Лаборатория молекулярной генетики

Заведующий лабораторией
ИНБИ, корп. 2, комн. 308
Телефон +7 (495) 954-40-97
E-Mail mdter@inbi.ras.ru

Основное

ОПИСАНИЕ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЛАБОРАТОРИИ

Ключевые слова
дрожжи, амилоиды, прионы, терминация трансляции, секреция белков, гликозилирование, везикулярный транспорт, гомеостаз кальция

Направления исследований

  • Исследование структурных основ межштаммового разнообразия прионов
  • Моделирование болезни Гентингтона
  • Изучение механизмов терминации трансляции
  • Исследование роли везикулярного транспорта в поддержании гомеостаза кальция в различных компартментах клетки
  • Исследование механизмов гликозилирования и секреции белков

Основные методы исследований
Используются генетические, биохимические и молекулярно-биологические методы исследования, часть из которых разработаны в лаборатории.

Краткая история лаборатории
Лаборатория молекулярной генетики, руководимая М.Д. Тер-Аванесяном, была организована в Кардиологическом научном центре АМН СССР в 1988 году. В 2011 году лаборатория почти в полном составе перешла в Институт биохимии им. А.Н. Баха РАН.

Достижения

ОСНОВНЫЕ ДОСТИЖЕНИЯ

Наиболее значительные достижения лаборатории связаны с исследованием прионных и неприонных амилоидов дрожжей. Показано, что фактор терминации трансляции дрожжей eRF3 проявляет свойства характерные для прионных белков млекопитающих. В составе этого белка выявлены области, отвечающие за прионные свойства и активность в терминации трансляции.

Разработаны новые подходы к анализу структуры прионных частиц, предложен и экспериментально подтвержден механизм поддержания и размножения  прионов. Выяснена роль шаперона Hsp104 в репликации прионов дрожжей. Полученные данные позволили определить прионы как амилоиды, подверженные фрагментации.

Продемонстрировано и исследовано явление штаммовой вариабельности свойств прионов дрожжей. Установлены молекулярные основы барьеров при межвидовой передаче прионной инфекции.

Обнаружено явление взаимозависимости возникновения амилоидных агрегатов различных белков, что позволило выявить причину токсичности гентингтина человека для клеток дрожжей.

Впервые продемонстрировано, что аппарат терминации трансляции дрожжей вовлечен в контроль стабильности мРНК и принимает участие в организации цитоскелета и регуляции клеточного цикла.

Обнаружены нонсенс кодон-неспецифичные  и специфичные модуляторы эффективности терминации трансляции.

Создана система плазмидных векторов и реципиентных штаммов дрожжей Hansenula polymorpha, позволяющая проводить молекулярно-генетические исследования с этим видом дрожжей. Исследованы закономерности поведения репликативных и интегративных плазмид в клетках H. polymorpha. В частности, были обнаружены и охарактеризованы рекомбинационные перестройки трансформирующей ДНК. Выявлено значение везикулярного транспорта в поддержании гомеостаза ионов Са2+. Обнаружена связь гомеостаза ионов Са2+ в цитозоле с контролем клеточного цикла.

Сотрудники

СОСТАВ ЛАБОРАТОРИИ

ФИО Ученая степень, звание Должность Место работы Городской телефон Внутренний телефон E-mail
1Тер-Аванесян
Михаил Давидович
д.б.н., чл.-корр. РАНзав. лабораторией, г.н.с.ИНБИ, корп. 2, комн. 308(495) 954-40-97454mdter@inbi.ras.ru
2Агафонов
Михаил Олегович
к.б.н.в.н.с.ИНБИ, корп. 2, комн. 304(495) 954-40-97454agaphonov@inbi.ras.ru
3Александров
Александр Иванович
к.б.н.н.с.ИНБИ, корп. 2, комн. 306(495) 954-40-97454alexvir@inbi.ras.ru
4Дергалев
Александр Андреевич
-м.н.с.ИНБИ, корп. 2, комн. 306(495) 954-40-97454dergalioff@gmail.com
5Каргинов
Азамат Валерьевич
-м.н.с.ИНБИ, корп. 2, комн. 304(495) 954-40-97454karginovaz@mail.ru
6Кушниров
Виталий Владимирович
д.б.н.в.н.с.ИНБИ, корп. 2, комн. 308(495) 954-40-97454vkushnirov@inbi.ras.ru
7Митькевич
Ольга Владимировна
к.х.н.с.н.с.ИНБИ, корп. 2, комн. 308(495) 954-40-97454mitkevich@inbi.ras.ru
8Ураков
Валерий Николаевич
к.б.н.с.н.с.ИНБИ, корп. 2, комн. 306(495) 954-40-97454valery.urakov@gmail.com
9Фокина
Анастасия Владимировна
к.б.н.н.с.ИНБИ, корп. 2, комн. 304(495) 954-40-97454a.fokina@gmail.com

