|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ФНКЦ РР |
||
Физико-химические основы молекулярной биоинженерииНИР
Physical and chemical bases of Molecular Bioengineering
- Руководитель НИР: Кирпичников М.П.
- Ответственные исполнители: Лобакова Е.С., Шайтан К.В.
- Участники НИР: Айдналиева Н.В., Акулина Е.А., Алескерова Л.Э., Алипкина С.И., Аргентова В.В., Армеев Г.А., Архипова А.Ю., Ахаев Д.Н., Багров Д.В., Барский Е.Л., Баулина О.И., Боздаганян М.Е., Бонарцев А.П., Бондаренко Е.А., Буракова О.В., Васильева С.Г., Вахрушева А.В., Волох О.И., Гапизов С.Ш., Герасимова Н.С., Гераськина О.В., Глухов Г.С., Горелова О.А., Грибкова А.К., Дольникова Г.А., Жаркова И.И., Зайцев П.А., Зайцева А.А., Карлова М.Г., Качер Ю.Г., Коровина А.Н., Кошкина Д.О., Кравчук Е.В., Кристовский Н.В., Кудрявцев А.В., Кудряцев А.В., Кудряшова К.С., Лобанова А.А., Лукьянов А.А., Любителев А.В., Люкманова Е.Н., Малинина Д.К., Малюченко Н.В., Мамаева Н.Ю., Мариловцева Е.В., Налобин Д.С., Никишин И.И., Новоселецкий В.Н., Олейников П.Д., Орехов Ф.С., Орлов Н.А., Панченко Л.А., Петрова П.А., Петушкова Ю.А., Петушкова Ю.П., Рамонова А.А., Саванина Я.В., Саулина А.А., Селях И.О., Семенова Л.Р., Сенковенко А.М., Сивкина А.Л., Сингх-Пальчевская Л.Р., Соколова О.С., Соловченко А.Е., Соловченко О.В., Станишнева-Коновалова Т.Б., Студитский В.М., Суханова Ю.А., Трифонова Е.С., Утешинская Л.В., Федоренко Т.А., Федулова А.С., Феофанов А.В., Чеканов К.А., Чеснокова Д.В., Чивкунова О.Б., Шайтан А.К., Шапиро Т.Н., Шибзухова К.А., Шиловский Г.А., Щербаков П.Н., Яголович А.В.
- Подразделение: Кафедра биоинженерии
- Срок исполнения: 1 января 2021 г. - 31 декабря 2027 г.
- Номер договора (контракта, соглашения): 02-1-21
- Номер ЦИТИС: 121032500056-3
- Тип: Фундаментальная
- Приоритетное направление научных исследований: Физико-химические основы биологии и биотехнологии
- Приоритеты и перспективы НТР Российской Федерации согласно Стратегии НТР РФ: переход к высокотехнологичному здравоохранению и технологиям здоровьесбережения
- ПН России: Науки о жизни
- Направление технологического прорыва России: Медицинские технологии и лекарственные средства
- Критическая технология России: Биомедицинские и ветеринарные технологии
-
Рубрики ГРНТИ:
- 34.15.23 Молекулярная генетика
- 34.15.51 Молекулярная онкология
- 34.15.65 Молекулярная патология
- 34.17.03 Теоретическая и математическая биофизика
- 34.17.15 Молекулярная биофизика
- 34.17.27 Искусственные и биологические мембраны
- 34.17.29 Межклеточные и межмембранные взаимодействия
- 34.27.17 Морфология и физиология микроорганизмов
- 34.27.19 Рост и культивирование микроорганизмов
- 34.27.23 Экология микроорганизмов
- 34.45.05 Методы доклинического исследования и отбора лекарственных средств
- 34.57.01 Общие вопросы
- 34.57.21 Материалы для биомедицинского применения
- Классификатор OECD: Биофизика, Микробиология, Математическая и вычислительная биология, Биотехнология и прикладная микробиология, Биохимия и молекулярная биология, Микроскопия, Клиническая биохимия
-
Ключевые слова:
тканевая биоинженерия, микробиологическая биоинженерия, структурная биология, клеточная биоинженерия, симбиология, молекулярная биология, метаболическая биоинженерия, белковая биоинженерия, молекулярное моделирование
tissue bioengineering, microbiological bioengineering, molecular biology, molecular modeling, metabolic bioengineering, protein bioengineering, structural biology, cell bioengineering, computer modeling, symbiology -
Описание:
Получение новых знаний и новых биообъектов (биомолекул, полимеров, нанобъектов, тканей), представляющих интерес для медицины и биотехнологии. Получение новых знаний и новых штаммов микроорганизмов, перспективных для промышленного культивирования и для развития биотехнологии. Получение новых компьютерных моделей биообъектов, представляющих интерес для медицины и биотехнологии. Получение новых знаний о механизмах регуляции транскрипции и репликации с целью создания новых лекарственных средств. Получение новых биокомпозитных материалов для целей клеточной, тканевой биоинженерии и для промышленного производства. Проведение экспериментальных работ по исследованию свойств, структур и практической применимости полученных биомолекул, микроорганизмов, биоматериалов. Подготовка статей, монографий, патентов, тезисов на конференции, дипломных и диссертационных работ по полученным данным. Интеграция полученных знаний в учебный процесс факультета.
