Группа генетической инженерии грибов

 eldarov_1 Эльдаров Михаил Анатольевич
Руководитель группы
кандидат биологических наук
ИНБ, комн. 401
Телефон +7 (499) 135-62-19
E-Mail eldarov@biengi.ac.ru

Основное

ОПИСАНИЕ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЛАБОРАТОРИИ

Ключевые слова
•Бета-лактамные антибиотики, статины, acremonium chrysogenum, aspergillus terreus, генетическая инженерия грибов, ферменты фосфорного обмена, дрожжи, продуценты, гетерологичная экспрессия, геномика дрожжей

Направления исследований

  • Сравнительная геномный, транскриптомный, протеомный анализ винных и хересных штаммов дрожжей-сахаромицетов (совместно с отделом молекулярного клонирования, ВНИИВиВ «Магарач»)
  • Сравнительный анализ влияния микробиологических и абиотических факторов  при биоповреждении и биодеструкции объектов культурного наследия (на примере темперной живописи) (Совместно с МФТИ, Третьяковской Галереей)
  • Исследование роли полиаминов как индукторов антибиотикообразования и стрессоустойчивости у A.terreus и A.chrysogenum
  • Структурно-функциональная характеристика  рекомбинантных L-аспарагиназ экстремофильных микроорганизмов (совместно с НИИ БМХ РАН)
  • Биохимическая, генетическая и  физиологическая характеристика оксидаз D-аминокислот дрожжей H.polymorpha ( совм с каф химической энзимологии Химфака МГУ)
  • Детализация функций полифосфатаз в регуляции фосфорного обмена и стрессоустойчивости у дрожжей  (совместно и ИБФМ РАН).

Основные методы исследований
Различные стандартные методы генетической инженерии и молекулярной биологии, в том числе  оптимизированные в группе приемы агробактериальной трансформации мицелиальных грибов, рекомбинационного клонирования в дрожжах.

Краткая история группы
Группа существует с момента образования Центра «Биоинженерия» в 1989 году (в прошлом – группа гетерологичной экспрессии), создана по инициативе директора Центра «Биоинженерия» академика К.Г. Скрябина. До 2014 года группа входила в состав лаборатории генетической инженерии (зав.лаб. – К.Г. Скрябин). В 2014 году выделена в отдельную группу при дирекции.

Достижения

ОСНОВНЫЕ ДОСТИЖЕНИЯ

  1. Определены физиологические, биохимические, морфологические и молекулярно-генетические характеристики высокопродуктивных штаммов Acremonium chrysogenum и Aspergillus terreus связанные с их способностью к сверхсинтезу целевых  биологически-активных вторичных метаболитов – цефалоспорина С и ловастатина соответственно (совместно с лабораторией физиологически-активных веществ).
  2. Сконструированы оригинальные вектора для агробактериальной трансформации A.terreus и A.chrysogenum, разработаны протоколы агротрансформации высокопродуктивных штаммов этих грибов, приемы метаболической инженерии A.terreus и A.chrysogenum, направленные на повышение выхода целевых соединений.
  3. Методами сравнительной геномики установлены молекулярно-генетические, физиологические характеристики хересных штаммов дрожжей, связанные с их способностью к биологической выдержке вин, идентифицированы молекулярные маркеры хересных штаммов (совместно с отделом мол генетики микроорганизмов, НИИВиВ «Магарач»)
  4. Разработаны системы оверпродукции рекомбинантных ферментов фосфорного обмена дрожжей-сахаромицетов. Определены основные физико-химические и энзиматические характеристики рекомбинантных DDP1, PPX1, PPN1 и PPN2 S.cerevisiae.  Установлена ключевая роль ферментов фосфорного обмена при метаболизме метанола у метилотрофных дрожжей (совместно с лабораторией биорегуляции клеточных процессов ИБФМ им. Г.К.Скрябина РАН).

