Группа экспериментальной микологии

Терешина для сайта[1] Терёшина Вера Михайловна
Руководитель группы
доктор биологических наук
ИНMИ, комн. 306
Телефон +7 (499) 135-01-69
E-Mail v.m.tereshina@inbox.ru

Основное

ОПИСАНИЕ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ГРУППЫ

Ключевые слова
мицелиальные грибы, стресс, споры, термофилия, диморфизм, ненасыщенные жирные кислоты, липиды, углеводы, каротиноиды

Направления исследований

  • Биохимическая адаптация мицелиальных грибов к стрессорным воздействиям
  • Изучение покоящихся клеток в цикле развития грибов
  • Разнообразие липидного состава клеток эукариотных микроорганизмов – представителей различных таксонов низших грибов и оомицетов
  • Физиологические особенности липидного метаболизма низших грибов и оомицетов
  • Исследование гетероталлизма и диморфизма мукоральных грибов
  • Разработка биотехнологических основ получения биоактивных липидов с использованием синтетиков фармакологически активных эссенциальных, эйкозаполиеновых жирных кислот
  • Разработка на основе БАВ грибов новых лекарственных препаратов

Основные методы исследований

  • Методы твердофазного и погруженного культивирования мицелиальных грибов на средах различного состава
  • Световая, флуоресцентная, электронная микроскопия
  • Методы выделения клеточных стенок
  • Методы липидологии:
    • Выделение липидов методами Фолча, Блай-Дайера, Николса
    • Кислотный и щелочной метанолиз
    • Тонкослойная хроматография
    • Газо-жидкостная хроматография
    • Колоночная хроматография
    • Количественный анализ нейтральных и полярных липидов
  • Методы выделения и анализа углеводов
    • Методы экстракции и очистки углеводов
    • Биохимические методы анализа углеводов
    • Газо-жидкостная хроматография
    • Количественный анализ углеводов цитозоля
  • Методы исследования состава каротиноидов
    • Методы экстракции и количественного анализа
    • Тонкослойная хроматография

Краткая история группы
Лаборатория экспериментальной микологии организована в 1996 года. Существовавший в составе ИНМИ РАН отдел физиологии и биохимии гетеротрофных микроорганизмов, возглавляемый проф. М.Н. Бехтеревой, в котором наряду с другими микроорганизмами изучались и мицелиальные грибы, в 1981 г. был объединен с отделом адаптации микроорганизмов, и руководителем его был назначен д.б.н. Ю.Н. Карасевич.

В 1992 году на основе отдела были организованы две группы при Дирекции (временные научные коллективы):
— «Липидообразование и цитодифференцировка мицелиальных грибов» (д.б.н. Феофилова Е.П.) и
— «Физиология продуцентов биологически активных липидов» (к.б.н. Конова И.В.), а в 1996 году обе группы были объединены в лабораторию экспериментальной микологии под руководством д.б.н., проф. Феофиловой Е.П.

В 2013-2014 гг. руководство лабораторией осуществляла д.б.н. Мысякина И.С., с ноября 2014 — д.б.н.Терешина В.М.

В 2017 году лаборатория экспериментальной микологии преобразована в группу экспериментальной микологии.

Достижения

ОСНОВНЫЕ ДОСТИЖЕНИЯ

Фундаментальные исследования:
С 1996 года основной научной задачей лаборатории стало изучение биохимических механизмов, позволяющих грибам адаптироваться к стрессорным воздействиям. Эти исследования были частью направления, получившего название биохимической адаптации организмов к стрессу. При этом в лаборатории изучали не только липиды биомембран, но другие биомолекулы, участвующие в биохимической адаптации грибов – так называемые химические шапероны – углеводы цитозоля грибов, являющиеся нециклическими полиолами и дисахаридами. Среди последних особое внимание уделяли трегалозе, которая не только стабилизирует мембраны и предохраняет их от действия свободных радикалов, но и, взаимодействуя с БТШ, защищает клетки от гибели при тепловом шоке. Основными стрессорными факторами, влияние которых изучали на адаптацию грибов, были свет, температура и истощение питательного субстрата (голодание). Изучение действия теплового шока позволило предложить 2 новых  гипотезы о происхождении термофилии у грибов и защите мембран с помощью мембраностабилизирующих соединений (трегалозы, гликолипидов, стеринов и др.).

