Направления исследований
Одним из основных направлений деятельности лаборатории является разработка новых молекулярных инструментов и технологий на основе флуоресцентных белков для исследования и направленного изменения биологических процессов. В лаборатории также ведутся разработки современных методов анализа сложных геномов и транскриптомов, таких как вычитающая гибридизация, нормализация кДНК и геномной ДНК и т. д.
Основные достижения
1998—1999. из коралловых полипов класса Anthozoa клонированы гены новых флуоресцентных белков, гомологичных зеленому флуоресцентному белку (GFP). Новые флуоресцентные белки обладают разными цветами флуоресценции, от голубого до красного. Благодаря разнообразию цветов, они являются удобными маркерами для многоцветного мечения генной экспрессии, белок-белковых взаимодействий и сигнальных процессов в клетке.
1998—2001. Разработан новый высокоэффективный метод быстрой амплификации полноразмерных кДНК — Step-Out PCR. на сегодняшний день, предложенный метод является самым простым способом получения полноразмерных кДНК. Метод широко применяется во многих лабораториях, на его основе фирмой Клонтех (США) создан набор реактивов под названием SMART-RACE.
2002—2005. В сотрудничестве с лабораторией морской биохимии Тихоокеанского института биоорганической химии описан новый фермент — дуплекс-специфическая нуклеаза (DSN от «duplex-specific nuclease»), специфически расщепляющая двуцепочечную ДНК. На основе уникальных свойств этого фермента разработаны оригинальные технологии анализа точечных замен (SNP) в образцах ДНК и создания нормализованных библиотек кДНК.
2002—2006. Создана панель фотоактивируемых флуоресцентных белков с различным типом свето-индуцируемых спектральных переходов: нефлуоресцентный→красный (KFP1), голубой→зеленый (PS-CFP) и зеленый→красный (Dendra). Продемонстрирована применимость KFP1, PS-CFP и Dendra для прицельного фотомечения клеток, внутриклеточных органелл и белков и последующего слежение за их перемещениями, а также для мониторинга деградации целевых белков на уровне отдельных клеток в реальном времени с помощью флуоресцентной и конфокальной лазерной сканирующей микроскопии.
2005—2006. Создан первый генетически кодируемый фотосенсибилизатор — фототоксичный красный флуоресцентный белок, названный KillerRed, который может быть использован для прицельного свето-индуцированного уничтожения клеток и белков.
2005—2006. Создан первый генетически кодируемый флуоресцентный сенсор перекиси водорода. Данный сенсор, названный HyPer, обладает очень высокой специфичностью и чувствительностью и может быть использован для детекции перекиси водорода в различных компартментах живых клеток.
2005—2007. Методами направленной молекулярной эволюции получены улучшенные флуоресцентные белки, адаптированные к практическому применению. В частности, получены красные и дальне-красные белки, превосходящие по яркости все известные аналогичные флуоресцентные белки, разработанные в других лабораториях мира. Яркие дальне-красные флуоресцентные белки открывают новые перспективы флуоресцентного мечения лабораторных животных на уровне целых организмов.
2005—2008. Впервые осуществлен синтез «красных» хромофоров природных GFP-подобных белков — asFP595, Kaede и их аналоги. Данная работа позволила выявить закономерности влияния различных заместителей на спектральные свойства хромофоров, а также предложить перспективные направления мутагенеза флуоресцентных белков с целью получения вариантов с новыми спектральными характеристиками.
Кроме того, научные работы лаборатории по открытию флуоресцентных белков коралловых полипов, созданию технологии фотоактивируемых флуоресцентных белков, а также создание генетически кодируемого фотосенсибилизатора были отмечены в числе главных достижений Российской Академии Наук в области физико-химической биологии за 1999, 2003 и 2005 гг. соответственно.
