АБИТУРИЕНТУ   СТУДЕНТУ   ВЫПУСКНИКУ   СОТРУДНИКУ   РАСПИСАНИЯ


БИОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ

ГЛАВНАЯ
НАШ ФАКУЛЬТЕТ
История
Ученый Cовет
Управление
Кафедры
Ботанический сад
Полевые стационары
Коллекции и музеи
Партнеры
ПОСТУПЛЕНИЕ
ПЕРЕВОД И ВОССТАНОВЛЕНИЕ
ОБРАЗОВАНИЕ
НАУКА
ЭТИЧЕСКИЙ КОМИТЕТ
ШКОЛЬНИКАМ И УЧИТЕЛЯМ
СТУДСОВЕТ
БИБЛИОТЕКА
ЭКСПЕРТНАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ
САЧОК
БЛОГ
ТРУДОУСТРОЙСТВО
АДМИНИСТРАЦИЯ
СВЕДЕНИЯ О СПбГУ
ЗЕЛЕНЫЙ КАМПУС

Авторизация
Запомнить меня на этом компьютере
  Забыли свой пароль?
 

Главная / Наш факультет / СПбФ ИОГен

Лаборатория генетического моделирования болезней человека


Заведующий лабораторией – д.б.н.,доцент, Алексей Петрович Галкин

Тел. (812)428-40-08

e-mail:

Основная тематика лаборатории связана с исследованием прионов и амилоидов и их взаимодействия. Амилоиды представляют собой белковые фибриллы, которые формируются за счёт образования упорядоченных межмолекулярных бета-складчатых слоёв. Инфекционные амилоиды принято называть прионами. Функциональные и патологические прионы и амилоиды выявлены у самых разных организмов. Патологические амилоиды вызывают ряд социально значимых неизлечимых заболеваний, таких как болезни Альцгеймера, Паркинсона и Хангтингтона.

Рис 1. Схема метода идентификации белков, формирующих SDS-устойчивые амилоидоподобные агрегаты.

В нашей лаборатории разработан метод протеомного скрининга, позволяющий выявлять неинфекционные и инфекционные амилоиды у любых организмов [Nizhnikov et al., PLOS One2014] (Рис. 1). Метод основан на уникальной устойчивости амилоидных фибрилл к обработке ионными детергентами, такими как додецил сульфат (SDS). Метод позволяет идентифицировать все белки, образующие амилоидоподобные агрегаты в любых тканях различных организмов.

ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ РАБОТЫ

1. Идентификация функциональных амилоидов в мозге млекопитающих.

С помощью метода протеомного скрининга идентифицированы белки, которые формируют SDS-устойчивые агрегаты в мозге молодых самцов крысы. Для одного из этих белков (FXR1) получен полный спектр доказательств амилоидных свойств in vivo (рис.2). Белок FXR1, контролирующий пространственную память и эмоциональное состояние, представлен в головном мозге крысы в виде амилоидных конформеров, которые предохраняют молекулы мРНК от деградации.

Рис.2. А – FXR1 колокализуется на криосрезах головного мозга с амилоидспецифическим красителем тиофлавин S. Б – методом полуденатурирующего электрофореза и Вестерн-блот гибридизации показано, что FXR1 формирует в мозге SDS-устойчивые агрегаты. В – амилоидные конформеры FXR1 связывают молекулы мРНК и предохраняют их от деградации.


2.   Выявление амилоидов, ассоциированных с закономерной возрастной нейродегенерацией головного мозга человека. Схема эксперимента представлена на рисунке 3.

Выявлен белок, формирующий SDS-устойчивые агрегаты в мозге людей преклонного возраста, но не в мозге молодых людей. Есть основания полагать, что накопление патологических агрегатов этого белка вызывает закономерную возрастную нейродегенераци.

Рис.3. Схема эксперимента по выявлению амилоидов, ассоциированных с закономерной возрастной нейродегенерацией



Рис.4. Анализ влияния взаимодействий прионов [SWI+] и [PIN+] на супрессию проявления нонсенс-мутации ade1-14 (UGA).


3.    Анализ взаимодействия прионов и амилоидов

3.1. Возникновение приона (инфекционного амилоида) приводит к изменению конформации белка и его инактивации. В одноклеточных организмах, таких как дрожжи S. cerevisiae, изменённая форма белка передаётся из клетки в клетку, и это вызывает наследуемое изменение признака. Согласно концепции белковой наследственности прионизация белка вызывает наследуемые изменения без изменения последовательности соответствующего гена.

С помощью метода протеомного скрининга мы показали, что эпигенетический фактор [NSI+], вызывающий сквозное прочтение стоп-кодонов, определяется взаимодействием двух прионов [SWI+] и [PIN+].