Установлены два механизма выживания аскомицетных грибов в условиях голодания: феномен «вторичного роста» и способы освоения пищевых субстратов. Первый контролируется составом липидов и характеризуется уменьшением в поздней трофафазе уровня липидов и увеличением содержания фосфатидилэтаноламина. Полученные данные вносят вклад в расшифровку биохимических механизмов адаптации, способствующих выживанию грибов в неблагоприятных условиях, и представляют интерес для охраны пищевых производств от инфицирования мицелиальными грибами.

На примере трех мицелиальных грибов впервые выявлена принципиальная разница между ответом на тепловой шок и тепловые воздействия в зоне толерантности. Только для теплового шока характерны рост уровня трегалозы и фосфатидных кислот, а также отсутствие изменений в жирнокислотном составе фосфолипидов. Предложена новая гипотеза стабилизации  мембран в условиях теплового шока  с помощью термопротекторных соединений.

Впервые показано, что ингибирование роста гриба консервантом сорбатом калия (СК) сопровождается изменением состава фосфолипидов и нейтральных липидов, а также изменением их жирнокислотного состава: резким снижением уровня линолевой кислоты и увеличением содержания олеиновой кислоты. Это позволяет предположить, что СК влияет на активность Δ12 десатуразы, контролирующей у мицелиальных грибов основные реакции адаптации липидного бислоя к неблагоприятным воздействиям окружающей среды.

Показано, что введение трегалозы в спорогенную среду приводит к увеличению количества спор у Blakeslea trispora, изменению их химического состава, значительному повышению их жизнеспособности и термоустойчивости. Совокупность изменений состава мембранных липидов и углеводов цитозоля спор свидетельствует о том, что такие  споры находятся в более глубоком состоянии покоя, что способствует их устойчивости.

Исследование явления  гетероталлизма у зигомицетов выявило ряд физиолого-биохимических особенностей (+) и (-) штаммов. Кооперативный синтез полового гормона – триспоровых кислот приводит к стимуляции каротиногенеза и изменениям  в липогенезе грибов. Изучение состава триспороидов в условиях стимуляции каротиногенеза азинами позволило предложить схему, увеличивающую их  продукцию.

На модели грибов р. Mucor установлено, что возраст спорангиоспор имеет значение в проявлении феномена диморфизма — способности к прорастанию не только по мицелиальному, но и по дрожжевому типу. Использование итраконазола – ингибитора биосинтеза эргостерина – позволило показать аэробную диморфную транзицию, а также развитие гриба по мицелиальному типу в присутствии липидов, необходимых для поляризованного роста – эргостерина и триацилглицеринов. Показано, что прорастание спор коррелирует с составом липидов и соотношением их отдельных классов – ТАГ, ФК, ФХ/ФЭА и ЭСт/ССт. Полученные результаты свидетельствуют о роли липидов в формировании клеточной стенки и альтернативных морфотипов мукоровых грибов.

Показано, что в условиях теплового шока у Aspergillus niger наблюдается более интенсивный обмен мембранных липидов, кроме стеринов. Эти данные позволяют полагать, что причиной накопления фосфатидных кислот в условиях теплового шока является гидролиз основных фосфолипидов фосфолипазой D. На примере трех термофильных грибов Rhizomucor miehei, Rhizomucor tauricus и Myceliophthora thermophila показано, что ФК, наряду с ФЭА, ФХ и стеринами, являются основными компонентами мембранного бислоя. Установлено, что в отличие от мезофильных грибов, у термофилов в оптимальных условиях в динамике развития культуры отмечен высокий уровень трегалозы как в ранней трофо-, так и в идиофазе, и снижение уровня трегалозы в условиях действия теплового шока.

