Лаборатория геномной и белковой инженерии [Институт химической биологии и фундаментальной медицины]
ИХБФМ СО РАН » ru » Структура института » Лаборатории » Лаборатория геномной и белковой инженерии
Лаборатория геномной и белковой инженерии

Лаборатория геномной и белковой инженерии

Заведующий лабораторией


Жарков Дмитрий Олегович
профессор РАН, доктор биологических наук, доцент
Победитель конкурса Фонда содействия отечественной науке «Лучшие ученые РАН»; победитель конкурса научно-популярных статей РФФИ; член редакционной коллегии журнала «Journal of Biomolecular Structure and Dynamics»; член Совета по науке Министерства образования и науки РФ

телефон: (383) 363-51-87



Сотрудники

ФИО Должность Звание Телефон E-mail Researcher ID
1. Барматов Александр Евгеньевич лаборант 363-51-28
2. Веселов Виктор Евгеньевич ст.лаборант 363-51-28
3. Грин Инга Ростиславовна н.с. к.х.н. 363-51-27
4. Дворникова (Довгерт) Антонина Павловна ст.лаборант 363-51-28 E-9310-2014
5. Дятлова (Лаптева) Евгения Алексеевна ст.лаборант 363-51-28
6. Ендуткин Антон Валентинович м.н.с. 363-51-28 G-6948-2013
7. Жарков Дмитрий Олегович зав.лабораторией профессор РАН, д.б.н. 363-51-87 K-2158-2012
8. Кулишова Лилия Михайловна м.н.с. к.б.н. 363-51-88
9. Макашева Кристина Андреевна лаборант 363-51-28
10.Мечетин Григорий Вениаминович н.с. к.х.н. 363-51-88
11.Панферова Елена Петровна ст. лаборант 363-51-88
12.Петрова Дарья Витальевна лаборант 363-51-88
13.Попов Александр Викторович ст.лаборант 363-51-74 E-3169-2013
14. Торгашева Наталья Александровна ст. лаборант 363-51-28
15. Юдкина Анна Владимировна ст.лаборант 363-51-88

Основные направления исследований


  • Фундаментальные механизмы повреждения ДНК, репарации ДНК и клеточного ответа на генотоксический стресс.
  • Заболевания человека, связанные с генотоксическим стрессом и дефектами репарации ДНК.
  • Создание молекулярно-биологического инструментария с использованием ферментов репарации ДНК.
  • Дизайн ферментов и многокомпонентных комплексов биополимеров с заданными функциями.

Важнейшие научные результаты


  • Проведен комплекс исследований факторов, влияющих на субстратную специфичность фермента Fpg и OGG1. Часто возникающее в геноме поврежденное основание 8-оксогуанин (oxoG) стимулирует мутагенное включение dAMP при репликации. При репарации oxoG ферментами Fpg бактерий и OGG1 человека для предотвращения мутагенеза oxoG должен удаляться из пар oxoG:C, но не из пар oxoG:A. Установлены механизмы действия этих ферментов, основные параметры строения ДНК, влияющие на их активность, определены аминокислотные остатки, критичные для их функционирования. [Kirpota et al., Nucleic Acids Res. 2011. 39, 4836; Popov et al., J. Comput. Chem. 2013. 34, 319].
  • Проведен комплекс исследований ферментов NEIL1 и NEIL2 человека – гомологов белков Escherichia coli формамидопиримидин-ДНК-гликозилазы (Fpg) и эндонуклеазы VIII (Nei). Установлен подробный механизм узнавания поврежденных оснований ферментами этого класса. Показано, что NEIL1 вместе с 8-оксогуанин-ДНК-гликозилазой человека (OGG1) отвечает за репарацию поврежденного основания 8-оксоаденина в ДНК. Установлены участки белка NEIL2, ответственные за связывание с ДНК. [Grin et al., FEBS Lett. 2010. 584, 1553; Grin et al., Biochem. Biophys. Res. Commun. 2010. 394, 100; Kuznetsov et al., DNA Repair. 2012. 11, 884].
  • Поиск специфических участков в ДНК может идти по трем основным механизмам: ненаправленной трехмерной диффузии (дистрибутивный поиск), ненаправленной одномерной диффузии (процессивный поиск) и АТФ-зависимой направленной транслокации. Разработан новый метод, позволяющий количественно охарактеризовать процессивный поиск, в том числе оценить вклад в него разных механизмов транслокации. Метод использован для установления механизма поиска повреждений урацил-ДНК-гликозилазами и апурин-апиримидиновыми эндонуклеазами человека и E. coli. Показано, что эти ферменты способны вести коррелированный поиск при низкой ионной силе и переходить на дистрибутивную модель при ее повышении, количественно охарактеризован механизм поиска. [Zharkov et al., Mutat. Res. 2010. 685, 11; Mechetin & Zharkov, Biochem. Biophys. Res. Commun. 2011; Мечетин, Жарков, ДАН. 2011. 437, 695].
  • Исследована роль репарации ДНК в разрастании тринуклеотидных повторов и в регуляции статуса эпигенетического метилирования ДНК – процессов, связанных с нейродегенеративными и онкологическими заболеваниями. Установлены закономерности эффективности репарации внутри трактов тринуклеотидных повторов. Показана роль ДНК-гликозилазы MBD4 в активном деметилировании CpG-островков в ДНК. [Деревянко и др., Биохимия. 2012. 77, 342; Morera et al., Nucleic Acids Res. 2012. 40, 9917].

