Лаборатория химии нуклеиновых кислот [Институт химической биологии и фундаментальной медицины]
ИХБФМ СО РАН » ru » Структура института » Лаборатории » Лаборатория химии нуклеиновых кислот
Лаборатория химии нуклеиновых кислот

Лаборатория химии нуклеиновых кислот






телефон: (383)363-51-24,




Лаборатория химии нуклеиновых кислот ведет свое начало от лаборатории природных полимеров новосибирского института органической химии СО АН СССР, заведующим которой в 1960 г. стал профессор Д. Г. Кнорре, а одним из первых сотрудников – Н. И. Гринева. В 1970 г. был создан отдел биохимии НИОХ СО АН СССР, одну из двух лабораторий которого – лабораторию химии нуклеиновых кислот – возглавил член-корр. АН СССР Д. Г. Кнорре. В 1984 г. отдел биохимии был преобразован в Новосибирский институт биоорганической химии СО АН СССР (с 2003 г. – Институт химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН). С 1986 по 2014 г лабораторией руководила д.х.н., проф., лауреат Государственной премии премии в области науки и техники Зарытова (Куликова) В.Ф.

Сотрудники

ФИО Должность Звание Телефон E-mail Researcher ID
Буракова Екатерина Анатольевна н.с. к.х.н. 363-51-23
Васильева Светлана Викторовна н.с.к.х.н. 363-51-23
Держалова Алина Шарафидиновна ст.лаборант 363-51-23
Куликова Валентина Филипповна г.н.с.д.х.н. 363-51-23 G-3526-2013
Левина Ася Сауловна с.н.с. к.х.н. 363-51-23 G-4230-2013
Пушик Наталья Николаевна ст. лаборант 363-51-23
Репкова Марина Николаевна н.с. к.х.н. 363-51-23 G-4305-2013
Фокина Алеся Анатольевна м.н.с. к.х.н. 363-51-23

Основные направления исследований


  • Разработка инновационных терапевтических препаратов для лечения генетических и инфекционных заболеваний на основе аналогов и производных нуклеиновых кислот для эффективного и селективного модулирования экспрессии специфических генов.
  • Разработка методов доставки лекарственных средств на основе аналогов и производных нуклеиновых кислот в клетки in vitro и в ткани и органы in vivo, которые отвечали бы условиям биосовместимости и низкой токсичности.
  • Разработка новых методов, подходов, химических реагентов и реакций для использования в синтезе олигонуклеотидов и химии нуклеиновых кислот.