 

Прикладные исследования:
Сотрудники лаборатории имеют многолетний опыт работы с мицелиальными грибами, основанный на работах 80-90-х годов, возглавляемых проф. М.Н.Бехтеревой и посвященных изучению липогенеза мицелиальных грибов (Zygomycetes и Asсomycetes) и псевдогрибов (царство Chromista). В этих исследованиях было установлено разнообразие липидного состава отдельных видов грибов и найдены продуценты с высокой липогенной активностью. Получены экспериментальные данные, показывающие, что ряд факторов (температура, степень аэрации, введение этанола, содержание фосфора, соотношение азота и углерода) оказывают влияние на степень ненасыщенности липидов и их состав. Эти исследования, помимо теоретического обоснования липогенной активности, открывали перспективы для решения ряда практических задач, например, использование липидов грибов, наряду с липидами растений, как заменителей растительных масел (подсолнечного и др.). В эти же годы начались исследования гетероталличных грибов сем. Choanephoraceae, была собрана коллекция разнополых штаммов Blakeslea trispora, которые были использованы как продуценты  β-каротина при составлении заводского регламента по получению провитамина А. Созданную биотехнологию была внедрена на трех заводах СССР: в Краснодаре, Верхнеднепровске и Свердловске. В этот же период под руководством М.Н.Бехтеревой были созданы препараты для медицины, активным началом которых были полиненасыщенные жирные кислоты из грибов и псевдогрибов: дермалин, пентарол, липар.

Теоретический задел лаборатории получил практическое применение и в области медицины. Так, исследования в области изучения биополимеров клеточной стенки  мукорового гриба Blakeslea trispora легли в основу разработки препарата Микоран с противоожоговым и ранозаживляющим действием (совместно с Институтом хирургии им. А.В. Вишневского).  Активным началом Микорана являются полиаминосахариды хитин и хитозан. Исследование взаимосвязи гетероталлизма и каротиногенеза  привело к созданию на основе ликопина Blakeslea trispora препарата Миколикопин для лечения рака простаты (совместно с Онкоцентром РАМН).

Показано, что в присутствии СК низкие концентрации трегалозы подавляют рост мицелиальных грибов – контаминатов твердых сыров, и способствуют пролонгированию действия консерванта. Десятикратное увеличение содержания в среде трегалозы приводило к резкому увеличению активности ростовых процессов и нулификации эффекта СК. Таким образом, трегалоза может быть как ингибитором, так и стимулятором ростовых процессов у мицелиальных грибов.

Созданы основы биотехнологии получения пищевых волокон (ПВ) из мицелиальных грибов Pleurotus ostreatus. Определён химический состав ПВ и проведены медицинские испытания в ЦКБ РАН, показавшие способность ПВ влиять на деятельность ЖКТ.

Проведены экспериментально-лабораторные испытания образцов ликопина из грибов Blakeslea trispora, и получено экспертное заключение испытательной лаборатории специальных дерматологических средств ЦКБ РАН о возможности их использования в составе различных косметических средств. Проведена оценка клинической эффективности КС по показателям влагометрии, эластометрии и профилометрии. Установлено, что испытуемое КС не оказывает раздражающего и аллергизирующего дейстия и не меняет показатели кожи, поддерживая ее гомеостаз.

Проведен скрининг штаммов зигомицетовых грибов на олеагенность, отобран наиболее продуктивный организм-продуцент (Cunninghamella japonica) и исследован его липидный и жирнокислотный состав. Оптимизирован способ получения посевного материала (спор) и состав среды для культивирования штамма-продуцента, установлены активаторы прорастания спор. Показано, что состав МЭЖК липидов C. japonica соответствует характеристикам, предъявляемым к биодизельному топливу на основе рапса. Для улучшения экологической безопасности при производстве биотоплива предложена замена экстракции липидов органическими растворителями на способ экстракции сверхкритическим CO2.

Предложена интенсификация биоконверсии лигнина грибами белой гнили (Lentinus tigrinus) увеличением аэрации среды выращивания, исследовано влияние антиоксидантов на рост и на начальные этапы потребления лигнина. Показано специфическое участие липидных мессенджеров в биоконверсии лигнина.

 

Гранты лаборатории 2010-2015:
Программа фундаментальных исследований Президиума РАН № 5 «Фундаментальные науки – медицине»: «Миколикопин – новое лекарственное средство для лечения рака простаты». Руководитель проекта – Феофилова Е.П.

Программа фундаментальных исследований Президиума РАН № 5 «Фундаментальные науки – медицине»: «Разработка новых биотехнологий получения косметических средств на основе биологически активных соединений мицелиальных грибов». Руководитель проекта – Е.П. Феофилова.