Таким образом, наряду с моногенным и полигенным наследованием, в рамках концепции белкового наследования мы выделяем «моноприонный» и «полиприонный» типы наследования признаков. Полиприонный тип наследования охарактеризован впервые.

Пример признака, который детерминируется взаимодействием прионов представлен на рисунке 4.


3.2. Дрожжи S. cerevisiae являются удобным модельным объектом для анализа взаимодействия амилоидов млекопитающих. В дрожжевой модельной системе мы выявили последовательности прионного белка млекопитающих (Prion Protein), ответственные за взаимодействие агрегатов этого белка с амилоидным пептидом бета (Aβ) (рис. 5) (Rubel et al., 2013).

Рис. 5. Анализ колокализации агрегатов белков PrP23–231-CFP, PrP28–231-CFP, PrP90–231-CFP и PrP110–231-CFP с белком Aβ-YFP методом флуоресцентной конфокальной микроскопии (Rubel et al., 2013).


Состав лаборатории

Зав. лаб., д.б.н. А.П. Галкин, н.с. Т.А. Рыжова, к.б.н., н.с. Ю.В. Сопова, к.б.н., н.с.С.Ю. Москаленко, м.н.с. А. Г. Матвеенко, к.б.н., н.с. А.А. Нижников, м.н.с. А.А. Шенфельд,

Некоторые публикации лаборатории в рейтинговых журналах за последние 5 лет

1.    Nizhnikov AA, Ryzhova TA, Volkov KV, Zadorsky SP, Sopova JV, Inge-Vechtomov SG, Galkin AP (2016) Interaction of prions causes heritable traits in Saccharomyces cerevisiae. PLoS Genet. 12:e1006504. doi: 10.1371/journal.pgen.1006504.

2.    Nizhnikov AA, Alexandrov AI, Ryzhova TA, Mitkevich OV, Dergalev AA2, Ter-Avanesyan MD, Galkin AP. PLoS One. 2014 Dec 30;9(12):e116003. doi: 10.1371/journal.pone.0116003. eCollection 2014.

3. Nizhnikov AA, Magomedova ZM, Rubel AA, Kondrashkina AM, Inge-Vechtomov SG, Galkin AP. [NSI+] determinant has a pleiotropic phenotypic manifestation that is modulated by SUP35, SUP45, and VTS1 genes. Curr Genet. 2012;58(1):35-47.

4. Rubel A.A., Ryzhova T.A., Antonets K.S., Chernoff Y.O., Galkin A.P. Identification of PrP sequences essential for the interaction between the PrP polymers and Aβ peptide in a yeast-based assay // Prion, 2013. 7 (6): 469-476.

5. Nizhnikov A.A., Antonets K.S, Inge-Vechtomov S.G., Derkatch I.L. Modulation of efficiency of translation termination in Saccharomyces cerevisiae: turning nonsense into sense // Prion, 2014, V.3, P.1-14.

6. Antonets KS, Nizhnikov AA. SARP: A Novel Algorithm to Assess Compositional Biases in Protein Sequences. Evol Bioinform Online. 2013 Jul 11;9:263-73.

7. Lada AG, Dhar A, Boissy RJ, Hirano M, Rubel AA, Rogozin IB, Pavlov YI. AID/APOBEC cytosine deaminase induces genome-wide kataegis. Biol Direct. 2012 Dec 18;7:47.

8. Zadorsky SP, Sopova YV, Andreichuk DY, Startsev VA, Medvedeva VP, Inge-Vechtomov SG. Chromosome VIII disomy influences the nonsense suppression efficiency and transition metal tolerance of the yeast Saccharomyces cerevisiae.//Yeast, 2015 32(6):479-97.

9. Petrova A, Kiktev D, Askinazi O, Chabelskaya S, Moskalenko S, Zemlyanko O, Zhouravleva G. The translation termination factor eRF1 (Sup45p) of Saccharomyces cerevisiae is required for pseudohyphal growth and invasion. FEMS Yeast Res. 2015 Jun;15(4):fov033. doi: 10.1093/femsyr/fov033.


Директор
академик РАН Сергей Георгиевич Инге-Вечтомов
e-mail: inge@mail333.ru

Зам. директора
к.б.н. Алексей Петрович Галкин
e-mail: apgalkin@hotbox.ru

Ученый секретарь
к.б.н. Ольга Вадимовна Иовлева
e-mail: Olga.Iovleva@paloma.spbu.ru

Тел.: + 7 (812) 328-15-90, 428-40-04


контакты       карта сайта      почтовый сервер       управление      поддержка

199034, Санкт-Петербург, Университетская наб., 7-9
© Санкт-Петербургский государственный университет, 2006-2017