Текущие гранты

Базовые проекты

  • № VI.62.1.5 ПФНИ ГАН «Синтетическая биология: разработка средств манипуляции генетическим материалом и создание перспективных препаратов для терапии и диагностики». (2013 - 2020 гг.)

Комплексная программа СО РАН (III.2П.1) МКБ

  • Проект 1.7.6. Поврежденные нуклеиновые кислоты и нуклеотиды как молекулярные сигналы в клетке (2015 - 2017 гг.)

Гранты Российского фонда фундаментальных исследований

  • № 16-54-150004 «Окислительно-восстановительная модификация белков системы эксцизионной репарации оснований ДНК и ее роль в клеточной регуляции: последствия для механизмов канцерогенеза и лекарственной устойчивости»(2016-2018 гг.)

Cтипендии Президента РФ молодым ученым и аспирантам

  • № СП-673.2015.4 «Новая система определения однонуклеотидных полиморфизмов на основе ферментов репарации ДНК Стипендии Президента РФ для молодых ученых и аспирантов»(2015-2017 гг.)

НЦНИ_а Международный инициативный научный проект РФФИ и НЦНИ

  • № 16-54-150004 «Окислительно-восстановительная модификация белков системы эксцизионной репарации оснований ДНК и ее роль в клеточной регуляции: последствия для механизмов канцерогенеза и лекарственной устойчивости». 2016-2018 гг.