РФФИ № 09-04 00430. Руководитель проекта – Феофилова Е.П.
РФФИ № 10-04-00659. Руководитель проекта —  Мысякина И.С.
РФФИ № 12–04–00732. Руководитель проекта – Терёшина В.М.
РФФИ № 15-04-03484. Руководитель проекта —  Мысякина И.С.
РФФИ № 15–04–06975. Руководитель проекта – Терёшина В.М.

Договор с ООО «Энвайрокет» № 1/10/13 от 27.08.2013 г. «Превращения лигнина в сверхкритических флюидах и его микробиологическая трансформация». Руководитель проекта – Феофилова Е.П.

Сотрудниками лаборатории с 2010 года получено 4 патента РФ. Лаборатория ежегодно участвуют в различных отечественных и международных мероприятиях в области микологии в качестве организаторов, экспертов, докладчиков и слушателей.

Постоянно ведется работа с молодежью и проводится работа по подготовке молодых специалистов; в лаборатории проходят обучение 2 аспиранта и 1 студент. С 2000 года по тематике исследований были защищены 2 докторские и 2 кандидатские диссертации.

Сотрудники

СОСТАВ ГРУППЫ

ФИО Ученая степень, звание Должность Место работы Городской телефон Внутренний телефон E-mail
1Терешина
Вера Михайловна
д.б.н.руководитель группыИНМИ, комн. 306(499) 135-01-69-v.m.tereshina@inbox.ru
2Бондаренко
София Андреевна
-инженер-исследовательИНМИ, комн. 306(499) 135-01-69-bond.sonia@gmail.com
3Данилова
Ольга Александровна
к.б.н.И.о. с.н.с.ИНМИ, комн. 306(499) 135-01-69-noitcelfer@mail.ru
4Мысякина
Ирина Сергеевна
д.б.н.в.н.с., зам. ученого секретаряИНМИ, комн. 102(499) 135-22-20728myssiakina@inmi.ru
5Януцевич
Елена Алексеевна
-Инженер-исследовательИНМИ, комн. 306(499) 135-01-69-yanutsevich@mail.ru

 

Оборудование

УНИКАЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ


Название оборудования/ коллекции Место нахождения
1 Коллекция мицелиальных грибов (представители родов Absidia, Aspergillus,Blakeslea,Cunninghamella, Lentinus, Mucor, Pleurotus, Penicillium, Streum, Umbelopsis) ИНМИ, комн. 306, 505

 

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 2393228 Патент на изобретение РФ Способ получения пищевых волокон Попов В.О.,
Терешина В.М., Меморская А.С., Феофилова Е.П., Королева О.В., Гальченко В.Ф.
ФИЦ Биотехнологии РАН 25.07.2008 27.06.2010
 2 2403794 Патент на изобретение РФ Состав для защиты поверхности сыра от плесневения Феофилова Е.П., Галанина Л.А., Сергеева Я.Э., Меморская А.С., Снежко А.Г., Мысякина И.С. ФИЦ Биотехнологии РАН 12.01.2009 20.11.2010
3 2415916 Патент на изобретение РФ Способ получения биологически активного средства на основе ликопина Феофилова Е.П., Терешина В.М., Меморская А.С., Алехин А.И., Гончаров Н.Г. ЦКБ РАН 22.10.2009 10.04.2011
4 2468077 Патент на изобретение РФ Способ получения липидов Сергеева Я.Э., Ивашечкин А.А., Алехин А.И., Андриянова Д.А., Мысякина И.С., Гальченко В.Ф., Галанина Л.А., Феофилова Е.П., Лунин В.В. Химический факультет МГУ им. М.В. Ломоносова 11.02.2011 27.11.2012

 

