|
Кушниров Виталий Владимирович |
+7 (495) 954-40-97
- Основное
- Достижения
- Сотрудники
- Оборудование и Коллекции
- Публикации
- Диссертации
- Награды
Основное
ОПИСАНИЕ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЛАБОРАТОРИИ
Ключевые слова
дрожжи, антимикотики, механизмы действия, клеточная гибель, апоптоз, некроз, амилоиды, прионы, протеостаз, терминация трансляции
Направления исследований
- Систематическое исследование клеточной гибели дрожжей
- Изучение механизмов действия антимикотиков и других биологически-активных веществ
- Изучение эндогенных амилоидов дрожжей и моделирование амилоидных заболеваний человека в дрожжевой модели
- Изучение факторов, влияющих на правильное сворачивание белков в клетке, а также различных не амилоидных белковых агрегатов
Основные методы исследований
- Молекулярная генетика дрожжей, в том числе работа с полногеномными коллекциями дрожжевых мутантов, создание новых мутантных линий с применением современных технологий генной инженерии (ПЦР, рестриктный анализ, электрофорез ДНК).
- Биохимические методы анализа (электрофорез белков, аффинная хроматография, стандартное и ультра-центрифугирование, различные энзиматические методы)
- Флуоресцентная микроскопия и проточная цитометрия
Краткая история лаборатории
Лаборатория молекулярной генетики, созданная и долгое время возглавляемая член-корр. РАН 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. После смерти Михаила Давидовича в 2018 году, руководителем лаборатории стал к.б.н. Александр Иванович Александров.
Достижения
ОСНОВНЫЕ ДОСТИЖЕНИЯ
Основные достижения (с 2015 года):
- Создан метод для исследования структуры укладки амилоидов, полученных из клеток дрожжей, основанный на частичном протеолизе амилоидов с помощью протеиназы К и последующей масс-спектрометрической идентификацией устойчивых пептидов. С помощью метода прокартированы структуры прионов белка Sup35 с различной структурой
https://www.biorxiv.org/content/10.1101/604660v1?rss=1 - Получены данные о влиянии белка Pub1 на эффективность терминации трансляции через его взаимодействие с рибосомами и белков Sup35 (eRF3)
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/28467675 - Получены данные о защитной роли белков Pub1 и Upf1 в клетках, содержащих прион [PSI+]
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/30463309 - На основе исследования агрегации и токсичности немутантного гентингтина в клетках дрожжей получены данные о существовании полимеризационных каскадов, которые могут играть роль в патогенезе различных амилоидных заболеваний
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/26673834
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/27220690 - При систематическом исследовании релокализации белков в ответ на гиперосмотический стресс обнаружен феномен быстрой и обратимой агрегации различных белков, например, шаперонов и амилоидогенных белков, который указывает на структурированность цитоплазмы и наличие в ней крупных «твердых» областей, проницаемых для мономерных, но для олигомерных белков
https://www.biorxiv.org/content/10.1101/562728v1 - Освоены и разработаны подходы для массового скрининга мутантов дрожжей на предмет увеличенной вероятности клеточной гибели и изучения их возраст-специфической остановки деления, что позволило обнаружить новый тип клеточной гибели, асоциированный с делением клеток
https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2021.10.20.465133v2 - Написан систематический обзор о внешних факторах, которые вызывают гибель дрожжей и проведен анализ иследованных при этом параметрах клеточной гибели
https://www.mdpi.com/2309-608X/7/11/88 - Освоена методика точного определения изменений уровня белка, меченного GFP с помощью проточной цитометрии, которая позволила экспериментально подтвердить влияние кассет устойчивости к G418 на трансляцию мРНК, кодируемых генами, расположенных рядом с локусом интеграции
https://academic.oup.com/nar/article/49/19/11134/6381141
Важные достижения до 2015 года:
- 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.