Важнейшие научные результаты


  • 2014 г. – Открыт новый класс аналогов нуклеиновых кислот, содержащих вместо природной межнуклеотидной фосфодиэфирной группы фосфорилгуанидиновую группу [Стеценко Д.А., Наука в мире. 2015; Стеценко Д.А., Пышный Д.В., Наука из первых рук, 2014; Купрюшкин М.С., Пышный Д.В., Стеценко Д.А., Acta Naturae, 2014]. Обоснована перспективность фосфорилгуанидиновых олигонуклеотидов как потенциальных терапевтических агентов для контроля экспрессии генов. Разработан эффективный метод химического синтеза аналогов и производных нуклеиновых кислот на основе реакции Штаудингера [Стеценко Д.А., Купрюшкин М.С., Пышный Д.В., заявка PCT/RU2014/000647; Стеценко Д.А., Купрюшкин М.С., Пышный Д.В., заявка на патент РФ № 2014134380; Стеценко Д.А., Купрюшкин М.С., заявка на патент РФ № 2014134383; Стеценко Д.А., Купрюшкин М.С., Пышный Д.В., заявка на патент РФ №2014117293].
  • 2011 г. – Разработан метод доставки олигодезоксирибонуклеотидов, олиго-2’-O-метилрибонуклеотидов, малых интерферирующих РНК, пептидных нуклеиновых кислот (PNA) и нуклеозидтрифосфатов в клетки с использованием наночастиц (Levina A. et al., J. Nanosci. Nanotechnol., 2012, 12, 1812–1820). Созданы антивирусные нанокомпозиты, состоящие из наночастиц двуокиси титана, полилизина и антисмысловых олигодезоксирибонуклеотидов, малотоксичные для клеток (терапевтический индекс ≈ 1200) и подавляющие репликацию вируса гриппа А на 99.99% (Levina A. S. et al., Sci. Rep., 2012, 2, а756).
  • 2005–2010 гг. – Предложен и разработан оригинальный подход к повышению эффективности и селективности комплементарно-адресованного взаимодействия коротких олигонуклеотидов с помощью олигонуклеотидов-эффекторов. В основе подхода лежит использование тандема коротких олигонуклеотидов и тандемов, «сшитых» ненуклеотидным спейсером (мини-зондов). С использованием предложенного подхода разработаны тест-системы для выявления и генотипирования вируса гепатита С. Предложенные мини-зонды являются перспективными инструментами для детекции, генотипирования и выявления лекарственно резистентных форм вирусов. Способ по надежности и экономичности не имеет аналогов в отечественной и зарубежной практике. С использованием разработанной концепции выявления значимых однонуклеотидных замен (SNP) с помощью составных и сшитых тандемов коротких олигонуклеотидов проведено генотипирование Y хромосомы (Skobeltsyna L. M., Pyshnyi D. V., Ivanova E. M., Stepanov V. A., Puzyrev V. P., Dymshits G. M., Kharkov V. N., Zarytova V. F., Mol. Biotechnol., 2010, 45, 1–8).
  • 1988–1999 г. – Разработан эффективный и простой метод введения группировок различной химической природы по концевым фосфатам незащищенных олигонуклеотидов как дезоксирибо-, так и рибо-ряда и их аналогов с использованием модифицированной реакции Мукаямы с трифенилфосфином и дипиридилдисульфидом в присутствии нуклеофильного катализатора 4-диметиламинопиридина (Годовикова Т. С., Зарытова В. Ф., Халимская Л. М., Биоорг. Хим., 1986, 12(4), 475–481). С использованием разработанного метода впервые предложены и получены холестериновые производные олигонуклеотидов (Биченков Е. Е., Будкер В. Г., Зарытова В. Ф., Иванова Е. М., Лохов С. Г., Савченко Е. В., Теплова Н. М., Биол. мембраны, 1988, 5(7), 735–741; Boutorin A. S., Gus’kova L. V., Ivanova E. M., Kobetz N. D., Zarytova V. F., Ryte A. S., Yurchenko L. V., Vlassov V. V., FEBS Lett., 1989, 254(1-2), 129–132), и продемонстрирована их способность проникать в клетки с большей эффективностью по сравнению с другими производными олигонуклеотидов. Создан широкий спектр новых производных олигонуклеотидов с различными химическими группировками: алкилирующими (хлорэтиламины), «фотосшивающими» (арилазиды), стабилизирующими (феназиний), деструктурирующими (блеомицин), усиливающими проникновение в клетки (холестерин) и пр., которые были использованы для комплементарно-адресованной модификации нуклеиновых кислот и аффинной модификации белков. За цикл работ по созданию биологически-активных производных олигонуклеотидов сотрудники лаборатории А. Г. Веньяминова, В. Ф. Зарытова и Е. М. Иванова совместно с В. В. Власовым, Д. М. Грайфером, Г. Г. Карповой, Г. А. Невинским и Л. А. Якубовым были в 1999 году удостоены Государственной премии Российской Федерации.
  • 1973–1988 гг. – В. Ф. Зарытовой и Д. Г. Кнорре была впервые изучена роль нуклеофильного катализа производными пиридина при синтезе олигонуклеотидов фосфотриэфирным методом и других реакциях фосфорилирования (Зарытова В.Ф., Иванова Е.М., Кнорре Д.Г., Лебедев А.В., Резвухин А.И., Ярмолинская Е.В., Докл. АН ССР, 1979, 248(5), 1124–1127; Зарытова В.Ф., Иванова Е.М., Кнорре Д.Г., Форбрюгген Х., Докл. АН СССР, 1980, 255(5), 1128–1131). За цикл работ по исследованию механизма реакций фосфорилирования В. Ф. Зарытова и Д. Г. Кнорре в 1988 г. были удостоены премии имени М. М. Шемякина.