Сотрудники

СОСТАВ ГРУППЫ

ФИО Ученая степень, звание Должность Место работы Городской телефон Внутренний телефон E-mail
1Эльдаров
Михаил Анатольевич
к.б.н.руководитель группы, в.н.с.ИНБ, комн. 401(499) 135-62-19eldarov@biengi.ac.ru
2Авданина
Дарья Александровна
к.б.н.н.с.ИНБ, комн. 402(499) 135-12-29230daria.avdanina@biengi.ac.ru
3Думина
Мария Владимировна
к.б.н.н.с.ИНБ, комн. 402(499) 135-62-19130DuminaMaria@gmail.com
4Жгун
Александр Александрович
к.б.н.н.с.ИНБ, комн. 401(499) 135-62-19130jgoun@biengi.ac.ru

 

Разработки

ИННОВАЦИОННЫЕ РАЗРАБОТКИ

Статус Наименование разработки Дата Где Краткое описание
Планируется к внедрению Технология получения субстанции  бета-лактамного антибиотика цефазолина (Совместно с ФГУП «ГосНИИгенетика» 2021 ОАО «Биосинтез», Пенза Технология включает этапы  культивирования рекомбинантного штамма E.coli – продуцента синтетазы цефалоспоринов-кислот (CASA), экстракции фермента, его иммобилизации на эпокси-активированном носителе с получением гетерогенного биокатализатора, собственно биокаталитический синтез антибиотика из производного 7-аминоцефалоспорановой кислоты (ММТД-7-АЦК) и метилового эфира тетразолил-уксусной кислоты, выделение субстанции цефазолина

РИД

РЕЗУЛЬТАТЫ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ (патенты, полезные модели, базы данных, ноу-хау и пр.)
Регистрационный номер Тип Название Авторы Заявитель/ патентообладатель Дата приоритета Дата публикации
1 2388826 Патент на изобретение РФ Рекомбинантная ДНК, кодирующая функционально активный гибридный белок Gl7ACA-ацилазы с хитин-связывающим доменом (BrdGl7ACA-cbd), рекомбинантная плазмида pSVH0108, обеспечивающая его синтез в клетках Escherichia coli, рекомбинантный штамм Escherichia coli BL21(DE3)/pSVH0108-ПРОДУЦЕНТ BrdGl7ACA-cbd Хатунцева С.А.
Эльдаров М.А.
Зейналов О.А.
Скрябин К.Г.
ФИЦ Биотехнологии РАН 05.07.2006 10.05.2010
2  2434944 Патент на изобретение РФ Рекомбинантная плазмидная ДНК pZEN16 для переноса и экспрессии генов в мицелиальном грибе Acremonium chrysogenum Жгун А.А.,
Носков В.Н.,
Кирпичников И.В.,
Эльдаров М.А.,
Думина М.В.
ФИЦ Биотехнологии РАН, Минобрнауки России  06.11.2009  27.11.2011
3 2467014 Патент на изобретение РФ Полиэпитопный белок, нуклеотидная последовательность, кодирующая полиэпитопный белок, плазмида с последовательностью, кодирующей полиэпитопный белок, и препарат полиэпитопного белка для индукции иммунного ответа против вируса ящура Андрианова Е.П.,
Кременчугская С.Р.,
Борисов В.В.,
Эльдаров М.А.,
Равин Н.В.,
Фолимонов А.С.,
Скрябин К.Г.
ФИЦ Биотехнологии РАН, Минобрнауки России 06.12.2010 20.11.2012
4 2441916 Патент на изобретение РФ Рекомбинантная плазмидная ДНК pACYC-LANS(KM), штамм Escherichia coli BL21(DE3), трансформированный рекомбинантной ДНК pACYC-LANS(KM), и способ получения рекомбинантной L-аспарагиназы Erwinia carotovora Сидорук К.В.,
Богуш В.Г.,
Гончарова О.В.,
Чугунова Н.М.,
Покровская М.В.,
Александрова С.С.,
Омельянюк Н.М.,
Соколов Н.Н.
НИИБМХ им. В.Н.Ореховича РАМН 10.02.2012
5 2624022 Патент на изобретение РФ Модифицированный ген рас бактерий Escherichia coli, кодирующий предшественник фермента с активностью пенициллин G ацилазы, рекомбинантный штамм Escherichia coli — продуцент пенициллин G ацилазы и способ микробиологического синтеза этого фермента Эльдаров М.А.,
Скляренко А.В.,
Думина М.В.,
Сатарова Д.Э.,
Жгун А.А.,
Медведева Н.В.,
Яроцкий С.В.
ФГБУ «ГосНИИгенетика»,
ФИЦ Биотехнологии РАН
20.11.2015 30.06.2017

