~~NOTOC~~ ~~NOCACHE~~ ===== ВНУТРЕННИЕ КОНКУРСЫ ИХБФМ СО РАН ===== \\ \\ ** МАТЕРИАЛЫ, ПРЕДСТАВЛЕННЫЕ НА КОНКУРС "РАЗРАБОТКА ИХБФМ СО РАН-2023" ** \\ \\ ** ЗАЯВКА 1. НОВЫЙ МЕТОД ИЗУЧЕНИЯ И АНАЛИЗА СТРУКТУРЫ БИОПЛЕНОК ** \\ **Коллектив авторов:** А.Е. Григорьева, А.В. Тупицына, Е.С. Рябова, А.В. Бардашева, Е.И. Рябчикова \\ **Подразделение:** Группа микроскопических исследований (ГМИ) ИХБФМ СО РАН\\ **Файлы заявки:** {{:ru:intranet:Razr_1_GMI.pdf|Аннотация}}, {{:ru:intranet:Razr_1_GMI.pdf|Слайд-картинка}} \\ Биопленки – форма существования бактерий, обеспечивающая их повышенную устойчивость к действию лекарственных препаратов, что крайне осложняет лечение бактериальных заболеваний. Необходимо учитывать возможность развития биопленок и анализировать на них эффекты разрабатываемых препаратов. Оценка эффективности новых препаратов невозможна без визуализации биопленок. Применение световой и просвечивающей электронной микроскопии (ПЭМ) позволяет изучить все структуры биопленки, однако «классические» способы фиксации бактерий в суспензии не обеспечивают сохранности структур биопленки. Высокая гидратированность и прозрачность биопленок определяет необходимость поиска адекватных методов их фиксации и окраски. На примере культур //Staphylococcus aureus// и //Salmonella enterica// мы разработали метод, который позволил визуализировать структуру биопленки на уровне световой (Рис.1-2, 5-6) и ПЭМ (Рис.4, 7-9). Метод включает фиксацию смесью глутарового альдегида и рутениевого красного, и пост-фиксацию смесью тетраоксида осмия и рутениевого красного. Фиксация без рутениевого красного не обеспечивает визуализацию матрикса биопленок (Рис.3). Выявлены различия морфологии прикрепленных и плавающих биопленок //St. aureus// и //S. enterica//. Первые представляют собой тяжи клеток, лежащие на подложке, покрытые сверху слоем матрикса (Рис.5,6), состоящего из цепочек глобул (Рис.7,8). Стабильность этой биопленки обеспечивается прикреплением к поверхности. Плавающие биопленки представляют собой слизистый комок, в котором клетки окружены большим количеством гидратированного матрикса (Рис.1,3). Однако, эти биопленки достаточно стабильны благодаря присутствию в матриксе «армирующих элементов» в виде разветвленных цепочек, контактирующих с клетками (Рис.4). \\ Разработанный метод позволяет изучать не только интактные биопленки, но и их изменения, включая структуру клеток и матрикса под действием антибактериальных препаратов. \\ Проведенная работа не имеет аналогов в мире. Ультраструктура и различия элементов матрикса биопленок //St. aureus// и //S. enterica// описаны впервые. \\ \\ {{ :ru:intranet:Razr_1t_GMI.jpg?600 |Авторский слайд}} \\ {{ :ru:intranet:Razr_1p_GMI.png?400 |Иллюстрации}} \\ {{ :ru:intranet:Razr_2p_GMI.png?400 |Иллюстрации}} \\ - Grigor’eva A.E., Bardasheva A.V., Ryabova E.S., Tupitsyna A.V., Zadvornykh D.A., Koroleva L.S., Silnikov V.N., Tikunova N.V., Ryabchikova E.I. Changes in the Ultrastructure of Staphylococcus aureus Cells Make It Possible to Identify and Analyze the Injuring Effects of Ciprofloxacin, Polycationic Amphiphile and Their Hybrid. Microorganisms. 2023; 11: 2192. doi:10.3390/microorganisms11092192 - А.Е. Григорьева, А.В. Тупицына, А.В. Бардашева, Л.С. Рябова, Е.И. Рябчикова МЕТОДЫ ФИКСАЦИИ БИОПЛЕНОК STAPHYLOCOCCUS AUREUS И SALMONELLA ENTERICA ДЛЯ МИКРОСКОПИЧЕСКОГО ИССЛЕДОВАНИЯ. Бюллетень экспериментальной биологии и медицины, 2024 (принята в печать) \\ ---- \\ ** РАЗРАБОТКА 2. ТЕРАПЕВТИЧЕСКИЕ МАЛЫЕ ИНТЕРФЕРИРУЮЩИЕ РНК ** \\ **Коллектив авторов:** Черников И.В., Мещанинова М.И., Староселец Я.Ю., Татарникова И.С., Сенькова А.В., Савин И.А., Бачкова И.К., Зенкова М.А., Черноловская Е.Л. \\ **Подразделение:** Лаборатория биохимии нуклеиновых кислот (ЛБНК) ИХБФМ СО РАН\\ **Файлы заявки:** {{:ru:intranet:Razr_2_LBNK.pdf|Аннотация}} , {{:ru:intranet:Razr_2s_LBNK.pdf|Слайд-картинка}} \\ Малые интерферирующие РНК (siРНК) являются наиболее эффективными агентами для направленного подавления экспрессии генов и являются перспективными препаратами для для персонализированной медицины.\\ Конъюгаты siРНК и холестерина (Ch) позволяют доставлять siРНК в клетки без использования трансфекционных агентов. Исследование эффективности и продолжительности действия Ch-siРНК с «легкими» и «тяжелыми» паттернами модификации отличающихся длиной и расположением линкера на биологическую активность siРНК позволило идентифицировать наиболее эффективные конструкции. Подавление экспрессии гена MDR1 на 78% в опухолях KB-8-5 у мышей, демонстрирует преимущество полностью модифицированных (2'F, 2'OMe, PS) Ch-siРНК.\\ Получен новый тип индуктора РНКi, удобный для синтеза и открывающий возможности для модификаций. Впервые показано, что Ch-супрамолекулярные комплексы с 2'F, 2'OMe и LNA, содержащие от трех до восьми антисмысловых цепей, проявляют интерферирующую активность. Через 4 дня после i.v. введения Ch-содержащие мономеры и супрамолекулярные тримеры снижают уровень мРНК //MDR1// в ксенографтной опухоли у мышей на 85% и 68% соответственно. Образование супрамолекулярных структур с тремя или четырьмя антисмысловыми цепями, снабженными концевыми PS модификациями, усиливает их накопление в печени, и вызывают снижение уровня мРНК //Ttr// на 67%.\\ На основе биоинформатического ре-анализа ген тканевого ингибитора металлопротеиназы Timp1 выбран в качестве перспективной мишени для подавления воспаления в легких. Химически модифицированная анти-TIMP1 siРНК ингибирует экспрессию гена-мишени, подавляет секрецию провоспалительного цитокина IL6 и снижает тяжесть LPS-индуцированного острого повреждения легких у мышей.\\ \\ {{ :ru:intranet:Razr_2t_LBNK.jpg?600 |Авторский слайд}} \\ {{ :ru:intranet:Razr_2p_LBNK.jpg?400 |Иллюстрации}} \\ - Chernikov, I.V., Ponomareva, U.A., Chernolovskaya, E.L. Structural Modifications of siRNA Improve Its Performance In Vivo. Int. J. Mol. Sci. 2023, 24, 956. Q1 - Chernikov, I.V., Staroseletz, Y.Y., Tatarnikova, I.S., Sen’kova, A.V., Savin, I.A., Markov, A.V., Logashenko, E.B., Chernolovskaya, E.L., Zenkova, M.A., Vlassov, V.V. siRNA-Mediated Timp1 Silencing Inhibited the Inflammatory Phenotype during Acute Lung Injury. Int. J. Mol. Sci. 2023, 24, 1641. Q1 - Ivan V. Chernikov, Ul’yana A. Ponomareva, Mariya I. Meschaninova, Irina K. Bachkova, Anna A. Teterina, Daniil V. Gladkikh, Innokenty A. Savin, Valentin V. Vlassov, Marina A. Zenkova, and Elena L. Chernolovskaya Cholesterol-conjugated supramolecular multimeric siRNAs: effect of siRNA length on accumulation and silencing in vitro and in vivo. Nucleic Acids Therapeutics, 2023, 33(6), 361–373. Q1 - Chernikov, I.V.; Ponomareva, U.A.; Meschaninova, M.I.; Bachkova, I.K.; Vlassov, V.V.; Zenkova, M.A.; Chernolovskaya, E.L. Cholesterol Conjugates of Small Interfering RNA: Linkers and Patterns of Modification. Molecules 2024, 29, 786. Q1 \\ ---- \\ ** РАЗРАБОТКА 3. РНК-СВЯЗЫВАЮЩИЙ БЕЛОК FUS, АССОЦИИРОВАННЫЙ С НЕЙРОДЕГЕНЕРАЦИЕЙ, РЕГУЛИРУЕТ АКТИВНОСТЬ PARP1 В УСЛОВИЯХ ОКИСЛИТЕЛЬНОГО СТРЕССА И ОСТАНОВКИ ТРАНСКРИПЦИИ ** \\ **Коллектив авторов:** Суханова М.В., Мамонтова Е.М., Сингатулина А.Ш., Лаврик О.И. \\ **Подразделение:** Лаборатория биоорганической химии ферментов (ЛБХФ) ИХБФМ СО РАН\\ **Файлы заявки:** {{:ru:intranet:Razr_3_LBCF.pdf|Аннотация}} , {{:ru:intranet:Razr_3s_LBCF.pdf|Слайд-картинка}} \\ РНК-связывающий белок FUS (Fused in Sarcoma) –жизненно важный белок в организме человека, нарушение функционирования и метаболизма которого сопряжено с его агрегацией и формированием патогистологических включений в цитоплазме нейронов. Основные функции FUS в клетке связаны с метаболизмом РНК, однако в последнее время особое внимание уделяется взаимодействию FUS с фактором репарации ДНК - поли(ADP-рибоза)полимеразой 1 (PARP1), которая катализирует синтез поли(АDP-рибозы) (PAR) в ответ на повреждение ДНК. С использованием мутантных форм FUS, содержащих точечные замены в РНК-связывающем домене (RRM), показано, что данный белок способен регулировать активность PARP1 и уровень синтеза PAR в клетке в ответ на оксидативный стресс и остановку транскрипции. Методом ЯМР установлены ключевые для узнавания PAR аминокислотные остатки, входящие в состав RRM-домена, а также показано, что RRM-домен имеет близкое сродство к PAR и РНК. Предполагается, что остановка транскрипции в условиях оксидативного стресса приводит к диссоциации FUS из комплекса с пре-мРНК и связыванию с PAR, ковалентно присоединенной к PARP1, что стимулирует активность PARP1 и способствует формированию компартментов репарации ДНК. Полученные данные о вовлечении FUS в регуляцию активности PARP1 могут иметь важное значение для разработки новых подходов к лечению как онкологических, так и нейродегенеративных заболеваний человека.\\ \\ {{ :ru:intranet:Razr_3t_LBCF.jpg?600 |Авторский слайд}} \\ {{ :ru:intranet:Razr_3p_LBCF.png?400 |Иллюстрации}} \\ - Mamontova, E. M., Clément, M. J., Sukhanova, M. V., Joshi, V., Bouhss, A., Rengifo-Gonzalez, J. C., Desforges, B., Hamon, L., Lavrik, O.I. & Pastré, D. (2023). FUS RRM regulates poly (ADP-ribose) levels after transcriptional arrest and PARP-1 activation on DNA damage. Cell Reports, 42(10), 113199. IF = 8.8. - Bertrand, E., Demongin, C., Dobra, I., Rengifo-Gonzalez, J. C., Singatulina, A. S., Sukhanova, M. V., Lavrik O. I. , Pastre D. & Hamon, L. (2023). FUS fibrillation occurs through a nucleation-based process below the critical concentration required for liquid–liquid phase separation. Scientific Reports, 13(1), 7772, IF = 4.6. \\ ---- \\ ** РАЗРАБОТКА 4. ПЕПТИДНЫЕ СШИВКИ С АП-САЙТАМИ: НОВЫЙ ВИД ПОВРЕЖДЕНИЙ ДНК, СТАРЫЙ СПОСОБ РЕПАРАЦИИ ** \\ **Коллектив авторов:** А.В. Юдкина, Н.А. Булгаков, А.Е. Барматов, Д.В. Ким, Д.О. Жарков \\ **Подразделение:** Лаборатория геномной и белковой инженерии (ЛГБИ) ИХБФМ СО РАН\\ **Файлы заявки:** {{:ru:intranet:Razr_4_LGBI.pdf|Аннотация}} , {{:ru:intranet:Razr_4s_LGBI.pdf|Слайд-картинка}} \\ Апурин-апиримидиновые сайты (АП-сайты) – повреждения ДНК, очень часто возникающие и спонтанно, и под действием внешних факторов, и в процессе эксцизионной репарации оснований ДНК (ЭРО). АП-сайты и их производные легко сшиваются с клеточными белками. Такие аддукты подвергаются протеолизу, но дальнейшая судьба образующихся АП-пептидных сшивок неясна.\\ Нами разработаны две модели АП-пептидных сшивок разной структуры. Показано, что оба аддукта блокируют репликативные ДНК-полимеразы более чем на 90%, а в ходе редких событий прохождения сшивок напротив них в основном включается dAMP. ДНК-полимеразы β и λ для прохождения таких аддуктов выпетливают их и включают нуклеотид, комплементарный следующему звену матрицы, а ДНК-полимераза η включает любой нуклеотид, но только напротив одного из модельных пептидов. Из АП-эндонуклеаз, участвующих в ЭРО, эндонуклеаза IV E. coli и Apn1p дрожжей эффективно гидролизуют аддукты обоих типов; напротив, экзонуклеаза III E. coli и APEX1 человека проявляют слабую активность. Таким образом, остаточные пептидные фрагменты после протеолиза ДНК-белковых сшивок могут репарироваться по пути ЭРО, по крайней мере, в клетках бактерий и дрожжей.\\ \\ {{ :ru:intranet:Razr_4t_LGBI.jpg?600 |Авторский слайд}} \\ {{ :ru:intranet:Razr_4p_LGBI.png?400 |Иллюстрации}} \\ - Yudkina A.V., Bulgakov N.A., Kim D.V., Baranova S.V., Ishchenko A.A., Saparbaev M.K., Koval V.V., Zharkov D.O. Abasic site–peptide cross-links are blocking lesions repaired by AP endonucleases. Nucleic Acids Res. – 2023. – V. 51. – No. 12. – P. 6321-6336. doi: 10.1093/nar/gkad423 - Yudkina A.V., Barmatov A.E., Bulgakov N.A., Boldinova E.O., Shilkin E.S., Makarova A.V., Zharkov D.O. Bypass of abasic site–peptide cross-links by human repair and translesion DNA polymerases. Int. J. Mol. Sci. – 2023. – V. 24. – No. 13. – 10877. doi: 10.3390/ijms241310877 \\ ---- \\ ** РАЗРАБОТКА 5. МОДИФИЦИРОВАННЫЕ НАПРАВЛЯЮЩИЕ РНК ДЛЯ УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ СИСТЕМЫ CRISPR/CAS9 ** \\ **Коллектив авторов:** Д.