Размер шрифта

A
A

Межстрочный интервал

A
A

Цвет

A
A

Научно-исследовательская лаборатория "Экспериментального мутагенеза"

Информация о подразделении

+78632433967

Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript

344090, ЮФО, Ростовская область, г. Ростов-на-Дону, пр. Стачки 194/1 Ауд. 206

         

Лаборатория «Экспериментального мутагенеза» была организована в 2014 году в Академии биологии и биотехнологии федерального ЮФУ (Приказ N 539-ОД от 29.10.2014 г.), на основе лаборатории с одноименным названием, существовавшей в НИИ биологии ЮФУ с 2008 г. Целью создания лаборатории является развитие в ЮФУ научной, образовательной и инновационной деятельности в области, связанной  с изучением процессов мутагенеза, повреждения и репарации ДНК, а также поиском веществ, способных защищать ДНК от повреждения. Такие исследования актуальны для фундаментальной фармакологии, биохимии, биофизики и генетической токсикологии. В последние годы при планировании исследований, проводимых в лаборатории, особое внимание уделяется прикладным аспектам данного направления, а именно, поиску ДНК-протекторов, вырабатываемых пробиотическими микроорганизмами.

Руководитель лаборатории – д.б.н., главный научный сотрудник В.А.Чистяков.  Коллективом лаборатории, включающим 1 доктора и 3 кандидата наук, успешно выполнен ряд проектов поддержанных АВЦП, ФЦП, РНФ и внутренними грантами ЮФУ.

 Исследования проводятся в тесной кооперации с Отделом пищевой науки (Department of Food Science) Государственного университета имени Г. Рутгерса (Rutgers State University) штата Нью Джерси (США) http://global.rutgers.edu/news/1006-probiotics-research-spans-the-globe .

 

 Помимо координации научных работ, на базе лаборатории в 2016-17 гг. профессорами Университета Рутгерса доктором Кинроном Хуангом (Dr. Qingrong Huang) и доктором Михаилом Чикиндасом (Dr. Michael Chikindas) были прочитаны курсы лекций «Достижения биотехнологии для укрепления здоровья человека, производства пищевых продуктов и кормов для животных», «Технология успешной публикации», проведены семинары с молодыми учеными-биотехнологами и студентами старших курсов Академии биологии и биотехнологии. Активность в области международного сотрудничества была поддержана организацией «American Councils for International Education» (http://www.americancouncils.org/services/innovation).

 В 2017 году сотрудники лаборатории посетили университет Рутгерса с рабочим визитом, в ходе которого было организовано обсуждение возможностей, условий и планирование использования инновационной экосистемы Университета Рутгерса для внедрения разработок ЮФУ. 

 

 

Сотрудники лаборатории принимали участие в коммерческом научном проекте «Практическое использование ионов Скулачева», В.А.Чистяков - в качестве руководителя группы физиологии активных форм кислорода, члена ученого совета проекта (2008-2010). В рамках проекта был проведен ряд работ, в которых впервые были показаны антимутагенная, эндокринная и NO-стимулирующая активности 10- (6’-пластохинонил) децилтрифенилфосфония (SkQ1), являющегося основой офтальмологического препарата «Визомитин».

Участниками коллектива проведен ряд исследований, выявивших пробиотические свойства у спорулирующих микроорганизмов, исследованы геномы наиболее перспективных штаммов [1, 2], разработана рецептура препарата, который был испытан на животных [3]. В содружестве с американскими коллегами разработана и апробирована питательная среда для биотехнологического производства антимикробного препарата субтилозина [4]. 

В 2014 была начата  серия исследований по количественной оценке роли лекарств-мутагенов в развитии устойчивости микроорганизмов к антимикробным препаратам и поиску путей коррекции связанных с этим негативных процессов. Были обнаружены антиоксиданный и антимутагенный эффект ферментатов пробиотических бактерий [5 - 10]. Разработан комплекс методов оценки антиоксидантной и антимутагенной активности соединений при помощи бактериальных генноинженерных Lux-биосенсоров [11 – 13]. Методы идентификации и очистки, выделяемых микроорганизмами биологически активных веществ, разработаны и апробированы при исследовании каротиноидов Deinococcus radiodurans [14, 15]. 