Публикации

ЗНАЧИМЫЕ ПУБЛИКАЦИИ
  1. Andreeva N, Ryazanova L, Zvonarev A, Trilisenko L, Kulakovskaya T, Eldarov M. Inorganic polyphosphate in methylotrophic yeasts. Appl Microbiol Biotechnol. 2018 Jun;102(12):5235-5244
  2. Andreeva N, Trilisenko L, Eldarov M, Kulakovskaya T. Polyphosphatase PPN1 of Saccharomyces cerevisiae: switching of exopolyphosphatase and endopolyphosphatase activities. PLoS One. 2015 Mar 5;10(3).
  3. Dumina MV, Zhgun AA, Novak MI, Domratcheva AG, Petukhov DV, Dzhavakhiya VV, Eldarov MA, Bartoshevitch IE. Comparative gene expression profiling reveals key changes in expression levels of cephalosporin C biosynthesis and transport genes  between low and high-producing strains of Acremonium chrysogenum. World J.Microbiol Biotechnol. 2014 Nov;30(11):2933-41
  4. Eldarov MA, Beletsky AV, Tanashchuk TN, Kishkovskaya SA, Ravin NV, Mardanov AV. Whole-Genome Analysis of Three Yeast Strains Used for Production of Sherry-Like Wines Revealed Genetic Traits Specific to Flor Yeasts. Front Microbiol. 2018 May 15;9:965
  5. Kuravsky M, Barinova K, Marakhovskaya A, Eldarov M, Semenyuk P, Muronetz V, Schmalhausen E. Sperm-specific glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase is stabilized by additional proline residues and an interdomain salt bridge. Biochim Biophys Acta. 2014 Aug 1;1844(10):1820-1826
  6. Zhdanov, D. D., Pokrovsky, V. S., Pokrovskaya, M. V, Alexandrova, S. S., Eldarov, M. A., Grishin, D. V, … Sokolov, N. N. (2017). Inhibition of telomerase activity and induction of apoptosis by Rhodospirillum rubrum L-asparaginase in cancer Jurkat cell line and normal human CD4+ T lymphocytes. Cancer medicine, 6(11), 2697–2712
  7. Жгун А.А., Иванова М.А., Домрачева А.Г., Новак М.И., Эльдаров М.А., Скрябин К.Г., Бартошевич Ю.Э.. Генетическая трансформация мицелиальных грибов Acremonium chrysogenum. — Прикладная биохимия и микробиология, 2008, 44(6): 663-670
  8. Кишковская С.А., Эльдаров М.А., Думина М.В., Танащук Т.Н., Равин Н.В., Марданов А.В. Генетическая и физиолого-биохимическая характеристика коллекции штаммов хересных дрожжей. Прикладная биохимия и микробиология, т. 53, вып. 3, 323-332
  9. Мещерякова Ю.А., Эльдаров М.А., Мигунов А.И, Степанова Л.А., Репко И.А., Киселев О.И, Ломоносов Д.П., Скрябин К.Г. Химерные частицы вируса мозаики коровьего гороха, несущие внеклеточный домен М2-белка вируса гриппа типа А: получение и характеристика. — Молек биология, 2009, 43(5): 741-750
  10. Скрябин К.Г., Эльдаров М.А., Камардинов Д.К., Зиновьева М.В., Иванов Д.С., Прасолов В.С., Матцкеплишвили С.Т., Бузиашвили Ю.И., Петров Р.В., Бокерия Л.А., Кирпичников М.П. Дифференциальная экспрессия изоформ сосудисто-эндотелиального фактора роста человека и новые подходы к терапевтическому ангиогенезу. — Доклады Академии Наук, 2004, 397, 6, 1-4
  11. Соколов, Н.Н., Эльдаров, М.А., Покровская, М.В., Александрова, С.С., Абакумова, О.Ю., Подобед, О.В., Мелик-Нубаров, Н.С., Кудряшова, Е.В., Гришин, Д.В., Арчаков, А. И. . Бактериальные рекомбинантные L-аспарагиназы: свойства, строение и анти-пролиферативная активность. Биомедицинская химия, 2015, Т. 61, №3, С. 312–324
  12. Эльдаров М.А., Кишковская С.А., Танащук Т.Н., Марданов А.В.  Геномика и биохимия винных штаммов дрожжей Saccharomyces cerevisiae. Успехи биологической химии, 2016. т.56, с. 155-196.

ОТЕЧЕСТВЕННЫЕ ГРАНТЫ И ХОЗДОГОВОРА (2014-2015гг.)

