Эпигенетические системыНИР

Epigenetic systems

Источник финансирования НИР

госбюджет, раздел 0110 (для тем по госзаданию)

Этапы НИР

# Сроки Название
2 1 января 2014 г.-31 декабря 2014 г. Эпигенетические системы
Результаты этапа: В 2014 г. нами установлено, что в культурах клеток бронхиального эпителия человека тетрапептид бронхоген ADEL регулирует синтез белков Ki67, Mcl-1, p53, CD79, NOS-3. Это способствует активации процессов клеточного обновления и повышению функциональной активности клеток бронхиального эпителия. Тетрапептид активирует экспрессию генов дифференцировки клеток бронхиального эпителия Nkx2.1, SCGB1A1, SCGB3A2, FoxA1, FoxA2, а также генов MUC4, MUC5АС, SftpA1, снижение экспрессии которых коррелирует с развитием хронического бронхита. Инкубация клеток бронхиального эпителия человека в присутствии пептида бронхогена ADEL приводит к утрате метилирования CpG сайтов в промотерах разных генов. Предложен новый механизм регуляции экспрессии генов короткими пептидами. В основе такой регуляции может быть взаимодействие пептида с СpG сайтами промотера. Это блокирует метилирование промотера, оставляя его неметилированным, что необходимо для активации транскрипции многих генов. Пептид ADEL эффективен и безопасен при пероральном применении в комплексном лечении пациентов с хроническим бронхитом в стадии ремиссии. После применения тетрапептида у больных нормализуются показатели внешнего дыхания. Для создания микробных продуцентов фармацевтических стероидов на основе актинобактерий Mycobacterium smegmatis проведена работа по модификации кассеты экспрессии, встроенной в вектор pMynt/Triple, обеспечивающий коэкспрессию гетерологических белков (цитохрома Р450scc, AdR и Ax): а) с целью повышения уровня экспрессии белков Р450scc-системы изменено расположение кДНК, кодирующих белки ХГЛ системы, в составе полицистронной кассеты и б) с целью повышения активности Ax кДНК, кодирующая делетированную форму Ах(4-108), заменена нуклеотидной последовательностью, кодирующей полноразмерный мутантный Aх (1-112, S112W). Для изучения возможности использования полицистронных векторов, включающих последовательности саморасщепляющегося белка 2А, для коэкспрессии белков P450scc-системы быка в клетках прокариотических и эукариотических микроорганизмов получены рекомбинантные плазмиды Fluc/P450.delAx (для проведения экспериментов по транскрипции-трансляции в прокариотической бесклеточной системе в условиях in vitro) и pYeDP/mHGL (для проведения экспериментов по коэкспрессии белков in vivo) и рекомбинантные штаммы дрожжей S. cerevisiae/pYeDP/mHGL. Проведен анализ полученных плазмид (рестриктный анализ и секвенирование) и рекомбинантных штаммов (идентификация гетерологических белков и оценка эффективности расщепления белка 2А). Продолжено изучение биологических эффектов экстрактов из мицелия вешенки Pleurotus ostractus, а также выделенного и идентифицировано биологически активного начала, являющегося производным стерола - 4-hydroxy-17R-methylincisterol (инцистерол) Проведено детальное цитологическое и биохимическое исследование действия фракций водно-этанольного экстракта и интестинола на дислипидемию у крыс, вызванную атерогенной диетой. На модели стеатоза, индуцированного атерогенной диетой у подопытных крыс, показано, что фракция экстракта, обогащенная этой субстанцией, обладает гепатопротекторными свойствами. Гепатопротекторный эффект заключается в нейтрализации патологического действия атерогенной диеты на развитие жировой дистрофии гепатоцитов и в нормализации общей гистологической организации печени. Полученные результаты - основа для разработки препаратов, направленных на снижение побочного действия токсических лекарств, являющихся одной из наиболее актуальных задач современной биотехнологии, медицины и фармакологии, в частности при онкологических заболеваниях. Установлена связь