ОТДЕЛ ГЕНЕТИКИ И МОЛЕКУЛЯРНОЙ БИОЛОГИИ БАКТЕРИЙ

Руководитель отдела - доктор биологических наук, профессор Б.С.Народицкий.

Отдел создан академиком В.Д.Тимаковым, который руководил им более 20 лет. Затем до 2000 г. отдел возглавляла академик РАМН, профессор А.Г.Скавронская. Основные направления работы отдела были определены еще В.Д.Тимаковым - генетические и молекулярно-биологические исследования, сфокусированные на выяснении генетических основ бактериальных функций, определяющих жизнеспособность бактерий, их мутабельность и болезнетворное действие. С историей отдела связаны имена крупных ученых - члена-корреспондента РАМН Г.Б.Смирнова, профессоров Д.Г.Кудлай, В.Г.Петровской, Б.Н.Ильяшенко, В.С.Левашёва, В.Н.Гершановича.

Лаборатория биологически активных наноструктур
(с группой биологического тестирования наноструктур на животных)

Руководитель лаборатории - доктор биологических наук В.Г.Лунин.

Лаборатория создана в 2007 г. на базе одной из старейших лабораторий центра – лаборатории генетической регуляции биохимических процессов, основанной как лаборатория биохимической генетики по инициативе академика В.Д.Тимакова в 1966 г. и бессменно возглавлявшейся в течение почти 40 лет одним из сподвижников В.Д.Тимакова, профессором В.Н.Гершановичем.

Это была первая в системе АМН СССР молекулярно-биологическая лаборатория. Основным направлением ее работы явился поиск генов, кодирующих ферменты метаболизма бактерий. С начала 70-х годов в лаборатории исследовали влияние векторного метаболизма углеводов на физиологию микробной клетки. Молекулярно-биологические исследования позволили создать новую концепцию функционирования фосфоенолпируват-зависимой фосфотрансферазной системы – как регуляторной системы, позволяющей бактериям адаптироваться к изменениям в окружающей среде за счет изменений своего метаболизма.

Сегодня лаборатория сосредоточена на разработке нового поколения субъединичных кандидатных нановакцин, основанных на принципе самосборки вакцинно-ценных белков на матрице из природного полисахаридного нанокаркаса (гликан, пептидогликан, хитин). Самосборка вакцинных наночастиц проводится с помощью аффинного взаимодействия полисахарид-связывающих белковых доменов (ковалентно связанных с вакцинно-ценными белковыми доменами) с полисахаридным нанокаркасом. Одновременно с самосборкой в одну стадию осуществляется очистка, концентрирование и иммобилизация белковых частиц - фрагментов оболочек патогенных вирусов и бактерий и других вакцинно-ценных компонентов на нанокаркасе.

Отдельным направлением работы является создание диагностикумов нового поколения, основанных на использовании флюоресцентно меченных наночастиц, несущих на поверхности молекулы-акцепторы (антигены или антитела). Получение наночастиц предполагает самосборку, осуществляющуюся за счет аффинного взаимодействия ковалентно присоединенного к акцепторной молекуле полисахарид-связывающего домена с целлюлозным каркасом наночастицы.

Ведется разработка планарных биочипов и диагностикумов - пластинок, на поверхности которых упорядоченно размещены рецепторы к искомым веществам (антигены или антитела). Иммобилизация молекулярных наносенсоров на подложке биочипа осуществляется аффинным взаимодействием ковалентно присоединенного к рецепторной белковой молекуле полисахарид-связывающего домена с целлюлозной поверхностью подложки.

Лаборатория генной инженерии патогенных микроорганизмов

Руководитель лаборатории - академик РАН, профессор А.Л.Гинцбург.

Основные направления исследований лаборатории:

• Генетические механизмы обратимого процесса образования патогенными бактериями покоящихся, или "некультивируемых", форм.
• Механизмы взаимодействия патогенных бактерий с организмом хозяина. Влияние факторов иммунной защиты хозяина на процесс активации патогенных бактерий.
• Разработка на основе ПЦР диагностических тест-систем для выявления возбудителей инфекционных заболеваний человека.

