Лаборатория структуры и функции рибосом

Малыгин Алексей Аркадьевич

доктор химических наук, г.н.с.,
телефон: (383) 363-51-39
Email

• Изучение регуляции экспрессии генов человека на уровне трансляции.
• Изучение структурно-функциональной организации трансляционных комплексов рибосом человека.
• Исследование внерибосомных функций рибосомных белков человека.

1. С применением подходов, основанных на использовании клеточных технологий в сочетании с методами высокопроизводительного секвенирования РНК, установлены особенности трансляции мРНК в условиях, моделирующих рибосомопатии и другие заболевания, связанные с нарушением биосинтеза белка.

• Определены составы тринскриптома и транслятома клеток НЕК293T в клетках с дефицитом рибосомных белков uL5, uS10 и eS26, и выявлены гены, экспрессия которых изменяется разнонаправленно при таком состоянии клеток. Установлена зависимость эффективности трансляции клеточных мРНК от их длины, нуклеотидного состава структурно-функциональных областей и распространённости при дефиците рибосом (Babaylova et al., 2021; Tian et al., 2022; Babaylova et al., 2025). Выведено математическое описание закономерностей, устанавливающих изменение эффективности трансляции мРНК в условиях дефицита рибосом, имеющего место, например, при анемии Даймонда-Блекфена. Показано, что эффективность трансляции зависит от собственных физико-химических свойств мРНК, определяющих скорость стадий инициации и элонгации трансляции с её участием (Babaylova et al., 2025).
• Определены составы тринскриптома клеток НЕК293Т, содержащих мутантные формы рибосомного белка uS10, ассоциированные с колоректальным раком, и выявлена повышенная экспрессия генов-маркёров данного вида рака (Tian et al., 2024).
• Показано, что при ассоциированном с когнитивными дисфункциями дефиците метилтрансферазы NSUN2, метилирующей остатки цитозина в мРНК, ландшафт транскриптома и транслятома клеток изменяется в зависимости от собственных структурных свойств мРНК. Определены участки связывания NSUN2 на мРНК ряда генов, в том числе генов, ответственных за транспорт мРНК в нейронах (Kossinova et al., 2022).

2. С использованием синтетических аналогов мРНК со спиновыми метками в различных положениях и методов ЭПР выявлены особенности строения и конформационной динамики комплексов рибосом человека, имитирующих состояния рибосом на различных стадиях процесса трансляции (Bulygin et al., 2021; Kolokolov et al., 2025).
3. С применением биохимических и молекулярно-биологических подходов выявлены аминокислотные остатки отдельных рибсомных белков человека, определяющие функциональную роль этих белков в процессе трансляции и вне рибосомы.

• Установлена функциональная роль консервативного мотива в средней области рибосомного белка eL42 в процессе трансляции (Bulygin et al., 2024).
• Показано, что замена способного специфически гидроксилироваться остатка His39 в рибосомном белке uL15 на не модифицируемый остаток не нарушает встраивание белка в рибосомы, однако вызывает специфические изменения в репертуаре клеточных мРНК, транслируемых рибосомами с мутантной формой белка (Zolotenkova et al., 2023).
• Установлен сайт в рибосомном белке uS3, обеспечивающий его АР-лиазную активность на повреждённой ДНК (Ochkasova et al., 2023).
• Определены белки большой (60S) субчастицы рибосомы, подвергающиеся вне рибосомы АДФ-рибозилированию ферментами PARP1/PARP2, что указывает на участие этих белков в процессах репарации ДНК при остановке биогенеза рибосом вследствие генотоксического стресса (Krasnikov et al., under review).