между морфологией и уровнями организации хроматина в выделенных ядрах при различных концентрациях ионов магния и их КД в отсутствие и присутствии антибиотика дистамицина. Сделан вывод о том, что экстракция гистона Н1. из ядер посредством полиглутаминовой кислоты отражает его гетерогенную и структуро-зависимую локализацию. Начато изучение термодинамики взаимодействия дистамицина с хроматином в ядрах в различных условиях в сравнении с выделенным хроматином и ДНК в растворах. Изучено влияние модуляции уровня метилирования ДНК в пренатальном и раннем постнатальном онтогенезе с помощью диеты, в разной степени обогащенной источниками метильных групп, на интенсивность аудиогенных судорожных припадков (АСП) у крыс, селектированных по признакам отсутствия АСП (линия “0”) и их высокой интенсивности (линия “4”). Оценивали уровни метилирования в мозге крыс для группы генов, чувствительных к экспериментальным манипуляциям с эпилептическим статусом у мышей. Показано, что уровень метилирования многих генов не изменяется в зависимости от чувствительности к АСП и характера диеты (гены Irа4, Mta1, Hspa1b и Tcfap2e) У ряда других генов были обнаружены межлинейные различия, и изменение уровня метилирования в зависимости от обогащения диеты источниками метильных групп (гены Cpne6, Scrt1, Gtf2i и Sfmbt2). Полученные результаты имеют существенное значение для понимания механизмов возникновения судорожных припадков, а также разработки методов их лечения. Исследована возможность использования протоковых клеток слюнных желез для целей заместительной терапии повреждений печени. Показано, что эти клетки сходны с прогениторными клетками печени по характеру экспрессии генов в масштабах полного транскриптома. В частности клетки обоих указанных типов экспрессируют такие поверхностные маркеры как EpCAM, CD29, c-Kit, Sca-1 и c-Met, а также цитокератины 8, 18, и 19, альфа-фетопротеин и альбумин. В то же время, в отличие от клеток печени, клетки слюнных желез экспрессируют цитокератин 14 и CD49f, характерные для протоков слюнных желез. Обнаружено также заметное сходство между данными типами клеток по характеру экспрессии генов ряда факторов транскрипции, хотя в этом отношении клетки слюнных желез имеют более заметное сходство с экзокринными клетками поджелудочной железы.
3 1 января 2015 г.-31 декабря 2015 г. Эпигенетические системы
Результаты этапа:
4 1 января 2016 г.-31 декабря 2016 г. Эпигенетические системы
Результаты этапа: Исследованы экспрессия и характер метилирования генов ДНК-метилтрансфераз в органах растений. Гены главных поддерживающих ДНК-метилтрансфераз, MET1 и CMT3, и главной ДНК-метилтрансферазы de novo-типа, DRM2, на высоком уровне экспрессируются во всех органах. В развивающемся эндосперме гены MET1 и CMT3 экспрессируются существенно слабее, а гены MET2a, MET2b, MET3 и CMT2, наоборот, гораздо активнее. Гены CMT1 и DRM1 во всех органах экспрессируются очень слабо. Характер метилирования большинства исследованных генов соответствует прототипу «ген с метилированной структурной областью». Отличительной чертой генов семейства MET является метилирование по сайтам всех трех типов. Самые слабо экспрессирующиеся гены, CMT1 и DRM1, практически не метилированы. Гены MET3 и N6AMT имеют необычные паттерны метилирования: полностью неметилированные промоторную и большую часть структурной области и довольно сильно метилированную 3’-концевую часть структурной области. 2. Создана тест-система для определения аномалии упаковки хроматина сперматозоидов человека в рамках диагностики мужского бесплодия. Она доступна для андрологических клиник и центров репродукции, поскольку не требует использования дорогого оборудования и специально подготовленного персонала, работает в режиме экспресс-анализа (около 2 часов) и обладает прогностическим эффектом для выбора стратегии лечения, например методами антиоксидантной терапии. Получены патенты. Документы находятся на рассмотрении Росздравнадзора для рекомендации использования разработанной тест-системы в медицинской практике. 