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, Б.С.Народицкого.
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.
Руководитель лаборатории - кандидат биологических наук Д.А.Егорова.
Научный консультант - академик РАН, профессор А.Л.Гинцбург.
Многие годы лабораторию последовательно возглавляли академик РАН, профессор А.Л.Гинцбург
и доктор биологических наук, профессор Ю.М.Романова.
Основные направления исследований лаборатории:
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.
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.
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".
Руководитель лаборатории - кандидат биологических наук Д.В.Щебляков.
Лаборатория создана в 2014 г. на базе группы имунобиотехнологии лаборатории молекулярной биотехнологии.
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.
С марта 2021 г. в составе лаборатории функционирует группа клостридиозов, преобразованная из одноименной лаборатории отдела бактериальных инфекций. Группу возглавляет доктор биологических наук А.Н.Носков.