МГУ–2015: 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 22 научные статьи, сделано 15 докладов на российских и международных научных конференциях.

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 (доц. И.С. Филимонов).

4. Роль натрий-калиевой АТФазы в механизмах внутриклеточной сигнализации нейронов (инженер О.М. Лопачева).

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).

9. Диагностика лёгочных заболеваний на основе анализа белкового состава конденсата выдыхаемого воздуха методами масс-спектрометрии с использованием биоинформатических подходов (асс. К.Ю. Федорченко)

 

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

 

 

До настоящего времени причины развития болезни Паркинсона (БП) остаются неизвестными. Большое значение в этиологии БП придается генетическим факторам, особенно при манифестации заболевания в молодом возрасте. Среди всей совокупности генов редких наследственных форм БП ключевое место занимает ген PARK2. Целью исследования было проведение функционального анализа дофаминового транспортёра (DAT) при аутосомно-рецессивной болезни Паркинсона, обусловленной мутациями в гене PARK2. Показано, что в клетках с мутациями PARK2 уровень экспрессии DAT был достоверно выше по сравнению с нормальными нейронами, при этом связывание дофамина нормальными клетками было почти вдвое выше, чем PARK2-мутантными нейронами. Таким образом, дофаминергические нейроны, несущие мутации в гене PARK2, характеризуются функциональной недостаточностью систем дофаминового транспорта. Одним из клеточных механизмов компенсации этого дефекта является, по-видимому, раннее повышение экспрессии белка дофаминового транспортёра.

 

 

Проведено исследование кинетического механизма действия нестероидных противовоспалительных средств (НПВП) на главную для них фармакологическую мишень, фермент простагландин Н синтазу (PGHS). Показано, что ингибирование PGHS-1 из везикулярных желез барана представителем НПВП напроксеном проявляет неконкурентный по отношению к арахидоновой кислоте характер и не описывается в рамках обычно используемых схем, но может быть описано с учётом наличия отрицательной кооперативности циклооксигеназных активных центров гомодимерного PGHS-1 при связывании напроксена (первая молекула напроксена образует более прочный комплекс (K₁ = 0,1 мкМ), чем вторая (K₂ = 9,2 мкМ)). Кажущийся неконкурентным наблюдаемый характер взаимодействия напроксена с ферментом объясняется медленной диссоциацией фермент-ингибиторных комплексов. Оказалось, что те же экспериментальные данные описываются и в рамках обычной кинетики, но в предположении о наличии смеси двух форм фермента с константами ингибирования K_α = 0,05 мкМ и K_β = 18,3 мкМ. Теоретическое рассмотрение и численные расчёты показали, что такое явление кинетического вырождения кооперативной модели имеет общий характер: при K₂ >> K₁ кооперативная модель вырождается в схему, предусматривающую наличие двух форм фермента с константами ингибирования K_α = K₁/2, K_β =2•K₂; при K₂ << K₁ кооперативная модель вырождается в схему одновременного присоединения к ферменту двух молекул ингибитора с наблюдаемой константой ингибирования K₂ = K₁•K₂. Сведение отрицательной кооперативности к простой неоднородности препарата фермента по сродству к ингибитору может служить удобным и простым способом для практического описания таких явлений в энзимологии, биотехнологии, фармакологии и других областях.

 

 

Исследование конденсата выдыхаемого воздуха (КВВ) − неинвазивный метод мониторинга состояния дыхательной системы. Сбор пробы КВВ может быть осуществлён даже для очень тяжёлых пациентов и повторен через короткие интервалы времени. Исследование КВВ имеет большие перспективы для скрининговых программ, направленных на раннюю диагностику заболеваний лёгких.

В настоящее время отсутствуют системные сравнительные исследования изменения белкового состава КВВ в зависимости от состояния дыхательной системы в норме и при различных заболеваниях. Собраны и проанализированы КВВ здоровых некурящих доноров, здоровых курильщиков, больных с диагнозами внебольничная пневмония, хроническая обструктивная болезнь лёгких, рак лёгкого. Для группы с диагнозом рак лёгкого было проведено сравнение результатов анализа белкового состава КВВ с имеющимися в литературе данными по белковому составу опухолевой ткани лёгкого, полученными с помощью 2D-электрофореза, и данными по экспрессии генов в опухолевой ткани лёгкого, полученными с помощью микрочипирования.

В исследовании приняли участие 106 человек. Показано, что анализ белкового состава КВВ позволяет разделить все группы между собой и для каждой группы можно выделить специфический пул белков, характерных для данного состояния дыхательной системы. При сравнении группы белков, характерных для КВВ больных с диагнозом рак лёгкого, с опубликованными массивами данных по экспрессии генов в опухолевой ткани было найдено 36 пересечений (10 гистонов, 12 иммуноглобулинов, 11 кератинов, альбумин, остеопонтин и цинк-альфа2-гликопротеин). При аналогичном сравнении с опубликованными данными по белковому составу опухолевой ткани также найдены пересечения: DPYSL5 и лактоферрин. Интересно, что эти белки были ранее выделены сотрудниками МВЦ в диагностическую панель рака лёгкого для КВВ, состоящую из двух десятков белков.

Еще одним интересным результатом работы стало обнаружение в КВВ двух больных с диагнозом пневмония белков из предложенной диагностической панели, а при дальнейшем их обследовании в ГКБ№57 г. Москвы у них был подтверждён рак лёгкого и им был поставлен диагноз параканкрозная пневмония.

 

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. По окончании обучения стажеры сдают отчёт о стажировке. На основании решения Учёного совета МБЦ стажёрам, успешно выполнившим индивидуальный план, выдаётся сертификат о повышении квалификации.

Продолжительность стажировки – от 1 до 4 месяцев (окт. – июнь). Иногородним стажёрам предоставляются отдельные комнаты в общежитии Главного здания МГУ на Ленинских горах. В 2015 г. прошли обучение 12 человек.

 

МБЦ совместно с факультетом биоинженерии и биоинформатики проводит довузовскую подготовку школьников. В 2015 г. по этой программе обучались 74 человека.

 

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