-
Abstract:
btaining new knowledge and new bioobjects (biomolecules, polymers, nanoobjects, tissues) of interest to medicine and biotechnology. Obtaining new knowledge and new strains of microorganisms promising for industrial cultivation and for the development of biotechnology. Obtaining new computer models of bioobjects of interest to medicine and biotechnology. Obtaining new knowledge about the mechanisms of transcription and replication regulation in order to create new drugs. Obtaining new biocomposite materials for cell, tissue bioengineering and for industrial production. Conducting experimental work on the study of the properties, structures and practical applicability of the obtained biomolecules, microorganisms, biomaterials. Preparation of articles, monographs, patents, abstracts at the conference, diploma and dissertations based on the data received. Integration of acquired knowledge in the educational process of the faculty.
-
Планируемые результаты:
Будут проведены детальные физико-химические и биологические исследования биомолекул, полимеров, нанобъектов, тканей, представляющих интерес для медицины и биотехнологии и определены дальнейшие научные и практические задачи.Будут проведены исследования видового разнообразия, а также ультраструктурные и молекулярно-генетические исследования микроорганизмов перспективных для биотехнологии. Оптимизированы методы промышленного культивирования микроорганизмов.Будет выполнен комплекс работ по моделированию структуры и свойств биомолекул, представляющих интерес для медицины и биотехнологии. Будет осуществляться разработка методов компьютерного анализа межмолекулярных взаимодействий в мембранном окружении.Будут проведены дальнейшие исследования эпигетических механизмов регуляции транскрипции и репарации с целью создания лекарственных соединений
-
Научный задел:
Ранее были проведены физико-химические и биологические исследования биомолекул, полимеров, нанобъектов, тканей, представляющих интерес для медицины и биотехнологии и создан научный и практический задел. В частности, при биохимических, молекулярно-биологических и ультраструктурных исследованиях поглощения фосфора клетками микроводорослей и цианобактерий получены результаты важные результаты и создан существенный задел для разработки эффективных способ получения обогащенной полифосфатами биомассы, пригодной для конверсии в экологически безопасные биоудобрения с попутной биологический очисткой сточных вод. Для проведения функциональных исследований получен ряд активных белков: нейромодулятор человека lynx2 – потенциальный препарат для лечения нейродегеративных заболеваний, флуоресцентно-меченый АТТО488-xонготоксин, активный в отношении каналов KcsA-Kv1.1 и KcsA-Kv1.3, препаративные количества очищенного рекомбинантного белка R3/32, гуманизированное антитело к NY-ESO-1 – прототип потенциального противоопухолевого препарата. С помощью электронной микроскопии проведен ряд ультраструктурных исследований и расшифрованы возможны механизмы: 1) взаимодействия белка HOF1 по с белками цитоскелета – актином и септином, 2) работы регуляторной частицы 19S в протеасомах 26S S. frugiperda; 3) связывания F-BAR-домена белка Nervous wreck с модельными липидными мембранами и др. Создан алгоритмы с использованием нейронных сетей для компьютерной обработки и распознавания пространственных структур, свойственных для определенных классов биополимеров. Разработана методика выращивания клеток рака головы и шеи в 3D-объеме на основе поли-3-оксибутирата. Разработана модель повреждения стенки кишечника и ее регенерации с использованием композитной конструкции на основе поли-3-оксибутирата и бактериального альгината. Были разработаны новые скаффолды на основе фиброина шелка, могут стать основой для создания конструкций, способствующих регенерации мозга после травматических повреждений.
