Лаборатория биотехнологии растений

В лаборатории развиваются взаимосвязанные направления научных исследований в области адаптивной эпигенетики, генно-инженерной экспериментальной биологии растений, создания искусственных ассоциативных систем «растение-микроорганизм» и приложения полученных результатов к разработке новых технологий.

Лаборатория проводит совместные исследования с коллегами из лабораторий Института и из других отечественных и зарубежных научных центров. Для изучения экспрессии искусственного гена антимикробного пептида цекропина Р1 в растениях и исследования свойств растений совместно с Группой химии пептидов, Лабораторией иммунохимии и Лабораторией биологических испытаний синтезированы различные формы антимикробного пептида цекропина Р1, получены его антитела и проведены испытания экстракта цекропиновых растений в экспериментах на животных. С Лабораторией иммунохимии также проведено исследование иммуногенных свойств растений картофеля, синтезирующих поверхностный антиген вируса гепатита В. С Учебно-научным центром ИБХ ведется работа по получению и исследованию трансгенных растений, экспрессирующих ген антимикробного пептида ареницина. Лаборатория сотрудничает и имеет совместные публикации с Институтом белка РАН, Институтом биохимии им А.Н. Баха РАН и Институтом физиологии растений РАН, Институтом физиологии растений РАН, ГУ Республиканским научно-практическим центром трансфузиологии и медицинских биотехнологий (Минск), Калифорнийским университетом (Дэвис), Невадским университетом (Nevada, Reno).

Лаборатория биотехнологии растений была основана в ФИБХ в 1992 году.

Адаптивная эпигенетика

Установлено, что в условиях адаптации факультативных галофитных растений Mesembryanthemum crystallinum к солевому стрессу и водному дефициту, сопровождающейся переключением С-3 фотосинтеза на CAM путь ассимиляции углекислого газа, уровень CpHpG метилирования (H – любой нуклеозид, кроме G) их ядерного генома в последовательностях CCWGG (W = A или T) повышается в два раза и связан с гиперметилированием повторяющихся последовательностей ДНК. Таким образом, впервые обнаружено специфическое CpNpG гиперметилирование повторяющихся последовательностей ДНК в условиях экспрессии новой эпигенетической программы. Функциональная роль CpNpG гиперметилирования ДНК, по-видимому, связана с формированием специализированной структуры хроматина, одновременно регулирующей экспрессию множества генов в клетках растений Mesembryanthemum crystallinum при их адаптации к солевому стрессу.

Установлено, что искусственный ген цекропина Р1 участвует в интегральной адаптивной системе растений. Растения с цекропином проявляли устойчивость к разным стрессам, в том числе солевому стрессу, ультрафиолету, окислительному стрессу. Таким образом, ген цекропина Р1 в трансгенных растениях выполняет функцию антистрессового гена. Исследованы трансгенные растения, экспрессирующие ген цекропина под контролем промотора 35S РНК вируса мозаики цветной капусты (35S) и селективный маркерный ген неомицинфосфотрансферазы II (nptII) под контролем промотора агробактериального гена нопалинсинтазы (nos). Проведено сравнение экспрессии и метилирования промоторов 35S и nos, а также биосинтеза цекропина Р1 трансгенных растений в условиях их роста на среде с канамицином и без канамицина. Метилирование активного промотора 35S отличается низким уровнем, при этом в условиях культивирования растений на среде с канамицином наблюдается дальнейшее снижение его метилирования и повышение синтеза цекропина Р1. Таким образом, активность считающегося конститутивным промотора 35S в трансгенных растениях контролируется его метилированием. Полученные результаты указывают на участие генов cecP1 и nptII в интегрированной системе стрессоустойчивости растений и показывают, что с помощью специфических условий культивирования можно регулировать синтез трансгенных антимикробных пептидов в растениях.

В лаборатории разработаны новые методы применения ДНК-метилтрансфераз в качестве реагентов в молекулярной биологии и структурно-функциональном исследовании энзиматического метилирования ДНК различных организмов. Разработан метод анализа метилирования в ДНК в последовательностях CpWpG. Проведено экзогенное метилирование генома животных и растений гетерологичными цитозиновыми ДНК-метилтрансферазами. Для направленного переноса  гетерологичных ДНК-метилтрансфераз в ядро эукариотических клеток в лаборатории была созданы специальные векторные конструкции.