В. Прохорова, А.М. Матвеева, Г.А. Степанов \\ **Подразделение:** Лаборатория геномного редактирования (ЛГР) ИХБФМ СО РАН\\ **Файлы заявки:** {{:ru:intranet:Razr_5_LGR.pdf|Аннотация}} , {{:ru:intranet:Razr_5s_LGR.pdf|Слайд-картинка}} \\ Для системы CRISPR/Cas9 были разработаны направляющие РНК, содержащие природные модифицированные нуклеотиды: N6-метиладенозин (m6A), 5-метилцитидин (m5C), псевдоуридин (Ψ) и N1-метилпсевдоуридин (m1Ψ). Эксперименты in vitro показали, что включение природных модификаций в направляющие РНК поддерживает активность системы CRISPR/Cas9. С использованием FAM-меченных ДНК-дуплексов было продемонстрировано, что замена канонических нуклеотидов на модифицированные аналоги в направляющих РНК приводит к повышению специфичности системы CRISPR/Cas9 in vitro. Сравнение показателей специфичности выявило, что наибольший эффект увеличения специфичности наблюдается для N1-метилпсевдоуридина. Кроме того, природные модификации снижают иммуногенность и цитотоксичность направляющих РНК, что позволяет их использовать при редактировании генома in vivo. Так было показано, что систему CRISPR/Cas9 с модифицированными направляющими РНК можно использовать для редактирования клеток человека. Таким образом, направляющие РНК, содержащие природные модифицированные нуклеотиды, представляют собой готовый продукт, который можно использовать в клетках человека и который позволяет как контролировать активность, так и снижать нецелевые эффекты системы CRISPR/Cas9.\\ \\ {{ :ru:intranet:Razr_5t_LGR.jpg?600 |Авторский слайд}} \\ {{ :ru:intranet:Razr_5p_LGR.jpg?400 |Иллюстрации}} \\ - Prokhorova D., Matveeva A., Zakabunin A., Ryabchenko A., Stepanov G. «Influence of N1-Methylpseudouridine in Guide RNAs on CRISPR/Cas9 Activity». IJMS. – 2023, 24(23), 17116. doi: 10.3390/ijms242317116 - Prokhorova, D. V.; Vokhtantsev, I.P.; Tolstova, P.O.; Zhuravlev, E.S.; Kulishova, L.M.; Zharkov, D.O.; Stepanov, G.A. Natural Nucleoside Modifications in Guide RNAs Can Modulate the Activity of the CRISPR/Cas9 System In Vitro . Cris. J. The CRISPR Journal 2022, 5, 799-812, doi: 10.1089/crispr.2022.0069 \\ ---- \\ ** РАЗРАБОТКА 6. НОВЫЕ ФОСФОАМИДНЫЕ АЗОЛЬНЫЕ ОЛИГОНУКЛЕОТИДЫ (ФАО): ОТ СИНТЕЗА К АПРОБАЦИИ В ПЦР ДИАГНОСТИКЕ ** \\ **Коллектив авторов:** Васильева С.В., Барановская Е.Е., Чубаров А.С., Оскорбин И.П., Филипенко М.Л., Голышев В.М., Пышный Д.В., Ломзов А.А.\\ **Подразделение:** Лаборатория структурной биологии (ЛСтБ) ИХБФМ СО РАН\\ **Файлы заявки:** {{:ru:intranet:Razr_6_LSTB.pdf|Аннотация}} , {{:ru:intranet:Razr_6s_LSTB.pdf|Слайд-картинка}} \\ Новые производные олигонуклеотидов широко используют для фундаментальных исследований. Кроме того, они являются основой для перспективных разработок в области биомедицины. В последние десятилетия особое внимание уделяется введению модификаций по фосфатным группам олигонуклеотидов, поскольку они отвечают основным требованиям, предъявляемым к терапевтическим нуклеиновым кислотам. Мы разработали новые производные олигонуклеотидов, содержащие межнуклеотидные N-бензоазольные фосфорамидные группы, - фосфорамидные азольные олигонуклеотиды (ФАО). Модификации вводили в структуру олигомеров в с помощью реакции Штаудингера с соответствующими азидами в ходе стандартного автоматического твердофазного метода синтеза. Основное отличие новых модификаторов от уже известных заключается в том, что они представляют собой объемные гетероциклические структуры, аналогичные пуриновым нуклеозидным основаниям, свойства которых можно направленно варьировать. Возможность введения множественных модификаций с различными свойствами в любое положение олигонуклеотидов в процессе автоматического синтеза ДНК является принципиальным и критическим для их применения. С целью изучения перспективности ФАО определена эффективность их гибридизации с ДНК и РНК, а также структура таких комплексов. Показано, что можно варьировать заряд и гидрофобность ФАО путем введения различных бензоальных модификаций. С использование большого набора ФАО исследованы эффекты различных типов модификаций и их положения в праймере или матрице на синтез полноразмерного продукта Taq ДНК-полимеразой и эффективность ПЦР.\\ Для выяснения перспективности использования ФАО в системах ПЦР диагностики была выбрана модель, в которой выявляли точечные мутации в гене саркомы крысы Кирстена (KRAS), что является важным фактором для выбора стратегии лечения различных злокачественных новообразований. Аллель-специфическая ПЦР (АС-ПЦР) с использованием плазмидных моделей показала значительное повышение специфичности анализа без значительной потери эффективности по сравнению с нативными праймерами при выявлении низкой доли мутантной ДНК на фоне ДНК дикого типа. Полученные данные о влиянии типов модификаций и сайтах модификации праймеров на параметры ПЦР указывают на высокую перспективность применения ФАО в системах ПЦР диагностики, в которых обычные олигонуклеотиды не дают требуемых результатов.\\ \\ {{ :ru:intranet:Razr_6t_LSTB.jpg?600 |Авторский слайд}} \\ {{ :ru:intranet:Razr_6p_LSTB.jpg?400 |Иллюстрации}} \\ - Vasilyeva S.V., Baranovskaya E.E., Dyudeeva E.S., Lomzov A.A., Pyshnyi D.V. Synthesis of Oligonucleotides Carrying Inter-nucleotide N‑(Benzoazole)-phosphoramide Moieties. ACS Omega, 2023, 8, 1556−1566., IF 4.1, Q1, https://doi.org/10.1021/acsomega.2c07083 - Golyshev V.M., Yushin I.I., Gulyaeva O.A., Baranovskaya E.E., Lomzov A.A. Properties of phosphoramide benzoazole oligonucleotides (PABAOs). I. Structure and hybridization efficiency of N-benzimidazole derivatives. Biochemical and Biophysical Research Communications., 2024, V 693, p. 149390. IF 4.1, Q1, https://doi.org/10.1016/j.bbrc.2023.149390 - Chubarov, A.S.; Baranovskaya, E.E.; Oscorbin, I.P.; Yushin, I.I.; Filipenko, M.L.; Pyshnyi, D.V.; Vasilyeva, S.V.; Lomzov, A.A. Phosphoramidate Azole Oligonucleotides for Single Nucleotide Polymorphism Detection by PCR. Int. J. Mol. Sci. 2024, 25, 617. IF 3.1, Q1, https://doi.org/10.3390/ijms25010617 - Заявка на патент РФ приоритет от 26.04.23., рег. № 2023110694: Васильева С.В., Барановская Е.Е., Чубаров А.С., Ломзов А.А., Пышный Д.В. «Фосфорамидные азольные олигонуклеотиды, способ синтеза фосфорамидных азольных олигонуклеотидов и способ матричного ферментативного синтеза ДНК с их использованием». \\ ---- \\ ** РАЗРАБОТКА 7. «ГОРЯЧИЕ» УЧАСТКИ РИБОСОМНЫХ БЕЛКОВ – ШЕСТЕРЕНКИ В ТРАНСЛЯЦИОННОЙ МАШИНЕ И НЕ ТОЛЬКО ** \\ **Коллектив авторов:** К.Н. Булыгин, Д.М. Грайфер, А.С. Очкасова, Е.А. Золотенкова, А.А. Малыгин\\ **Подразделение:** Лаборатория структуры и функции рибосом (ЛСФР) ИХБФМ СО РАН\\ **Файлы заявки:** {{:ru:intranet:Razr_7_LSFR.pdf|Аннотация}} , {{:ru:intranet:Razr_7s_LSFR.pdf|Слайд-картинка}} \\ Мы выявили аминокислотные остатки рибосомных белков eL42 и uL15, расположенных в районе каталитического центра рибосомы, которые определяют ее работу. Замена двух остатков в белке eL42 (Gln45+Lys53 или Gln45+Gln51) приводит к остановке трансляции уже на первом цикле элонгации пептидной цепи. Это происходит вследствие того, что указанные остатки участвуют в удалении “отработанной” деацилированной тРНК из рибосомы, без чего элонгация невозможна. В белке uL15 гидроксилирование остатка His39, происходящее в норме, необходимо для эффективной работы рибосомы. При отсутствии такой модификации (например, при гипоксии) рибосома работает неэффективно и возникает нарушение согласованного “траффика” рибосом по “однополосному шоссе” мРНК. В результате преимущество в трансляции получают более короткие и распространенные мРНК перед более длинными и редкими, что разбалансирует клеточный протеом. Ещё один рибосомный белок, uS3, вне рибосомы имеет активность фермента эксцизионной репарации ДНК, и способен расщеплять ДНК по АР-сайтам. Природа его активного центра до недавнего времени была неизвестна; мы обнаружили, что ферментативные свойства uS3 непосредственно обеспечивают его аминокислотные остатки Arg173/Arg178.\\ \\ {{ :ru:intranet:Razr_7t_LSFR.jpg?600 |Авторский слайд}} \\ {{ :ru:intranet:Razr_7p_LSFR.png?400 |Иллюстрации}} \\ - Bulygin K.N., Malygin A.A., Graifer D.M. Functional involvement of a conserved motif in the middle region of the human ribosomal protein eL42 in translation. Biochimie (2023) V. 218. P. 96-104. - Zolotenkova E.A., Gopanenko A.V., Tupikin, A.E., Kabilov M.R., Malygin A.A. Mutation at the site of hydroxylation in the ribosomal protein uL15 (RPL27a) causes specific changes in the repertoire of mRNAs translated in mammalian cells. Int. J. Mol. Sci. (2023) V. 24. 6173. - Ochkasova A., Arbuzov G., Kabilov M., Tupikin A., Karpova G., Graifer D. AP lyase activity of the human ribosomal protein uS3: The DNA cleavage sequence specificity and the location of the enzyme active center. Biochim. Biophys. Acta (2023) V. 1871. 140880. \\ ---- \\ ** РАЗРАБОТКА 8. УНИВЕРСАЛЬНЫЙ МЕТОД ВЫЯВЛЕНИЯ МИКРОСАТЕЛЛИТНОЙ НЕСТАБИЛЬНОСТИ В ОПУХОЛЯХ ДЛЯ НАЗНАЧЕНИЯ ИММУНОТЕРАПИИ ** \\ **Коллектив авторов:** Боярских У.А, Кечин А.А., Храпов Е.А., Филипенко М.Л.\\ **Подразделение:** Лаборатория фармакогеномики (ЛФ) ИХБФМ СО РАН\\ **Файлы заявки:** {{:ru:intranet:Razr_8_LF.pdf|Аннотация}} , {{:ru:intranet:Razr_8s_LF.pdf|Слайд-картинка}} \\ Микросателлитная нестабильность (MSI, изменения длин преимущественно мононуклеотидных повторов) является наиболее важной особенностью опухолей с дефектами репарации неспаренных оснований. Данный молекулярный тип опухолей характеризуется накоплением значительного количества мутаций, в том числе и в кодирующих участка генома, что ведет к большому количеству неоантигенов и иммунологической видимости опухоли. Сегодня наличие MSI в опухоли наиболее значимый, клинически обоснованный маркер для назначения иммунотерапии метастазирующих опухолей препаратами-ингибиторами контрольных точек иммунного ответа – пембролизумаба или ниволумаба. Применение данного типа препаратов является универсальным и часто не зависит от типа опухоли, а только от наличия специфического биомаркера – состояния MSI в опухоли. Однако существовавший подход для выявления MSI, основанный на проведении ПЦР по 5 локусам в геноме с последующим анализом продуктов с помощью капиллярного электрофореза, был изначально разработан для колоректального рака и демонстрирует ограниченную диагностическую чувствительность и специфичность для других типов опухолей. Кроме того, данный подход имеет низкую пропускную способность и во многом является субъективным из-за самостоятельной трактовки результатов оператором.\\ Поэтому целью нашей работы стала разработка универсального подхода для детекции состояния MSI в опухолях различного типа, который бы позволял количественно оценивать столь важный показатель. Для этого, проанализировав большие объемы данных о вариабельности различных микросателлитных повторов в геноме человека, были отобраны около 100 локусов с мононуклеотидными повторами, максимально стабильными в опухолях без MSI и, наоборот, нестабильными в опухолях с функциональным дкфектом системы мисматч репарации. Для них был проведен дизайн праймеров и оптимизирован протокол приготовления таргетной NGS-панели, включающей все пары праймеры в одной мультиплексной ПЦР. Для анализа получаемых при секвенировании данных был разработан оригинальный алгоритм, позволяющий объективно и количественно оценивать состояние MSI (рисунок 1А). Валидация клинических показателей разработанной панели была проведена на репрезентативной выборке образцов трех типов опухолей: колоректального рака (COAD), рака эндометрия (UCEC) и рака желудка (STAD). Для всех трех типов опухоли были получены высокие показатели чувствительности и специфичности (рисунок 1 Б и В).\\ Благодаря высоким клиническим показателям, большой пропускной способности, объективности и удобству разработанного подхода, метод уже сейчас используется в клинической практике для разрешения наиболее сложных случаев, когда альтернативные методы либо выдают сомнительный результат, либо не способны провести анализ образца. В настоящий момент метод находится на стадии коммерциализации и подготовке документов для регистрации.