Лаборатория выживаемости микроорганизмов

Николаев Юрий Александрович
Заведующий лабораторией
доктор биологических наук
ИНМИ, комн. 205
Телефон +7 (499) 135-12-29 доб. 706
E-Mail nikolaevya@mail.ru

Основное

ОПИСАНИЕ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЛАБОРАТОРИИ

Ключевые слова
цистоподобные покоящиеся клетки, клетки-персистеры, ауторегуляция роста и развития микроорганизмов, коммуникации между бактериями и эукариотами, биоплёнки, защитная роль матрикса биоплёнок, биоплёнки и деградация пластиков, биоплёнки кожных покровов человека,  биоплёнки пищевых производств, микробная экология и микробная биогеохимия почв,  почвенные микроорганизмы и парниковые газы,  метанотрофы природных объектов, включая экстремофильные (гидротермы, северные моря и озера, тундровые почвы, осушенные торфяники, почвы черневой тайги, агропочвы), растительно-микробные взаимодействия,  структурная и функциональная геномика симбиозов, биологически активные соединения микробного происхождения, формирование биогенных наночастиц металлов, оценка метаболической активности клеток по их способности восстанавливать катионы металлов, способы длительного хранения биопрепаратов, борьба с антибиотикорезистентностью

Исследования лаборатории направлены на изучение форм и механизмов устойчивости и адаптации к стрессовым воздействиям  микроорганизмов  природных и антропогенных систем и использование полученных закономерностей в биотехнологических   разработках.

В состав лаборатории входят четыре группы:

  • ауторегуляции роста, развития и выживания микроорганизмов (руководитель — д.б.н. Эль-Регистан Г.И.)
  • микробных биоплёнок (руководитель — д.б.н. Плакунов В.К.)
  • экологии почвенных микроорганизмов (руководитель — к.б.н. Кравченко И.К.)
  • биогенных нанокристаллов (руководитель – д.б.н. Складнев Д.А.)


Направления исследований

  • Формы персистенции бактерий в природных объектах и организме хозяина
  • Фенотипическая гетерогенность микробных популяций как форма внутрипопуляционной изменчивости
  • Ультраструктурная  организация анабиотических цистоподобных покоящихся клеток неспорообразующих бактерий в лабораторных и природных условиях
  • Роль факторов межклеточной коммуникации, алкилоксибензолов, в развитии устойчивости и сохранении жизнеспособности клеток в стрессовых условиях
  • Изучение механизмов взаимодействия микроорганизмов в составе моно- и мультивидовых биоплёнок, поиск анти- и пробиоплёночных агентов
  • Изучение состава и архитектуры внеклеточного полимерного матрикса моновидовых и мультивидовых микробных биоплёнок в связи с его функциями.
  • Механизмы взаимодействия мультивидовых биоплёнок  микробиоты человека с гуморальными регуляторами организма — хозяина
  • Разработка методов управления ростом и использованием микробных биоплёнок для синтеза биологически активных соединений, ингибирования биокоррозии металлов и синтетических полимеров, ускорения деградации нано- и микропластиков, очистки природных сред (почвы и водоемов), в том числе  от ксенобиотиков
  • Микробная экология и микробная биогеохимия почв природных и антропогенно-нарушенных экосистем
  • Состав и функционирование микробных комплексов, ассоциированных с растениями. Ризосферные бактерии как основа микробных биопрепаратов для  экологически устойчивого земледелия
  • Микробное разнообразие в симбиотических системах лишайников, культивирование редких и «yet-uncultured» бактерий
  • Исследование коммуникации между бактериями и эукариотами;
  • Структурная и функциональная геномика симбиозов;
  • Регуляция персистенции и покоя клинически значимых бактерий и микроорганизмов-симбионтов.
  • Применение метода оценки метаболической активности микроорганизмов и эукариотных клеток тканей по способности образовывать нанобиокристаллы для экологии и медицины.


Основные методы исследований

  • Культивирование микроорганизмов различных физиологических групп на жидких и плотных средах, носителях биоценозов, в микрокосмах, оценка показателей роста и активности метаболизма.
  • Биохимические методы анализа клеточных компонентов и оценки ферментативной активности
  • Выделение чистых культур бактерий из природных объектов, характеристика и описание новых таксонов.
  • Анализ морфологии и ультраструктуры клеток микроорганизмов и биоплёнок методами световой и электронной (просвечивающей, сканирующей) микроскопии.
  • Молекулярно-биологические методы анализа культур (ПЦР-технологии рибосомальных и функциональных генов) и микробных сообществ (ПЦР-ДГГЭ, клонирование, FISH, NGS секвенирование)
  • Элементный микрорентгеновский анализ состава клеток и биогенных наночастиц металлов.
  • Исследование интенсивностей биохимических/микробных процессов in situ с применением радиоизотопов (в сотрудничестве)
  • Методы геномики метаболомики, транкриптомики и протеомики (в сотрудничестве)

Уникальные методы и подходы, разработанные в лаборатории:

  • получение и характеристики фенотипических диссоциантов бактерий
  • получение покоящихся форм неспорообразующих прокариот
  • методы перевода в культивируемое состояние «некультивируемых» клеток микробных сообществ экосистем и реактивации длительно хранящихся культур бактерий
  • методы регуляции ферментативной активности с применением химических шаперонов
  • выращивание биоплёнок на границах раздела фаз «жидкость-твёрдая поверхность» и «твёрдая поверхность-воздух» с применением специальных носителей
  • детекция биологических объектов по их способности формировать наночастицы металлов in situ из внесённых растворов солей
  • экспресс-оценка метаболической активности культур микроорганизмов и эукариотных клеток и тканей по их способности восстанавливать катионы металлов
  • применение для изучения биоплёнок атомно-силовой и лазерной конфокальной микроскопии, поверхностно-усиленного рамановского светорассеяние (SERS), ЯМР (при сотрудничестве).


Краткая история лаборатории

Лаборатория была создана в 1996 году как лаборатория классификации и хранения уникальных микроорганизмов. Организатором и первым руководителем лаборатории был член-корр. РАН В.Ф. Гальченко В составе лаборатории объединились исследовательская группа метанотрофии под руководством В.Ф. Гальченко, а также коллективы под руководством ведущих российских специалистов проф. Эль-Регистан Г.И (микробная ауторегуляция), проф. Кузнецова В.Д (актиномицеты) и проф. Никитина Д.И (олиготрофные бактерии, почвенная микробиология). В 2011 году лаборатория была переименована в лабораторию выживаемости микроорганизмов. С 2014 по 2018 гг. лабораторию возглавлял проф. Д.А. Складнев. С сентября 2018 г. лабораторию возглавляет д.б.н. Ю.А. Николаев. С 1 января 2019 года в лабораторию вошла группа проф. В.К. Плакунова, основным направлением работы которой является исследование микробных биоплёнок.

Достижения

Сотрудники

Разработки

Оборудование

РИД

Публикации

Международные проекты

Диссертации

Услуги

Награды