Оборудование

УНИКАЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ


Название оборудования/ коллекции Место нахождения
1 Коллекция генетически-маркированных штаммов дрожжей Saccharomyces cerevisiae ИНБИ, корп. 2

Публикации

ЗНАЧИМЫЕ ПУБЛИКАЦИИ
  1. Stansfield I., K.M. Jones, V.V. Kushnirov, A.R. Dagkesamanskaya, A.I. Poznyakovski, S.V. Paushkin, C.R. Nierras, B.S. Cox, M.D. Ter-Avanesyan and M.F. Tuite. The product of the SUP45 (eRF1) and SUP35 genes interact to mediate translation termination in Saccharomyces cerevisiae. — EMBO Journal, 1995, v. 14, p. 4365-4373
  2. Paushkin S.V., V.V. Kushnirov, V.N. Smirnov and M.D. Ter-Avanesyan. Propagation of the yeast prion-like [psi+] determinant is mediated by oligomerization of the SUP35-encoded polypeptide chain release factor. — EMBO Journal, 1996, v. 15, p. 3127-3134
  3. Paushkin S.V., V.V. Kushnirov, V.N. Smirnov and M.D. Ter-Avanesyan. In vitro propagation of the prion-like state of yeast Sup35 protein. — Science, 1997, v. 277, p. 381-383 (DOI: 10.1126/science.277.5324.381)
  4. Czaplinski K., M.J. Ruiz-Echevarria, S.V. Paushkin, X. Han, Y. Weng, H.A. Perlick, H.C. Dietz, M.D. Ter-Avanesyan and S.W. Peltz. The surveillance complex interacts with the translation release factors to enhance termination and degrade aberrant mRNAs. — Genes and Development, 1998, v. 12, p. 1665-1677 (DOI: 10.1101/gad.12.11.1665)
  5. Kushnirov V.V. and M.D. Ter-Avanesyan. Structure and replication of yeast prions. — Cell, 1998, v. 94, p. 13-16 (DOI: 10.1016/s0092-8674(00)81216-7)
  6. Kochneva-Pervukhova N.V., S.V. Paushkin, V.V. Kushnirov, B.S. Cox, M.F. Tuite and M.D. Ter-Avanesyan. Mechanism of inhibition of + prion determinant propagation by a mutation of the N-terminus of the yeast Sup35 protein. — EMBO Journal, 1998, v. 17, p. 5805-5810 (DOI: 10.1093/emboj/17.19.5805)
  7. Kushnirov V.V., N.V. Kochneva-Pervukhova, M.B. Chechenova, N.S. Frolova and M.D. Ter-Avanesyan. Prion properties of the Sup35 protein of yeast Pichia methanolica. — EMBO Journal, 2000, v. 19, p. 324-331 (DOI: 10.1093/emboj.19.3.324)
  8. Kushnirov V.V., D.S. Kryndushkin, M. Boguta, V.N. Smirnov and M.D. Ter-Avanesyan. Chaperones that cure yeast artificial [PSI+] and their prion-specific effects. — Current Biology, 2000, v. 10, p. 1443-1446 (DOI: 10.1016/s0960-9822(00)00802-2)
  9. Shkundina I.S., V.V. Kushnirov, M.F. Tuite and M.D. Ter-Avanesyan. The role of the N-terminal oligopeptide repeats of the yeast Sup35 protein in propagation and transmission of prion variants. — Genetics, 2006, v. 172, p. 827-835 (DOI: 10.1534/genetics.105.048660)
  10. Fokina A.V., Sokolov S.S., Kang H.A., Kalebina T.A., Ter-Avanesyan M.D., Agaphonov M.O. Inactivation of Pmc1 vacuolar Ca2+ ATPase causes G2 cell cycle delay in Hansenula polymorpha. — Cell Cycle, 2012, v. 11, p. 778-784 (DOI: 10.4161/cc.11.4.19220)
  11. Serpionov G.V., Alexandrov A..I, Antonenko Y.N., Ter-Avanesyan M.D. 2015. A protein polymerization cascade mediates toxicity of non-pathological human huntingtin in yeast. Sci Rep., 5: 18407

