Отдел структуры и функции рибонуклеиновых кислот

Основные направления исследований

(i) Изучение РНК-метилтрансфераз
Известно большое разнообразие различных дополнительных химических функциональных групп, которые присоединяются к нуклеотидам путем специфической модификации в клетке. Модифицированные основания в составе РНК играют важную роль в регуляции функционирования, структуры, как самих РНК, так и РНК-белковых комплексов. Многолетние исследования РНК-метилтрансфераз бактерий позволили выявить эволюционный аспект функционирования метилтрансфераз в клетках эукариот. Бионформатический анализ позволяет выявлять новые гены потенциальных РНК-метилтраснфераз, а последующие экспериментальные подходы идентифицировать ферменты и определять их мишени, а также влияние на функционирование клеток. В работе используются современные подходы, в том числе геномное редактирование при помощи системы CRISPR/Cas9 в линиях клеток эукариот и в лабораторных животных.

(ii) Поиск новых антибиотиков
Антибиотики подавляют рост клеток или приводят к их смерти. В отделе создана система высокопроизводительного скрининга потенциальных антибактериальных и цитотоксических препаратов, которая используется для анализа обширных коллекций соединений, как синтетического, так и природного происхождения. Репортная система, используемая в бактериях, позволяет на самом первом этапе скрининга выявить соединения, приводящие к ингибированию биосинтеза белка или ДНК.
Коллекции соединений используются для поиска ингибиторов роста клеток эукариот. Скрининг токсичных против опухолевых клеток веществ позволяет выявлять соединения, преимущественно ингибирующие жизнедеятельность раковых клеток и не влияющие на выживаемость нормальных клеток в клеточной модели опухолевого микроокружения.

(iii) Изучение теломеразы
Изучение структурно-функциональных особенностей теломеразы с использованием в качестве модельной системы простейшего эукариотического организма – дрожжей Hansenula polymorpha. Термотолерантность этого вида дрожжей обеспечивает стабильность белков, что позволяет проводить структурные исследования компонентов теломеразы.
Исследования теломеразы высших эукариот (в т.ч. изучение человека). Предметом особенного интереса является регуляция экспрессии основных компонентов теломеразы в человеческих клетках, биогенез теломеразной РНК и альтернативные функции фермента, не связанные с синтезом теломерной ДНК.

Основные научные результаты

1. В последние годы идентифицирован ряд РНК-метилтрансфераз бактерий и эукариот. Установлена функциональная роль обнаруженных ферментов.
2. Идентифицирован белок Миторегулин. Установлено его участие в функционировании дыхательной цепи митохондрий.
3. Установлены механизмы действия ряда антибиотиков. Установлены структуры комплексов антибиотиков с рибосомой.
4. Проанализированы цитотоксичность и действие на предсказанные опухолевые мишени ряда классов de novo синтезированных нашими коллегами соединений.
5. Идентифицирован белок, кодируемый теломеразной РНК человека. Продемонстрировано его участие в регуляции аутофагии и апоптоза.
6. Установлена роль Интегратора в регуляции транскрипции и процессинга теломеразной РНК человека.
7. Определена структура N-концевого домена обратной транскриптазы теломеразы H. polymorpha.
8. Определена роль паралогов белка Rap1 H. polymorpha.

Участие в совместных научно-исследовательских проектах

• НИИ по изысканию новых антибиотиков Г. Ф. Гаузе
• Институт биохимии и генетики УНЦ РАН
• Дальневосточный федеральный университет
• Institute of Medicinal Biotechnology, Chinese Academy of Medical Sciences & Peking Union Medical College, Beijing, China

Грантовая поддержка

Исследования в отделе проводятся при поддержке РФФИ и РНФ.

Преподавательская деятельность

Многие сотрудники отдела занимаются активной преподавательской деятельностью. В настоящее время ведутся лекции для студентов:

• 5 и 6 курса Химического факультета МГУ:
  1. Молекулярная биология гена (Донцова О.А., Сергиев П.В., Остерман И.А., Рубцова М.П.)
  2. Молекулярная биология клетки (Рубцова М.П.)
  3. Структура РНК (Донцова О.А.)
  4. Основы вирусологии и иммунологии (Рубцова М.П.)
  5. СПХ Методы молекулярной биологии (Сергиев П.В.)
  6. «Введение в специализацию «Биоорганическая химия» (Остерман И.А.)
• 1 курса факультета биоинженерии и биоинформатики:
  1. Химические основы биологических процессов (Зверева М.Э.)
• 2 курса факультета биоинженерии и биоинформатики:
  1. Основы Молекулярной биологии (Василькова Д.П.)
  2. Молекулярная биология (Сергиев П.В.)
• 2 курса факультета биотехнологии:
  1. Химия биологически активных веществ (Скворцов Д.А.)

Научные премии

Премия А.Н. Белозерского РАН (2016): Богданов А.А., Донцова О.А., Сергиев П.В.

Ломоносовская премия МГУ (2018): Донцова О.А., Сергиев П.В. Остерман И.А.