Базовые проекты

• Проект Базового бюджетного финансирования 1.6.9. «Белки систем репарации, репликации, трансляции в обеспечении стабильности генома и как мишени для создания лекарственных препаратов»

Гранты Российского научного фонда

• РНФ № 25-24-00825 «Разработка подхода направленной регуляции трансляции химерных мРНК путём коррекции в них сайтов NSUN2-зависимого метилирования для применения в мРНК-технологиях»
• РНФ 25-74-1004 «Роль РНК-связывающих белков в модуляции активности ферментов PARP1 и PARP2 - регуляторов ключевых клеточных процессов и мишеней антираковой терапии»

1. На пути к белку: учеб. пособие / Д. М. Грайфер, А. С. Красников, Н. А. Моор, Д. А. Кудлай. – Екатеринбург : Изд-во Урал. ун-та, 2025. – 170 с. : ил. – 500 экз. – ISBN 978-5-7996-4026-2.
2. The intrinsic properties of mRNAs define their translation efficiency at ribosome shortage. Babaylova E.S., Gopanenko A.V., Tupikin A.E., Kabilov M.R., Malygin A.A. Nucleic Acids Res. 2025. V. 53, gkaf1013. DOI: 10.1093/nar/gkaf1013
3. EPR spectroscopy in the study of ribosomal complexes. Krumkacheva O., Malygin A., Graifer D. Kolokolov M., Bagryanskaya E. Biophysical Reviews. 2025. DOI:10.1007/s12551-025-01348-0, Q1
4. Exploring combined spin-labeling approach for structural studies of mRNA in the human ribosome. Kolokolov M., Malygin A.A., Graifer D.M., Meschaninova M.I., Vorobyeva M.A., Fedin M.V., Babaylova E.S., Bagryanskaya E.G. J. Chem. Phys. 2025. V. 162. N.11. P. 115103. DOI: 10.1063/5.0245722
5. Ribosomal proteins as exosomal cargo: random passengers or crucial players in carcinogenesis? Graifer D.M., Malygin A.A., Shefer A.A., Tamkovich S.N. Advanced Biology. 2025. V. 9. N 4. e2400360. DOI: 10.1002/adbi.202400360
6. Deficiency of the ribosomal protein uS10 (RPS20) reorganizes human cells translatome according to the abundance, CDS length and GC content of mRNAs. Tian Y., Babaylova E.S., Gopanenko A.V., Tupikin A.E., Kabilov M.R., Malygin A.A. Open Biology. 2024. V. 14. P. 230366. DOI: 10.1098/rsob.230366
7. Functional involvement of a conserved motif in the middle region of the human ribosomal protein eL42 in translation. Bulygin K.N., Malygin A.A., Graifer D.M. Biochimie. 2024. V. 18.P. 96-104. DOI: 10.1016/j.biochi.2023.09.010
8. AP lyase activity of the human ribosomal protein uS3: The DNA cleavage sequence specificity and the location of the enzyme active center. Ochkasova A., Arbuzov G.D., Kabilov M.R., Tupikin A.E., Karpova G.G., Graifer D.M. Biochim. Biophys. Acta - Proteins and Proteomics. 2023. V. 1871. N 2. P. 140880. DOI: 10.1016/j.bbapap.2022.140880
9. Mutation at the site of hydroxylation in the ribosomal protein uL15 (RPL27a) causes specific changes in the repertoire of mRNAs translated in mammalian cells. Zolotenkova E.A., Gopanenko A.V., Tupikin A.E., Kabilov M.R., Malygin A.A. Int. J. Mol. Sci. 2023. V. 24. N 7. P. 6173. DOI: 10.3390/ijms24076173
10. Many faces of next-generation sequencing in gene expression studies. Malygin A.A. Int. J. Mol. Sci. 2023. V. 24. N 4. P. 4075. DOI: 10.3390/ijms24044075
11. Two “edges” in our knowledge on the functions of ribosomal proteins: the revealed contributions of their regions to translation mechanisms and the issues of their extracellular transport by exosomes. Ochkasova A., Arbuzov G.D., Malygin A.A., Graifer D.M. Int. J. Mol. Sci. 2023. V. 24.P. 11458. DOI: 10.3390/ijms241411458

• препаративная центрифуга Avanti J30I (Beckman Coulter);
• высокоэффективный жидкостной хроматограф Милихром А-02 (Эконова);
• ПЦР-амплификатор для проведения анализа в режиме реального времени LightCycler 96 (Roche).
• клеточный бокс с комплектом оборудования для работы с культурами клеток человека