В последние годы получены приоритетные результаты о генетическом контроле процесса формирования патогенными бактериями покоящихся (некультивируемых) форм и о факторах окружающей среды и организма хозяина, способствующих обратимому переходу бактерий в некультивируемое и, наоборот, из некультивируемого - в активное состояние роста и размножения.

Лаборатория молекулярной биотехнологии

Руководитель лаборатории - доктор биологических наук М.М.Шмаров.

В лаборатории разрабатываются векторные системы на основе аденовирусов для обеспечения эффективной экспрессии генов различных патогенов в эукариотических клетках. Исследуется возможность использования генно-инженерных конструкций и их комбинаций для генетической иммунизации человека и животных.

В ходе исследований разработаны оригинальные векторные конструкции на основе аденовируса человека 5-го серотипа, экспрессирующие гены протективных антигенов вирусов гриппа и бешенства. В опытах на мышах продемонстрирована 80-100% защита животных от соответствующих патогенов после однократной иммунизации полученными в лаборатории векторными генетическими конструкциями.

Лаборатория анализа геномов

Руководитель лаборатории - кандидат биологических наук, доцент О.Л.Воронина.

Лаборатория создана в 2012 г. связи с актуальностью и значимостью исследований по молекулярной эпидемиологии и клинической микробиологии методами, основанными на полном и частичном секвенировании геномов микроорганизмов, и для дальнейшего развития этого направления, а также проведения молекулярно-биологических исследований и биоинформационного анализа в рамках целевой программы "Инновационное развитие здравоохранения".

Лаборатория иммунобиотехнологии

Руководитель лаборатории - доктор биологических наук, профессор Б.С.Народицкий.

Лаборатория создана в 2014 г. на базе группы имунобиотехнологии лаборатории молекулярной биотехнологии.

Основными направлениями работы лаборатории являются следующие.

- Изучение роли рецепторов системы врожденного иммунитета (ТLR) в формировании защитных реакций организма при контакте с патогенными микроорганизмами. В экспериментальных исследованиях in vitro и in vivo установлено участие фактора транскрипции NF-kB в регуляции экспрессии ТLR2 и его адаптерных молекул. На модели бактериальной инфекции S. typhi murium показана роль NF-kB-зависимой экспрессии TLR2 (рецептора с наиболее широким спектром распознаваемых патоген-ассоциированных молекулярных паттернов) в формировании барьерных реакций организма при инвазии патогена. Работа проводится в сотрудничестве с лабораторией клеточных стрессов Института канцерогенеза (Буффало, США, руководитель лаборатории – доктор А.В.Гудков).

- Исследование роли системы врожденного иммунитета в процессах репарации. Показано, что местная активация TLR4 бактериальным липополисахаридом приводит к избирательному повышению секреции спектра медиаторов, вовлеченных в процесс репарации, в том числе – хемокинов СС-семейства, провоспалительных цитокинов и факторов роста в области раневого дефекта, стимулирует инфильтрацию раны макрофагами, дозо-зависимо усиливает ангиогенез и образование коллагена. На основе полученных данных разработан лекарственный препарат для терапии хронических ран и язв, в том числе – диабетических, который в настоящее время проходит II фазу клинических исследований.

- Использование одноцепочечных однодоменных антител (наноантител), а также рекомбинантных аденовирусных векторов, экспрессирующих наноантитела, для диагностики и терапии вирусных и бактериальных инфекций. В лаборатории сконструированы генетические векторы, несущие гены наноантител, специфичных к различным патогенам вирусной (грипп, бешенство) и бактериальной (M. hominis) природы. В экспериментах in vivo показана вируснейтрализующая активность и протективность полученных препаратов на моделях инфекции вирусом гриппа и бактериальной инфекции M. hominis. Разрабатываются подходы к повышению аффинности антител к специфическим эпитопам, а также методы дополнительных модификаций наноантител для увеличения их терапевтического потенциала.

Основные результаты работы опубликованы в высокорейтинговых российских и зарубежных журналах. Фундаментальные и прикладные исследования поддерживаются грантами РФФИ, Минобрнауки России и Минпромторга России.