бактериофагов и плазмид. Обнаружено новое явление ДНК-интерференции, проведены исследования данного процесса. В области прикладных исследований продемонстрирована возможность использования бактериальных Аргонавтов для специфического разрезания плазмидной ДНК по аналогии с эндонуклеазами рестрикции, а также для направленного разрезания РНК и для детекции ее вторичной структуры. 

  4. В настоящее время проводится работа по использованию белков-Аргонавтов для редактирования генома, в частности, показана такая возможность для модификации генома кишечной палочки. Проведенные исследования показывают, что белки-Аргонавты являются очень перспективным молекулярно-биологическим инструментом ввиду возможности их «нацеливания» на специфические мишени с помощью короткого гида к нужной последовательности РНК или ДНК.

Образование и переподготовка кадров:

  • Подготовлен курс лекций для студентов магистратуры МФТИ-Генериум «Генная инженерия и методы молекулярной биологии» в 2021 году. 

  • По результатам исследований защищена кандидатская диссертация, одна докторская и две кандидатские диссертации представлены к защите, еще две кандидатские диссертации находятся в процессе подготовки.

Сотрудничество:

Ранее лаборатория сотрудничала с лабораториями David Leach (The University of Edinburg), Katsuhiko Murakami (Penn State University), Dinshaw Patel (Sloan Kettering Institute). Сотрудничество заключалось в выполнении части экспериментов в перечисленных лабораториях, совместном обсуждении планов экспериментов и их результатов, а также публикации статей.

Скрыть Показать полностью
Kropocheva EV, Lisitskaya LA, Agapov AA, Musabirov AA, Kulbachinskiy AV, Esyunina DM.
Prokaryotic Argonaute Proteins as a Tool for Biotechnology. Molecular Biology. 2022 Aug 30:1-20. doi: 10.1134/S0026893322060103. Импакт-фактор: 1.54, квартиль: Q4. 2022
Lisitskaya L, Shin Y, Agapov A, Olina A, Kropocheva E, Ryazansky S, Aravin AA, Esyunina D, Murakami KS, Kulbachinskiy A.
Programmable RNA targeting by bacterial Argonaute nucleases with unconventional guide binding and cleavage specificity. Nature Communications. 2022 Aug 8;13(1):4624. doi: 10.1038/s41467-022-32079-5. Импакт-фактор: 17.694, квартиль: Q1. 2022
Kropocheva E, Kuzmenko A, Aravin AA, Esyunina D, Kulbachinskiy A.
A programmable pAgo nuclease with universal guide and target specificity from the mesophilic bacterium Kurthia massiliensis. Nucleic Acids Research. 2021 Apr 19;49(7):4054-4065. doi: 10.1093/nar/gkab182. Импакт-фактор: 19.16, квартиль: Q1. 2022
Lisitskaya L., Petushkov I., Esyunina D., Aravin A., Kulbachinskiy A.
Recognition of double-stranded DNA by the Rhodobacter sphaeroides Argonaute protein. Biochemical and Biophysical Research Communications. 533(4):1484-1489. doi: 10.1016/j.bbrc.2020.10.051. Импакт-фактор: 3.322, квартиль: Q3. 2020
Kuzmenko A, Oguienko A*, Esyunina D*, Yudin D*, Petrova M, Kudinova A, Maslova O, Ninova M, Ryazansky S, Leach D, Aravin AA, Kulbachinskiy A.
Adaptive dif modules in permafrost strains of Acinetobacter lwoffii and their distribution and abundance among present day Acinetobacter strains. Frontiers in Microbiology, 29 March 2019.
Olina A., Kuzmenko A., Ninova M., Aravin A.A., Kulbachinskiy A., Esyunina D.
DNA targeting and interference by a bacterial Argonaute nuclease. Nature. 587 (7835): 632-637 Jul 30. doi: 10.1038/s41586-020-2605-1. Импакт-фактор: 69.504, квартиль: Q1. 2020
Liu Y*, Esyunina D*, Olovnikov I, Teplova M, Kulbachinskiy A, Aravin AA, Patel DJ.
Genome-wide DNA sampling by Ago nuclease from the cyanobacterium Synechococcus elongatus. RNA Biology. 17(5): 677-688. doi: 10.1080/15476286.2020.1724716. Импакт-фактор: 4.766, квартиль: Q2. 2020
Олина А.В., Кульбачинский А.В., Аравин А.А., Есюнина Д.М.
Accommodation of Helical Imperfections in Rhodobacter sphaeroides Argonaute Ternary Complexes with Guide RNA and Target DNA. Cell Reports. 24(2): 453-462. Импакт-фактор: 9.995, квартиль: Q1. 2018
Lisitskaya L, Aravin AA, Kulbachinskiy A.
Белки-аргонавты и механизмы РНК-интерференции у эукариот и прокариот. Биохимия 83: 645-661. Импакт-фактор: 2.824, квартиль: Q4. 2018
Ryazansky S, Kulbachinskiy A, Aravin AA.
DNA interference and beyond: structure and functions of prokaryotic Argonaute proteins. Nature Communication. 2018 Dec 4;9(1):5165. doi: 10.1038/s41467-018-07449-7. Импакт-фактор: 17.694, квартиль: Q1.
Фотоальбомы
Вторник , 03.12.2019
Другие лаборатории и ученые
Лаборатория, принимающая организация
Область наук
Город
Приглашенный ученый
Период реализации проекта
Интегративная структурная биология

НИЦ «Курчатовский институт» - (Курчатовский институт)

Биология

Москва

Юсупов Марат Миратович

Россия, Франция

2024-2028

Лаборатория эволюционной трофологии

Институт проблем экологии и эволюции им. А. Н. Северцова РАН - (ИПЭЭ РАН)

Биология

Москва

Энрике Жизберт Касас

Испания

2022-2024

Лаборатория статистической мультиомики и биоинформатики

Уфимский федеральный исследовательский центр РАН - (УФИЦ РАН)

Биология

Уфа

Прокопенко Инга Анатольевна

Великобритания

2021-2023