\\ \\ {{ :ru:intranet:Razr_8t_LF.jpg?600 |Авторский слайд}} \\ {{ :ru:intranet:Razr_8p_LF.png?400 |Иллюстрации}} \\ - Boyarskikh U, Kechin A, Khrapov E, Fedyanin M, Raskin G, Mukhina M, Kravtsova E, Tsukanov A, Achkasov S, Filipenko M. Detecting Microsatellite Instability in Endometrial, Colon, and Stomach Cancers Using Targeted NGS. Cancers (Basel). 2023 Oct 20;15(20):5065 \\ ---- \\ \\ ** КОНКУРСЫ РАЗРАБОТОК ИХБФМ СО РАН ПРЕДЫДУЩИХ ЛЕТ ** \\ \\ ==== МАТЕРИАЛЫ, ПРЕДСТАВЛЕННЫЕ НА КОНКУРС "РАЗРАБОТКА ИХБФМ СО РАН-2022"==== \\ \\ ** 1. АДДУКТЫ МЕТОКСИАМИНА С АП-САЙТАМИ БЛОКИРУЮТ ДНК-ПОЛИМЕРАЗЫ И ВЫЗЫВАЮТ ОШИБКИ СИНТЕЗА ДНК ** \\ **Коллектив авторов:** А.В. Юдкина , Д.О. Жарков. \\ **Подразделение:** Лаборатория геномной и белковой инженерии (ЛГБИ) ИХБФМ СО РАН\\ **Файлы заявки:** {{:ru:intranet:аннотация_лгби.pdf|Аннотация}}, {{:ru:слайд_лгби_1.pdf|Слайд-картинка}} \\ Апурин-апиримидиновые (АП-) сайты возникают в ДНК как спонтанно, так и в ходе эксцизионной репарации оснований ДНК. АП-сайты неинструктивны: они сильно блокируют активность ДНК-полимераз, а если dNMP все же включается, его природа в основном определяется взаимодействиями внутри активного центра фермента. Многие ДНК-полимеразы следуют «правилу А», предпочтительно включая dAMP напротив АП-сайта. Метоксиамин (MX) — небольшая молекула, эффективно реагирующая с альдегидной группой АП-сайтов, предотвращая их расщепление главной АП-эндонуклеазой человека APEX1. В настоящее время MX рассматривается как возможный сенсибилизатор раковых опухолей к препаратам, повреждающим ДНК. Для оценки мутагенного потенциала MX было изучено включение различных dNMP пятью ДНК-полимеразами разных семейств. Фрагмент Кленова ДНК-полимеразы I E. coli строго следовал правилу A как с АП-сайтами, так и с аддуктами MX-АП. ДНК-полимераза фага RB69, гомологичная человеческим ДНК-полимеразам δ и ε, эффективно включала как dAMP, так и dGMP. ДНК-полимераза β в основном включала dAMP и dCMP, предпочитая dCMP напротив АП-сайта и dAMP напротив аддукта MX-АП, в то время как ДНК-полимераза λ была селективна в отношении dGMP. Наконец, транслезионная ДНК-полимераза κ также следовала правилу A для MX-АП и дополнительно включала dCMP напротив природного АП-сайта. В целом, действие ДНК-полимераз на АП-сайтах и MX-АП-сайтах похоже, и потенциальное использование метоксиамина в терапии должно принимать во внимание его повышенную мутагенность из-за замедленной репарации. \\ {{ :ru:рис1_лгби_-_1.jpg?400 |Рисунок 1}} \\ {{:ru:рис1_лгби_-_1.jpg?600 |Авторский рисунок}} \\ * //Yudkina A.V., Zharkov D.O. Miscoding and DNA polymerase stalling by methoxyamine-adducted abasic sites // Chem. Res. Toxicol. – 2022. – V. 35. – No. 2. – P. 303-314. doi: 10.1021/acs.chemrestox.1c00359 \\ ---- ** 2. Разработка и апробация ДНК-зондов для определения активности ключевых ферментов пути эксцизионной репарации оснований ДНК в клетках человека ** \\ **Коллектив авторов:** И.В. Алексеева, О.А. Кладова, А.А. Кузнецова, Н.А. Кузнецов \\ **Подразделение:** Лаборатория исследования модификации биополимеров, Лаборатория генетических технологий (ЛИМБ, ЛГТ) ИХБФМ СО РАН\\ **Файлы заявки:** {{:ru:аннотация_лимб_лгт.pdf|Аннотация}} , {{:ru:intranet:слайд_карт_лимб_лгт.pdf|Слайд-картинка}} \\ Исследования механизмов сохранения генетической информации, проводимые с момента открытия систем репарации ДНК, обусловлены ключевой ролью повреждений ДНК в возникновении различных заболеваний, включая онкологические. До сих пор остается актуальным вопрос о связи между накоплением повреждений ДНК, сбоями в работе путей репарации ДНК и повышенным риском развития некоторых заболеваний. Кроме того, персонализированные методы лечения, связанные с применением ДНК-модифицирующих химических препаратов и физических факторов должны быть взаимосвязаны с эффективностью работы ферментов, отвечающих за удаление ДНК-повреждений, вызываемых конкретными препаратами у каждого конкретного пациента.\\ За последние несколько лет были предприняты значительные усилия по разработке методов анализа активности ферментов эксцизионной репарации оснований ДНК в клетках человека. В данной работе разработаны флуоресцентные ДНК-зонды, позволяющие определять в клеточных экстрактах уровень активности ключевых ферментов эксцизионной репарации оснований ДНК, а именно ДНК-гликозилаз UNG2, SMUG1, MBD4, TDG, AAG, NEIL1, NTHL1 и OGG1 и АР-эндонуклеазы APE1. Чувствительность ДНК-зондов была определена с использованием очищенных препаратов ферментов. Определение активности ферментов репарации в клеточных экстрактах линий опухолей яичников человека TOV112, 79, OVCAR3, MESOV, SCOV3 и TOV21 позволило апробировать ДНК-зонды и выявило значительную вариабельность уровня активности ферментов в данных линиях (Рис. 1). Результаты данной работы легли в основу запатентованного коллективом способа определения активности ферментов пути эксцизионной репарации оснований ДНК в клетках человека. В перспективе данная разработка может войти в состав неинвазивной, высокочувствительной экспресс тест-системы для анализа функционирования системы эксцизионной репарации оснований ДНК при проведении терапии онкологических заболеваний.\\ {{ :ru:разработка_года_лимб_лгт.jpg?400 |Рисунок 1}} \\ {{:ru:разработка_года_лимб_лгт.jpg?600 |Авторский рисунок}} \\ // - Алексеева И.В. и др. Разработка и апробация ДНК-зондов для определения активности ключевых ферментов пути эксцизионной репарации оснований ДНК в клетках человека. Мол. Биология. 2023. Т. 57, № 2, С. 316–329. - Алексеева И.В. и др. Способ определения активности ферментов эксцизионной репарации оснований ДНК в клетках человека. Патент № 2789867 от 05.04.2022. // ---- ** 3. Ингибиторы фермента репарации тирозил-ДНК-фосфодиэстеразы 1 (Tdp1) усиливают действие химиотерапевтического препарата топотекан ** \\ **Коллектив авторов:** Захаренко А.Л., Дырхеева Н.С., Чернышова И.А., Корниенко Т.Е., Ильина Е.С., Попова Н.А., Николин В.П., Лаврик О.И. \\ **Подразделение:** Лаборатория биоорганической химии ферментов (ЛБХФ) ИХБФМ СО РАН\\ **Файлы заявки:** {{:ru:intranet:аннотация_3_лбхф_2022.pdf|Аннотация}} , {{:ru:intranet:слайд_разработка_лбхф_2022.pdf|Слайд-картинка}} \\ Использование сенсибилизаторов химиотерапевтических препаратов – многообещающий подход для повышения эффективности лечения онкологических заболеваний. Одна из перспективных мишеней для разработки противораковых агентов – фермент репарации тирозил-ДНК-фосфодиэстераза 1 (Tdp1). Tdp1 способна препятствовать действию используемого в клинике противоопухолевого препарата топотекана, который ингибирует топоизомеразу 1 (Тор1). Ковалентные комплексы Тор1 с ДНК в норме короткоживущие, но топотекан их стабилизирует, что и определяет противоопухолевый эффект этого препарата. Tdp1 удаляет остатки Тор1 из комплекса с ДНК, тем самым снижая ДНК-повреждающее действие топотекана. Ингибирование активности Tdp1 усиливает чувствительность опухолевых клеток к топотекану. \\ Нами проведен скрининг множества соединений из различных структурных классов и найдены эффективные ингибиторы Tdp1, в числе которых производные липофильных нуклеозидов и терпеновых коньюгатов. Показано, что наличие в молекуле нуклеозидов липофильных заместителей значительно повышает эффективность ингибирования Tdp1 in vitro, D-производные эффективнее, чем L-аналоги. Соединение-лидер 6d, производное пуринового нуклеозида, модифицированное по рибозному кольцу тремя остатками бензойной кислоты, почти в 5 раз усиливает цитотоксическое действие топотекана на клеточной линии HeLa и в 10 раз усиливает его ДНК-повреждающее действие; само соединение 6d ДНК не повреждает. В экспериментах in vivo на модели асцитной карциномы Кребс-2 мышей 6d усиливает противоопухолевый эффект топотекана, достоверно снижая как размер асцита, так и число опухолевых клеток в нем. Усиление противоопухолевого и антиметастатического действия топотекана на моделях опухолей показано нами также для ряда соединений-лидеров из других классов соединений. {{ :intranet:рисунок_лбхф_2022_-_3.jpg?400 |Рисунок 1}} \\ \\ {{:ru:intranet:автор.рисунок_лбхф_2022_-_3.png?600|Авторский рисунок}} \\ - Chernyshova I.A. et al., The Lipophilic Purine Nucleoside-TDP1 Inhibitor-Enhances DNA Damage Induced by Topotecan In Vitro and Potentiates the Antitumor Effect of Topotecan In Vivo. Molecules 2022, 28, 323. doi.org/10.3390/molecules28010323. - Dyrkheeva N.S. et al., In Vitro and In Silico Studies of Human Tyrosyl-DNA Phosphodiesterase 1 (TDP1) Inhibition by Stereoisomeric Forms of Lipophilic Nucleosides: The Role of Carbohydrate Stereochemistry in Ligand-Enzyme Interactions. Molecules 2022, 27, 2433. doi.org/10.3390/molecules27082433. - Ivankin D.I. et al., Monoterpene substituted thiazolidin-4-ones as novel TDP1 inhibitors: Synthesis, biological evaluation and docking. Bioorg Med Chem Lett. 2022, 73, 128909. doi: 10.1016/j.bmcl.2022.128909. - Munkuev A.A. et al., Adamantane-Monoterpenoid Conjugates Linked via Heterocyclic Linkers Enhance the Cytotoxic Effect of Topotecan. Molecules. 2022, 27, 3374. doi: 10.3390/molecules27113374. \\ ---- ** 4. Наноматериалы для терапии и диагностики** \\ **Коллектив авторов:** В.К. Попова, А.Е. Булгакова, Е.В. Григорьева, Д.В. Пышный, Е.В. Дмитриенко \\ **Подразделение:** Лаборатория биомедицинской химии (ЛБМХ) ИХБФМ СО РАН\\ \\ **Файлы заявки:** {{:ru:аннотация_разработка_года_лбмх..pdf|Аннотация}}, {{:ru:intranet:слайд_.разработка_года_лбмх.pdf|Слайд-картинка}} \\ Наноматериалы, благодаря широкому разнообразию форм, размеров и природы заняли широкую нишу в области биомедицины в качестве компонентов систем терапии и диагностики. Применимость таких конструкций in vivo накладывает значительные ограничения на качество образца. Наночастицы должны быть нетоксичны, монодисперсны, биоразлагаемы, стабильны в физиологических условиях и обладать управляемым размером, который диктует конкретная задача их применения. Не смотря на значительное развитие этой ниши, не все ограничения, накладываемые на материалы, были решены, для создания «умного» наноматериала. Это исследование направлено на создание таких материалов различной природы и исследование их потенциала в качестве компонентов систем доставки лекарств и диагностики.\\ Были разработаны протоколы создания рН-лабильных наночастиц карбоната кальция (значительная или полная деградация каркаса при рН 5.5) и их композитов с магнитными наночастицами смешанного оксида железа (Fe3O4-CaCO3) размером 200 и 130 нм соответственно. Помимо стабильности в условиях близких к физиологическим и нетоксичности, материалы характеризуются высокой ёмкостью к препаратам, например, к доксорубицину до 1900 мкг лекарства на 1 мг наночастиц. Наночастицы смешанного оксида железа и диоксида кремния разработаны разных размеров (10-200 нм) и исследованы в качестве каркасов для создания многослойных стабильных систем доставки и выделения биомолекул. Доказана эффективность таких конструкций сопоставимая и выше в сравнении с коммерчески доступными системами. Биополимерные частицы и полые капсулы, полученные по авторской методике (размеры 10-100 нм), исследовали в качестве биоразлагаемых, стабильных наноносителей для терапевтических агентов. Тесты на стабильность, цитотоксичность и эффективность связывания с препаратами in vitro доказывают перспективность разработки. \\ Таким образом, получен широкий спектр наноматериалов как органических, так и неорганических, каждый из которых обладает своими преимуществами и имеет потенциал для применения в биомедицине. {{ :ru:авт.рис.._лбмх_-_4.jpg?400 |рисунок 1}} \\ {{:ru:авт.