Публикации 2015-2017 года


  1. Popov A.V., Endutkin A.V., Vorobjev Y.N., Zharkov D.O.Molecular dynamics simulation of the opposite-base preference and interactions in the active site of formamidopyrimidine-DNA glycosylase. BMC Structural Biology. 2017. V. 5. N 7 P. 1-19.
  2. Talhaoui I., Matkarimov B. T., Tchenio T., Zharkov D.O., Saparbaev M.K.Aberrant base excision repair pathway of oxidatively damaged DNA: Implications for degenerative diseases. Free Radical Biology and Medicine. 2017. V. 107.P. 266-277.
  3. DNA deformation-coupled recognition of 8-oxoguanine: Conformational kinetic gating in human DNA glycosylase Haoquan Li., Endutkin A.V., Bergonzo C., Lin Fu, Grollman A.P., Zharkov D.O., Simmerling C. Journal of the American Chemical Society. 2017. V. 139. N 7. P. 2682-2692.
  4. Kostin G. A., Mikhailov A.A., Kuratieva N. V., Pishchur D. P., Zharkov D.O., Grin I.R. Influence of pyridine-like ligands on the structure, photochemical and biological properties of nitro-nitrosyl ruthenium complexes. New J. Chem. 2017. V. 41 N 15. P. 7758-7765.
  5. Grosheva A.S., Zharkov D.O., Stahl J., Gopanenko A.V., Tupikin A.E., Kabilov M.R., Graifer D.M., Karpova G.G. Recognition but no repair of abasic site in single-stranded DNA by human ribosomal S3 protein residing within intact 40S subunit. Nucleic Acids Res. 2017. V. 45. N 7. P. 3833–3843.
  6. Мечетин Г.В., Лаптева Е.А., Синяков А.Н., Рябинин В.А., Воробьев П.Е., Жарков Д.О. Коррелированный поиск мишеней урацил-ДНК-гликозилазой в присутствии объемных аддуктов и ДНК-связывающих лигандов. Биоорганическая химия. 2017. Т. 43. № 1 С. 29-34.
  7. Кулишова Л. М., Жарков Д.О. Твердогазовый биокатализ. Биохимия. 2017. Т. 82. № 2 С. 196-207.
  8. Structural comparison of AP endonucleases from the exonuclease III family reveals new amino acid residues in human AP endonuclease 1 that are involved in incision of damaged DNA. Redrejo-Rodríguez M., Vigouroux. A., Mursalimov. A., Grin I.R., Alili. D., Koshenov. Z., Akishev. Z., Maksimenko A., Bissenbaev A.K., Matkarimov B.T., Saparbaev M., Ishchenko A.A., Morera S. Biochimie 2016 V. 128–129 P. 20–33.
  9. The major Arabidopsis thaliana apurinic/apyrimidinic endonuclease, ARP is involved in the plant nucleotide incision repair pathway. Akishev Z., Taipakova S., Joldybayeva B., Zutterling C., Smekenov I., Ishchenko A.A., Zharkov D.O., Bissenbaev A.K., Saparbaev M. DNA Repair 2016 V. 48 P. 30-42.
  10. Base excision DNA repair in the embryonic development of the sea urchin, Strongylocentrotus intermedius.Torgasheva N.A., Menzorova N.I., Sibirtsev Y.T., Rasskazov V.A., Zharkov D.O., Nevinsky G.A. Mol. BioSyst. 2016 V. 12 N 7 P. 2247-2256.
  11. Редактирование эпигенетических модификаций ДНК. Грин И.Р., Петрова Д.В., Жарков Д.О. Гены и клетки. 2016 Том XI №2 С. 53-60.
  12. 8-Oxoguanine affects DNA backbone conformation in the EcoRI recognition site and inhibits its cleavage by the enzyme. Hoppins J.J., Gruber D.R., Miears H.L., Kiryutin A.S., Kasymov R.D., Petrova D.V., Endutkin A.V., Popov A.V., Yurkovskaya A.V., Fedechkin S.O., Brockerman J.A., Zharkov D.O., Smirnov S.L. PloS ONE 2016 V. 11 N 10 e0164424.
  13. An interplay of the base excision repair and mismatch repair pathways in active DNA demethylation. Grin I.R., Ishchenko A.A. Nucleic Acids Res. 2016 V. 44 N 8 P. 3713-3727
  14. A dynamic checkpoint in oxidative lesion discrimination by formamidopyrimidine–DNA glycosylase. Li H., Endutkin A.V., Bergonzo C., Campbell A.J., de los Santos C., Grollman A.P., Zharkov D.O., Simmerling C. Nucleic Acids Res. 2016 V. 44 N 2 P. 683-694.
  15. Лауреаты Нобелевской премии 2015 г. По химии — Т. Линдаль, П. Модрич, А. Санджар. Жарков Д.О., Торгашева Н.А. Природа 2016 N 1 C. 65-71.
  16. Characterization of DNA substrate specificities of apurinic/apyrimidinic endonucleases from Mycobacterium tuberculosis. Abeldenov S., Talhaoui I., Zharkov D.O., Ishchenko A.A., Ramanculov E., Saparbaev M.K., Khassenov B. DNA Repair 2015 V. 33 P. 1-16.
  17. MDTRA: unified approach to molecular dynamics data preparation and analysis. Popov A.V., Vorobjev Y.N., Zharkov D.O. J. Biomol. Struct. Dyn. 2015 V. 33 S. 1 P. 37-38.
  18. Cytosine demethylation through off-target base excision repair. Endutkin A.V., Zharkov D.O. J. Biomol. Struct. Dyn. 2015 V. 33 S. 1 P. 72-73.
  19. Conformational dynamics of DNA repair by Escherichia coli endonuclease III. Kuznetsov N.A., Kladova O.A., Kuznetsova A.A., Ishchenko A.A., Saparbaev M.K., Zharkov D.O., Fedorova O.S. J. Biol. Chem. 2015 V. 290 N 23 P. 14338-14349.
  20. Accessory domains of eukaryotic abasic site endonucleases and thymine-DNA glycosylases: Their evolution and possible role in epigenetic regulation. Popov A.V., Grin I.R., Zharkov D.O.FEBS J. 2015 V. 282 S. 1 P. 68.
  21. Active destabilization of base pairs by a DNA glycosylase wedge initiates damage recognition. Kuznetsov N.A., C. Bergonzo, A.J. Campbell, H. Li, Mechetin G.V., C. de los Santos, A.P. Grollman, Fedorova O.S., Zharkov D.O., C. Simmerling. Nucleic Acids Res. 2015 V. 43 N1 P. 272-281.
  22. Inhibition of abasic site cleavage in bubble DNA by multifunctional protein YB-1. Alemasova E.E., Pestryakov P.E., Kretov D.A., Zharkov D.O., Ovchinnikov L.P., Curmi P.A., Lavrik O.I. J. Mol. Recognit. 2015 V. 28 N2 P. 117–123.
  23. Использование ферментов репарации при ПЦР-амплификации апуринизированных ДНК-матриц. Юдкина А.В., Довгерд А.П., Жарков Д.О. Вестник НГУ. Серия: Биология, клиническая медицина. 2015 Т. 13 №3 С. 5-12.
  24. Ферменты репарации ДНК как фармакологические мишени. Мечетин Г.В., Лаптева Е.А., Торгашева Н.А., Жарков Д.О. Вестник НГУ. Серия: Биология, клиническая медицина. 2015 Т. 13 №1 С. 86-98.
  25. Инструменты геномной инженерии, предназначенные для создания изогенной клеточной модели бокового амиотрофического склероза. Валетдинова К.Р., Устьянцева Е.И., Елисафенко Е.А., Жарков Д.О., Тупикин А.Е., Кабилов М.Р., Медведев С.П., Закиян С.М. Медицинская генетика 2015 Т. 14 № 6 С. 3-9.
  26. Генетический алфавит расширен. Или нет? Жарков Д.О. Наука из первых рук. 2015 №1 С. 36-39.