В клетках культуры HEK 293 экспрессированы гены гетерологичных ДНК-метилтрансфераз со специфичностью CpHpG; обнаружена связь между этим метилированием генома трансформированных клеток и снижением их пролиферации. Обнаружено влияние экзогенного метилирования генома растений на их фенотип.


Генно-инженерная экспериментальная биологии растений

Лаборатория проводит исследования на полученных трансгенных растениях картофеля, капусты, сахарной свеклы, томата, масличных культурах рапса и камелины, чечевицы, лекарственных растениях каланхоэ и алоэ. В них, в частности, экспрессированы гены антимикробных пептидов. Растения с  этими генами проявляли устойчивость к бактериальным и грибным патогенам. Растения рода Kalanchoe давно используются в качестве лекарственных растений в народной медицине и представляют большой интерес для фармакологии. Сок растений Kalanchoe pinnata применяют для заживлению ран, ожогов, он обладает бактерицидными свойствами. Из этого растения получают лекарственные препараты для применения в хирургической, зубоврачебной, гинекологической практике и при лечении глазных  заболеваний. В Лаборатории исследован экстракт из трансгенных растений каланхоэ, экспрессирующих ген антимикробного пептида цекропина Р1. Антибиотические свойства экстракта сохраняются при выдерживании его при кипячении. Экстракт, добавленный в среду для культивирования растений, усиливает ризогенез каллусов трудных для морфогенеза растений хрустальной травки (Mesembryanthemum crystallinum). Повышенная биологическая активность экстракта обнаружена также в экспериментах на животных по его ранозаживляющим, бактерицидным и иммуномодулирующим свойствам. Полученные результаты указывают на высокую биологическую активность исследованного экстракта растений каланхоэ и перспективность его использования в фармакологии. Получены трансгенные растения табака, картофеля и томата, синтезирующие поверхностный антиген вируса гепатита В. В экспериментах на животных была показана высокая иммуногенность съедобного картофеля содержащего поверхностный антиген вируса гепатита В, что указывает на перспективность получения на основе таких растений съедобной вакцины. В своих исследованиях Лаборатория давно широко использует стратегию антисмысловых РНК (РНК-интерференции). На основе антисмысловых форм агробактериальных фитогормональных генов получены трансгенные растения, устойчивые к агробактериальному раку.

Большинство трансгенных растений экспрессируют нежелательные и даже опасные селективные гены устойчивости к антибиотикам и гербицидам. Они используются для выявления трансформированных растений, но после этого они не нужны, но продолжают работать, затрачивая на себя энергию и метаболиты, снижая продуктивность растений. Передача этих генов микрофлоре и сорнякам опасна распространением множественной лекарственной устойчивости среди патогенов и появлением “суперсорняков”. В экспериментальной биологии присутствие этих генов делает невозможным проведение чистых экспериментов только с целевым трансгеном. Но уже возможно получение растений нового поколения без этих генов. В Лаборатории разработан новый метод получения безмаркерных трансгенных растений. Для этого был сконструирован агробактериальный безмаркерный вектор для встройки целевых генов и трансформации и выявления трансформантов на неселективных средах. Метод получения безмаркерных трансгенных растений по прямой детекции продукта экспрессии гена  позволяет в одну стадию выявлять трансгенные растения. У полученных растений изначально нет селективных генов, которые требуется дополнительно вырезать в других трудоемких методах создания безмаркерных трансгенных растений. Трансформанты не подвергаются селективному стрессу, вызывающему гиперметилирование ДНК и «замолкание» целевых генов. В геноме трансформантов меньше «генетического мусора».

С помощью этого метода ускорен процесс получения растений с целевым геном и возможены прямой отбор линий с высоким уровнем экспрессии трансгена и  проведение «чистых» экспериментов только с целевым трансгеном. Полученные таким методом

растения должны иметь более высокую продуктивность и конкурентное преимущество при коммерциализации.