3. Показано, что десметилинцистерол (ДМИ), выделенный нами ранее из гриба вешенки, а затем синтезированный химическим путем, зависимо от дозы индуцирует апоптоз в трансформированных, но не в нормальных клетках человека в культуре, а также усиливает апоптотические эффекты цитостатиков, используемых в химиотерапии онкологических заболеваний. Тем самым доказано, что ДМИ можно использовать как препарат сопровождения при химиотерапии, позволяющий уменьшить токсические эффекты цитостатиков без уменьшения их эффективности в отношении раковых клеток. 4. Продолжена работа по оптимизации систем биотрансформации холестерина в прегненолон для последующего создания биотехнологических систем синтеза стероидных соединений. 5. Изучены термодинамические характеристики взаимодействия природного полипептидного антибиотика дистамицина А с хроматином в изолированных ядрах печени крыс. Рассматривается возможность использования метода для тестирования фармацевтических препаратов в условиях, наиболее приближенных к ситуации in vivo. 6. Изучено влияние экзогенные биологически активных коротких пептидов на рост, развитие и дифференцировку каллусной культуры табака. Показано, что они увеличивают рост каллусной массы и стимулируют формирование и рост листьев. Изученные пептиды модулируют в клетках табака экспрессию генов, в том числе, отвечающих за формообразование и клеточную дифференцировку.
5 1 января 2017 г.-31 декабря 2017 г. Эпигенетические системы
Результаты этапа: 1. Изучена экспрессия химерных трансгенов pcDNA3.1_Р450scc-2A-GFP и реконструированной стероидогенной системы Р450scc/Adx/AdR в клет- ках человека. Показано, что гетерологичная система Р450scc обеспечивает эффективную трансформацию стероидов с образованием прегненолона. 2.Проведена дальнейшая оптими P450scc–2A–Adx-2А-AdR (mHGL), включаю- щего белки-компоненты энзиматической Р450scc системы быка. 3. Изучено взаимодействий рекомбинантных белков стероидогенной Р450-scc cистемы со стероидными флуоресцирующими низкомолекулярными соединениями 4. С использованием плазмид р67/Adx, р67/CYP17α и р67/P450scc–2A–Adx- 2А-AdR, обеспечивающих совместную экспрессию белков ХГ/Л системы и цитохрома Р45017α, получены трансгенные штаммы на основе липофиль- ных дрожжей Y. lipolytica, способных поглощать стероидные соединения. 5.Продолжены исследования апоптогенного препарата десметилинцистеро- ла (ДМИ). Показано, что синтетический ДМИ резко индуцирует апоптоз в раковых клетках линии HeLa и не действует на нормальные нетрансформи- рованные клетки. Индукция апоптоза реализуется активацией транскрип- ции проапоптозных генов 6. Получено разрешение Федеральной службыпо надзору в сфере здравоохранения (РОСДРАВНАДЗОР) от 26.07.2017г. на проведение клинических испытаний медицинского изделия «Набор реагентов для определения аномалии упаковки хроматина сперматозоидов человека с использованием микрококковой нуклеазы ”Набор реагентов TAPS” по ТУ 9398-001-11620013-2016». 7. Получен патент на изобретения № 2634384 «Применение препарата ”Экстракт мицелия вешенки ”ревитацел” на основе штамма гриба Pleurotus ostreatus ВКПМ f-819, влияющего на мужскую репродуктивную функцию» Дата публикации патента: 26 октября 2017 г. Изобретение относится к медицине (андрология, репродукция) и касается применения лекарственных препаратов и биологически активных добавок к пище на основе грибных продуцентов, влияющих на мужскую репродуктив- ную функцию, и предназначено для восстановления и сохранения фертиль- ности сперматозоидов человека при их исходной сниженной подвижности - астенозооспермии. 8. Определены термодинамические параметры взаимодействия противоопухолевого антибиотика дистамицина с изолированными ядрами печени крысы. 