  • 1967 г. – Н. И. Гриневой была впервые сформулирована концепция комплементарно-адресованной модификации нуклеиновых кислот Belikova A.M., Zarytova V.F., Grineva N.I., Tetrahedron Lett., 1967, 8(37), 3557–3562; DOI, заложившая основу нового направления в терапии – антисмысловой (antisense) технологии. Получено международное признание приоритета Гриневой и соавт. в разработке основ антисмысловой технологии (2000 г.). За цикл работ по комплементарно-адресованной модификации нуклеиновых кислот Н. И. Гринева совместно с Д. Г. Кнорре, Р. И. Салгаником и З. А. Шабаровой была награждена Ленинской премией (1990 г.).



Текущие гранты


Базовые проекты

  • ПФНИ ГАН (2013-2020), VI.62.1.3, 0309-2016-0005 «Терапевтические нуклеиновые кислоты» (2017-2020 гг.)

Гранты Российского фонды фундаментальных исследований

  • № 18-515-05007 Арм_а «Нанокомплексы аналогов нуклеотидов и олигонуклеотидов как антивирусные средства против вируса африканской чумы свиней» (2018-2020 гг.)
  • № 18-515-57006 ЯМИФ_т «Терапевтические нуклеиновые кислоты для ингибирования гликопротеина RGMa при рассеянном склерозе». (2018-2021 гг.)
  • № 18-015-00133-а «Воздействие антисенс-олигонуклеотидов в составе TiO2-нанокомпозитов на внутриклеточные НК-мишени на примере подавления вируса гриппа А в экспериментах на животных» (2018-2020 гг.)

Гранты Российского научного фонды

  • № 14-44-00068 «Новое поколение РНК-направленных агентов на основе производных олигонуклеотидов – платформа для создания инновационных терапевтических препаратов».(2014-2018 гг.)
  • № 17-44-07003 «Создание эффективного метода терапевтического воздействия на вирус гриппа птиц на основе производных олигонуклеотидов». (2017-2020 гг.)
  • № 18-515-05007 «Нанокомплексы аналогов нуклеотидов и олигонуклеотидов как антивирусные средства против вируса африканской чумы свиней». (2019-2020 гг.)