рис.._лбмх_-_4.jpg?600|Авторский рисунок}} \\ - Popova, V., Poletaeva, Y., Chubarov, A., Dmitrienko, E. pH-Responsible Doxorubicin-Loaded Fe3O4@ CaCO3 Nanocomposites for Cancer Treatment. Pharmaceutics, 15(3), 771. doi: 10.3390/ECMC2022-13496. - Popova, V., Poletaeva, Y., Chubarov, A., Pyshnyi, D., Dmitrienko, E. Doxorubicin-Loaded Silica Nanocomposites for Cancer Treatment. Coatings, 13(2), 324. doi: 10.3390/coatings13020324. - Попова В.К., Полетаева Ю.Е, Пышный Д.В., Дмитриенко Е.В. Способ получения биодеградируемого наноматериала неорганических солей кальция. Патент РФ №2787956. - Bulgakova, A., Chubarov, A., Dmitrienko, E. Magnetic Nylon 6 Nanocomposites for the Microextraction of Nucleic Acids from Biological Samples. Magnetochemistry, 8(8), 85. doi:10.3390/magnetochemistry8080085. - Kovrigina E.N., Chubarov A.S., Dmitriyenko E.V. High Drug Capacity Doxorubicin-Loaded Iron Oxide Nanocomposites for Cancer Therapy. Magnetochemistry, 8 (5), doi:10.3390/magnetochemistry8050054 ---- ==== МАТЕРИАЛЫ, ПРЕДСТАВЛЕННЫЕ НА КОНКУРС "РАЗРАБОТКА ИХБФМ СО РАН-2021" ==== \\ \\ ** 1. Новый класс ингибиторов урацил-ДНК-гликозилаз ** \\ \\ **Коллектив авторов:** Грин И.Р., Мечетин Г.В., Дятлова Е.А., Юдкина А.В., Жарков Д.О.\\ **Подразделение:** Лаборатория геномной и белковой инженерии (ЛГБИ) \\ **Файлы заявки:** {{:ru:science:разработка_1_-_аннотация.pdf|Аннотация}}, {{:ru:разработка_1_-_иллюстрация.pdf|Слайд-картинка}} \\ \\ Урацил-ДНК-гликозилазы (UNG) представляют собой ферменты, удаляющие из ДНК урацил (U) — продукт дезаминирования цитозина или случайного включения dUMP из пула dUTP. Активность UNG ограничивает эффективность антиметаболитных средств в клетках человека, а для многих бактерий и некоторых вирусов необходима для продуктивной инфекции. Таким образом, ферменты UNG рассматривается как перспективные мишени для создания противоопухолевых, противовирусных и антибактериальных препаратов. Большинство существующих ингибиторов UNG основаны на ядре U с различными заместителями, однако есть нужда в новых фармакофорах, нацеленных на широкий спектр белков UNG. \\ В работе проведен виртуальный скрининг библиотеки из 1 027 767 лигандов и биохимическая характеристика лучших хитов в отношении их способности ингибировать ферменты UNG человека и осповакцины. Хотя даже лучшие ингибиторы показывали IC50 ≥ 100 мкМ, практически все они содержали общий фрагмент — тетрагидро-2,4,6-триоксопиримидинилиден (PyO3). In silico PyO3 предпочтительно связывался в активном центре фермента, а в кинетических экспериментах ингибирование соответствовало конкурентному механизму. Токсичность ингибиторов для клеток человека не зависела от присутствия метотрексата, что согласуется с гипотезой о том, что U в геномной ДНК менее токсичен для клетки, чем разрывы цепей, возникающие при его широкомасштабной репарации. \\ Таким образом, PyO3 может рассматриваться как новый фармакофор для подавления активности UNG. \\ \\ {{ :ru:science:pic_1.png?400 |Рисунок 1}} \\ Рис. 1. Общая структура тетрагидро-2,4,6-триоксопиримидинилиденов (А) и полученная путем молекулярного докинга структура UNG человека с одним из ингибиторов, связанных в активном центре (Б) \\ {{:ru:science:разр_1.png?600|Авторский рисунок}} \\ 1. Grin I.R., Mechetin G.V., Kasymov R.D., Diatlova E.A., Yudkina A.V., Shchelkunov S.N., Gileva I.P., Denisova A.A., Stepanov G.A., Chilov G.G., Zharkov D.O. (2021) A new class of uracil–DNA glycosylase inhibitors active against human and vaccinia virus enzyme. Molecules, 26:6668.\\ \\ \\ ---- ** 2. Глобальные перестройки в транскриптоме и транслятоме клеток человека, вызванные дефицитом рибосомных белков uL5 и eL38 ** \\ \\ **Коллектив авторов:** Бабайлова Е.С., Гопаненко А.В., Колобова А.В., Малыгин А.А., Карпова Г.Г., Тупикин А.Е., Кабилов М.Р.\\ **Подразделение:** Лаборатория структуры и функции рибосом (ЛСФР) и ЦКП “Геномика” СО РАН (ЦКПГ)\\ **Файлы заявки:** {{:ru:science:разработка_2_-_аннотация.pdf|Аннотация}}, {{:ru:science:разработка_2_-_иллюстрация.pdf|Слайд-картинка}} \\ \\ Клеточный дефицит отдельных рибосомных белков, вызванный повреждениями в их генах, как правило, ассоциирован с возникновением аномалий у млекопитающих и развитием различных заболеваний у человека. В частности, гаплонедостаточность белка eL38, вызванная делецией соответствующего локуса у мышей, приводит к их мутантному фенотипу с дефектами в развитии осевого скелета, а гаплонедостаточность белка uL5, возникающая вследствие мутаций в его гене, является одной из наиболее частых причин анемии Даймонда-Блэкфана. Чтобы выявить влияние недостатка uL5 и eL38 на экспрессию конкретных генов, мы снизили уровни этих белков в клетках HEK293 в 3-4 раза, используя нокдаун кодирующих их мРНК. С помощью методов RNA-seq, Ribo-seq и полисомного профайлинга с последующим RNA-seq мы определили изменения в транскриптоме и транслятоме клеткок при дефиците eL38 и в составах общеклеточных мРНК и транслируемых рибосомами мРНК при дефиците uL5.\\ В клетках с дефицитом eL38 мы выявили снижение экспрессии генов, ответственных за активность белка р53, метаболизм ионов кальция и организацию цитоскелета, тогда как гены, связанные с процессингом рРНК и трансляцией, наряду с генами, нарушение регуляции которых приводит к аномалиям развития, оказались активированными. Кроме того, изменялась трансляционная эффективность (ТЭ) ряда генов, причём в наборе генов с пониженной ТЭ обнаружены гены белков, вовлеченных в активацию генов Hox, ответственных за формирование осевого скелета при эмбриональном развитии. В клетках с дефицитом uL5 происходило снижение экспрессии на уровне транскрипции генов мембранных белков, в то время как гены, ассоциированные с процессингом рРНК, сплайсингом пре-мРНК, трансляцией мРНК и репарацией ДНК оказались в числе активированных. При этом наблюдали обратную зависимость между уровнем GC в 3’-НТО мРНК и уровнем экспрессии их генов.\\ Таким образом, полученные результаты выявили многоуровневые перестройки в экспрессии генов при возникновении дефицита рибосомных белков uL5 и eL38, которые могут объяснить фенотипические проявления мутаций в их генах.\\ \\ {{ :ru:science:pic_2.png?600 |Рисунок 1}} \\ Рис. 1. Выявление перестроек в транскриптоме и транслятоме клеток, дефицитных по белкам uL5 и eL38 \\ {{:ru:science:разр_2_.png?600|Авторский рисунок}} \\ 1. Gopanenko A.V., Kolobova A.V., Meschaninova M.I., Venyaminova A.G., Tupikin A.E., Kabilov M.R., Malygin A.A., Karpova G.G. (2021) Knockdown of the mRNA encoding the ribosomal protein eL38 in mammalian cells causes a substantial reorganization of genomic transcription. Biochimie, 184, 132-142. Q1 \\ 2. Gopanenko A.V., Kolobova A.V., Tupikin A.E., Kabilov M.R., Malygin A.A., Karpova G.G. (2021) Knockdown of the ribosomal protein eL38 in HEK293 cells changes the translational efficiency of specific genes. Int. J. Mol. Sci., 22, 4531. Q1 \\ 3. Babaylova E.S., Gopanenko A.V., Tupikin A.E., Kabilov M.R., Malygin A.A., Karpova G.G. (2021) Deficiency of the ribosomal protein uL5 leads to significant rearrangements of the transcriptional and translational landscapes in mammalian cells. Int. J. Mol. Sci., 22, 13485. Q1\\ \\ \\ ---- ** 3. Получение структуры белковых комплексов на основе водородно-дейтериевого обмена с последующей масс-спектрометрией ** \\ \\ **Коллектив авторов:** Жданова П.В., Черноносов А.А., Канажевская Л.Ю., Жарков Д.О., Коваль В.В.\\ **Подразделение:** Центр масс-спектрометрического анализа (ЦМСА) \\ **Файлы заявки:** {{:ru:science:разработка_3_-_аннотация.pdf|Аннотация}}, {{:ru:science:разработка_3_-_иллюстрация.pdf|Слайд-картинка}} \\ \\ Обмен водорода на дейтерий с последующим масс-спектрометрическим анализом (HDX-MS) является быстро развивающимся подходом к изучению фолдинга, динамики белков и белковых комплексов в растворе. Скорость реакции зависит от доступности протонов белка для обмена, что позволяет сделать выводы о третичной структуре. Как следствие, этот мощный метод может предоставить ценную структурную информацию, особенно для белков, не поддающихся рентгеновской кристаллографии.\\ Нашим коллективом метод HDX-MS в сочетании с методами компьютерного моделирования был применен для анализа структуры белка человека NEIL2 (hNEIL2); SpCas9 и его комплекса с sgRNA. Суть метода HDX-MS заключается в реакции обмена протонов белка на дейтерий и последующей детекцией пептидов на масс-спектрометре после расщепления белков на колонке с пепсином. В основе большинства исследований данным методом лежит стратегия продолжительного мечения объекта исследования в D2O. Так, для hNEIL2 реакция обмена проводилась в диапазоне от 10 сек до 2 ч, а для SpCas9 и его комплекса время реакции было увеличено до 8 ч. В процессе обмена масса белка постепенно увеличивается согласно кинетическим параметрам. Анализируя полученные данные и сравнивая их с результатами компьютерного моделирования определяют структурно-динамические особенности изучаемых объектов. Так, для hNEIL2 впервые была продемонстрирована структура, которая соответствует открытому состоянию белка в растворе. А сравнивая данные HDX с моделированием в свободном белке SpCas9 и его состояниях, связанных с sgRNA, мы обнаружили, что связывание направляющей RNA вызывает существенные конформационные изменения в некоторых доменах белка. \\ Наши результаты демонстрируют высокий уровень пластичности домена REC3, который рассматривался как «сенсор» формирования полного гибрида RNA:DNA. \\ \\ {{ :ru:science:pic_3.png?500 |Рисунок 1}} \\ Рис. 1. Общая схема эксперимента (А) и полученные структуры SpCas9 с sgRNA (Б) и hNEIL2 (В) \\ {{:ru:science:разр_3.png?600|Авторский рисунок}} \\ 1. P.V. Zhdanova, A.A. Chernonosov,D.V. Prokhorova, G.A. Stepanov, L.Yu. Kanazhevskaya, V.V. Koval (2021). Probing the Dynamics of Streptococcus pyogenes Cas9 Endonuclease Bound to the sgRNA Complex Using Hydrogen-Deuterium Exchange Mass Spectrometry. Int. J. Mol. Sci. 23(3), 1129. doi: 10.3390/ijms23031129 \\ 2. P.V. Zhdanova, A.A. Ischenko, A.A Chernonosov, D.O. Zharkov, V.V. Koval (2021). Dataset for dynamics and conformational changes in human NEIL2 protein analyzed by integrative structural biology approach. Data in Brief, 40, 107760. doi: 10.1016/j.dib.2021.107760 \\ 3. P.V. Zhdanova, A.A. Ischenko, A.A Chernonosov, D.O. Zharkov, V.V. Koval (2021) Dynamics and conformational changes in human NEIL2 analyzed by hydrogen/deuterium exchange mass spectrometry. J. Mol. Biol. 434 (2), 167334. doi: 10.1016/j.jmb.2021.167334 \\ \\ \\ ---- ** 4. Разработка ингибиторов протеазы Мpro коронавируса SARS-COV-2 ** \\ \\ **Коллектив авторов:** Кузнецова А.А., Булыгин А.А., Королева Л.С., Тюгашев Т.Е., Задворных Д.А., Федорова О.С., Сильников В.Н., Кузнецов Н.А.\\ **Подразделение:** Лаборатория генетических технологий (ЛГТ), Лаборатория исследования модификации биополимеров (ЛИМБ), Лаборатория органического синтеза (ЛОрС)\\ **Файлы заявки:** {{:ru:science:разработка_4_-_аннотация.pdf|Аннотация}}, {{:ru:science:разработка_4_-_иллюстрация.pdf|Слайд-картинка}} \\ \\ Коронавирус (SARS-CoV-2), вызывающий тяжелый острый респираторный синдром, был идентифицирован в 2019 году как новый член семейства Coronaviridae. В настоящее время коронавирусная болезнь (COVID-19) представляет собой серьезную угрозу для общественного здравоохранения во всем мире. Стратегия борьбы с коронавирусной инфекцией должна опираться на знания молекулярных и клеточных механизмов, обеспечивающих размножение вируса, которые позволяют идентифицировать конкретные белки-мишени для противовирусного лечения на молекулярном уровне. Основная протеаза SARS-CoV-2, Mpro, отвечающая за процессинг вирусных полипептидов и наработку отдельных вирусных белков, является привлекательной мишенью для прямого противовирусного действия. Таким образом, в настоящее время высоко востребована эффективная платформа для количественного скрининга молекул, обладающих ингибирующим эффектом в отношении основной протеазы коронавируса.