Институт
биоорганической химии

Микробные родопсины – интегральные мембранные белки, содержащие хромофор ретиналь и осуществляющие светозависимый транспорт ионов или другие функции. Интерес к ним во многом объясняется перспективами использования в оптогенетике с целью регуляции активности нейронов, в том числе для терапии различных заболеваний. Объектом исследований коллектива ученых из Лаборатории инженерии белка и Группы нанобиоинженерии ИБХ РАН является родопсин Exiguobacterium sibiricum (ESR). Наличие остатка лизина в положении 96, соответствующем внутрибелковому донору протонов для основания Шиффа, отличает его от бактериородопсина (БР), наиболее изученного ретинального белка. В новой работе, выполненной с участием коллег из других российских и зарубежных институтов, авторы показали, что остатки Asp или Glu в этом положении эффективно выполняют в молекуле ESR функцию донора. Однако кинетики фотоцикла и переноса зарядов в мутантах существенно отличаются от БР, что указывает на альтернативный механизм репротонирования основания Шиффа в ESR. Работа опубликована в журнале J Photochem Photobiol B.

Протоковая аденокарцинома поджелудочной железы (ПЖ) является одним из самых смертоносных видов рака во всем мире. Сотрудники Лаборатории структуры и функции генов человека и Группы генной иммуноонкотерапии ИБХ РАН предположили, что повышенная экспрессия эмбрионального фактора ПЖ SOX9 необходима для формирования и поддержания опухолевых фенотипов. Было обнаружено, что подавление экспрессии SOX9 приводит к клеточно-специфическим изменениям экспрессии эпителиальных и мезенхимальных белковых маркеров, а также основных генов эмбриогенеза ПЖ. Наибольшее влияние подавление SOX9 оказало на экспрессию регуляторов клеточного цикла; также наблюдалось снижение пролиферативной активности клеток рака ПЖ и активности проапоптотических каспаз в них. Результаты свидетельствуют о том, что SOX9 выполняет свои многочисленные функции плейотропного регулятора дифференцировки и промотора опухолевого роста клеточно-специфическим образом в клетках рака ПЖ. Работа опубликована в журнале Biomedicines.

ADGRL1 (латрофилин 1), рецептор α-латротоксина из яда каракурта, регулирует выброс нейромедиаторов в нейронах, но до сих пор нет прямых данных о его роли в наследственных заболеваниях. Сотрудники Лаборатории микрофлюидных технологий для биомедицины ИБХ РАН совместно с коллегами из других российских и зарубежных институтов показали, что люди, гетерозиготные по ряду патогенных вариантов гена ADGRL1, демонстрируют различные нейропсихиатрические нарушения, включая задержку развития, умственную отсталость, дефицит внимания/гиперактивность, расстройства аутистического спектра и эпилепсию. In vitro эти патогенные варианты кодируют нефункциональные рецепторы. Инактивация гена Adgrl1 у мышей приводит к нарушениям выброса медиаторов и плохому образованию синапсов в культуре нейронов, а также к нейропсихическим расстройствам и аномалиям развития, сходным с человеческими. Эти данные показывают, что гаплонедостаточность ADGRL1 вызывает неврологические и поведенческие нарушения у мышей и людей, подчеркивая роль ADGRL1 в функционировании ЦНС. Работа опубликована в журнале The American Journal of Human Genetics.

Сотрудники Лаборатории моделирования биомолекулярных систем ИБХ РАН приняли участие в исследовании битопного мембранного белка FIBCD1 и его роли в нейроонтогенетических нарушениях. Это рецептор с высокой экспрессией в мозге и ранее неизвестной функцией в ЦНС. Установлено, что FIBCD1 является эндоцитозным рецептором сульфатированных глюкозоаминогликанов из внеклеточного матрикса мозга и новым геном, ассоциированным с нарушениями развития мозга, а также критической ролью в пластичности нервной системы. Структурные аспекты исследования включают оригинальные разработки Лаборатории в области докинга лигандов, расчеты молекулярной динамики, моделирование по гомологии и предсказание структуры на основании AlphaFold. Работа опубликована в EMBO Molecular Medicine (IF 14.2)

Рак легких является одним из самых распространенных видов рака в мире. Несмотря на существующие стратегии лечения, общая выживаемость пациентов остается низкой, и требуются новые таргетные методы лечения. Ранее сотрудниками Лаборатории биоинженерии нейрорецепторов и нейромодуляторов ИБХ РАН было показано, что ингибирование кислоточувствительных каналов, содержащих субъединицу ASIC1, рекомбинантным аналогом трехпетельного токсина мамбалгина-2 из яда Dendroaspis polylepis останавливает онкогенные процессы в клетках лейкемии, глиомы и меланомы. В новой работе учеными из Лаборатории биоинженерии нейрорецепторов и нейромодуляторов ИБХ РАН совместно с сотрудниками группы ионных механизмов клеточной сигнализации Института Цитологии РАН были изучены эффекты мамбалгина-2 в клетках Льюиса и аденокарциномы легкого A549, трансформированных фибробластах легкого WI-38 и нормальных фибробластах легкого HLF, и описана новая молекулярная мишень токсина, селективно экспрессирующая в трансформированных клетках. Работа опубликована в журнале Frontiers in Oncology (IF 5.74, Q1) в рамках спецвыпуска Women in Molecular and Cellular Oncology. Подробнее