Лаборатория молекулярных технологий
Центральным направлением наших исследований является использование синтетической биологии для исследований редокс-регуляции нейронов и других клеток, а также для разработки молекулярных инструментов для оптогенетики и метаболической инженерии.
Живые системы отличаются направленным транспортом электронов через редокс пары. В каждой живой клетке электроны транспортируются от первичных источников (пища) к акцепторам (молекулярный кислород и другие терминальные акцепторы, строительные блоки макромолекул). Транспорт идет через систему редокс пар, некоторые из которых, как например NADH/NAD+ or NADPH/NADP+, выступают в роли «электронной валюты», депонируя электроны и обслуживая реакции окисления и восстановления. В свою очередь, молекулярный кислород не только служит терминальным акцептором электронов в дыхательных цепях, но и выступает глобальным регулятором метаболических и сигнальных процессов посредством активных форм кислорода. Не будет преувеличением сказать, что состояние редокс пар и концентрация и локализация редокс-мессенджеров регулируют все процессы в клетке.
Один из главных вопросов в наших исследованиях: как ключевые АФК и редокс-пары (например H2O2, NADP+/NADPH) регулируют функционирование нейронов. Особый интерес в этой области представляет селективный мониторинг и модуляция редокс-процессов в синапсах. Мониторинг редокс-регуляции осуществляется с помощью направленной экспрессии генетически кодируемых сенсоров в пре- и постсинаптических терминалях нейронов. Модуляция осуществляется с помощью инструментов метаболической инженерии, для которых также возможна синаптическая локализация. Разрабатываемые нами молекулярные инструменты метаболической инженерии основаны на ферментах из бактерий, архей и дрожжей, использующих субстраты, нехарактерные для клеток позвоночных. Экспрессируя эти ферменты в различных модельных объектах, от культивируемых нейронов до животных (рыба Danio rerio, мышь), в комбинации с генетически кодируемыми флуоресцентными сенсорами, мы пытаемся понять редокс-регуляцию нейронов.
Другим направлением наших исследований является разработка новых подходов оптогенетической стимуляции нейронов. Нами используются термочувствительные катионные каналы из змей для термогенетической активации нейронов с помощью ИК-лазеров. Каналы семейства TRP имеют ряд преимуществ по сравнению с традиционными для оптогенетики каналородопсинами: гораздо более высокая проводимость, активация ИК-излучением, гораздо глубже проникающим в ткань по сравнению с видимым светом. Каналы TRPA1 из змей успешно используются нами для активации нейронов в культуре и для управления поведенческими реакциями рыбы Danio.
Нами разрабатываются новые методы микроскопии сверхвысокого разрешения, позволяющие наблюдать за динамикой сигнальных процессов в клетках. До недавнего времени субдифракционная микроскопия позволяла наблюдать лишь за структурой внутриклеточных филаментов и других надмолекулярных комплексов. Нам впервые удалось использовать биосенсор в качестве флуорофора для сверхразрешающей микроскопии (Mishina et al, Nano Letters 2015). Это позволило получить информацию об истинных размерех микродоменов пероксида водорода в клетке. В настоящее время мы тестируем еще ряд подходов к извлечению информации о динамических процессах из субдифракционных изображений.
ФИО | Должность | Контакты |
---|---|---|
Белоусов Всеволод Вадимович, Чл.-корр. РАН, проф.РАН, д.б.н. | г.н.с. | |
Можаев Андрей Александрович, к.х.н. | с.н.с. | a.a.mozhaev@gmail.com |
Благонравов М.Л. | н.с. | |
Ланин А.А. | н.с. | |
Марквичева К.Н., к.б.н. | н.с. | |
Рябинина А.Ю. | н.с. | |
Басс Дина Юрьевна | м.н.с. | |
Овечкина В.С. | м.н.с. | |
Потехина Екатерина Сергеевна, к.б.н. | м.н.с. | |
Шувалова М.Л. | м.н.с. | |
Шохина Арина Геннадиевна | н.с. | |
Андрианова С.К. | тех.-лаб. | |
Суворова П.С. | тех.-лаб. | |
Исмаилов Р.А. | инженер | |
Кошенкова А.В. | инженер | |
Ранее здесь работали | ||
Билан Дмитрий Сергеевич, к.б.н. | ||
Ермакова Ю.Г., к.б.н. | ||
Мишина Наталия Михайловна, к.б.н. | ||
Мишина Наталия Михайловна, к.б.н. | ||
Храмова Ю.В. | ||
Кельмансон Илья Владимирович, к.б.н. | ||
Кудрявцева Е.И., к.б.н. | ||
Рощина М.А. | ||
Богданова Юлия Антоновна | ||
Терещук В.М. | ||
Шаховцев Д.А. | ||
Шаховцев Д.А. | ||
Шишова К.В. | ||
Шишова К.В. | ||
Ревазян А.С. | ||
Матлашов М.Е. | ||
Сабинин С.С. | ||
Сабинин С.С. | ||
Сысоева В.А. | ||
Фаткулин А.А. | ||
Шиманская Я.О. | ||
Горбенкова А.И. | ||
Иваненко А.В. | ||
Иваненко А.В. | ||
Смолярова Д.Д. | ||
Фетисова Е.С. |
![](/images/ajax-loader.gif)
Научные проекты
![](/images/ajax-loader.gif)
Белоусов Всеволод Вадимович
Москва, ул. Миклухо-Маклая, 16/10 На карте
![](/images/ajax-loader.gif)