\\ В рамках данной разработки проведен предстационарный кинетический анализ взаимодействия Mpro с модельным субстратом и ингибиторами, который далее использован в качестве основы для скрининговой платформы. С помощью данного подхода проведен сравнительный анализ остаточной каталитической активности протеазы коронавируса (уханьский штамм) в присутствии нескольких известных ингибиторов фермента: боцепревир, телапревир, GC-376 или PF-00835231. Установлено, что PF-00835231 является одним из самых эффективных соединений подавляющих активность протеазы Mpro коронавируса SARS-CoV-2 за счет образования ковалентного производного с ферментом. Полученные данные свидетельствуют о том, что не ковалентное связывание ингибитора за счет точной конформационной подстройки к карману активного центра также важно для эффективного ингибирования. После апробации системы скрининга на известных ингибиторах и детального анализа кинетического механизма связывания фермента с PF-00835231 встал вопрос о рациональном поиске новых соединений эффекторов. Для этого с помощью классического подхода с использованием молекулярного докинга библиотек соединений были отобраны перспективные соединения для дальнейшей экспериментальной проверки, в результате которой обнаружено два новых соединения, обладающих активностью, сравнимой с известными ингибиторами протеазы, а именно боцепревиром и телапревиром. Кроме того, был проведен молекулярный дизайн новых соединений на основании структуры активного центра. Для этого карман активного центра был параметризован и определены структурные полости, которые отвечают за образование потенциальных контактов с молекулой-ингибитором. На основании этого проведен дизайн 12 новых соединений и организован их синтез. \\ Таким образом, коллективом авторов на основании проведенных исследований, разработана скрининговая тест-система, найдены два перспективных ингибитора, выполнен in silico дизайн новых соединений и выполняется работа по химическому синтезу этих соединений в качестве специфических ингибиторов основной протеазы SARS-CoV-2.\\ \\ {{ :ru:science:pic_4.png?600 |Иллюстрация}} \\ \\ {{:ru:science:разр_4.png?600|Авторский рисунок}} \\ 1. Zakharova M.Y., Kuznetsova A.A., Uvarova V.I., Fomina A.D., Kozlovskaya L.I., Kaliberda E.N., Kurbatskaia I.N., Smirnov I.V., Bulygin A.A., Knorre V.D., Fedorova O.S., Varnek A., Osolodkin D.I., Ishmukhametov A.A., Egorov A.M., Gabibov A.G., Kuznetsov N.A. Pre-Steady-State Kinetics of the SARS-CoV-2 Main Protease as a Powerful Tool for Antiviral-Drug Discovery. Frontiers in Pharmacology, 2021, doi: 10.3389/fphar.2021.773198 \\ \\ \\ ---- ** 5. Сказ о том, как поли(АДФ-рибоза) репарацию ДНК на нуклеосоме продвигала ** \\ \\ **Коллектив авторов:** Кутузов М.М., Белоусова Е.А., Кургина Т.А., Моор Н.А., Васильева И.А., Науменко К.Н., Украинцев А.А., , Анарбаев Р.О. Ходырева С.Н., Лаврик О.И.\\ **Подразделение:** Лаборатория биоорганической химии ферментов (ЛБХФ)\\ **Файлы заявки:** {{:ru:science:разработка_5_-_аннотация.pdf|Аннотация}}, {{:ru:science:разработка_5_-_иллюстрация.pdf|Слайд-картинка}} \\ \\ В качестве элементарной единицы хроматина в лаборатории реконструирована нуклеосома из гистонов и ДНК , что позволило исследовать репарацию оснований в ДНК и ее регуляцию . Проведено комплексное исследование функциональной роли поли(ADP-рибозил)ирования (PAR-илирования), катализируемого PARP1 и PARP2, в процессах репарации ДНК в контексте нуклеосомы, а так же влияния недавно открытого фактора PAR-илирования гистонов HPF1 на синтез PAR (Рис. 1). \\ Компактизация ДНК в этой сложной структуре накладывает определенные ограничения на ферментативную активность белков системы BER. Известно, что ДНК-зависимые белки семейства PARP запускают и регулируют репарацию ДНК c помощью реакции PAR-илирования при участии HPF1., который дополняет активные центры как PARP1, так и PARP2.\\ Данные, полученные в представленной работе, указывают на функциональную зависимость активности различных ферментов репарации BER в отношении PARилирования и молекулы PAR в контексте нуклеосомы. В то же время, фактор HPF1 модулирует активность PARP1/2, влияя на инициацию и элонгацию синтеза PAR, длину синтезируемого полимера и специфичность реакции PAR-илирования. Предполагается, что HPF1 модулирует активность PARP1/2 при различной концентрации NAD+ в клетке и особенно важен для стимуляции менее активного PARP2. Кроме того, HPF1 стимулирует диссоциацию модифицированных молекул PARP. \\ Мы считаем, что полимер АДФ-рибозы, синтезируемый в присутствии HPF1 на начальных стадиях процесса с помощью PARP1, а на конечных - также и PARP2, может выступать в качестве регуляторного фактора для постадийного развития процесса BER.\\ \\ {{ :ru:science:pic_5.png?500 |Рисунок 1}} \\ Рис. 1. Роль PAR-илирования в процессах репарации ДНК в контексте нуклеосомы: PAR, синтезируемый PARP1 и PARP2 при взаимодействии с поврежденной ДНК, помогает комплексу Polβ–XRCC1, а PAR, синтезируемый PARP2 на более поздних стадиях, стимулирует активность LigIIIα-XRCC1 при репарации ДНК в составе нуклеосомы. При этом HPF1 контролирует баланс между инициацией и элонгацией синтеза PAR, препятствуя обширному PAR-илированию \\ {{:ru:science:разр_5_1.png?600|Авторский рисунок}} \\ \\ {{:ru:science:разр_5_2.png?600|Авторский рисунок}} \\ \\ 1. Kutuzov M.M., Belousova E.A., Kurgina T.A., Ukraintsev A.A., Vasil'eva I.A., Khodyreva S.N., Lavrik O.I. (2021) The contribution of PARP1, PARP2 and poly(ADP-ribosyl)ation to base excision repair in the nucleosomal context. Sci Rep.(Nature group, Q1) 11(1):4849. IF= 4.379 \\ 2. Kurgina T.A., Moor N.A., Kutuzov M.M., Naumenko K.N., Lavrik O.I. (2021) Dual function of HPF1 in the modulation of PARP1 and PARP2 activities. Commun. Biol.(Nature group, Q1) 4, 1259. IF= 6.268 \\ 3. Vasil'eva I, Moor N, Anarbaev R, Kutuzov M, Lavrik O. (2021) Functional Roles of PARP2 in Assembling Protein-Protein Complexes Involved in Base Excision DNA Repair. Int J Mol Sci.,Q1 28;22(9):4679. IF=5.923\\ \\ \\ ---- ==== ПОЛОЖЕНИЕ О ПРОВЕДЕНИИ КОНКУРСА "РАЗРАБОТКА ИХБФМ СО РАН-2021" ==== \\ **УВАЖАЕМЫЕ КОЛЛЕГИ!** \\ \\ Объявляется сбор заявок на участие в конкурсе Разработка года 2021, приуроченному к Дню рождения Института в 2022 г. \\ \\ {{:ru:events:положение_разработка_года_2021.pdf|Подробнее о конкурсе “Разработка года ИХБФМ СО РАН 2021 г"}} \\ {{:ru:events:комментарии_по_документам.pdf|Комментарии по формату заявки на конкурс}} \\ \\ Приглашаем всех заинтересованных сотрудников к участию! \\ \\ ---- ==== МАТЕРИАЛЫ, ПРЕДСТАВЛЕННЫЕ НА КОНКУРС "РАЗРАБОТКА ИХБФМ СО РАН-2019-2020" ==== \\ \\ ** 1. Роль РНК-связывающих белков в регуляции активности поли(ADP-рибозо)полимеразы 1 ** \\ \\ **Коллектив авторов:** Суханова М.В., Сингатулина А.Ш., Науменко К.Н., Алемасова Е.Э., Кургина Т.А., Васильева И.А., Кутузов М.М., Моор Н.А., Лаврик О. И. \\ **Подразделение:** Лаборатория биоорганической химии ферментов (ЛБХФ) \\ **Файлы заявки:** {{:ru:intranet:разработка_1_аннотация.pdf|Аннотация}}, {{:ru:intranet:разработка_1_иллюстрация.pdf|Слайд-картинка}} \\ \\ Открыты новые механизмы участия РНК-связывающих белков (FUS, Fused in Sarcoma, и YB-1, Y-box binding protein 1) в репарации ДНК, опосредованные их взаимодействием с «третьей нуклеиновой кислотой» клетки – поли(АDP-рибозой) (PAR). Синтез PAR на повреждениях ДНК катализирует поли(ADP-рибозо)полимераза 1 (PARP1). Установлено, что РНК-связывающий белок FUS взаимодействует с PAR и формирует макромолекулярные комплексы – немембранные компартменты. В этих структурах концентрируется поврежденная ДНК и белки репарации. Гидролиз PAR после завершения репарации приводит к диссоциации компартментов, что обеспечивает обратимость процесса на уровне хроматина [1-3]. Таким образом, FUS способен организовывать процесс репарации ДНК за счет временной «компартментализации» повреждённой ДНК и белковых факторов репарации. \\ Установлен механизм регуляции активности PARP1 белком YB-1, гиперэкспрессированным в агрессивных опухолях. YB-1 является субстратом поли(ADP-рибозил)ирования и взаимодействует с PAR. Стимуляция синтеза PAR, катализируемого PARP1, происходит за счет многократно повторяющихся циклов ассоциации свободного YB-1 и диссоциации PAR-модифицированного YB-1 из комплексов с активным ДНК-связанным PARP1. Это приводит к увеличению числа оборотов реакции синтеза PAR, что обеспечивает стимуляцию активности PARP1 в ее гетородимерном комплексе с YB-1 [4-6]. \\ Поскольку PARP1 является ключевой онкотерапевтической мишенью, регуляция его активности в синтезе PAR и в процессе репарации ДНК делает РНК-связывающие белки привлекательными терапевтическими мишенями в различных комбинированных схемах онкотерапии, использующих ингибиторы PARP. Полученные данные о механизмах регуляции активности PARP1 РНК/PAR-связывающими белками могут иметь важное значение для разработки новых подходов лечения онкологических заболеваний человека. \\ \\ {{ :ru:intranet:r1_1site.png?400 |Рисунок 1}} \\ Рис. 1. Формирование «компартментов репарации ДНК» с участием белка FUS в присутствии поли(ADP-рибозил)ированной PARP1, активированной на сайтах повреждения ДНК. (а) Изображение мультимолекулярных комплексов, полученное методом атомно-силовой микроскопии (б) Схематическое изображение FUS-зависимого процесса «компартментализации» поврежденной ДНК и белков репарации в присутствии поли(ADP-рибозил)ированной PARP1. \\ {{ :ru:intranet:r1_2site.png?400 |Рисунок 2}} \\ Рис. 2. Регуляция активности PARP1 белком YB-1. (а) Формирование тройного комплекса PARP1-ДНК-YB-1 и диссоциация PAR-модифицированного YB-1 (b) Связывание YB-1 неупорядоченным С-концевым доменом (CTD) с поли(АDP-рибозой), присоединенной к PARP1. (c) Диссоциация (ADP-рибозил)ированных молекул YB-1 из комплексов с активным PARP1 и последующая ассоциация свободных молекул YB-1 увеличивают число оборотов реакции, катализируемой PARP1, и уровень синтезируемого PAR. \\ {{:ru:intranet:разработка_1_иллюстрация.jpg?600|Авторский рисунок}} \\ 1. Sukhanova MV, Singatulina AS, Pastré D, Lavrik OI. Fused in Sarcoma (FUS) in DNA Repair: Tango with Poly(ADP-ribose) Polymerase 1 and Compartmentalisation of Damaged DNA. Int J Mol Sci. 2020, 19, 7020. IF = 4,556 \\ 2. Singatulina AS, Hamon L, Sukhanova MV, Desforges B, Joshi V, Bouhss A, Lavrik OI, Pastré D. PARP-1 Activation Directs FUS to DNA Dama9)ge Sites to Form PARG-Reversible Compartments Enriched in Damaged DNA. Cell Reports. 2019, 27, 1809-1821. IF = 8.1 \\ 3. Lavrik OI. PARPs' impact on base excision DNA repair. DNA Repair (Amst). 2020. IF = 3,339 \\ 4. Naumenko KN, Sukhanova MV, Hamon L, Kurgina TA, Alemasova EE, Kutuzov MM, Pastré D, Lavrik OI. Regulation of Poly(ADP-Ribose) Polymerase 1 Activity by Y-Box-Binding Protein 1. Biomolecules. 2020, 10, 1325. IF = 4.694. \\ 5. Alemasova EE, Lavrik OI. Poly(ADP-ribosyl)ation by PARP1: reaction mechanism and regulatory proteins. Nucleic Acids Res. 2019, 47, 3811-3827. IF = 11,5 \\ 6. Sukhanova MV, Hamon L, Kutuzov MM, Joshi V, Abrakhi S, Dobra I, Curmi PA, Pastre D, Lavrik OI. A Single-Molecule Atomic Force Microscopy Study of PARP1 and PARP2 Recognition of Base Excision Repair DNA Intermediates J Mol Biol. 2019, 431, 2655-2673. IF = 4,76 \\ 7. Vasil'eva IA, Anarbaev RO, Moor NA, Lavrik OI. Dynamic light scattering study of base excision DNA repair proteins and their complexes. Biochim Biophys Acta Proteins Proteom. 2019, 1867, 297-305. IF = 2,47 \\ 8. Moor NA, Vasil'eva IA, Kuznetsov NA, Lavrik OI. Human apurinic/apyrimidinic endonuclease 1 is modified in vitro by poly(ADP-ribose) polymerase 1 under control of the structure of damaged DNA. Biochimie. 2020, 168, 144-155. IF = 3,413 \\ 9. Moor N, Vasil'eva I, Lavrik O. Functional Role of N-Terminal Extension of Human AP Endonuclease 1 In Coordination of Base Excision DNA Repair via Protein-Protein Interactions. Int J Mol Sci. 2020, 21, 3122. IF =4,556 \\ \\ \\ ---- ** 2. миРНК-направленные модифицированные антисмысловые олигонуклеотиды и олигонуклеотид-пептидные конъюгаты - эффективные противоопухолевые агенты ** \\ \\ **Коллектив авторов:** Патутина О.