Публикации 2017 - 2019 года


  1. Data for isolation and properties analysis of diastereomers of a mono-substituted phosphoryl guanidine trideoxyribonucleotide. Lomzov A.A., Kupryushkin M.S., Shernyukov A.V., Nekrasov M.D., Dovydenko I.S., Stetsenko D.A., Pyshnyi D.V. Data in Brief 2019 V. 25 P. 104148
  2. Diastereomers of a mono-substituted phosphoryl guanidine trideoxyribonucleotide: Isolation and properties. Lomzov A.A., Kupryushkin M.S., Shernyukov A.V., Nekrasov M.D., Dovydenko I.S., Stetsenko D.A., Pyshnyi D.V. Biochem. Bioph. Res. Co. 2019 V. 513 N 4 P. 807-811
  3. Brain as a potential target for antisense oligonucleotide treatment of hypertensive disease. Experimental study on the hypertensive ISIAH rat strain Levina A.S., Zarytova V.F., Repkova M.N., Klimov O.L., Seryapina A.A., Shikina N.V., Shevelev O.B., Markel A.L. Basic Clin Pharmacol Toxicol. 2019 V. 124 N S2 P. 6-7
  4. Mesyl phosphoramidate antisense oligonucleotides as an alternative to phosphorothioates: improved biochemical and biological properties. Мiroshnichenko 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. PNAS 2019 V. 116 N 4 P. 1229-1234
  5. Neutral and negatively charged phosphate modifications alter thermal stability, kinetics of formation and monovalent ion dependence of DNA. G-quadruplexes. Yongdong Su., Hirofumi Fujii., Burakova E.A., Chelobanov B.P., Masayuki Fujii., Stetsenko D.A., Filichev V.V. Chem Asian J. 2019 V.14. N 8. P. 1212-1220.
  6. Антисмысловые олигонуклеотиды для исследований механизмов гипертонической болезни и ее терапии. Климов Л.О., Серяпина А.А., Зарытова В.Ф., Левина А.С., Маркель А.Л. Вавиловский журнал генетики и селекции. 2018 т. 22 № 2 С. 240-247.
  7. 2',3'-Dideoxyuridine triphosphate conjugated to SiO2 nanoparticles: Synthesis and evaluation of antiproliferative activity. Vasilyeva S.V., Grin I.R., Chelobanov B.P., Stetsenko D.A. Bioorg. Med. Chem. Lett. 2018 V. 28 N 7 P. 1248-1251.
  8. Vasilyeva S.V., Kuznetsov N.A., Kuznetsova A.S., Khalyavina J.G., Tropina D.A., Lavrikova T.I., Kargina O.I., Gornostaev L.M. DNA fluorescent labeling with naphtho[1,2,3-cd]indol-6(2H)-one for investigation of protein-DNA interactions. Bioorg. Chem. 2017. V. 72. P. 268-272.
  9. Vasilyeva S.V., Shtil A.A., Petrova A.S., Balakhnin S.M., Achigecheva P.Y., Stetsenko D.A., Silnikov V.N. Conjugates of phosphorylated zalcitabine and lamivudine with SiO2 nanoparticles: synthesis by CuAAC click chemistry and preliminary assessment of anti-HIV and antiproliferative activity. Bioorg. Med. Chem. 2017. V. 25. N 5. P. 1696-1702.
