Лабораторія біоінженерії - ІБФРМ РАН, Федеральна державна бюджетна установа науки
Лабораторія біоінженерії отримала назву у 2009 р. після перейменування з лабораторії агробактеріальної трансформації та біотехнології.
Склад лабораторії:Керівник лабораторії:д.б.н. Чумаков М.І.Співробітники лабораторії:с.н.с. к.б.н. І.В. Волохіна, с.н.с. к.б.н. В.А. Великою (до 2015 р.), н.с. к.б.н. Є.М. Моїсєєва, м.н.с. к.б.н. С.І. Мазилів, н.с. к.б.н. Ю.С. Гусєв, м.н.с. Гуторова О.В., ст. лаб. І.Б. Іванова, аспірант 3-го року навчання Фадєєв В.В.
Основні напрямки досліджень лабораторії:• Отримання нових даних про механізми перенесення ДНК від агробактерій в еукаріотичні клітини на молекулярному, міжклітинному та міжорганізмовому рівнях. Розробка методів генотерапії з урахуванням транспортної системи агробактерій. Характеристика білкових структур у ДНК-білкових транспортних комплексах. Аналіз просторових структур, структурно-динамічних властивостей конформацій білків, білкових комплексів та комплексів білків із ДНК методами біоінформатики. • Розробка ефективних методів селекції рослин на базі генетичної інженерії, геномних та постгеномних технологій. Виявлення та редагування генів, пов'язаних з ембріогенезом кукурудзи, зокрема генів, що контролюють злиття гамет та спонтанний розвиток зародка, з метою створення технологій покращення господарсько-цінних ознак.
Тема досліджень лаб. біоінженерії у 2013-2017 рр.:Вивчення транспорту агробактеріальних ДНК-білкових комплексів у рослинні та тваринні клітини» № держ. реєстрації 01201359048
Найбільш значущі результати на тему в 2013-2017 рр.:Отримано експериментальні докази перенесення Т-ДНК агробактерій до генеративних клітин кукурудзи через маточкові нитки.
Публікації:1. Моїсеєва Є.М., Агафонов Д.А., Великов В.А., Волохіна І. В., Чумаков М.І. Підвищення вмісту проліну в рослинах кукурудзи, що експресують антисмисловий супресор гена проліндегідрогенази // Фізіологія рослин. 2012. Т. 59. № 3. С.457-460. 2. Moiseeva Y.M., Velikov V.A., Volokhina I.V., Gusev Yu.S., Yakovleva O.S., Chumakov M.I.Agrobacterium-mediated transformation of maize with antisense suppression of proline dehydrogenase gene byin plantaметод // British. Biotech. J. 2014. V. 4. P. 116-125. 3. Волохіна І.В., Великов В.А., Моїсеєва Є.М., Чумаков М.І. Аналіз поширення та виживання агробактерій після інокуляції маточкових ниток кукурудзи // Мікробіологія. 2016. Т. 85. С. 66-72.
Публікації:1. Волохіна І.В., Гусєв Ю.С., Мазілов С. І., Чумаков М.І. Надмолекулярні комплекси білка вірулентності VirE2Agrobacterium tumefaciens// Біохімія. 2011. Т.76. № 11. С. 1576-1582. 2. Волохіна І.В., Гусєв Ю.С., М.І. Чумаків. Дослідження накопичення олігонуклеотидів тваринними клітинами, опосередковане білком VirE2 // Нанотехнології та охороназдоров'я. 2013. Т. 5. № 1. С. 32-39. 3. Volokhina I., Gusev Y., Mazilov S., Moiseeva Y., Chumakov M. Комп'ютерна оцінка VirE2 proteínових комплексів для ssDNA transfer ability // Comput. Biol. Chem. 2017. V. 68. P. 64-70.
Експериментально підтверджено, що білок VirЕ2 може формувати поодинокі пори в мембрані. Вперше показано, що в модельній структурі, з двох і чотирьох субодиниць VirE2, розташованої в бислойной мембрані, можливе утворення пір з діаметром каналу 2.2 і 4 нм, відповідно.
За допомогою методу нормальних мод оцінено коливальні рухи моделі комплексів білків VirE2-VirE1, комплексу з двох та чотирьох білків VirE2. У комплексі з двох білків VirE2 виявлені коливальні рухи, можливо, що представляють собою комірний механізм, аналогічний механізму в іонних каналах. Серед коливань комплексу з чотирьох білків VirE2 не виявлено змін конформації каналу пори. За допомогою методу молекулярної динаміки встановлено, що модель комплексу білків VirE2-VirE1 досягає рівноважного стабільного стану при часі моделювання до 500 пс.
Публікації:1. Volokhina I.V., Gusev Yu.S., Mazilov S.I. Chumakov M.I. VirE2-dependent pores for ss-DNA transfer across artificial and cell membranes // J. Bioinform. Comput. Biol. 2012. V. 10. P. e1241009. 2. Чумаков М.І., Мазілов С.І., Гусєв Ю.С., Волохіна І.В. Дослідження можливості агробактеріального білка VirE2 до утворення пор у мембранах // Біомембрани. 2010. Т. 27. № 5. P. 449-454. 3. Gusev Yu. S, Mazilov S.I., Volokhina I.V., Chumakov M.I.In silicoevaluation of integration ofAgrobacteriumVirE2 protein in lipid membrane // FEBS Letters. 2013. V. 280. Suppl. 1. P. 542. 4. Volokhina I., Gusev Y., Mazilov S., Moiseeva Y., Chumakov M. Computerevaluation of VirE2 protein complexes for ssDNA transfer ability // Comput. Biol. Chem. 2017. V. 68. P. 64-70.
Тема досліджень лаб. біоінженерії у 2018-2021 рр.:Вивчення генів, що контролюють взаємодію мембран гамет кукурудзи з метою створення нових технологій біоінженерії для сучасної селекції, № держ. реєстрації-AAAA-A17-117102740101-5.
Відомості про підтримку досліджень грантами:Роботи лабораторії у 2013-2018 роках. підтримані грантами РФФІ: № 14-04-31206 мол_а (2014-2015); №15-04-08413/15 (2015-2017 рр.); №18-016-00155а (2018-2020); №-18-29-14048мк (2019-2021).
Відомості про науково-педагогічну діяльність:У рамках укладеного довгострокового договору про творче науково-технічне співробітництво та обмін науково-технічною продукцією між ІБФРМ РАН та СГУ в лабораторій біоінженерії проводяться спільні експериментальні дослідження з кафедрою генетики Саратовського держуніверситету (Зав. каф. генетики д.б.н. Юдакова О.І.).
Чумаков М.І. як професор в ІБФРМ РАН читає курси лекцій для аспірантів ІБФРМ з "Основ біоінженерії", та "Екологія та еволюція". Волохіна І.В. в ІБФРМ РАН читає курси лекцій «Молекулярно-генетичні дослідження методом ПЛР» для аспірантів ІБФРМ. У 2014 р. Гусєв Ю.С. захистив дисертацію «Структура та функції білка VirE2 у перенесенні оцДНК в еукаріотичні клітини» на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 03.01.02 – біофізика. Науковий керівник – Чумаков М.І.