Сотрудники
СОСТАВ ЛАБОРАТОРИИ
| № | ФИО | Ученая степень, звание | Должность | Место работы | Городской телефон | Внутренний телефон | |
| 1 | Кушниров Виталий Владимирович | д.б.н. | зав. лабораторией, в.н.с. | ИНБИ, корп. 2, комн. 308 | (495) 954-40-97 | 454 | vkushnirov@inbi.ras.ru |
| 2 | Бидюк Виктория Александровна | - | м.н.с. | ИНБИ, корп. 2, комн. 304 | (495) 954-40-97 | 454 | victoria.bidiuk@gmail.com |
| 3 | Галлямов Артур Альбертович | - | м.н.с. | ИНБИ. корп. 2 комн. 306 | (495) 954-40-97 | 454 | arturens96@gmail.com |
| 4 | Дергалев Александр Андреевич | - | м.н.с. | ИНБИ, корп. 2, комн. 306 | (495) 954-40-97 | 454 | alexanderdergalioff@gmail.com |
| 5 | Ламердонова Фатима Хасбиянова | - | м.н.с., аспирант | ИНБИ, корп. 2, комн. 308 | (495) 954-40-97 | 454 | Lamertim@mail.ru |
| 6 | Митькевич Ольга Владимировна | к.х.н. | с.н.с. | ИНБИ, корп. 2, комн. 308 | (495) 954-40-97 | 454 | mitkevich@inbi.ras.ru |
| 7 | Пахомова Мария Дмитриевна | - | ст. лаборант | ИНБИ, корп. 2, комн. 304 | (495) 954-40-97 | 454 | mari.pakhomova.99@mail.ru |
| 8 | Ураков Валерий Николаевич | к.б.н. | с.н.с. | ИНБИ, корп. 2, комн. 306 | (495) 954-40-97 | 454 | valery.urakov@gmail.com |
Оборудование и Коллекции
УНИКАЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ
| № |
Название оборудования/ коллекции | Место нахождения |
| 1 | Механическая станция дозирования в 96/384 луночные планшеты (2-220 мкл) (Gilson Platemaster) | ИНБИ, корп. 2, комн. 308 |
| 2 | Имиджер для визуализации флуоресценции (УФ) и хемилюминисценции (Vilber Lourmat) | ИНБИ, корп. 2, комн. 308 |
| 3 | Настольная ультрацентрифуга Beckman Optima MAX-XP | ИНБИ, корп. 2, комн. 308 |
| 4 | Флуоресцентный микроскоп Zeiss Axioskop 40 | ИНБИ, корп. 2, комн. 308 |
| 5 | Систематическая коллекция дрожжей, содержащих белки, меченные зеленым флуоресцентным белком c С-конца (GFP) (4159 штаммов) | ИНБИ, корп. 2, комн. 308 |
| 6 | Систематическая коллекция дрожжей, содержащих делеции не жизненно важных генов (Yeast Knock-out Collection) (~4500 штаммов) | ИНБИ, корп. 2, комн. 308 |
| 7 | Систематическая коллекция штаммов, содержащих сниженную продукцию жизненно важных белков (DAMP) (~900 штаммов) | ИНБИ, корп. 2, комн. 308 |
| 8 | Систематическая коллекция штаммов, содержащих охарактеризованные термочувствительные аллели в жизненно важных генах (Yeast ts-collection) (~900 штаммов) | ИНБИ, корп. 2, комн. 308 |
| 9 | Систематическая коллекция мутантов содержащих жизненно важные гены под контролем промотора репрессируемого доксициклином (Yeast Tet-off collection) (~900 штаммов) | ИНБИ, корп. 2, комн. 308 |
| 10 | Обширная коллекция штаммов, полученных в ходе всей истории работы лаборатории | ИНБИ, корп. 2, комн. 308 |
Публикации
ЗНАЧИМЫЕ ПУБЛИКАЦИИ
Значимые публикации с 2017 года:
- Bidiuk VA, Alexandrov AI, Valiakhmetov AY. Extracellular pH and high concentration of potassium regulate the primary necrosis in the yeast Saccharomyces cerevisiae. Arch Microbiol. 2021 Dec 20;204(1):35. doi:10.1007/s00203-021-02708-6. PMID: 34927223;
- Kushnirov VV, Dergalev AA, Alexandrov AI. Amyloid Fragmentation and Disaggregation in Yeast and Animals. Biomolecules. 2021 Dec 15;11(12):1884. doi: 10.3390/biom11121884. PMID: 34944528; PMCID: PMC8699242;
