МГУ–2014: Международный учебно-научный биотехнологический центр

Общие сведения. МБЦ организован в 1987 г. Центр обеспечивает повышение квалификации специалистов с высшим образованием на основе интеграции учебного процесса с научными исследованиями в области биотехнологии.

 

Наука. Сотрудники выполняют научно-исследовательские работы с использованием грантов РФФИ, договоров и контрактов Министерства образования и науки и других министерств. МБЦ имеет тесные контакты с Центром «Биоинженерия» РАН, Институтом биологии развития РАН, Институтом неврологии РАМН, Институтом биохимии им. А.Н.Баха РАН.

По результатам работы опубликовано 16 научных статей, сделано 12 докладов на российских и международных научных конференциях, получен 1 патент на изобретение.

 

Основные направления научной работы:

1. Получение биологически активных материалов, исследование их свойств и разработка новых технологий получения биологически активных веществ (проф. П.В.Вржещ).

2. Изучение механизмов ферментативных реакций в фундаментальном и прикладном аспектах с использованием теоретических, экспериментальных подходов и компьютерного моделирования (проф. П.В.Вржещ).

3. Биологическая роль природного нейропептида карнозина, разработка предложений по производству лекарственных препаратов, эффективных при воспалительных процессах и ишемических повреждениях мозга (ст. препод. Л.В.Смольянинова).

4. Роль натрий-калиевой АТФазы в механизмах внутриклеточной сигнализации нейронов (асс. Е.Е.Аккуратов).

5. Микроскопические грибы в биоценозах почв для разработки стратегии скрининга продуцентов различных экзоферментов (проф. Ю.Т.Дьяков).

6. Проведение исследовательской работы по получению трансгенных животных (доц. Л.А.Слепцова).

7. Проблемы и перспективы генной терапии. Генотерапия рака (доц. М.М.Бабыкин).

8. Генетическая регуляция адаптивного ответа на окислительный стресс у цианобактерий (доц. М.М.Бабыкин).

 

В рамках темы «Комплексные исследования человека» (ПНР-4) выполняются научные исследования по следующим приоритетным направлениям:

 

 

Показано наличие нейропротекторного эффекта у природного дипептида карнозина на первичной культуре клеток мозжечка крысы в двух моделях окислительного стресса: ААРН-индуцированного окислительного стресса и модели ротенон-индуцированной нейротоксичности. Наиболее выраженный нейропротекторный эффект наблюдался при внесении в инкубационную среду 2 мМ карнозина, что в 2 раза снижало гибель клеток, а также повышало их жизнеспособность на 16,5% в модели ААРН-индуцированной нейротоксичности. 2 мМ карнозина также в 3 раза снижало гибель клеток и повышало их жизнеспособность на 13% в модели ротенон-индуцированной нейротоксичности. Показано, что клетки первичной культуры клеток мозжечка крысы экспрессируют переносчик пептидов PEPT2, который способен переносить карнозин внутрь клеток. Карнозин не оказывал влияния на уровень белков-регуляторов апоптоза семейства Bcl-2 и фосфорилирование MAP киназ в интактной культуре. Полученные результаты открывают перспективу применения карнозина для лечения широкого спектра заболеваний центральной нервной системы, связанных с развитием окислительного стресса. При этом, благодаря отсутствию побочных эффектов на системы контроля пролиферации в здоровых клетках, карнозин может быть использован в больших дозировках и в течение длительного времени.

 

 

Завершена многолетняя работа и подготовлена последняя публикация по доказательству в общем виде метода Ча (Cha S. (1968) J. Biol. Chem., 243, 820–825) для применения равновесного приближения в кинетике ферментативных реакций и по определению точности равновесного приближения (Вржещ П.В. Биохимия, 1996, 2008, 2010, 2011 гг.;  Вржещ П.В. Биофизика, 2013 г.).