Публикации

ЗНАЧИМЫЕ ПУБЛИКАЦИИ
  1. Фунтикова Н.С. Панькина О.И., Мысякина И.С., Конова И.В. Синтез γ-линоленовой кислоты и каротиноидов мукоровыми грибами. — Микробиология, 1998, т. 67. № 3. с. 345-348.
  2. Терешина В.М., Меморская А.С., Феофилова Е.П. Морфологические особенности зиготообразования у Blakeslea trispora  и связь этого процесса с синтезом каротиноидов. — Микробиология, 2003, т. 72. № 4. с. 503-509.
  3. Мысякина И.С., Фунтикова Н.С., Медведев Ф.А. Состав стеринов артроспор и мицелия гриба Mucor hiemalis. — Микробиология, 2002, т. 71. № 4. с. 475-481.
  4. Феофилова Е.П., Терешина В.М.,  Меморская  А.С. О   биохимических механизмах адаптации к температуре у (+) и (-)  штаммов Blakeslea trispora. — Микробиология, 2005, т. 74. № 6. с. 750-755.
  5. Феофилова Е.П., Немцев Д.В., Терешина В.М., Меморская А.С. Изменения в составе и содержании хитин-глюканового комплекса в процессе онтогенеза Aspergillus niger. — Прикл. биохимия и микробиология, 2006, т. 42. № 6. с. 624-638 (DOI: 10.1134/S0003683806060032)
  6. Мысякина И.С., Фунтикова Н.С. Активность  НАД-зависимой изоцитратдегидрогеназы, изоцитратлиазы и малатдегидрогеназы у Mucor circinelloides var. lusitanicus ИНМИ в связи с режимом азотного питания. — Микробиология, 2008, т. 77. № 4. с. 453-459 (DOI:10.1134/S0026261708040036)
  7. Терешина В.М., Меморская А.С., Котлова Е.Р. Влияние различных тепловых воздействий на состав мембранных липидов и углеводов цитозоля у мицелиальных грибов. — Микробиология, 2011, т. 80. № 4. с. 443–453. (DOI: 10.1134/S0026261711040199)
  8. Лунин В.В., Сергеева Я.Э., Галанина Л.А., Ивашечкин А.А., Богдан В.И., Мысякина И.С., Феофилова Е.П. Получение биодизельного топлива на основе липидов мицелиальных грибов: оптимизация биотехнологии. — Прикл. биохимия и микробиология, 2013, т. 49. № 1. с. 53-60 (DOI: 10.7868/S0555109913010121)
  9. Феофилова Е.П., Алехин А.И., Гончаров Н.Г., Мысякина И.С., Сергеева Я.Э. Фундаментальные основы микологии и создание лекарственных препаратов из мицелиальных грибов. — Монография, 2013, М.: Национальная академия микологии, 2013. 152 с. ISBN 8-906062-07-9.
  10. Ивашечкин А.А., Сергеева Я.Э., Лунин В.В., Мысякина И.С., Феофилова Е.П. Влияние антиоксиданта на рост и липидообразование базидиомицетного гриба Lentinus tigrinus, растущего на среде лигносульфонатом. — Прикл. биохимия и микробиология. 2015, т. 51. № 3. с. 335-339. (DOI: 10.1134/S0003683815030102)

 

Диссертации

ЗАЩИЩЕННЫЕ ДИССЕРТАЦИИ
Диссертант Диссертация Тема работы Научный руководитель/ консультант
Год защиты
1 Терешина В.М. докторская Покоящиеся клетки и адаптация мицелиальных грибов к температурному шоку 2006
 2 Мысякина И.С. докторская Липиды в морфогенетических процессах, диморфизме и адаптации мицелиальных грибов Феофилова Е.П. 2009
3 Сергеева Я.Э. кандидатская Получение полиненасыщенных жирных кислот с использованием микроскопических грибов Евстигнеева Р.П., Конова И.В. 2001
 4 Верещагина О.А. кандидатская Триспороиды и липиды в каротинообразовании мицелиального гриба Blakeslea trispora Терешина В.М. 2013

 

Услуги

КОНТРАКТНЫЕ УСЛУГИ (которые лаборатория готова оказать на хоздоговорной основе)
  1. Культивирование грибов
  2. Скрининг грибов для получения биологически активных веществ
  3. Анализ липидов  грибов
  4. Анализ растворимых углеводов грибов
  5. Анализ каротиноидов грибов

Награды

НАГРАДЫ, ПРЕМИИ, ОТЛИЧИЯ, БЛАГОДАРНОСТИ (за научную и научно-организационную деятельность)
Сотрудники Вид премии/ награды Наименование премии/ награды Год присуждения
1 Феофилова Е.П. Медаль Медаль им. А.А. Ячевского за достижения в области микологии, учрежденная Общероссийской общественной организацией «Национальная академия микологии» 2011