- Добавил в систему: Малюченко Наталия Валериевна
Источник финансирования НИР
| госбюджет, раздел 0110 (для тем по госзаданию) |
Этапы НИР
| # | Сроки | Название |
| 1 | 1 января 2021 г.-31 декабря 2021 г. | Физико-химические основы молекулярной биоинженерии, Этап 1 |
| Результаты этапа: | ||
| 2 | 1 января 2022 г.-31 декабря 2022 г. | Физико-химические основы молекулярной биоинженерии, Этап 2 |
| Результаты этапа: В 2022 году проведены детальные физико-химические и биологические исследования биомолекул, полимеров, нанобъектов, тканей, представляющих интерес для медицины и биотехнологии и определены дальнейшие научные и практические задачи. Результаты выполненных исследований в 2022 году и сопоставление результатов с мировым уровнем позволяют утверждать, что полученные данные соответствуют тенденциям и уровню выполняемых в мире аналогичных исследований в этой области и имеют перспективы для дальнейшего развития, в том числе и с целью практического использования в клинической практике. | ||
| 3 | 1 января 2023 г.-31 декабря 2023 г. | Физико-химические основы молекулярной биоинженерии, Этап 3 |
| Результаты этапа: В 2023 году на кафедре биоинженерии проведены физико-химические и биологические исследования представляющих интерес для медицины и биотехнологии. Было проведено исследование воздействия внешнего магнитного поля на жизнеспособность, пролиферацию и фенотип клеток млекопитающих: опухолевых клеток карциномы гортани линии Hep-2, мезенхимальных стволовых клеток (МСК), выделенных из костного мозга крыс и нейроноподобных клеток – клеток нейробластомы человека линии SH-SY5Y, культивируемых на композитных скаффолдах и кондуитах 3-х основных типов, полученных методом электроспиннинга: на основе контролируемого биосинтеза поли-3-оксибутирата (ПОБ), композита ПОБ с наночастицами магнетита (ПОБ/М) и композита ПОБ с комплексом частично восстановленного оксида графена с наночастицами магнетита (ПОБ/М-вОГ). Была исследована противоопухолевая активность гибридных бифункциональных белков на основе рецептор-селективного варианта цитокина TRAIL DR5-B на моделях ксенотрансплантатов мышей in vivo. Также был разработан биоинженерный способ получения флуоресцентного лиганда калиевых каналов Kv1 на основе харибдотоксина и флуоресцентного белка GFP и показана функциональная активность полученного лиганда на канале KcsA-Kv1.3. Было показано, что чувствительность мембранного иммуносенсора может быть увеличена, если пропускать пробу через мембрану под давлением, а также предложен алгоритм анализа пар изображений, полученных в экспериментах по корреляционной микроскопии. было проведено молекулярное моделирование и сравнительный анализ взаимодействий пептидов, связывающихся с кислотным лоскутом нуклеосомы. Проведен анализ и разработан метод уточнения позиций нуклеосом на отдельных генах дрожжей по данным MNA секвенирования». Проведено обновление базы данных структур нуклеосом. Выявлен высокий потенциал M. simplicissimum IPPAS C2056 для экологически чистого синтеза наночастиц, содержащих Mn, Fe и P. Проанализированы факторы, определяющие эту способность, и перспективы использования микроводорослей для получения наночастиц с ценными свойствами. Продемонстрировано, что ко-экспрессия канала Kv7.1 дикого типа с дополнительным полилизиновым пептидом приводит к понижению функции канала, а ко-экспрессия его с мутантным пептидом полностью приводит к полной потере функции. С помощью крио-ЭМ была получены с атомным разрешением структуры практически полного бактериофага DT57C и вируса таёжного энцефлита и Kv7.1 канала с открытом и закорытом состояниях. Исследованы структурные перестройки внутри нуклеосомной ДНК в элонгационных комплексах -5 (ЭК-5), способность белка PARP1 индуцировать формирование жидких фаз, исследовано влияние ряда ДНК-тропных соединений на структуру хроматосом на основе линкерных гистонов H1.0 и Н1.5 .Результаты проведенных исследований позволяют утверждать, что полученные данные соответствуют тенденциям и уровню выполняемых в мире аналогичных исследований в этой области и имеют перспективы для дальнейшего развития, в том числе и с целью практического использования в клинической практике | ||
| 4 | 1 января 2024 г.-31 декабря 2024 г. | Физико-химические основы молекулярной биоинженерии, Этап 4 |
| Результаты этапа: | ||
| 5 | 1 января 2025 г.-31 декабря 2025 г. | Физико-химические основы молекулярной биоинженерии, Этап 5 |
| Результаты этапа: | ||
| 6 | 1 января 2026 г.-31 декабря 2026 г. | Физико-химические основы молекулярной биоинженерии |
| Результаты этапа: | ||
| 7 | 1 января 2027 г.-31 декабря 2027 г. | Физико-химические основы молекулярной биоинженерии |
| 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".