А., Староселец Я.Ю., Гапонова С.К., Зенкова М.А., Миронова Н.Л., Чиглинцева Д.А., Сенькова А.В., Савин И.А., Гладких Д.В., Власов В.В. \\ \\ **Подразделение:** Лаборатория биохимии нуклеиновых кислот (ЛБНК) \\ **Файлы заявки:** {{:ru:intranet:разработка_2_аннотация.pdf|Аннотация}}, {{:ru:intranet:разработка_2_иллюстрация.pdf|Слайд-картинка}} \\ \\ Широко известно, что короткие некодирующие молекулы миРНК являются мощными стимуляторами злокачественного перерождения клеток и роста неоплазий. Многократное увеличение уровня миРНК отмечается практически при всех типах онкологических заболеваний. Многообещающим подходом к управлению процессами канцерогенеза может стать подавление активности вредоносных миРНК с помощью терапевтических нуклеиновых кислот. \\ Коллективом авторов было разработано два типа ингибиторов миРНК на основе нуклеиновых кислот. Первый из них представляет собой сиквенс-специфические конъюгаты миРНК-направленных олигонуклеотидов и каталитического пептида, способствующего высокоэффективному расщеплению мишени. Второй тип – миРНК-направленные антисмысловые олигонуклеотиды, содержащие новую N-(метансульфонил)фосфорамидную (μ-) модификацию межнуклеотидных связей. Созданные ингибиторы миРНК сочетают в себе широкий спектр благоприятных характеристик, включая высокую эффективность и специфичность связывания с мишенью, невероятную нуклеазоустойчивость и способность активировать внутриклеточную РНКазу Н. Уникальность полученных конструкций заключается в способности к инактивации РНК-мишеней в опухолевых клетках в режиме многооборотной реакции, как за счёт собственной каталитической активности (конъюгаты), так и совместно с РНКазой Н (конъюгаты и олигонуклеотиды). Следствием такого эффективного подавления миРНК является многократное снижение скорости роста, миграции и инвазии опухолевых клеток, а также индукция в клетках опухоли апоптоза. Являясь многообещающей альтернативой фосфотиоатным аналогам, μ-олигонуклеотиды демонстрируют мощный и продолжительный противоопухолевый эффект, высокую специфичность и селективность действия, а также низкую токсичность. Высокая противоопухолевая активность установлена и для миРНК-направленных конъюгатов, способных подавлять рост опухоли у мышей более чем в 10 раз. \\ Вне сомнения, оба типа разработанных препаратов уже на данный момент являются эффективными противопухолевыми агентами, а объединение этих технологий и создание конъюгатов на основе μ-модифицированных миРНК-направленных олигонуклеотидов открывает новые перспективы в создании ингибиторов канцерогенеза. \\ \\ {{:ru:intranet:разработка_2_иллюстрация.jpg?400|Авторский рисунок}} \\ 1. Miroshnichenko S.K., Patutina O.A., Burakova E.A., Chelobanov B.P., Fokina A.A., Vlassov V.V., Altman S., Zenkova M.A., Stetsenko D.A. Mesyl phosphoramidate antisense oligonucleotides as an alternative to phosphorothioates with improved biochemical and biological properties // Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA. – 2019. –V.116, N. 4. – P. 1229 – 1234. Doi:10.1073/pnas.1813376116. IF – 9.504. Q 1. SJR – Q 1. \\ 2. Miroshnichenko S., Patutina O. Enhanced Inhibition of Tumorigenesis Using Combinations of miRNA-Targeted Therapeutics (Review) // Frontiers in Pharmacology. – 2019. – V. 10, Art. 488. – P. 1-17. Doi: 10.3389/fphar.2019.00488. IF – 3.831. Q 1. SJR – Q 1. \\ 3. Patutina O.A., Miroshnichenko S.K., Mironova N.L., Senkova A.V., Bichenkova E.V., Clarke D.J., Vlassov V.V., Zenkova M.A. Catalytic Knockdown of miR-21 by Artificial ribonuclease: Biologycal Performance in Tumor Model // Frontiers in Pharmacology. – 2019. – V. 10, Art. 879. – P. 1-13. Doi: 10.3389/fphar.2019.00879. IF – 3.831. Q 1. SJR – Q 1. \\ 4. Miroshnichenko S.K., Amirloo B., Bichenkova E.V., Vlassov V.V., Zenkova M.A., Patutina O.A. 2’ome-modification of anti-mirna-21 oligonucleotide-peptide conjugate improves its hybridization properties and catalytic activity // Russian Journal of Bioorganic Chemistry. – 2019. – V.45, N. 6. – P. 802 – 811. Doi: 10.1134/S 1068162019060281. IF – 0.838. Q 4. SJR – Q 4. \\ 5. Gebrezgiabher M., Zalloum W.A., Clarke D.J., Miles S.M., Fedorova A.A., Zenkova M.A., Bichenkova E.V. RNA knockdown by synthetic peptidyl-oligonucleotide ribonucleases: behavior of recognition and cleavage elements under physiological conditions // Journal of Biomolecular Structure and Dynamics. – 2020. P.1-20. Doi: 10.1080/07391102.2020.1751711. IF – 3.31. Q 2. SJR – Q 2. \\ 6. Patutina O., Chiglintseva D., Bichenkova E., Gaponova S., Mironova N., Vlassov V., Zenkova M. Dual miRNases for Triple Incision of miRNA Target: Design Concept and Catalytic Performance // Molecules. – 2020. – V. 25, N. 2459. – P. 1-23. Doi: 10.3390/molecules25102459. IF – 3.06. Q 2. SJR – Q 1. \\ 7. Staroseletz Y., Amirloo B., Williams A., Lomzov A., Burusco K.К., Clarke D., Brown T., Zenkova M., Bichenkova E. Strict conformational demands of RNA cleavage in bulge-loops created by peptidyl-oligonucleotide conjugates // Nucleic Acids Research. – 2020. Doi: 10.1093/nar/gkaa780. IF – 11.501. Q 1. SJR – Q 1. \\ 8. Patutina О.А., Gaponova (Miroshnichenko) S.K., Sen’kova A.V., Savin I.A., Gladkikh D.V., Burakova E.A., Fokina A.A., Maslov M.A., Shmendel E.V., Wood M.J.A., Vlassov V.V., Altman S., Stetsenko D.A., Zenkova M.A. Mesyl phosphoramidate backbone modified antisense oligonucleotides targeting miR-21 with enhanced in vivo therapeutic potency // Proc. the Natl. Acad. Sci. USA. – 2020, V. 117, N. 51. - P. 32370 – 32379. \\ \\ \\ ---- ** 3. Разработка препарата ЭНЦЕМАБ для экстренной профилактики и лечения клещевого вирусного энцефалита ** \\ \\ **Коллектив авторов:** Тикунова Н.В., Матвеев А.Л., Байков И.К., Хлусевич Я.А., Матвеев Л.Э., Рихтер В.А. \\ **Подразделение:** Лаборатория молекулярной микробиологии и Лаборатория биотехнологии (ЛММБ + ЛБТ) \\ **Файлы заявки:** {{:ru:intranet:разработка_3_аннотация.pdf|Аннотация}}, {{:ru:разработка_3_иллюстрация.pdf|Слайд-картинка}} \\ \\ Создан не имеющий аналогов по эффективности препарат «Энцемаб» для экстренной профилактики и лечения вирусного клещевого энцефалита. Препарат представляет собой вируснейтрализующее «гуманизированное» антитело: иммуноглобулин человека с встроенным в него фрагментом из мышиного антитела, прочно связывающим вирус клещевого энцефалита. Степень гуманизации - более 98 %. Препарат обеспечивает защиту от заболевания модельных животных, инфицированных сотнями летальных доз вируса клещевого энцефалита, и при этом требуются дозировки, в 400 раз меньшие, чем доза коммерческого сывороточного иммуноглобулина. Препарат показал высокую эффективность защиты от всех основных субтипов вируса клещевого энцефалита и не вызывает усиления инфекции. Локализован сайт связывания Энцемаба с гликопротеином Е вируса клещевого энцефалита. \\ Завершены доклинические исследования препарата, в ходе которых было показано, что «Энцемаб» совершенно не токсичен и иммунологически безопасен. Разработка официально приобретена АО «Фармасинтез-Норд». В настоящее время по заказу АО «Фармасинтез-Норд» в ИХБФМ СО РАН проводится наработка «Энцемаба» для проведения клинических испытаний. \\ \\ {{ :ru:intranet:r3_1site.png?400 |Рисунок 1}} \\ \\ {{:ru:intranet:разработка_3_иллюстрация.jpg?600|Авторский рисунок}} \\ 1. Matveev, A., et al. Characterization of neutralizing monoclonal antibody against tick-borne encephalitis virus in vivo. Vaccine. 2020;38(27):4309-4315. Q1 \\ 2. Matveev A.L., et al. Post-exposure administration of chimeric antibody protects mice against European, Siberian, and Far-Eastern subtypes of tick-borne encephalitis virus. PLoS ONE. 2019;14(4):e0215075. Q1 \\ 3. Ruzek D., et al. Tick-borne encephalitis in Europe and Russia: Review of pathogenesis, clinical features, therapy, and vaccines. Antiviral research. 2019;164:23-51. Q1 \\ 4. Байков И.К. с соавт. Влияние различий в третьем домене гликопротеина Е вируса клещевого энцефалита дальневосточного, сибирского и европейского субтипов на связывание рекомбинантных белков D3 с химерным антителом. Вавиловский журнал генетики и селекции. 2019; 23(3):256-261. \\ 5. Матвеев А.Л. с соавт. Химерное антитело 14D5 защищает модельных животных от Дальневосточного, Сибирского и Европейского субтипов вируса клещевого энцефалита. Acta Biomedica Scientifica. 2019;4(1):143-149. \\ 6. Байков И.К. с соавт. Анализ доменной специфичности протективного химерного антитела CH14D5A против гликопротеина Е вируса клещевого энцефалита. Вавиловский журнал генетики и селекции. 2018;22(4):459-467. \\ \\ \\ ---- ==== ПОЛОЖЕНИЕ О ПРОВЕДЕНИИ КОНКУРСА "РАЗРАБОТКА ИХБФМ СО РАН-2019-2020" ==== \\ **УВАЖАЕМЫЕ КОЛЛЕГИ!** \\ \\ Объявляется сбор заявок на участие в конкурсах Института, приуроченных к празднованию дня рождения Института в 2021 г. \\ \\ {{:ru:events:положение_разработка_года_2019-2020.pdf|Подробнее о конкурсе “Разработка года ИХБФМ СО РАН 2019-2020 г}} \\ \\ Приглашаем всех заинтересованных сотрудников к участию! \\ \\ ---- ==== МАТЕРИАЛЫ, ПРЕДСТАВЛЕННЫЕ НА КОНКУРС "РАЗРАБОТКА ИХБФМ СО РАН-2018" ==== \\ \\ ** 1. "Поли(ADP-рибоза)полимеразы: новые мишени и механизмы регуляции репарации ДНК" ** \\ \\ **Коллектив авторов:** Алемасова Е.Э., Белоусова Е.А., Мальцева Е.А., Кургина Т.А., Науменко К.Н., Кутузов М.М., Анарбаев Р.О., Суханова М.В., Речкунова Н.И., зав ЛБХФ Лаврик О.И. \\ **Подразделение:** Лаборатория биоорганической химии ферментов (ЛБХФ) \\ **Файлы заявки:** {{:intranet:icbfm_2018_lbce.pdf|Аннотация}}, {{:intranet:icbfm_2018_lbce.pptx|Слайд-картинка}} \\ \\ Проведено комплексное исследование функциональной роли поли(ADP-рибоза)полимераз (PARP) и синтезируемого ими полимера ADP-рибозы (PAR – «третья нуклеиновая кислота») в процессах репарации ДНК (Рис.). Несмотря на глобальную важность в регуляции ключевых процессов у высших, таких как репарация и транскрипция ДНК, механизм остается в значительной степени неизвестным. Между тем PARP является мишенью номер 1 при лечении раков, в особенности яичников и груди, а также других болезней человека, таких как нейродегенеративные заболевания и ишемическая болезнь. Установлено влияние Y-box-связывающего белка 1 (YB-1) [1] и репликативного белка А (RPA) [2] на активность PARP1. Разработан и применен в исследовании оригинальный метод определения активности PARP1 в реальном времени [3]. Показано, что белок YB-1 стимулирует активность PARP1, тем самым ослабляя действие ингибиторов этого фермента, применяемых для лечения онкологических заболеваний. Эффект RPA определяется структурой ДНК: в присутствии одноцепочечной ДНК RPA ингибирует активность PARP1, в присутствии ДНК-дуплекса с одноцепочечным разрывом – стимулирует. Предложен механизм стимуляции: в присутствии RPA увеличивается скорость обмена модифицированного и немодифицированного белка PARP1 на ДНК. Впервые установлено, что поврежденная ДНК не только активирует синтез поли(ADP-рибозы), но и является мишенью ADP-рибозилирования, катализируемого PARP2, PARP3 и, в меньшей степени, PARP1. Т.е., мишенью поли(ADP-рибозил)ирования являются не только белки, как это считалось долгое время, но и ДНК [4,5]. Предложен новый механизм репарации разрывов ДНК, инициируемый ADP-рибозилированием их концов, с участием ферментов эксцизионной репарации оснований [5,6]. Таким образом, нами установлены новые мишени и ключевые функции PARP и PAR в репарации повреждений ДНК. \\ \\ {{ :intranet:icbfm-2018_lbce_1.png?400 |Рисунок}} \\ Рис.