 

 

Установлено, что NMDA рецепторы играют важную роль в регуляции синаптической пластичности и памяти. Активация NMDA рецепторов изменяет внутриклеточные концентрации Na⁺ и K⁺, которые впоследствии восстанавливаются Na,K-ATPазой. С помощью иммунохимических и биохимических методов исследованы потенциальные механизмы взаимодействия между этими двумя белками. Показано, что NMDA рецепторы и Na,K-ATPаза взаимодействуют друг с другом, и это взаимодействие характерно для обеих изоформ альфа субъединицы Na,K-ATPазы, экспрессирующихся в нейронах: альфа1 и альфа3. Методом Вестерн-блоттинг определено, что длительное воздействие на первичную культуру нейронов мозжечка наномолярных концентраций уабаина (кардиотонического стероида, специфического лиганда Na,K-ATPазы) приводит к уменьшению количества NMDA рецепторов, предположительно опосредованному альфа3 субъединицей Na,K-ATPазы. Также показано снижение ферментативной активности альфа1 субъединицы Na,K-ATPазы, вызванное активацией NMDA рецепторов. Этот эффект опосредован увеличением внутриклеточного Ca²⁺. Таким образом, Na,K-ATPаза и NMDA рецепторы могут взаимодействовать функционально путём формирования макромолекулярного комплекса, что может быть важно для восстановления ионного баланса после возбуждения нейронов. Данное взаимодействие позволяет предположить, что работа NMDA рецептора может регулироваться эндогенными кардиотоническими стероидами, которые найдены в спинномозговой жидкости, или фармакологическими препаратами, влияющими на работу Na,K-ATPазы.

Исследовано действие уабаина – одного из соединений класса кардиотонических стероидов и специфического ингибитора Na,K-АТРазы – на профиль активации трёх основных МАР киназ (ЕRK1/2, JNK и p38) в первичной культуре клеток мозжечка крыс. Впервые показано, что при действии уабаина в концентрации 1 µМ (ВЫШЕ мМ), не вызывающей гибель клеток, в культуре нейронов происходит изменение фосфорилирования сразу трёх MAP киназ: ERK1/2 активируются при 1–6 ч инкубации, p38 активируется при 1–18 ч инкубации, а JNK дезактивируется после 6–18 ч.

Таким образом, в нейронах уабаин может участвовать сразу в трёх сигнальных каскадах, опосредованных МАР киназами. Полученные результаты представляют интерес как для исследования эндогенного действия уабаина, так и для механизмов, запускаемых ингибированием Na,K-АТРазы, что может быть применено и при исследовании механизмов развития нейродегенеративных заболеваний.

 

Учебная работа. В совместной работе МБЦ участвуют подразделения НИИФХБ им. А.Н.Белозерского и факультетов: биологического, химического, фундаментальной медицины, биоинженерии и биоинформатики, почвоведения.

МБЦ принимает на стажировку (обучение) специалистов из вузов, академических институтов, научных центров и научно-производственных организаций. Стажёры имеют возможность прослушать курсы лекций, читаемых студентам МГУ, посещать лабораторные практикумы и семинарские занятия, как в лабораториях МГУ, так и в институтах РАН, РАМН, РАСХН, с которыми МБЦ имеет связи.

Стажировку проходят биологи, химики, технологи, инженеры, специалисты с медицинским, сельскохозяйственным, педагогическим образованием.

Стажировка проводится по направлениям:

1. Промышленная микробиология (рук. проф. Н.С.Егоров);

2. Прикладная вирусология (рук. акад. РАН  И.Г.Атабеков);

3. Инженерная энзимология (рук. чл.-корр. РАН  С.Д.Варфоломеев);

4. Прикладная биоэнергетика (рук. акад. РАН  В.П.Скулачёв);

5. Генетическая инженерия (рук. акад. РАН  С.В.Шестаков);

6. Клеточная инженерия и иммунология (зам. рук. доц. И.А.Кондратьева);

7. Надклеточная инженерия (рук. проф. В.А.Голиченков);

8. Медицинская биотехнология (рук. проф. А.А.Каменский);

9. Почвенная биотехнология (рук. проф. М.М.Умаров).

Стажёры обучаются по индивидуальным планам, согласованным с научным руководителем и утверждённым Учёным советом МБЦ. После окончания срока обучения они предоставляют отчёт о стажировке. На основании решения Учёного совета МБЦ стажёрам, успешно выполнившим индивидуальный план, выдаётся удостоверение о повышении квалификации.

Продолжительность стажировки – от 1 до 4 месяцев (окт. – июнь). Иногородним стажерам предоставляются отдельные комнаты в общежитии Главного здания МГУ на Ленинских горах. В 2014 г. прошли обучение 16 стажёров.

МБЦ совместно с факультетом биоинженерии и биоинформатики проводит довузовскую подготовку школьников. В 2014 г. по этой программе обучались 62 человека.

 

Персоналии. Проф. Н.С.Егоров удостоен звания «Звезда Московского университета».

 

Адрес сайта Центра: http://biocentr.msu.ru