 

Создание искусственных ассоциативных систем «растение-микроорганизм»

Применение традиционных микробиологических препаратов защиты растений и стимуляции их роста не всегда приводит к положительным результатам. Это связано с применением таких микроорганизмов, которые, будучи антагонистами фитопатогенов, не являются активными колонизаторами растений, устанавливающими с ними продуктивную ассоциативную связь. Это может быть также связано с трудностью образования стабильной ассоциативной связи между микроорганизмами и растениями, растущими в окружающей среде и уже «заселенными» неблагоприятной микрофлорой. В Лаборатории проводятся разработки новых технологий защиты с-х растений от фитопатогенов и чужеродных соединений путем создания искусственных ассоциативных систем «растение-микроорганизм». В работе применяется комплексное исследование колонизированных растений полезными природными и модифицированными штаммами микроорганизмов, устанавливающими стабильную ассоциативную связь с растениями. Полезные ассоциированные микроорганизмы оказывают стимулирующее влияние на растения за счет способности к азотфиксации, образованию физиологически активных веществ, мобилизации питательных элементов из почвы, вытеснению и подавлению роста патогенов, а также могут способствовать защите растений от токсичных ксенобиотиков.

Получение искусственных ассоциативных систем «растение-микроорганизм» направлено для решения двух основных задач:

  • повышения продуктивности сельскохозяйственных растений и их устойчивости к фитопатогенам
  • повышения устойчивости растений к токсичным чужеродным соединениям.

Проводится поиск и отбор полезных ассоциативных микроорганизмов и разработка новых методов колонизации полезной микрофлорой овощных, масличных и плодово-ягодных культур растений. Для колонизации растений используются природные и модифицированные ассоциативные штаммы бактерий, дрожжей и арбускулярных микоризных грибов. Начальные стадии деградации токсичных соединений в системе «растение-микроорганизм» основаны на энзиматическом потенциале микроорганизмов, в то время как последующая трансформация этих продуктов и их полная утилизация в виде естественных метаболитов осуществляется ферментами растений и микроорганизмов. Для формирования устойчивых ассоциативных систем «растение-микроорганизм»  применяется разработанная в Лаборатории технология комбинированного использование методов клонального микроразмножения и микробной колонизации растений.

В совместной работе с Институтом биохимии и физиологии микроорганизмов РАН показано, что метилобактерии  и другие рост-стимулирующие бактерии легко образуют с растениями ассоциативную связь и стабильно ее сохраняют при клональном микроразмножении растений. Колонизированные растения отличаются улучшенными физиологическими характеристиками и проявляют повышенную устойчивость к фитопатогенам. Колонизация растений бактериями, устойчивыми к ксенобиотикам нафталину и глифосату, придавала эту устойчивость растениям. Таким образом, разработанные технологии должны способствовать повышению продуктивности растений и получению экологически чистой сельскохозяйственной продукции, а также применяться для ремедиации территорий, загрязненных токсичными соединениями.

 

Патенты

1. Захарченко Н.С., Кочетков В.В., Бурьянов Я.И., Боронин А.М. Способ защиты посадочного материала растений против заболеваний, вызываемых фитопатогенными микроорганизмами. Патент № 2380886 от 10 февраля 2010 г.
2. Бурьянов Я.И., Захарченко Н.С., Юхманова А.А., Пиголева С.В., Рукавцова Е.Б., Чеботарева Е.Н., Гаязова А.Р. Рекомбинантная плазмида pBMи способ получения с ее
использованием безмаркерных трансгенных растений, синтезирующих целевые продукты. Патент №. 2410433 от 27 января 2011 г.
3. Бурьянов Я.И., Захарченко Н.С., Лебедева А.А., Захарченко А.В., Сизова О.И., Анохина Т.О., Сиунова Т.В.,Кочетков В.В., Боронин А.М. Способ получения растительно-микробных ассоциаций для фиторемедиации на основе микроразмножаемых растений и плазмидосодержащих ризосферных бактерий. Патент № 2443771 от 27 февраля 2012 г.
4. Захарченко Н.С., Лебедева А.А., Бурьянов Я.И. Способ получения генетически модифицированных растений каланхоэ, экспрессирующих ген цекропина Р1. Патент № 2445768 от 27 марта 2012 г.

5. Захарченко Н.С., Лебедева А.А., Бурьянов Я.И. Способ получения безмаркерных трансгенных растений каланхоэ перистого, экспрессирующих ген цекропина Р1. Патент №
2624042 от 30 июня 2017 г.
6. Бурьянов Я.И., Лебедева А.А., Захарченко Н.С. Способ получения безмаркерных трансгенных растений каланхоэ перистого, экспрессирующих ген цекропина Р1. Заявка №
2015154311 от 17.12.2015.
7. Захарченко Н.С., Бурьянов Я.И. Способ получения антимикробного пептида цекропина Р1 из экстракта трансгенных растений каланхоэ перистого. Заявка № 2016133605 от 16.08.2016.