Патенты

  1. БАЗА ДАННЫХ УЧЕТА БИОЛОГИЧЕСКИХ ОБРАЗЦОВ И ОПИСАНИЯ КЛИНИКО-ПАТОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ПАЦИЕНТОВ С ЗАБОЛЕВАНИЯМИ ЛЕГКОГО (БД-РЛ). Морозкин Е.С., Попов А.В., Пономарева А.А., Чердынцева Н.В., Рыкова Е.Ю., Аникеева О.Ю., Пашковская О.А., Покушалов Е.А., Лактионов П.П., Власов В.В. 2015 г. № 2015620538
  2. БАЗА ДАННЫХ УЧЕТА БИОЛОГИЧЕСКИХ ОБРАЗЦОВ И ОПИСАНИЯ КЛИНИКО-ПАТОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ПАЦИЕНТОВ С НОВООБРАЗОВАНИЯМИ ПРЕДСТАТЕЛЬНОЙ ЖЕЛЕЗЫ. Брызгунова О.Е., Морозкин Е.С., Попов А.В., Бондарь А.А., Тамкович С.Н., Зарипов М.М., Покушалов Е.А., Лактионов П.П. 2014 г. № 2014620509
  3. БАЗА ДАННЫХ УЧЕТА БИОЛОГИЧЕСКИХ ОБРАЗЦОВ ОТ ПАЦИЕНТОВ С НОВООБРАЗОВАНИЯМИ МОЛОЧНОЙ ЖЕЛЕЗЫ (УБО-НМЖ). Тамкович С.Н., Милейко В.А., Попов А.В., Власов В.В., Лактионов П.П. 2012 г. № 2012621042.
  4. СРЕДСТВО ДЛЯ ИНГИБИРОВАНИЯ ФЕРМЕНТА 8-ОКСОГУАНИН-ДНК-ГЛИКОЗИЛАЗЫ ЧЕЛОВЕКА. Кузнецов Н.А., Коваль В.В., Воробьев Ю.Н., Жарков Д.О., Сильников В.Н., Федорова О.С. 2010 г. № 2380417




© Copyright 2017. ИХБФМ СО РАН

Яндекс.Метрика