Диссертации

ЗАЩИЩЕННЫЕ ДИССЕРТАЦИИ
Диссертант Диссертация Тема работы Научный руководитель/ консультант
Год защиты
1 Кушниров В.В. докторская Прионные и неприонные амилоиды: изучение в дрожжевой модели Тер-Аванесян М.Д. 2008
2 Кушниров В.В. кандидатская Структура и функциональная организация гена SUP2, контролирующего точность трансляции у дрожжей Тер-Аванесян М.Д. 1990
3 Ураков В.Н. кандидатская Гетерологичная экспрессия и секреция чужеродных белков клетками дрожжей Saccharomyces cerevisiae Тер-Аванесян М.Д. 1990
4 Дидиченко С.А. кандидатская Идентификация и внутриклеточная локализация продуктов генов SUP35 и SUP45, контролирующих точность трансляции у дрожжей Saccharomyces cerevisiae Тер-Аванесян М.Д. 1992
5 Дагкесаманская А.Р. кандидатская Взаимодействие омнипотентных супрессоров SUP35 и SUP45 с цитоплазматическими детерминантами у дрожжей Saccharomyces cerevisiae Тер-Аванесян М.Д. 1993
6 Богданова А.И. кандидатская Поведение плазмид в клетках метилотрофных дрожжей Hansenula polymorpha Тер-Аванесян М.Д. 1997
7 Паушкин С.В. кандидатская Пироноподобный детерминант [PSI+] дрожжей Saccharomyces cerevisiae: механизм репликации и роль в терминации трансляции Тер-Аванесян М.Д. 1998
8 Агафонов М.О. кандидатская Система «вектор-хозяин» для экспрессии гетерологичных секретируемых белков в клетках дрожжей Hansenula polymorpha Тер-Аванесян М.Д. 1998
9 Кочнева-Первухова Н.В. кандидатская Прионный детерминант [PSI+] дрожжей Saccharomyces cerevisiae: факторы, влияющие на индукцию de novo и поддержание Тер-Аванесян М.Д. 2000
10 Пакайзер А.Н. кандидатская Клонирование и характеристика генов, вовлеченных в регуляцию биосинтеза клеточной стенки дрожжей Тер-Аванесян М.Д. 2000
11 Валуев И.А. . кандидатская Неканонический функции факторов терминации трансляции eRF1и eRF3 у дрожжей Saccharomyces cerevisiae Тер-Аванесян М.Д. 2003
12 Крындушкин Д.С. кандидатская Прионный детерминант [PSI+ ] дрожжей Saccharomyces cerevisiae: структурная организация и механизмы поддержания Тер-Аванесян М.Д. 2004
13 Романова Н.В. кандидатская Факторы, влияющие на эффективность секреции рекомбинантного активатора плазминогена урокиназного типа клетками дрожжей Агафонов М.О. 2004
14 Чеченова М.Б. кандидатская α-субъединица комплекса COPI дрожжей Hansenula polymorpha: структурно-функциональная организация и роль в гомеостазе кальция Тер-Аванесян М.Д. 2004
15 Фоминов Г.В. кандидатская Генетический анализ роли гликозилфосфатидилинозита в биогенезе клеточной стенки и сворачивании секретируемых белков дрожжей Saccharomyces cerevisiae Тер-Аванесян М.Д. 2006
16 Александров И.М. кандидатская Исследование полимеризации прионных белков in vivo методом полуденатурирующего электрофореза Кушниров В.В. 2006
17 Вишневская А.Б. кандидатская Прионные и неприонные амилоиды дрожжей Saccharomyces cerevisiae Кушниров В.В. 2006
18 Шкундина И.С. кандидатская Роль аминокислотных повторов прионного домена белка Sup35 в вариабельности цитоплазматического детерминанта [PSI+] Saccharomyces cerevisiae Тер-Аванесян М.Д. 2006
19 Афанасьева Е.Г. кандидатская Молекулярные механизмы межвидовых барьеров в передаче прионного состояния у дрожжей Кушниров В.В. 2011
20 Фокина А.В. кандидатская Генетический контроль гомеостаза ионов кальция у дрожжей рода Ogaeta Агафонов М.О. 2012
21 Александров А.И. кандидатская Факторы, влияющие на фрагментацию и токсичность амилоидных полимеров в клетках дрожжей Кушниров В.В. 2012

Награды

НАГРАДЫ, ПРЕМИИ, ОТЛИЧИЯ, БЛАГОДАРНОСТИ (за научную и научно-организационную деятельность)
Сотрудники Вид премии/ награды Наименование премии/ награды Год присуждения
1 Тер-Аванесян М.Д. Премия РАН имени А.Н. Баха За цикл работ «Прионные и неприонные амилоиды дрожжей: возникновение, свойства, моделирование нейродегенеративных заболеваний» 2014