Поли(ADP-рибоза)полимеразы: новые мишени и механизмы регуляции репарации ДНК. (1) Мультифункциональный белок-онкомаркер YB-1 стимулирует активность PARP1 и ослабляет действие Олапариба – клинически используемого ингибитора PARP. (2) Эффект RPA на активность PARP1 определяется структурой ДНК: в присутствии одноцепочечной ДНК RPA ингибирует, а в присутствии ДНК-дуплекса с одноцепочечным разрывом стимулирует активность PARP1. (3) Обнаружен новый механизм репарации разрывов ДНК, инициируемый PARP3-катализируемым ADP-рибозилированием их концов, с участием ферментов эксцизионной репарации оснований. (4) Разработан и использован в экспериментах оригинальный метод определения активности PARP1 в реальном времени, основанный на изменении анизотропии флуоресценции при диссоциации автополи(ADP-рибозил)ированного белка из комплекса с ДНК . \\ {{:intranet:icbfm-2018_lbce_ppt.png?600|Авторский рисунок}} \\ 1. Alemasova EE, Naumenko KN, Kurgina TA, Anarbaev RO, Lavrik OI. The multifunctional protein YB-1 potentiates PARP1 activity and decreases the efficiency of PARP1 inhibitors. **Oncotarget. 2018**;9(34):23349-23365. **IF 5.168** \\ 2. Maltseva EA, Krasikova YS, Sukhanova MV, Rechkunova NI, Lavrik OI. Replication protein A as a modulator of the poly(ADP-ribose)polymerase 1 activity. **DNA Repair (Amst). 2018**;72:28-38. **IF 4.461** \\ 3. Kurgina TA, Anarbaev RO, Sukhanova MV, Lavrik OI. A rapid fluorescent method for the real-time measurement of poly(ADP-ribose) polymerase 1 activity. **Anal Biochem. 2018**;545:91-97. **IF 2.275** \\ 4. Zarkovic G, Belousova EA, Talhaoui I, Saint-Pierre C, Kutuzov MM, Matkarimov BT, Biard D, Gasparutto D, Lavrik OI, Ishchenko AA. Characterization of DNA ADP-ribosyltransferase activities of PARP2 and PARP3: new insights into DNA ADP-ribosylation. **Nucleic Acids Res. 2018**;46(5):2417-2431. **IF 11.561** \\ 5. Belousova EA, Ishchenko АA, Lavrik OI. Dna is a New Target of Parp3. **Sci Rep. 2018**;8(1):4176. doi: 10.1038/s41598-018-22673-3. **IF 4.122** \\ 6. Belousova EA, Kutuzov MM, Ivankina PA, Ishchenko AA, Lavrik OI. A New DNA Break Repair Pathway Involving PARP3 and Base Excision Repair Proteins. **Dokl Biochem Biophys. 2018**;482(1):233-237. \\ \\ \\ ---- ** 2. "Человеческий сывороточный албумин – универсальная платформа для создания наномолекулярных машин для тераностики злокачественных опухолей" ** \\ \\ **Коллектив авторов:** : Годовикова Т.С., Попова Т.В., Лисицкий В.А., Чубаров А.С., Сильников В.Н. \\ **Подразделение:** Лаборатория органического синтеза (ЛОрС) \\ **Файлы заявки:** {{:intranet:icbfm_2018_lors.pdf|Аннотация}}, {{:intranet:icbfm_2018_lors.ppt|Слайд-картинка}} \\ \\ Разработан алгоритм последовательной сайт-специфической модификации человеческого сывороточного альбумина, позволяющий создавать мультифункциональные наноконструкции для тераностики злокачественных опухолей, перемещение которых в организме можно отслеживать в режиме реального времени, и которые способны «выслеживать» раковые клетки, помечая их флуоресцентной и магнитно-резонансной меткой (ядра 19F), а также уничтожать их посредством запрограммированного высвобождения фосфорилированной формы противоопухолевых аналогов терапевтических нуклеозидов. Результаты исследований в тестах in vitro и на модельных животных in vivo с разными формами опухолей на примере наноконструкций, содержащих трифтортимидин -5’-монофосфат, показали более высокую цитотоксическую и противоопухолевую активность, а также более низкую токсичность разработанных наноконъюгатов по сравнению трифтортимидином, используемым в настоящее время в качестве противоопухолевого препарата. Разработан проект проведения доклинических испытаний. Предложенный алгоритм открывает перспективы создания эффективных тераностиков с другими терапевтическими агентами (противоопухолевыми антибиотиками, препаратами для БНЗТ и др.). \\ \\ {{ :intranet:icbfm-2018_lors_1.jpg?400 |Рисунок}} \\ {{:intranet:icbfm_2018_lors_ppt.png?600|Авторский рисунок}} \\ 1. Biotin-decorated anti-cancer nucleotide theranostic conjugate of human serum albumin: where the seed meets the soil? Popova, T. V., Khan, H. Chubarov, A.S., Lisitskiy V.A., Antonova N.M., Akulov A.E., Shevelev O.B., Zavjalov E.L., Silnikov V.N., Ahmad S., Godovikova T.S. **Bioorg. Med. Chem. Lett. 2018.** V. 28. N 3. P. 260-264 DOI: 10.1016/j.bmcl.2017.12.061 **IF 2.454**. \\ 2. AGEs, RAGEs and s-RAGE: Friend or foe for cancer. Ahmad S., Khana H., Siddiquia Z., Khana M.Y., Rehmana S., Shahab U., Godovikova T., Silnikov V., Moinuddin. **Seminars in Cancer Biology 2018.** V. 49. P. 44 – 55. DOI: org/10.1016/j.semcancer.2017.07.001 **IF 9.141** \\ 3. Реагенты для визуализации и направленного воздействия на опухолевые ткани на основе наночастиц кремния и терапевтических нуклеозидов. Серпокрылова И.Ю., Королева Л.С., Годовикова Т.С., Сильников В.Н. **Химия в интересах устойчивого развития. 2018.** Т. 26. С. 317–328. DOI: 10.15372/KhUR20180307. \\ 4. **Патент RU № 2644280**. Дата опубликованния 08.02.2018. «Способ получения противоопухолевого конъюгата на основе человеческого сывороточного альбумина, содержащего терапевтические и контрастирующий агенты». Годовикова Т.С., Аврамчук Т.В., Чубаров А.С., Лисицкий В.А., Сильников В.Н. \\ \\ \\ ---- \\ **УВАЖАЕМЫЕ КОЛЛЕГИ!**\\ \\ Объявляется сбор заявок на участие в конкурсах Института, приуроченных к празднованию дня рождения Института в 2019 г. \\ \\ * {{:intranet:конкурс_обзор_2019.pdf|Подробнее}} о конкурсе **“Перспективные обзоры 2019 г”** \\ \\ * {{:ru:положение_разработка_года_2018.pdf|Подробнее}} о конкурсе **“Разработка года ИХБФМ СО РАН 2018 г”**\\ \\ \\ Приглашаем всех заинтересованных сотрудник ов к участию!\\ \\ \\ \\ ---- ==== МАТЕРИАЛЫ, ПРЕДСТАВЛЕННЫЕ НА КОНКУРС "АЙДЕНТИКА-2018" ==== \\ \\ ** НА КОНКУРС ПОДАНО 9 ЗАЯВОК ** \\ \\ Благодарим авторов и авторские коллективы за активное участие! \\ Авторы: Дарья Новопашина, Евгений Апарцин, Мария Воробьева, Данила Яковлев, Мария Кошелева, Анна Епачинцева, Елизавета Хохлова, Евгения Буркова, Светлана Баранова, Константин Булыгин, Ольга Патутина, Данил Гладких. \\ \\ \\ Представленные работы: \\ \\ ** 1. Конкурсная заявка 1 ** \\ \\ **СКАЧАТЬ В ФОРМАТЕ {{:ru:about:ident_1.pdf|PDF файла}}** \\ \\ {{ :ru:about:ident_1-001.png?direct&400 | 1.1}} {{ :ru:about:ident_1-002.png?direct&400 | 1.2}} \\ ---- \\ ** 2. Конкурсная заявка 2 ** \\ \\ **СКАЧАТЬ В ФОРМАТЕ {{:ru:about:ident_2.pdf|PDF файла}}** \\ \\ {{ :ru:about:ident_2-001.png?direct&400 | 2.1}} {{ :ru:about:ident_2-002.png?direct&400 | 2.2}} {{ :ru:about:ident_2-003.png?direct&400 | 2.3}} \\ ---- \\ ** 3. Конкурсная заявка 3 ** \\ \\ **СКАЧАТЬ В ФОРМАТЕ {{:ru:about:ident_3.pdf|PDF файла}}** \\ \\ {{ :ru:about:ident_3-001.png?direct&400 | 3.1}} {{ :ru:about:ident_3-002.png?direct&400 | 3.2}} {{ :ru:about:ident_3-003.png?direct&250 | 3.3}} {{ :ru:about:ident_3-004.png?direct&250 | 3.4}} {{ :ru:about:ident_3-005.png?direct&250 | 3.5}} {{ :ru:about:ident_3-006.png?direct&250 | 3.6}} {{ :ru:about:ident_3-007.png?direct&250 | 3.7}} {{ :ru:about:ident_3-008.png?direct&250 | 3.8}} \\ ---- \\ ** 4. Конкурсная заявка 4 ** \\ \\ **СКАЧАТЬ В ФОРМАТЕ {{:ru:about:ident_4.pdf|PDF файла}}** \\ \\ {{ :ru:about:ident_4-001.png?direct&400 | 4.1}} {{ :ru:about:ident_4-002.png?direct&400 | 4.2}} {{ :ru:about:ident_4-003.png?direct&400 | 4.3}} {{ :ru:about:ident_4-004.png?direct&400 | 4.4}} \\ ---- \\ ** 5. Конкурсная заявка 5 ** \\ \\ **СКАЧАТЬ В ФОРМАТЕ {{:ru:about:ident_5.pdf|PDF файла}}** \\ \\ {{ :ru:about:ident_5-001.png?direct&400 | 5.1}} {{ :ru:about:ident_5-002.png?direct&400 | 5.2}} {{ :ru:about:ident_5-003.png?direct&400 | 5.3}} {{ :ru:about:ident_5-004.png?direct&400 | 5.4}} {{ :ru:about:ident_5-005.png?direct&400 | 5.5}} {{ :ru:about:ident_5-006.png?direct&400 | 5.6}} {{ :ru:about:ident_5-007.png?direct&400 | 5.7}} \\ ---- \\ ** 6. Конкурсная заявка 6 ** \\ \\ **СКАЧАТЬ В ФОРМАТЕ {{:ru:about:ident_6.pdf|PDF файла}}** \\ \\ {{ :ru:about:ident_6-001.png?direct&400 | 6.1}} {{ :ru:about:ident_6-002.png?direct&400 | 6.2}} {{ :ru:about:ident_6-003.png?direct&400 | 6.3}} {{ :ru:about:ident_6-004.png?direct&250 | 6.4}} {{ :ru:about:ident_6-005.png?direct&250 | 6.5}} {{ :ru:about:ident_6-006.png?direct&250 | 6.6}} {{ :ru:about:ident_6-007.png?direct&250 | 6.7}} {{ :ru:about:ident_6-008.png?direct&250 | 6.8}} {{ :ru:about:ident_6-009.png?direct&250 | 6.9}} {{ :ru:about:ident_6-010.png?direct&250 | 6.10}} {{ :ru:about:ident_6-011.png?direct&250 | 6.11}} {{ :ru:about:ident_6-012.png?direct&250 | 6.12}} {{ :ru:about:ident_6-013.png?direct&250 | 6.13}} {{ :ru:about:ident_6-014.png?direct&250 | 6.14}} {{ :ru:about:ident_6-015.png?direct&250 | 6.15}} {{ :ru:about:ident_6-016.png?direct&250 | 6.16}} {{ :ru:about:ident_6-017.png?direct&250 | 6.17}} {{ :ru:about:ident_6-018.png?direct&250 | 6.18}} {{ :ru:about:ident_6-019.png?direct&250 | 6.19}} {{ :ru:about:ident_6-020.png?direct&250 | 6.20}} {{ :ru:about:ident_6-021.png?direct&250 | 6.21}} {{ :ru:about:ident_6-022.png?direct&250 | 6.22}} {{ :ru:about:ident_6-023.png?direct&250 | 6.23}} {{ :ru:about:ident_6-024.png?direct&250 | 6.24}} {{ :ru:about:ident_6-025.png?direct&250 | 6.25}} {{ :ru:about:ident_6-026.png?direct&250 | 6.26}} {{ :ru:about:ident_6-027.png?direct&250 | 6.27}} {{ :ru:about:ident_6-028.png?direct&250 | 6.28}} {{ :ru:about:ident_6-029.png?direct&250 | 6.29}} {{ :ru:about:ident_6-030.png?direct&250 | 6.30}} {{ :ru:about:ident_6-031.png?direct&250 | 6.31}} {{ :ru:about:ident_6-032.png?direct&250 | 6.32}} {{ :ru:about:ident_6-033.png?direct&250 | 6.33}} {{ :ru:about:ident_6-034.png?direct&250 | 6.34}} {{ :ru:about:ident_6-035.png?direct&250 | 6.35}} {{ :ru:about:ident_6-036.png?direct&250 | 6.36}} {{ :ru:about:ident_6-037.png?direct&250 | 6.37}} \\ ---- \\ ** 7. Конкурсная заявка 7 ** \\ \\ **СКАЧАТЬ В ФОРМАТЕ {{:ru:about:ident_7.pdf|PDF файла}}** \\ \\ {{ :ru:about:ident_7.png?direct&400 | 7.1}} \\ ---- \\ ** 8. Конкурсная заявка 8 ** \\ \\ **СКАЧАТЬ В ФОРМАТЕ {{:ru:about:ident_8.pdf| PDF файла}}** \\ \\ {{ :ru:about:ident_8-001.png?direct&400 | 8.1}} {{ :ru:about:ident_8-002.png?direct&400 | 8.2}} \\ ---- \\ ** 9. Конкурсная заявка 9 ** \\ \\ **СКАЧАТЬ В ФОРМАТЕ {{:ru:about:ident_9.pdf|PDF файла}}** \\ \\ {{ :ru:about:ident_9-001.png?direct&400 | 9.1}} {{ :ru:about:ident_9-002.png?direct&400 | 9.2}} {{ :ru:about:ident_9-003.png?direct&400 | 9.3}} {{ :ru:about:ident_9-004.png?direct&400 | 9.4}} {{ :ru:about:ident_9-005.png?direct&400 | 9.5}} {{ :ru:about:ident_9-006.png?direct&400 | 9.6}} {{ :ru:about:ident_9-007.png?direct&400 | 9.7}} \\ ---- \\ ** 10. Конкурсная заявка 10 ** \\ \\ **СКАЧАТЬ В ФОРМАТЕ {{:ru:about:icbfm_logo_propose.pdf|PDF файла}}** \\ \\ {{ :ru:about:c.png?direct&400 | 10.1}} {{ :ru:about:d.png?direct&400 | 10.2}} {{ :ru:about:a.png?direct&400 | 10.3}} {{ :ru:about:b.png?direct&400 | 10.4}} \\ ---- \\ \\ ** ВАШИ ЗАМЕЧАНИЯ И ОТЗЫВЫ НА ПРЕДСТАВЛЕННЫЕ РАБОТЫ НАПРАВЛЯЙТЕ УЧЕНОМУ СЕКРЕТАРЮ ИНСТИТУТА ПО АДРЕСУ [[secretary@niboch.nsc.ru| secretary@niboch. n sc.ru ]]** \\ \\ ---- \\ \\ \\ ==== МАТЕРИАЛЫ, ПРЕДСТАВЛЕННЫЕ НА КОНКУРС "РАЗРАБОТКА ИХБФМ СО РАН-2017" ==== \\ \\ ** 1. "Противоопухолевый препарат на основе онколитического вируса" ** \\ \\ **Коллектив авторов:** Коваль О.А., Ткаченко А.В., Троицкая О.С., Нуштаева А.А., Кулигина Е.В., Рихтер В.А. \\ **Подразделение:** Лаборатория биотехнологии (ЛБТ) \\ **Файлы заявки:** {{:ru:intranet:icbfm-2017_lbt_.pdf|Аннотация}}, {{:ru:intranet:icbfm-2017_lbt_.pptx|Слайд-картинка}} \\ \\ Разработан новый противоопухолевый препарат на основе онколитического вируса осповакцины - VV-GMCSF-Lact. Препарат сконструированного вируса обладает высокой онколитической активностью по отношению к широкому спектру опухолей человека. Показано, что повышенная противоопухолевая активность генномодифицированного вируса VV-GMCSF-Lact по сравнению с родительским штаммом вируса осповакцины связана с экспрессией специализированных трансгенов: гена противоопухолевого белка лактаптина (Lact) и иммуностимулирующего белка ГМ-КСФ (GM-CSF). В 2017 году начаты доклинические испытания препарата. \\ \\ {{ :ru:intranet:icbfm-2017_lbt_.png?400 |Рисунок}} \\ {{:ru:intranet:icbfm-2017_lbt_.jpg?600|Авторский рисунок}} \\ 1. Kochneva G. et.al. Engineering of double recombinant vaccinia virus with enhanced oncolytic potential for solid tumor virotherapy. // **Oncotarget, 2016,** https://doi.org/10.18632/oncotarget.12367. // \\ 2. Koval O.A. et.al. Recombinant vaccinia viruses coding transgenes of apoptosis-inducing proteins enhance apoptosis but not immunogenicity of Infected tumor cells. // **BioMed Research International, 2017,** https://doi.org/10.1155/2017/3620510. // \\ 3. Кочнева Г.