- Egorov AA, Makeeva DS, Makarova NE, Bykov DA, Hrytseniuk YS, Mitkevich OV, Urakov VN, Alexandrov AI, Kulakovskiy IV, Dmitriev SE. Ribo-Seq and RNA-Seq of TMA46(DFRP1) and GIR2(DFRP2) knockout yeast strains. F1000Res. 2021 Nov 16;10:1162. doi: 10.12688/f1000research.74727.1.PMID: 34900236; PMCID: PMC8637242;
- Egorov AA, Alexandrov AI, Urakov VN, Makeeva DS, Edakin RO, Kushchenko AS, Gladyshev VN, Kulakovskiy IV, Dmitriev SE. A standard knockout procedure alters expression of adjacent loci at the translational level. Nucleic Acids Res. 2021 Nov 8;49(19):11134-11144. doi: 10.1093/nar/gkab872. PMID: 34606617; PMCID: PMC8565318;
- Grosfeld EV, Bidiuk VA, Mitkevich OV, Ghazy ESMO, Kushnirov VV, Alexandrov AI. A Systematic Survey of Characteristic Features of Yeast Cell Death Triggered by External Factors. J Fungi (Basel). 2021 Oct 20;7(11):886. doi: 10.3390/jof7110886. PMID: 34829175; PMCID: PMC8626022;
- Karginov AV, Alexandrov AI, Kushnirov VV, Agaphonov MO. Perturbations in the Heme and Siroheme Biosynthesis Pathways Causing Accumulation of Fluorescent Free Base Porphyrins and Auxotrophy in Ogataea Yeasts. J Fungi (Basel). 2021 Oct 19;7(10):884. doi: 10.3390/jof7100884. PMID: 34682305; PMCID: PMC8540529;
- Dergalev AA, Urakov VN, Agaphonov MO, Alexandrov AI, Kushnirov VV. Dangerous Stops: Nonsense Mutations Can Dramatically Increase Frequency of Prion Conversion. Int J Mol Sci. 2021 Feb 3;22(4):1542. doi: 10.3390/ijms22041542. PMID: 33546497; PMCID: PMC7913716;
- Bidiuk VA, Agaphonov MO, Alexandrov AI. Modulation of green to red photoconversion of GFP during fluorescent microscopy by carbon source and oxygen availability. Yeast. 2021 May;38(5):295-301. doi: 10.1002/yea.3543. Epub 2020 Dec 14. PMID: 33295038;
- Alexandrov AI et al. (2019) Analysis of novel hyperosmotic shock response suggests «beads in liquid» cytosol structure. Препринт — https://www.biorxiv.org/content/10.1101/562728v1;
- Alexandrov AI, Dergalev AA. (2019). Increasing throughput of manual microscopy of cell suspensions using solid medium pads. MethodsX;
- Urakov, V. N., Mitkevich, O. V, Dergalev, A. A. and Ter-Avanesyan, M. D. (2018). The Pub1 and Upf1 Proteins Act in Concert to Protect Yeast from Toxicity of the [PSI(+)] Prion. Int. J. Mol. Sci. 19;
- Karginov, A. V, Fokina, A. V, Kang, H. A., Kalebina, T. S., Sabirzyanova, T. A., Ter-Avanesyan, M. D. and Agaphonov, M. O. (2018). Dissection of differential vanadate sensitivity in two Ogataea species links protein glycosylation and phosphate transport regulation. Sci. Rep. 8, 16428;
- Anisimova, A.S., Alexandrov, A.I., Makarova, N.E., Gladyshev, V.N., and Dmitriev, S.E. (2018). Protein synthesis and quality control in aging. Aging (Albany. NY). 10, 4269–4288;
- E Keinan, Ayelet-Chen Abraham , A Cohen , A Alexandrov, R Mintz , M Cohen, D Reichmann , D Kaganovich, Y Nahmias (2018) High-Reynolds Microfluidic Sorting of Large Yeast Populations. Scientific Reports;
- Urakov, V. N., Mitkevich, O. V, Safenkova, I. V and Ter-Avanesyan, M. D. (2017). Ribosome-bound Pub1 modulates stop codon decoding during translation termination in yeast. FEBS J. 284, 1914–1930;
- Serpionov G V., Alexandrov AI, Ter-Avanesyan MD (2016) Distinct mechanisms of mutant huntingtin toxicity in different yeast strains. FEMS Yeast Research: fow102. doi:10.1093/femsyr/fow102.