Избранные публикации

  1. Zakharchenko NS, Furs OV, Pigoleva SV, Lebedeva AA, Shchevchuk TV, Dyachenko OV, Buryanov YI (2018). Biological Activity of Leaf Extracts from Cecropin P1-Synthesizing Kalanchoe Plants: Pharmacological Prospects. Russ J Plant Physiol 65 (1), 136–142
  2. Lebedeva A, Plata A, Nosova O, Tyurikova O, Semyanov A (2018). Activity-dependent changes in transporter and potassium currents in hippocampal astrocytes. Brain Res Bull 136 (0), 37–43
  3. Kolachevskaya OO, Sergeeva LI, Floková K, Getman IA, Lomin SN, Alekseeva VV, Rukavtsova EB, Buryanov YI, Romanov GA (2017). Auxin synthesis gene tms1 driven by tuber-specific promoter alters hormonal status of transgenic potato plants and their responses to exogenous phytohormones. Plant Cell Rep 36 (3), 419–435
  4. Lebedeva AA, Zakharchenko NS, Trubnikova EV, Medvedeva OA, Kuznetsova TV, Masgutova GA, Zylkova MV, Buryanov YI, Belous AS (2017). Bactericide, immunomodulating, and wound healing properties of transgenic Kalanchoe pinnata synergize with antimicrobial peptide cecropin P1 in Vivo. J Immunol Res 2017 (0), 4645701
  5. Zakharchenko NS, Belous AS, Biryukova YK, Medvedeva OA, Belyakova AV, Masgutova GA, Trubnikova EV, Buryanov YI, Lebedeva AA (2017). Immunomodulating and Revascularizing Activity of Kalanchoe pinnata Synergize with Fungicide Activity of Biogenic Peptide Cecropin P1. J Immunol Res 2017 (0), 3940743
  6. Shevchuk TV, Zakharchenko NS, Tarlachkov SV, Furs OV, Dyachenko OV, Buryanov YI (2016). 35S promoter methylation in kanamycin-resistant kalanchoe (Kalanchoe pinnata L.) plants expressing the antimicrobial peptide cecropin P1 transgene. Biochemistry (Mosc) 81 (9), 968–971
  7. Zakharchenko NS, Rukavtsova EB, Shevchuk TV, Furs OV, Pigoleva SV, Lebedeva AA, Chulina IA, Baidakova LK, Buryanov YI (2016). The obtainment and characteristics of Kalanchoe pinnata L. plants expressing the artificial gene of the cecropin P1 antimicrobial peptide. APPL BIOCHEM MICRO+ 52 (4), 421–428
  8. Zakharchenko NS, Lebedeva AA, Furs OV, Rukavtsova EB, Schevchuk TV, Rodionov IL, Buryanov YI (2016). Producing marker-free Kalanchoe plants expressing antimicrobial peptide cecropin P1 gene. Russ J Plant Physiol 63 (2), 273–282
  9. Buryanov YI (2015). Adaptive epibiochemistry and epigenetics. Biochemistry (Mosc) 80 (9), 1145–1156
  10. Zakharchenko NS, Strizhov NI, Shkolnaya LA, Pigoleva SV, Lebedeva AA, Rukavtsova EB, Furs OV, Shevchuk TV, Dyachenko OV, Buryanov YI (2015). Novel expression system for enhanced synthesis of antimicrobial peptide cecropin P1 in plants. Russ J Plant Physiol 62 (4), 534–541
  11. Rukavtsova EB, Rudenko NV, Puchko EN, Zakharchenko NS, Buryanov YI (2015). Study of the immunogenicity of hepatitis B surface antigen synthesized in transgenic potato plants with increased biosafety. J Biotechnol 203 (0), 84–88
  12. Kolachevskaya OO, Alekseeva VV, Sergeeva LI, Rukavtsova EB, Getman IA, Vreugdenhil D, Buryanov YI, Romanov GA (2015). Expression of auxin synthesis gene tms1 under control of tuber-specific promoter enhances potato tuberization in vitro. J Integr Plant Biol 57 (9), 734–744
  13. Захарченко НС, Лебедева АА, Фурс ОВ, Рукавцова ЕБ, Шевчук ТВ, Дьяченко ОВ, Бурьянов ЯИ (2015). Новая экспрессионная система для повышенного синтеза антимикробного пептида цекропина Р1 в растениях. 62 (4), 571–578
  14. Tarlachkov SV, Dyachenko OV, Cherevatenko AM, Rudenko NV, Shevchuk TV (2014). Cloning, purification and characterization of translationally fused protein DNA methyltransferase M•HhaI-EGFP. Process Biochem 49 (12), 2170–2173
  15. Dyachenko OV, Tarlachkov SV, Marinitch DV, Shevchuk TV, Buryanov YI (2014). Expression of exogenous DNA methyltransferases: Application in molecular and cell biology. Biochemistry (Mosc) 79 (2), 77–87
