ИСТИНА

разработка методов использования современных синхротронных источников в биологии1. Цели выполнения работ: 1.1. проведение синхротронных и нейтронных исследований (разработок), необходимых для решения принципиально новых фундаментальных и крупных прикладных задач, в том числе: поддержка научных и научно-технических проектов, выполняемых организациями, в том числе совместно с организациями, действующими в реальном секторе экономики, представителями международного научного сообщества, а также проектов исследователей в возрасте до 39 лет; поддержка разработки и трансфера прорывных технологий, созданных с использованием результатов синхротронных и нейтронных исследований, а также ускорительных, реакторных и ядерных технологий, в том числе в рамках развития ядерной медицины; 1.2. создание сетевой синхротронной и нейтронной научно-исследовательской инфраструктуры на территории Российской Федерации, в том числе создание и развитие на базе организаций лабораторий и центров, включая центры коллективного пользования, инфраструктуры для хранения, обработки и анализа экспериментальных данных, обеспечивающих ускоренное развитие синхротронных и нейтронных исследований, ускорительных, реакторных и ядерных технологий, в том числе технологий ядерной медицины; 1.3. подготовка специалистов в области разработки, проектирования и строительства источников синхротронного и нейтронного излучения, а также научных кадров для проведения синхротронных и нейтронных исследований (разработок) в целях получения результатов мирового уровня, в том числе: разработка и реализация образовательных программ высшего образования и дополнительных профессиональных программ, направленных на создание прорывных технологических решений с применением синхротронных и нейтронных источников; организация и проведение научных конференций, школ и семинаров для исследователей и обучающихся по направлениям реализации Федеральной программы в возрасте до 39 лет.