  10. Repkova M.N., Levina A.S., Chelobanov B.P., Ismagilov Z., Shatskaya N., Baiborodin S.I., Filippova E., Mazurkova N.A., Zarytova V.F. Efficient inhibition of influenza A virus reproduction by unprotected deoxyribozymes delivered into cells in nanocomposite. Int J Antimicrob Agents. 2017. V. 49. N 6. P. 703-708.
  11. Kuznetsov N.A., Lebedeva N.A., Kuznetsova A.A., Rechkunova N.I., Dyrkheeva N.S., Kupryushkin M.S., Stetsenko D.A., Pyshnyi D.V., Fedorova O.S., Lavrik O.I Pre-steady state kinetics of DNA inding and abasic site hydrolysis by tyrosyl-DNA phosphodiesterase 1. J. Biomol. Struct. Dyn. 2017. V. 11. P. 2314-2327.
  12. Васильева С.В., Буракова Е.А., Жданова Л.Г., Анисименко М.С., Стеценко Д.А. Флуоресцентное мечение олигонуклеотидных зондов TaqMan с помощью «клик»-химии по реакции катализируемого Cu(I) азид-алкинового циклоприсоединения (CuAAC). Биоорганическая химия. 2017. Т. 43. № 1. С. 51-58.
  13. Прохорова Д.В., Челобанов Б.П., Буракова Е.А., Фокина А.А., Стеценко Д.А. Новые производные олигодезоксирибонуклеотидов, содержащие межнуклеотидную N-тозилфосфорамидную группу: синтез и взаимодействие с комплементарными последовательностями ДНК и РНК. Биоорганическая химия. 2017. Т. 43. № 1. С. 45-50.
  14. Репкова М.Н., Левина А.С., Серяпина Ю.В., Шикина Н.В., Бессуднова Е.В., Зарытова В.Ф., Маркель А.Л. На пути к генотерапии гипертонической болезни: экспериментальное исследование на гипертензивных крысах линии НИСАГ (ISIAN). Биохимия. 2017. Т. 82. № 4. С. 620-625.
  15. Челобанов Б.П., Репкова М.Н., Байбородин С.И., Рябчикова Е.И., Стеценко Д.А. Доставка олигонуклеотидов в ядра клеток с помощью нанокомпозитов на основе наночастиц диоксида титана и полилизина. Молекулярная биология. 2017. Т . 51. № 5. С. 797–808.
  16. Shinkai Y., Kashihara S., Minematsu G., Fujii H., Naemura M., Kotake Y., Morita Y., Ohnuki K., Fokina A.A., Stetsenko D.A., Filichev VV., Fujii M. Silencing of BCR/ABL Chimeric Gene in Human Chronic Myelogenous Leukemia Cell Line K562 by siRNA-Nuclear Export Signal Peptide Conjugates Nucleic Acid Ther. 2017. V. 27. N 3. P. 168-175.
  17. Левина А.С., Репкова М.Н., Челобанов Б.П., Бессуднова Е.В., Мазуркова М.А., Стеценко Д.А., Зарытова В.Ф. Влияние способа доставки на противовирусное действие фосфодиэфирных, тиофосфатных и фосфорилгуанидиновых олигонуклеотидов в клетках MDCK, инфицированных вирусом птичьего гриппа H5N1. Молекулярная биология. 2017. Т. 51. № 4. С. 717-723.
  18. Амирханов Р., Зарытова В.Ф., Зенкова М.А. Неорганические наночастицы –транспортёры нуклеиновых кислот в эукариотические клетки. Успехи химии. 2017. Т. 86. № 2. С. 113-127.



