Лаборатория молекулярных технологий

Центральным направлением наших исследований является использование синтетической биологии для исследований редокс-регуляции нейронов и других клеток, а также для разработки молекулярных инструментов для оптогенетики и метаболической инженерии.

Живые системы отличаются направленным транспортом электронов через редокс пары. В каждой живой клетке электроны транспортируются от первичных источников (пища) к акцепторам (молекулярный кислород и другие терминальные акцепторы, строительные блоки макромолекул). Транспорт идет через систему редокс пар, некоторые из которых, как например NADH/NAD+ or NADPH/NADP+, выступают в роли «электронной валюты», депонируя электроны и обслуживая реакции окисления и восстановления. В свою очередь, молекулярный кислород не только служит терминальным акцептором электронов в дыхательных цепях, но и выступает глобальным регулятором метаболических и сигнальных процессов посредством активных форм кислорода. Не будет преувеличением сказать, что состояние редокс пар и концентрация и локализация редокс-мессенджеров регулируют все процессы в клетке.

Один из главных вопросов в наших исследованиях: как ключевые АФК и редокс-пары (например H2O2, NADP+/NADPH) регулируют функционирование нейронов. Особый интерес в этой области представляет селективный мониторинг и модуляция редокс-процессов в синапсах. Мониторинг редокс-регуляции осуществляется с помощью направленной экспрессии генетически кодируемых сенсоров в пре- и постсинаптических терминалях нейронов. Модуляция осуществляется с помощью инструментов метаболической инженерии, для которых также возможна синаптическая локализация. Разрабатываемые нами молекулярные инструменты метаболической инженерии основаны на ферментах из бактерий, архей и дрожжей, использующих субстраты, нехарактерные для клеток позвоночных. Экспрессируя эти ферменты в различных модельных объектах, от культивируемых нейронов до животных (рыба Danio rerio, мышь), в комбинации с генетически кодируемыми флуоресцентными сенсорами, мы пытаемся понять редокс-регуляцию нейронов.

Другим направлением наших исследований является разработка новых подходов оптогенетической стимуляции нейронов. Нами используются термочувствительные катионные каналы из змей для термогенетической активации нейронов с помощью ИК-лазеров. Каналы семейства TRP имеют ряд преимуществ по сравнению с традиционными для оптогенетики каналородопсинами: гораздо более высокая проводимость, активация ИК-излучением, гораздо глубже проникающим в ткань по сравнению с видимым светом. Каналы TRPA1 из змей успешно используются нами для активации нейронов в культуре и для управления поведенческими реакциями рыбы Danio.

Нами разрабатываются новые методы микроскопии сверхвысокого разрешения, позволяющие наблюдать за динамикой сигнальных процессов в клетках. До недавнего времени субдифракционная микроскопия позволяла наблюдать лишь за структурой внутриклеточных филаментов и других надмолекулярных комплексов. Нам впервые удалось использовать биосенсор в качестве флуорофора для сверхразрешающей микроскопии (Mishina et al, Nano Letters 2015). Это позволило получить информацию об истинных размерех микродоменов пероксида водорода в клетке. В настоящее время мы тестируем еще ряд подходов к извлечению информации о динамических процессах из субдифракционных изображений.

ФИОДолжностьКонтакты
Белоусов Всеволод Вадимович, Чл.-корр. РАН, проф.РАН, д.б.н.г.н.с.
Мишина Наталия Михайловна, к.б.н.с.н.с.
Можаев Андрей Александрович, к.х.н.с.н.с.a.a.mozhaev@gmail.com
Храмова Ю.В.с.н.с.
Благонравов М.Л.н.с.
Ланин А.А.н.с.
Марквичева К.Н., к.б.н.н.с.
Рябинина А.Ю.н.с.
Басс Дина Юрьевнам.н.с.
Овечкина В.С.м.н.с.
Потехина Екатерина Сергеевна, к.б.н.м.н.с.
Шувалова М.Л.м.н.с.
Шохина Арина Геннадиевнан.с.
Андрианова С.К.тех.-лаб.
Суворова П.С.тех.-лаб.
Шиманская Я.О.тех.-лаб.
Исмаилов Р.А.инженер
Кошенкова А.В.инженер

Ранее здесь работали

Билан Дмитрий Сергеевич, к.б.н.
Ермакова Ю.Г., к.б.н.
Кельмансон Илья Владимирович, к.б.н.
Кудрявцева Е.И., к.б.н.
Рощина М.А.
Богданова Юлия Антоновна
Терещук В.М.
Шаховцев Д.А.
Шаховцев Д.А.
Шишова К.В.
Шишова К.В.
Ревазян А.С.
Матлашов М.Е.
Сабинин С.С.
Сабинин С.С.
Сысоева В.А.
Фаткулин А.А.
Горбенкова А.И.
Иваненко А.В.
Иваненко А.В.
Смолярова Д.Д.
Фетисова Е.С.
Загрузка...
Загрузка...

Белоусов Всеволод Вадимович

Москва, ул. Миклухо-Маклая, 16/10 — На карте

Загрузка...