  16. Zyakun AM, BurYanov YI, Kochetkov VV, Zakharchenko NS, Baskunov BP, Laurinavichius KS, Zakharchenko VN, Peshenko VP, Anokhina TO, Siunova TV, Boronin AM (2013). Use of [13C]/[12C] ratios as an indicator of the role of microorganisms in protection of plants from the phytotoxic action of naphthalene. J ANAL CHEM+ 68 (13), 1115–1122
  17. Zakharchenko NS, Buryanov YI, Lebedeva AA, Pigoleva SV, Vetoshkina DV, Loktyushov EV, Chepurnova MA, Kreslavski VD, Kosobryukhov AA (2013). Physiological features of rapeseed plants expressing the gene for an antimicrobial peptide cecropin P1. Russ J Plant Physiol 60 (3), 411–419
  18. Rukavtsova EB, Lebedeva AA, Zakharchenko NS, Buryanov YI (2013). The ways to produce biologically safe marker-free transgenic plants. Russ J Plant Physiol 60 (1), 14–26
  19. Zakharchenko NS, Pigoleva SV, Kochetkov VV, Chepurnova MA, Dyachenko OV, Lebedeva AA, Zakharchenko AV, Puntus IF, Boronin AM, Buryanov YI (2012). Effects of associative pseudomonads and methylobacteria on plant growth and resistance to phytopathogens and xenobiotics. Russ J Plant Physiol 59 (1), 79–87
  20. Zakharchenko NS, Kochetkov VV, Buryanov YI, Boronin AM (2011). Effect of rhizosphere bacteria Pseudomonas aureofaciens on the resistance of micropropagated plants to phytopathogens. APPL BIOCHEM MICRO+ 47 (7), 661–666
  21. Dyachenko OV, Shevchuk TV, Buryanov YI (2010). Structural and functional features of the 5-methylcytosine distribution in the eukaryotic genome. Mol Biol 44 (2), 171–185
  22. Rukavtsova EB, Alekseeva VV, Buryanov YI (2010). The use of RNA interference for the metabolic engineering of plants (Review). Russ. J. Bioorganic Chem. 36 (2), 146–156
  23. Dyachenko OV, Shevchuk TV, Kretzner L, Buryanov YI, Smith SS (2010). Human non-CG methylation: Are human stem cells plant-like? Epigenetics 5 (7), 569–572
  24. Pigoleva SV, Zakharchenko NS, Pigolev AV, Trotsenko YA, Buryanov YI (2009). The influence of colonizing methylobacteria on morphogenesis and resistance of sugar beet and white cabbage plants to Erwinia carotovora. APPL BIOCHEM MICRO+ 45 (6), 604–609
  25. Alekseeva VV, Rukavtsova EB, Golubchikova YS, Buryanov YI (2008). Inhibition of agrobacterial oncogene expression by means of antisense RNAs. Mol Biol 42 (1), 153–157
  26. Rukavtsova EB, Abramikhina TV, Shulga NY, Bykov VA, BurYanov YI (2007). Tissue specific expression of hepatitis B virus surface antigen in transgenic plant cells and tissue culture. Russ J Plant Physiol 54 (6), 770–775
  27. Semenyuk EG, Stremovskiy OA, Edelweiss EF, Shirshikova OV, Balandin TG, Buryanov YI, Deyev SM (2007). Expression of single-chain antibody-barstar fusion in plants. B SOC CHIM BIOL 89 (1), 31–38
  28. Dyachenko OV, Zakharchenko NS, Shevchuk TV, Bohnert HJ, Cushman JC, Buryanov YI (2006). Effect of hypermethylation of CCWGG sequences in DNA of Mesembryanthemum crystallinum plants on their adaptation to salt stress. Biochemistry (Mosc) 71 (4), 461–465
  29. Shevchuk T, Kretzner L, Munson K, Axume J, Clark J, Dyachenko OV, Caudill M, Buryanov Y, Smith SS (2005). Transgene-induced CCWGG methylation does not alter CG methylation patterning in human kidney cells. Nucleic Acids Res 33 (19), 6124–6136
  30. Buryanov YI, Shevchuk TV (2005). DNA methyltransferases and structural-functional specificity of eukaryotic DNA modification. Biochemistry (Mosc) 70 (7), 730–742
  31. Buryanov Y, Shevchuk T (2005). The use of prokaryotic DNA methyltransferases as experimental and analytical tools in modern biology. Anal Biochem 338 (1), 1–11
  32. Shulga NY, Rukavtsova EB, Krymsky MA, Borisova VN, Melnikov VA, Bykov VA, Buryanov YI (2004). Expression and characterization of hepatitis B surface antigen in transgenic potato plants. Biochemistry (Mosc) 69 (10), 1158–1164