Патенты


  1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НАНОРАЗМЕРНОЙ СИСТЕМЫ ДОСТАВКИ ТРИФОСФАТА АЗИДОТИМИДИНА В КЛЕТКИ МЛЕКОПИТАЮЩИХ. Васильева С.В., Левина А.С., Репкова М.Н., Шацкая Н.В., Сильников В.Н., Мазуркова Н., Зарытова В.Ф. 2015 № 2563171.
  2. РНК-АПТАМЕР, ОБЛАДАЮЩИЙ СПОСОБНОСТЬЮ УЗНАВАТЬ ХАРАКТЕРНЫЕ ДЛЯ РАССЕЯННОГО СКЛЕРОЗА АУТОАНТИТЕЛА. Фокина А.А., Воробьева М.А., Тимошенко В.В., Поповецкая А.С., Невинский Г.А., Веньяминова А.Г. 2015г. № 2549704.
  3. СРЕДСТВО, ОБЛАДАЮЩЕЕ АНТИБАКТЕРИАЛЬНОЙ АКТИВНОСТЬЮ. Сильников В.Н., Буракова Е.А., Королева Л.С., Яринич Л.А. 2014 г. № 2532328
  4. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НАНОРАЗМЕРНОЙ СИСТЕМЫ ДОСТАВКИ НУКЛЕОЗИДТРИФОСФАТОВ В КЛЕТКИ МЛЕКОПИТАЮЩИХ. Зарытова В.Ф., Левина А.С., Васильева С.В., Сильников В.Н., Шацкая Н.В., Репкова М.Н. 2014 г. № 2527681.
  5. СРЕДСТВО, ПРОЯВЛЯЮЩЕЕ ПРОТИВИРУСНУЮ АКТИВНОСТЬ В ОТНОШЕНИИ ДНК- ВИРУСОВ. Федорова А.А., Гончарова Е.П., Буракова Е.А., Сильников В.Н., Власов В.В., Зенкова М.А. 2013 г. № 2487876
  6. НАНОКОМПОЗИТ С АКТИВНЫМ ЛИГАНДОМ, СПОСОБ ЕГО ПРИГОТОВЛЕНИЯ И СПОСОБ АДРЕСНОЙ ИНАКТИВАЦИИ ВИРУСА ГРИППА ВНУТРИ КЛЕТКИ. Зарытова В.Ф., Исмагилов Зинфер Ришатович, Левина А.С., Репкова М.Н., Шикина Надежда Васильевна, Загребельный С.Н., Мазуркова Н.А.2013 г. № 2496878.
  7. НОВЫЕ ТИПЫ МОДИФИЦИРОВАННЫХ НУКЛЕОТИДОВ С ЗАМЕЩЕННОЙ ФОСФАТНОЙ ГРУППОЙ И МЕТОД ИХ ПОЛУЧЕНИЯ. «Ноу-хау» (Секрет производства). Стеценко Д.А., Пышный Д.В., Купрюшкин М.С. 2013 г.
  8. НАНОКОМПОЗИТЫ ДИОКСИДА ТИТАНА ДЛЯ ИНАКТИВАЦИИ ВИРУСНОГО ГЕНОМА ВНУТРИ КЛЕТОК, СПОСОБ ИХ ПОЛУЧЕНИЯ. Исмагилов З.Р., Шикина Н.В., Пармон В.Н., Зарытова В.Ф., Левина А.С., Репкова М.Н., Беланов Е.Ф., Зиновьев В.В., Малыгин Э.Г., Загребельный С.Н., Байбородин С.И., Нетесов С.В., Евдокимов А.Н. 2012 г. № 2444571.
  9. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НАНОРАЗМЕРНОЙ СИСТЕМЫ ДОСТАВКИ АНТИБИОТИКОВ РЯДА БЛЕОМИЦИНА В КЛЕТКИ МЛЕКОПИТАЮЩИХ. Зарытова В.Ф., Левина А.С., Репкова М.Н., Шацкая Н.В., Исмагилов З.Р., Шикина Н. В.2012 г. № 2458705.
  10. СРЕДСТВО, ОБЛАДАЮЩЕЕ АНТИБАКТЕРИАЛЬНОЙ АКТИВНОСТЬЮ. Сильников В.Н., Буракова Е.А., Глотова Т.И., Глотов А.Г., Репин В.Е. 2012 г. № 2443705.
  11. СПОСОБ ДИАГНОСТИКИ ВИРУСНОГО ГЕПАТИТА С И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГЕНЕТИЧЕСКОГО ТИПА ВИРУСА. Шопаева Г.А., Бейсембаева Ш.А., Пышная И.А., Дмитриенко Е.В., Зарытова В.Ф., Пышный Д.В. № 2010 № 22681.
  12. ПРОИЗВОДНЫЕ N-ЗАМЕЩЕННОГО 1,4-ДИАЗАБИЦИКЛО-[2.2.2]-ОКТАНА, ПРОЯВЛЯЮЩИЕ ПРОТИВОВИРУСНУЮ АКТИВНОСТЬ В ОТНОШЕНИИ РНК-ВИРУСОВ. Буракова Е.А., Власов В.В., Гончарова Е.П., Зенкова М.А., Ковалев Н.А., Ковпак М.П., Сильников В.Н., Тамкович Н.В. 2010 г. № 2399669.
  13. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СОЛЕЙ 5'-ТРИФОСФАТОВ ДЕЗОКСИРИБО- И РИБООЛИГОНУКЛЕОТИДОВ. Абрамова Т.В., Васильева С.В., Серпокрылова И.Ю., Власов В.В., Сильников В.Н. 2008 г. № 2326888
  14. СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОДНОНУКЛЕОТИДНЫХ ЗАМЕН В ИЗВЕСТНЫХ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЯХ НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ. Пышный Д.В., Иванова Е.М., Пышная И.А., Дымшиц Г.М., Зарытова В.Ф. 2005 № 2247781.
  15. СПОСОБ ВЫЯВЛЕНИЯ АНАЛИЗИРУЕМОЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ ДНК. Пышный Д.В., Иванова Е.М., Пышная И.А., Зарытова В.Ф. 2005 г. № 2259402
  16. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДНК-ЧИПОВ. Зарытова В.Ф., Левина А.С., Михалева Е.А. 2004 г. № 2236467

Оборудование


  • Синтезатор олигонуклеотидов ASM-800 («Биоссет», Россия).
  • Пептидный синтезатор PS3 (Protein Technologies, США).
  • Хроматограф ЖХВД Waters 600E (США).
  • Спектрофотометр Nanodrop 2000c (Thermo Scientific, США).
  • Спектрофотометр Shimadzu UV-1800 (Japan)
  • Вакуумный концентратор SpeedVac DNA1200OP (Thermo Scientific, США).




© Copyright 2019. ИХБФМ СО РАН

Яндекс.Метрика