9. Проведено исследование эндогенного гормонального статуса и ответа на экзогенные фитогормоны у трансформантов картофеля. Предложена базовая модель гормонального контроля клубнеобразования. 10. Протестирована функциональная активность связанных с эндоплазматическим ретикулюмом цитокининовых рецепторов у Arabidopsis taliana. Показано, что рецепторы цитокининов, локализованные в ЭР, активно участвуют в сигнальной трансдукции цитокининов. Предложена модель пространственной организации транспорта цитокинина. 11. Предложена модель эпигенетического механизма старения на основе «горячих то- чек» дезаминирования метилированных динуклеотидов m5CG в кодоне CGA аргинина с образованием стоп-кодонов TGA. 12. Исследована экспрессия широкого круга генов, связанных со старением, в делящихся (старение по Хейфлику) и стационарных клеточных культурах.
6 1 января 2018 г.-31 декабря 2018 г. Эпигенетические системы
Результаты этапа: 1. Разработана и оптимизирована система биотрансформации стероид- ных соединений в трансгенных клетках человека (клеточная линия HEK293) и липофильных дрожжей Y. lipolytica, экспрессирующих цитохром Р450scc (основной компонент стероидогенной холестеролгидроксилазной/лиазной системы), и/или полную стероидогенную Р450scc-систему быка (Р450scc/Adx/AdR). По материалам подготовлена статья для публикации. 2. Показано, что ди- стамицин индуцирует структурные переходы в хроматине ядер, связанные с повышением торзионного напряжения ДНК. Это значительно усиливает взаимодействия между нитями ДНК. Разработанная модель может служить прототипом для тестирования механизмов действия антибиотиков и других веществ на уровне клеточного ядра. 3. Исследованы молекулярные меха- низмы апоптогенного действия десметилинцистерола на раковые клетки. Показано, что он преодолевает блокаду апоптозов в таких клетках, изменяя баланс между экспрессией про-апоптогенных и анти-апоптогенных факто- ров в пользу про-апоптогенных. В нормальных клетках такого эффекта не наблюдается, что и объясняет их резистентность к апоптогенному действию ДМИ. 4. Доказана роль ассоциированных с эндоплазматическим ретикулю- мом цитокининовых рецепторов в передаче сигналов цитокининов. Иссле- дована лигандная активность различных производных N6-бензиладенина в отношении различных изоформ цитокининового рецептора, обнаруже- ны производные, проявляющие селективность в отношении одной из форм рецептора. Обнаружены и исследованы цитокининовые рецепторы у кар- тофеля. 5. Исследована экспрессия генов, активность которых существен- на для старения кожи, в первичных культурах фибробластов кожи чело- века при действии каротиноида фукоксантина. Показано, что в оптималь- ной концентрации фукоксантин заметно стимулирует экспрессию генов, ко- дирующих определенные белки защитных систем (SOD2, TXNRD1, ERCC5 и GADD45A), белки межклеточного матрикса дермы (ELN, FN1, LAMA3, LAMB3, LAMC2) и белки-субъединицы мембранных рецепторов интегри- нов. Эта регуляция осуществляется на эпигенетическом уровне путем пе- рераспределения активирующих (H3K4me3) и ингибирующих транскрип- цию (H3K27me3 и H3K9me3) эпигенетических меток. Таким образом фукок- сантин на эпигенетическом уровне защищает клетки кожи от старения. 6. Показано, что способность клеток к накоплению холестерина зависит от природы мутаций митохондриальной ДНК. 7. Показано, что возникновение атеросклеротических повреждений в артериальных стенках не коррелирует с копийностью мтДНК, но ассоциированна с повышением степени гетеро- плазмии по мтДНК.
7 1 января 2019 г.-31 декабря 2019 г. Эпигенетические системы
Результаты этапа:
8 1 января 2020 г.-30 июня 2020 г. Эпигенетические системы
Результаты этапа:
9 1 января 2021 г.-31 декабря 2021 г. Эпигенетические системы
Результаты этапа:

Прикрепленные к НИР результаты

Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".