  33. Alekseeva VV, Rukavtsova EB, Bobreshova ME, Lozhnikova VN, Buryanov YI (2004). Production and analysis of tobacco transgenic plants expressing the agrobacterial gene for tryptophan monooxygenase. Russ J Plant Physiol 51 (4), 541–546
  34. Kosenko E, Montoliu C, Giordano G, Kaminsky Y, Venediktova N, Buryanov Y, Felipo V (2004). Acute ammonia intoxication induces an NMDA receptor-mediated increase in poly(ADP-ribose) polymerase level and NAD+metabolism in nuclei of rat brain cells. J Neurochem 89 (5), 1101–1110
  35. Marinitch DV, Vorobyev A, Holmes JA, Zakharchenko NS, Dyachenko OV, Buryanov YI, Shevchuk TV (2004). Hypermethylation of 5′-region of the human calcitonin gene in leukemias: Structural features and diagnostic significance. Biochemistry (Mosc) 69 (3), 340–349
  36. Semenyuk EG, Stremovskii OA, Orlova IV, Balandin TG, Nosov AM, Buryanov YI, Deyev SM, Petrov RV (2003). Biosynthesis of the scFv Antibody to Human Ferritin in Plant and Bacterial Producers. Mol Biol 37 (5), 780–786
  37. Clark J, Shevchuk T, Swiderski PM, Dabur R, Crocitto LE, Buryanov YI, Smith SS (2003). Mobility-shift analysis with microfluidics chips. Biotechniques 35 (3), 548–554
  38. Kalyaeva MA, Ivanova EG, Doronina NV, Zakharchenko NS, Trotsenko YA, Buryanov YI (2003). The Effect of Aerobic Methylotrophic Bacteria on the in vitro Morphogenesis of Soft Wheat (Triticum aestivum). Russ J Plant Physiol 50 (3), 313–317
  39. Shevchuk TV, Zakharchenko NS, Dyachenko OV, Buryanov YI (2001). The effect of the gene encoding EcoRII DNA methyltransferase on the phenotype of transgenic tumor cell lines of Nicotiana tabacum and the methylation level of CpNpG sequences in their genome. Russ J Plant Physiol 48 (4), 478–482
  40. Kalyaeva MA, Zacharchenko NS, Doronina NV, Rukavtsova EB, Ivanova EG, Alekseeva VV, Trotsenko YA, Buryanov YI (2001). Plant growth and morphogenesis in vitro is promoted by associative methylotrophic bacteria. Russ J Plant Physiol 48 (4), 514–517
  41. Alekseeva VV, Rukavtsova EB, Shutova TV, Khorobrykh AA, Buryanov YI (2000). Physiological and biochemical traits of tobacco plants carrying an agrobacterial isopentenyltransferase gene. Russ J Plant Physiol 47 (3), 360–366
  42. Orlova IV, Semenyuk EG, Volodin VV, Nosov AM, Buryanov YI (2000). The system of regeneration and gene transformation of Rhaponticum carthamoides plants accumulating ecdysteroids. Russ J Plant Physiol 47 (3), 355–359
  43. Zakharchenko NS, Kalyaeva MA, Buryanov YI (2000). The method for genetic transformation of different sugar beet varieties. Russ J Plant Physiol 47 (1), 70–75
  44. Buryanov YI, Kado CI (1999). Strategies for the construction of transgenic plants resistant to phytopathogens and pests. Russ. J. Bioorganic Chem. 25 (12), 803–809
  45. Shevchuk TV, Buryanov YI (1999). DNA methyl transferase-based assay for the cytosine methylation level in the DNA sequence CCWGG. Russ. J. Bioorganic Chem. 25 (8), 562–564
  46. Chernyshov SV, Melnikov AA, Buryanov YI (1999). Structure and functions of the Erwinia herbicola gene speA. Mol Biol 33 (2), 165–169
  47. Polyakov AV, Chikrizova OF, Kalyaeva MA, Zakharchenko NS, Balokhina NV, Buryanov YI (1998). The transformation of fiber flax plants. Russ J Plant Physiol 45 (6), 764–769
  48. Orlova IV, Zakharchenko NS, Semenyuk EG, Nosov AM, Volodin VV, Buryanov YI (1998). The initiation of transformed root culture from Rhaponticum carthamoides. Russ J Plant Physiol 45 (3), 339–341
  49. Matvienko NN, Zheleznaya LA, Chernyshova EE, Buryanov YI, Matvienko NI (1997). Peculiarities of gene expression of the EcoRII modification-restriction system. Biochemistry (Mosc) 62 (10), 1124–1127
  50. Buryanov YI, Zakharchenko NS, Shevchuk TV, Bogdarina IG (1995). Effect of the M·EcoRII methyltransferase-encoding gene on the phenotype of nicotiana tabacum transgenic cells. Gene 157 (12), 283–287