Диссертации
ЗАЩИЩЕННЫЕ ДИССЕРТАЦИИ
| № | Диссертант | Диссертация | Тема работы | Научный руководитель/ консультант | Год защиты |
| 1 | Серпионов Г.В. | кандидатская | Роль взаимодействий между амилоидогенными белками в возникновении и токсичности амилоидов гентингтина человека у дрожжей Saccharomyces cerevisiae | Александров А.И. | 2019 |
| 2 | Фокина А.В. | кандидатская | Генетический контроль гомеостаза ионов кальция у дрожжей рода Ogaeta | Агафонов М.О. | 2012 |
| 3 | Александров А.И. | кандидатская | Факторы, влияющие на фрагментацию и токсичность амилоидных полимеров в клетках дрожжей | Кушниров В.В. | 2012 |
| 4 | Афанасьева Е.Г. | кандидатская | Молекулярные механизмы межвидовых барьеров в передаче прионного состояния у дрожжей | Кушниров В.В. | 2011 |
| 5 | Кушниров В.В. | докторская | Прионные и неприонные амилоиды: изучение в дрожжевой модели | Тер-Аванесян М.Д. | 2008 |
| 6 | Фоминов Г.В. | кандидатская | Генетический анализ роли гликозилфосфатидилинозита в биогенезе клеточной стенки и сворачивании секретируемых белков дрожжей Saccharomyces cerevisiae | Тер-Аванесян М.Д. | 2006 |
| 7 | Александров И.М. | кандидатская | Исследование полимеризации прионных белков in vivo методом полуденатурирующего электрофореза | Кушниров В.В. | 2006 |
| 8 | Вишневская А.Б. | кандидатская | Прионные и неприонные амилоиды дрожжей Saccharomyces cerevisiae | Кушниров В.В. | 2006 |
| 9 | Шкундина И.С. | кандидатская | Роль аминокислотных повторов прионного домена белка Sup35 в вариабельности цитоплазматического детерминанта [PSI+] Saccharomyces cerevisiae | Тер-Аванесян М.Д. | 2006 |
| 10 | Крындушкин Д.С. | кандидатская | Прионный детерминант [PSI+ ] дрожжей Saccharomyces cerevisiae: структурная организация и механизмы поддержания | Тер-Аванесян М.Д. | 2004 |
| 11 | Романова Н.В. | кандидатская | Факторы, влияющие на эффективность секреции рекомбинантного активатора плазминогена урокиназного типа клетками дрожжей | Агафонов М.О. | 2004 |
| 12 | Чеченова М.Б. | кандидатская | α-субъединица комплекса COPI дрожжей Hansenula polymorpha: структурно-функциональная организация и роль в гомеостазе кальция | Тер-Аванесян М.Д. | 2004 |
| 13 | Валуев И.А. | кандидатская | Неканонический функции факторов терминации трансляции eRF1и eRF3 у дрожжей Saccharomyces cerevisiae | Тер-Аванесян М.Д. | 2003 |
| 14 | Кочнева-Первухова Н.В. | кандидатская | Прионный детерминант [PSI+] дрожжей Saccharomyces cerevisiae: факторы, влияющие на индукцию de novo и поддержание | Тер-Аванесян М.Д. | 2000 |
| 15 | Пакайзер А.Н. | кандидатская | Клонирование и характеристика генов, вовлеченных в регуляцию биосинтеза клеточной стенки дрожжей | Тер-Аванесян М.Д. | 2000 |
| 16 | Паушкин С.В. | кандидатская | Пироноподобный детерминант [PSI+] дрожжей Saccharomyces cerevisiae: механизм репликации и роль в терминации трансляции | Тер-Аванесян М.Д. | 1998 |
| 17 | Агафонов М.О. | кандидатская | Система «вектор-хозяин» для экспрессии гетерологичных секретируемых белков в клетках дрожжей Hansenula polymorpha | Тер-Аванесян М.Д. | 1998 |
| 18 | Богданова А.И. | кандидатская | Поведение плазмид в клетках метилотрофных дрожжей Hansenula polymorpha | Тер-Аванесян М.Д. | 1997 |
| 19 | Дагкесаманская А.Р. | кандидатская | Взаимодействие омнипотентных супрессоров SUP35 и SUP45 с цитоплазматическими детерминантами у дрожжей Saccharomyces cerevisiae | Тер-Аванесян М.Д. | 1993 |
| 20 | 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 |
| 21 | Кушниров В.В. | кандидатская | Структура и функциональная организация гена SUP2, контролирующего точность трансляции у дрожжей | Тер-Аванесян М.Д. | 1990 |
| 22 | Ураков В.Н. | кандидатская | Гетерологичная экспрессия и секреция чужеродных белков клетками дрожжей Saccharomyces cerevisiae | Тер-Аванесян М.Д. | 1990 |
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 |