В. и колл. авт. Противоопухолевый потенциал рекомбинантного штамма вируса осповакцины, продуцирующего секретируемый химерный белок, состоящий из гранулоцитарно-макрофагального колониестимулирующего фактора человека и онкотоксического белка лактаптина. // ** Биофармацевтический журнал, 2017, ** Т.9, №1, С.11-21. // \\ 4. Патент № 2630672. 14.11.2016. «Рекомбинантный штамм VV-GMCSF/lakt-dGFвируса осповакцины, обладающий онколитической активностью и продуцирующий секретируемый химерный белок, состоящий из гранулоцитарно-макрофагального колониестимулирующего фактора человека и онкотоксического белка лактаптина».\\ 5. Патент № 2621861. 07.06.2017. «Рекомбинантный штамм VV-GMCSF-S-Lact вируса осповакцины, обладающий онколитической активностью и продуцирующий гранулоцитарно-макрофагальный колониестимулирующий фактор человека и секретируемую форму онкотоксического белка лактаптина».\\ 6. Патент № 2630672. 11.09.2017. «Рекомбинантный штамм VV-GMCSF/lakt-dGFвируса осповакцины, обладающий онколитической активностью и продуцирующий секретируемый химерный белок, состоящий из гранулоцитарно-макрофагального колониестимулирующего фактора человека и онкотоксического белка лактаптина».\\ \\ ---- \\ ** 2. "миРНКазы – новые олигонуклеотид-пептидные конъюгаты, расщепляющие про-онкогенные миРНК" ** \\ \\ **Коллектив авторов:** Староселец Я.Ю., Патутина О.А., Мирошниченко С.К., Миронова Н.Л., Власов В.В., Ломзов А.А., Зенкова М.А. \\ **Подразделение:** Лаборатория биохимии нуклеиновых кислот (ЛБНК) \\ **Файлы заявки:** {{:ru:intranet:icbfm-2017_lbnk_.pdf|Аннотация}}, {{:ru:intranet:icbfm-2017_lbnk_p.pptx|Слайд-картинка}} \\ \\ С целью получения эффективных ингибиторов опухолевого роста, направленных на инактивацию онкогенных миРНК в опухолевых клетках, разработаны миРНК-специфичные олигонуклеотид-пептидные конъюгаты – ‘миРНКазы’. В результате анализа нескольких серий искусственных рибонуклеаз сформулированы принципы дизайна для эффективной миРНКазы, заключающиеся в следующем: 1) каталитический пептид должен иметь структуру [(LeuArg)2Gly]2COOH; 2) присоединение пептида к олигонуклеотидам должно происходить с использованием длинных подвижных линкеров; 3) при выборе участков расщепления РНК необходимо учитывать специфичность расщепления; 4) присоединение пептида за С-конец приводит к G-X, а за N-конец к Pyr-X специфичности. \\ На модели клеток лимфосаркомы было показано, что наиболее эффективная miR-21-направленная миРНКаза вызывает специфическое снижение уровня miR-21 в клетках, способствует повышению уровня белка-супрессора опухоли PDCD4, регулируемого miR-21, и приводит к снижению пролиферативного потенциала опухолевых клеток. \\ Таким образом, в результате выполненных исследований получено первое экспериментальное доказательство того, что олигонуклеотид-пептидные конъюгаты - миРНКазы способны эффективно и селективно ингибировать регуляторные онкогенные микроРНК в опухолевых клетках, что свидетельствует об их потенциале в качестве новых терапевтических средств, направленных на преодоление избыточной экспрессии связанных с болезнью микроРНК.\\ \\ {{ :ru:intranet:icbfm-2017_lbnk_i.png?500 | Рисунок}} \\ \\ {{ :ru:intranet:icbfm-2017_lbnk_.jpg?600|Авторский рисунок}} 1. Staroseletz Y. et.al. 'Dual' peptidyl-oligonucleotide conjugates: Role of conformational flexibility in catalytic cleavage of RNA. // ** Biomaterials, 2017, ** https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2016.09.033. // \\ 2. Патутина О.А. и др. Выбор олигонуклеотидов, селективно связывающих онкогенную miR-21. // ** Биоорганическая химия, 2017, ** https://doi.org/10.7868/S0132342317010067. // \\ 3. Patutina O.A. et al. miRNases: Novel peptide-oligonucleotide conjugates that silence miR-21 in limphosarcoma cells. // ** Biomaterials, 2017, ** https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2017.01.018. // \\ \\ ---- \\ ** 3. "Нековалентно связанные с Au-НЧ нуклеиновые кислоты – новые препараты для биомедицины" ** \\ \\ **Коллектив авторов:** Пышная И.А., Епанчинцева А.В., Воробьев П.Е., Шашкова В.В., Григорьева А.Е., Рябчикова Е.И. \\ **Подразделение:** Лаборатория биомедицинской химии (ЛБМХ) и Группа микроскопических исследований (ГМИ) \\ **Файлы заявки:** {{:ru:intranet:icbfm-2017_lbmc-gmi_.pdf|Аннотация}}, {{:ru:intranet:icbfm-2017_lbmc-gmi_p.pptx|Слайд-картинка}} \\ \\ Наночастицы золота (Аu-НЧ) широко используют в биомедицинских разработках, в том числе, благодаря их способности ковалентно связывать различные соединения. Опубликованы многочисленные работы, описывающие получение ковалентных конъюгатов Au-НЧ и нуклеиновых кислот (НК). Однако нет ни одной работы, показывающей, что ковалентное связывание с поверхностью Au-НЧ не влияет на структуру и функции терапевтических НК (ТНК). Данный факт вызывает сомнения в «полноценности» конъюгатов, поэтому мы разработали простой и универсальный способ получения препаратов НК, нековалентно связанных с поверхностью Au-НЧ. \\ \\ {{ :ru:intranet:icbfm-2017_lbmc-gmi_i.png?500 | Рисунок}} \\ Рисунок. (**А**) Взаимодействие Au-НЧ, стабилизированных цитратом, с НК, приводит к образованию нековалентных ассоциатов (I). Проверка стабильности ассоциатов НК-Au-НЧ (IIа и IIб) показала их устойчивость к действию высокомолекулярных соединений (включая белки сыворотки крови, IIб). (**Б**) Профиль концентрационной адсорбции 26-звенной НК на поверхность Au-НЧ (изображение электрофореграммы и интеграционная оптическая плотность в полосе насыщения). \\ \\ Полученные нековалентные ассоциаты Au-НЧ и НК исследовали с помощью комплекса методов (динамическое светорассеяния, гель-электрофорез, радиоизотопные исследования, просвечивающая электронная микроскопия). Для изучения устойчивости НК в биологических средах была разработана модель бактериального «цитозоля». \\ Нековалентные ассоциаты Au-НЧ и различных НК (оцДНК, оцРНК, siРНК, в т.ч. модифицированных) имели плотность покрытия НК, аналогичную ковалентным конъюгатам. Коллоидные растворы НК-Au-НЧ были стабильными. ТНК, нековалентно связанные с поверхностью Au-НЧ, показали устойчивость в биомиметических системах, обладающих нуклеазной и фосфатазной активностями (бактериальный «цитозоль» и раствор сыворотки). Изучена кинетика десорбции и деградации НК, связанных с поверхностью Au-НЧ. Полученные данные доказывают, что нековалентные ассоциаты могут служить «депо» ТНК, постепенно высвобождая активный компонент в биологических системах. \\ Наша разработка показала возможность создания нековалентных ассоциатов НК с Au-НЧ и перспективность их использования в биомедицине. \\ \\ {{ :ru:intranet:icbfm-2017_lbmc-gmi_.jpg?600|Авторский рисунок}} 1. Pyshnaya I.A. et al. Surprises of electron microscopic imaging of proteins and polymers covering gold nanoparticles layer-by-layer // ** Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, 2017, ** https://doi.org/10.1016/j.colsurfb.2016.11.007. // \\ 2. Шашкова В.В. и др. Многослойные ассоциаты на основе олигонуклеотидов и наночастиц золота // ** Биоорганическая химия, 2017, ** https://doi.org/10.7868/S0132342316060129. // \\ 3. Epanchintseva A.V. et al. Fast and strong adsorption of native oligonucleotides on citrate coated gold nanoparticles // ** Langmuir, 11 Dec 2017, ** https://doi.org/10.1021/acs.langmuir.7b02529. // \\ \\ ---- \\ ** 4. "Особенности структуры, определяющие эффективность узнавания и процессинга поврежденных ДНК системами эксцизионной репарации оснований и нуклеотидов" ** \\ \\ **Коллектив авторов:** Евдокимов А.Н., Лебедева Н.А., Петрусева И.О., Речкунова Н.И., Ломзов А.А., Сильников В.Н., Коваль В.В., Лаврик О.И. \\ **Подразделение:** Лаборатория биоорганической химии ферментов (ЛБХФ) \\ **Файлы заявки:** {{:ru:intranet:icbfm-2017_lbce_.pdf|Аннотация}}, {{:ru:intranet:icbfm-2017_lbce_.pptx|Слайд-картинка}} \\ \\ Определено влияние структурных модуляций ДНК, вносимых объемными повреждениями – производными бенз[//а//]пирена (BP), присоединенными к экзоциклической аминогруппе гуанина (BPDE-//N²//-dG), на эффективность гидролиза апуринового/апиримидинового (АР-) сайта в различных положениях комплементарной цепи, катализируемого АР-эндонуклеазой 1 (АРЕ1) человека в процессе эксцизионной репарации оснований. Впервые проведено моделирование по методу молекулярной динамики комплекса АРЕ1 с ДНК, содержащей АР-сайт в разных положениях относительно (+)//cis//- или (+)//trans//-BPDE-//N²//-dG-аддукта. Обнаружено влияние конформации объемного заместителя на позиционирование АР-сайта в активном центре фермента и, как следствие, на эффективность его гидролиза, зависящее от взаимного положения повреждений.\\ \\ {{ :ru:intranet:icbfm-2017_lbce_1.png?400 | Рисунок 1}} \\ Рис. 1. Структура активного центра АРЕ1 человека с ДНК-дуплексом, содержащим АР-сайт в положении +3 относительно (+)//trans//- (**А**) или (+)//cis//- (**Б**) изомеров BPDE-//N²//-dG. \\ \\ Оценено влияние синтетических объемных повреждений, таких как модифицированные нуклеозиды, содержащие арилазидо группу (Fap-dC) или остаток флуоресцеина (Flu-dU), или ненуклеозидное производное антрацена (nAnt) на пространственную организацию и стабильность ДНК. На основе измерения стабильности поврежденных ДНК-дуплексов и их сродства к XPC – фактору узнавания повреждений в системе эксцизионной репарации нуклеотидов (ЭРН) – построен ряд изменения субстратных свойств ДНК, содержащих объемные повреждения: Flu-dU-ДНК>>nAnt≈Fap-dC-ДНК. При этом ряд экспериментально определенных уровней эксцизии системой ЭРН выглядел иначе: nAnt-ДНК >> Flu-dU-ДНК >> Fap-dC-ДНК. Моделирование методами молекулярной динамики позволило описать расположение сайтов дестабилизации в поврежденных ДНК и объяснить наблюдаемую разницу в эффективности удаления повреждения конкретными структурными различиями исследованных ДНК-дуплексов. \\ \\ {{:ru:intranet:icbfm-2017_lbce_2-1.png?400 | Рисунок 2.1}} {{:ru:intranet:icbfm-2017_lbce_2-2.png?300 | Рисунок 2.2}} \\ Рис. 2. Схематическое изображение структурной организации модифицированных ДНК: nAnt-DNA (**А**), Flu-dU-ДНК (**Б**) и Fap-dC-ДНК (**В**), а также паттерны дестабилизации двухцепочечной структуры модифицированных ДНК (**Г**). \\ \\ {{ :ru:intranet:icbfm-2017_lbce_.jpg?600|Авторский рисунок}} 1. Starostenko L.V. et. al. Processing of the abasic sites clustered with the benzo[a]pyrene adducts by the base excision repair enzymes. // ** DNA Repair, 2017, ** https://doi.org/10.1016/j.dnarep.2016.12.007. // \\ 2. Evdokimov A.N. et. al. Structural basis for the recognition and processing of DNA containing bulky lesions by the mammalian nucleotide excision repair system. // ** DNA Repair, Epub 2017, ** https://doi.org/10.1016/j.dnarep.2017.10.010. // \\ \\ \\ ---- \\ \\ **УВАЖАЕМЫЕ КОЛЛЕГИ!**\\ \\ Объявляется сбор заявок на участие в конкурсах Института, приуроченных к празднованию дня рождения Института в 2018 г. \\ \\ * {{:intranet:конкурс_перспективных_обзоров_2018_года.pdf|Подробнее}} о конкурсе **“Перспективные обзоры 2018 г”** \\ \\ * {{:ru:intranet:конкурс_разработка_года_2017.pdf|Подробнее}} о конкурсе **“Разработка года ИХБФМ СО РАН 2017 г”**\\ \\ * {{:ru:intranet:комментарии_к_положениям_по_конкурсам.pdf|Комментарии}} к положениям о конкурсах (30.03.2018)\\ \\ \\ ДОПОЛНИТЕЛЬНО!\\ Объявляется конкурс на редакцию существующей или создание новой символики Института – **конкурс Айдентика.** {{:ru:intranet:конкурс_айдентика.pdf|Подробнее}}. \\ \\ Приглашаем всех заинтересованных сотрудников к участию!\\ \\ ----