3.1. Должно быть проведено моделирования белков хроматина (и/или их функциональных доменов и/или комплексов) для не менее одного объекта. 3.2. Должны быть проведены клонирование гена WGR-домена белка PARP-2, оптимизация и проведение тестовой экспрессии, выделения и очистки WGR- домена белка PARP-2. 3.3. Должны быть проведены исследования полученных каротиноид-связывающих белков с помощью спектроскопии комбинационного рассеяния. Работа выполняется совместно с TU Berlin (Т.Фридрих) и/или ELI Beamlines. 3.4. Должна быть проведена наработка ксантородопсина из Gloeobacter в апо- и холоформах с каротиноидом. 3.5. Должны быть выполнены спектральные исследования полученных каротиноид- связывающих белков с помощью абсорбционной спектроскопии. 3.6. Должны быть выполнены исследования полученных каротиноид-связывающих белков с помощью времяразрешенной флуориметрии. 3.7. Должна быть проведена препаративная экспрессия, выделение и очистка WGR-домена белка PARP-2. 3.8. Должны быть получены генетические конструкции ксантородопсина из Gloeobacter и мутантной формы натриевого насоса из Dokdonia. 3.9. Должен быть разработан план модернизации лазерного спектрометра для экспериментов в режиме накачки-зондирования. 3.10. Должен быть разработан план модернизации установки для измерения температурных зависимостей спектрально-временных характеристик биологических образцов в широком диапазоне температур. 3.11. Должен быть разработан план модернизации комплекса для исследования конформационной динамики единичных биологических молекул. 3.12. Должны быть проведены техническое обслуживание и модернизация конфигурации вычислительного кластера. 3.13. Должно быть разработано в рамках Программы «Применение синхротронных и нейтронных источников излучения для решения задач структурной биологии» биологического ф-та МГУ содержание лекционных курсов и практических занятий по кристаллизации белков, а также материалов для оценки знаний по курсам лекций и практическим занятиям. 3.14. Должна быть разработана документация для дополнительной профессиональной образовательной Программы (далее Программы) «Применение синхротронных и нейтронных источников излучения для решения задач структурной биологии» биологического факультета МГУ. 3.15. Должно быть проведено моделирования объектов исследования - белков хроматина (и/или их функциональных доменов и/или комплексов) для не менее двух объектов. 3.16. Должен быть выполнен анализ структурных данных малоуглового рассеяния с помощью методов интегративного моделирования для белков хроматина (и/или их функциональных доменов и/или комплексов). 3.17. Должно быть осуществлено клонирование гена белка Swi4, проведение тестовой экспрессии, выделения и очистки Swi4, оптимизация экспрессии выделения и очистки Swi4. 3.18. Должны быть проведены исследования динамики каротиноид-связывающих белков с помощью малоуглового рассеяния рентгена и/или нейтронов. Работа выполняется совместно с TU Berlin (Т.Фридрих). 3.19. Должно быть выполнено моделирование белок-хромофорных взаимодействий in silico на основе структуры ксантородопсина из Gloeobacter. 3.20. Должны быть наработаны мутантные формы ксантородопсина из Gloeobacter. 3.21. Должны быть исследованы полученные каротиноид- связывающие белки с помощью пикосекундной флуориметрии. 3.22. Должны быть исследованы полученные каротиноид- связывающие белки с помощью Рамановской спектроскопии. 3.23. Должен быть исследован фотоцикл мутантных форм ксантородопсина из Gloeobacter и выполнено определение электрогенных стадий фотоцикла. 3.24. Должны быть проведены препаративная экспрессия, выделение и очистка белка Swi4. 3.25. Должна быть выполнена сборка лазерного спектрометра для экспериментов в режиме накачки-зондирования. 3.26. Должна быть выполнена сборка установки для измерения температурных зависимостей спектрально-временных характеристик биологических образцов в широком диапазоне температур. 3.27. Должна быть выполнена сборка комплекса для исследования конформационной динамики единичных биологических молекул. 3.28. Должно быть проведено утверждение дополнительной образовательной Программы биологического ф-та МГУ «Применение синхротронных и нейтронных источников излучения для решения задач структурной биологии». 3.29. Должно быть осуществлено проведение лекционных (в МГУ – выполняется соисполнителем МГУ) и практических (в ФИЦ Биотехнологии РАН) занятий по Программе дополнительного образования «Применение синхротронных и нейтронных источников излучения для решения задач структурной биологии» для не менее 20 слушателей. 3.30. Должно быть выполнено моделирование объектов исследования – белков хроматина (и/или их функциональных доменов и/или комплексов). 3.31. Должен быть выполнен анализ структурных данных малоуглового рассеяния с помощью методов интегративного моделирования для белков хроматина (и/или их функциональных доменов и/или комплексов). 3.32. Должны быть осуществлены дизайн, тестовый синтез, оптимизация условий отжига и очистки двухцепочечных олигонуклеотидов, необходимых для получения комплексов с белками хроматина. 3.33. Должна быть выполнена оптимизация системы экспрессии мутантной формы натриевого насоса из Dokdonia в клетках HEK293. 3.34. Должен быть выполнен дизайн химерной конструкции мутантной формы натриевого насоса из Dokdonia с флуоресцентным белком. 3.35. Должно быть проведено исследование влияния встраивания каротиноида на квантовый выход флуоресценции флуоресцентного белка в комплексе с натриевым насосом на клеточных моделях. 3.36. Должны быть выполнены препаративный синтез, отжиг и очистка двухцепочечных олигонуклеотидов, необходимых для получения комплексов с белками хроматина. 3.37. Должны быть выполнены работы по получению и очистке в препаративных количествах комплексов белков хроматина с олигонуклеотидами. 3.38. Должно быть проведено изучение состояния клеток HEK293 до и после различных видов фотостимуляции натриевого насоса из Dokdonia с каротиноидной антенной и без нее. 3.39. Должна быть выполнена модернизация лазерного спектрометра для экспериментов в режиме накачки-зондирования. 3.40. Должна быть выполнена модернизация установки для измерения температурных зависимостей спектрально-временных характеристик биологических образцов в широком диапазоне температур. 3.41. Должно быть проведено усовершенствование комплекса для исследования конформационной динамики единичных биологических молекул. 3.42. Должно быть осуществлено проведение в МГУ лекционных, а в ФИЦ Биотехнологии РАН практических занятий по Программе дополнительного образования «Применение синхротронных и нейтронных источников излучения для решения задач структурной биологии» 3.43. Должна быть проведена аттестация слушателей Программы в форме зачета. 3.44. Должно быть осуществлено проведение школы и/или конференции в рамках тематики проекта.

Выполнение совместного российско-германского проекта по подготовке методов и методик изучения биоструктур на XFEL (Гамбург), проведение исследований структры вирусов на XFEL (Гамбург).

Техническое задание выполнено в соответстсвии скалендарным планом. Опубликовано 10 статей. Прошло дополнительную профессиональную подготовку 44 специалиста.