№ пп Наименование работы № лота, контракта, соглашения, субсидии Финансирующая организация Наименование программы Период проведения работ Соисполнитель Руководитель работ
1. Биогенные полиамины как индукторы биосинтеза цефалоспорина С у Acremonium chrysogenum: физиологические эффекты и молекулярные механизмы 5-08-03672 Российский фонд фундаментальных исследований 2015-2017 Эльдаров М.А.
2. Рекомбинантные варианты глутарил-ацилазы Brevundimonas diminuta с улучшенными физико-химическими и ферментативными свойствами 12-08-01163 Российский фонд фундаментальных исследований 2012-2014 Шудьга А.А.
3. Экзополифос-фатазы: роль в клетках грибов и сравнительная характеристика рекомбинантных белков 14-04-00515 Российский фонд фундаментальных исследований 2014-2016 Кулаковская Т.В.
4. Создание биокатализатора на основе новой рекомбинантной синтетазы цефалоспоринов-кислот для синтеза цефалоспориновых антибиотиков 14.604.21.0022 Минобрнауки ФЦП «Исследования и разработки 2014-2020» 2014-2015 ГосНИИгенетика Эльдаров М.А.
5. Сравнительный экспрессионный анализ биосинтеза цефалоспорина С в штаммах Acremonium chrysogenum c различным уровнем продукции этого антибиотика 14-04-31515-мол-А Российский фонд фундаментальных исследований Думина М.В.

Диссертации

ЗАЩИЩЕННЫЕ ДИССЕРТАЦИИ
Диссертант Диссертация Тема работы Научный руководитель/ консультант
Год защиты
1 Думина Мария Владимировна кандидатская Роль мембранных транспортных белков в регуляции продукции цефалоспорина С у Acremonium chrysogenum Жгун А.А., Эльдаров М.А. 2013
2 Андрианова Екатерина Павловна кандидатская Получение рекомбинантных антигенов вируса ящура О/Тайвань/99, перспективных для разработки противоящурных вакцин, с использованием бактерий и растений Эльдаров М.А. 2012
3 Закирова Светлана Анатольевна кандидатская Рекомбинантные аналоги ацилазы глутарил -7-аминоцефалоспорановой кислоты бактерии Brevundimonas diminuta Эльдаров М.А. 2009
4 Мещерякова Юлия Александровна кандидатская Вирус мозаики коровьего гороха как вектор для получения рекомбинантных антигенов вирусов гепатита B и гриппа A в растениях Эльдаров М.А., Ломоноссофф Д.П. 2009
 5 Жгун Александр Александрович кандидатская Влияние концевых структурных модификаций на функции цитохромов P450 млекопитающих Эльдаров М.А., Скрябин К.Г. 2002
 6 Сидорович Вадим Евгеньевич кандидатская Экспрессия цитохромов P450 11A1 и 2B4 в дрожжах Saccharomyces cerevisiae Эльдаров М.А., Скрябин К.Г. 2000

Услуги

КОНТРАКТНЫЕ УСЛУГИ (которые лаборатория готова оказать на хоздоговорной основе)
  1. Конструирование челночных векторов и  плазмид для  трансформации  дрожжей и грибов.
  2. Получение дрожжевых штаммов- продуцентов целевых белков и ферментов
  3. Создание многокомпонентных генетических конструкций методами рекомбинационной сборки в дрожжах-сахаромицетах
  4. Разработка методов агробактериальной трансформации  промышленно-значимых штаммов мицелиальных  грибов.

Награды

НАГРАДЫ, ПРЕМИИ, ОТЛИЧИЯ, БЛАГОДАРНОСТИ (за научную и научно-организационную деятельность)
Сотрудники Вид премии/ награды Наименование премии/ награды Год присуждения
1 Эльдаров М.А. Диплом Федерального Института Промышленной Собственности за изобретения, вошедшие в 100 лучших изобретений Роcсии по итогам годам Патент РФ № Рекомбинантная плазмидная ДНК pACYC-LANS(KM), штамм Escherichia coli BL21(DE3), трансформированный рекомбинантной ДНК pACYC-LANS(KM), и способ получения рекомбинатной L-аспарагиназы Erwinia carotovora 2012
2 Думина М.В. Грамота 14-ой международной международной Пущинской школы-конференции «Биология-Наука XXI века» Гетерологичная экспрессия PMA1 в клетках продуцента цефалоспорина С A. chrysogenum: влияние на биосинтез антибиотика и энергетический баланс клетки 2011