Бурьянов Ярослав Иванович

  • Москва, ул. Миклухо-Маклая, 16/10 — На карте
  • ИБХ РАН, корп. ФИБХ, комн. Переход/439
  • Тел.: +7(4967)73-09-21#3228
  • Эл. почта: buryanov@bibch.ru

Биологическая активность экстракта цекропин Р1 экспрессирующих растений каланхоэ (2017-11-27)

В экспериментах на растениях и животных исследован водный экстракт полученных в лаборатории растений каланхоэ перистого (Kalanchoe pinnata L.), экспрессирующих ген антимикробного пептида цекропина P1 (сесР1). Экстракт эффективно индуцирует ризогенез у каллусов трудных для дифференцировки in vitro растений Mesembryanthemum crystallinum. Обнаружена высокая ранозаживляющая (рис. 1) и антимикробная активность экстракта сесР1-растений, превосходящая эффективность антибиотика цефазолина в отношение возбудителей гнойных инфекций Staphylococcus aureus и Pseudomonas aeruginosa (рис. 2) и противогрибкового препарата клотримазола в отношение высоковирулентного клинического изолята Candida albicans. Полученные результаты указывают на перспективность использования сесР1-растений каланхоэ в экспериментальной биологии и фармакологии.

Публикации

  1. Zakharchenko NS, Furs OV, Pigoleva SV, Lebedeva AA, Shchevchuk TV, Dyachenko OV, Buryanov YI (2018). Biological Activity of Leaf Extracts from Cecropin P1-Synthesizing Kalanchoe Plants: Pharmacological Prospects. Russ J Plant Physiol 65 (1), 136–142
  2. Lebedeva AA, Zakharchenko NS, Trubnikova EV, Medvedeva OA, Kuznetsova TV, Masgutova GA, Zylkova MV, Buryanov YI, Belous AS (2017). Bactericide, immunomodulating, and wound healing properties of transgenic Kalanchoe pinnata synergize with antimicrobial peptide cecropin P1 in Vivo. J Immunol Res 2017 (0), 4645701
  3. Zakharchenko NS, Belous AS, Biryukova YK, Medvedeva OA, Belyakova AV, Masgutova GA, Trubnikova EV, Buryanov YI, Lebedeva AA (2017). Immunomodulating and Revascularizing Activity of Kalanchoe pinnata Synergize with Fungicide Activity of Biogenic Peptide Cecropin P1. J Immunol Res 2017 (0), 3940743

Получение растений с повышенной экспрессией HBsAg в качестве съедобной вакцины против гепатита В (2016-03-18)

Создана новая экспрессионная система для повышенного синтеза белков в растениях под контролем промотора 35S РНК вируса мозаики цветной капусты (CaMV 35S), содержащего 4 энхансерных последовательности CaMV 35S и нетранслируемую лидерную последовательность Ω РНК вируса табачной мозаики. В опытах на лабораторных животных продемонстрирована иммуногенность клубней картофеля, экспрессирующих ген поверхностного антигена вируса гепатита В (HBsAg). Повышенный синтез целевых белков позволяет использование трансгенных растений в качестве съедобной вакцины против гепатита В без дополнительных инъекций рекомбинантной вакцины.