Одним из достижений коллектива лаборатории была разработка модели возрастной потери клеточности [16] и взаимодействия фуллерена С60 и углеродных нанотрубок с протонами [17]. Параллельно, в ходе проекта, поддержанного РНФ, была найдена способность ряда новых бензофуроксанов, синтезированных на химическом факультете ЮФУ, генерировать оксид азота [18, 19].  

С 2016 года сотрудники лаборатории принимают участие в проекте, поддержанном РНФ, посвященном разработке новых биопрепаратов для птицеводства на основе пробиотических бактерий, вырабатывающих антимутагенные и антиоксидантые вещества, применение которых способствовало бы улучшению физиологических характеристик и замедлению репродуктивного старения кур [20, 21]. 

Для внедрения результатов научных разработок сотрудниками лаборатории создано МИП ООО «Центр биомедтехнологий ЮФУ», с 2011 года предприятие успешно выполнило ряд работ, в том числе проект ФЦП по разработке лабораторной технологии пробиотических препаратов на основе спорообразующих бактерий. 

 

Список литературы:

1. Karlyshev A.V., Melnikov V.G., Chistyakov V.A. Draft Genome Sequence of Bacillus amyloliquefaciens B-1895. Genome Announc. – 2014. - V.2. - N 3. - P. e00633-14. doi: 10.1128/genomeA.00633-14.

2. Karlyshev AV, Melnikov VG, Chikindas ML. 2014. Draft genome sequence of Bacillus subtilis strain KATMIRA1933. Genome Announc. 2(3):e00619-14. doi:10.1128/genomeA.00619-14.

3. V. Chistyakov, V. Melnikov, M.Chikindas, M. Khutsishvili, A.Chagelishvili, A. Bren, N. Kostina, V. Cavera and V. Elisashvili. Poultry-beneficial solid-state Bacillus amyloliquefaciens B-1895 fermented soybean formulation// Bioscience of Microbiota, Food and Health. - 2015. - Vol. 34 (1). - P. 25–28.

4. Olga A. Nikiforova, Sergey Klykov, Anna Volski, Leon M. T. Dicks, Michael L. Chikindas. Subtilosin A production by Bacillus subtilis KATMIRA1933 and colony morphology are influenced by the growth medium. Annals of Microbiology 09/2015; DOI:10.1007/s13213-015-1149-3 · 0.99 Impact Factor

5. Prazdnova E.V., Chistyakov V.A., Churilov M.N., Mazanko M.S., Bren A.B.,  M.L. Chikindas, Volsky A. DNA-protection and anti-oxidant properties of fermentates from two bacilli strains with probiotic capacity// Letters in Applied Microbiology, 09/2015; DOI:10.1111/lam.12491· Impact Factor 1,66.

6. P.V. Zolotukhin, E.V. Prazdnova, V.A. Chistyakov Methods to assess the antioxidative properties of probiotics// Probiotics and Antimicrobial Proteins. – 2017. doi: 10.1007/s12602-017-9375-6.

7. Algburi, A., Zehm, S., Netrebov, V., Bren, A. B., Chistyakov, V., &Chikindas, M. L. (2017). Subtilosin Prevents Biofilm Formation by Inhibiting Bacterial Quorum Sensing// Probiotics and antimicrobial proteins, 9(1), 81-90. https://doi.org/10.1007/s12602-016-9242-x

8. Khardziani, T., Kachlishvili, E., Sokhadze, K., Elisashvili, V., Weeks, R., Chikindas, M. L., & Chistyakov, V. (2017). Elucidation of Bacillus subtilis KATMIRA 1933 Potential for Spore Production in Submerged Fermentation of Plant Raw Materials// Probiotics and Antimicrobial Proteins, 9(4):435-443. doi: 10.1007/s12602-017-9303-9.

9. Chikindas, M. L., Weeks, R., Drider, D., Chistyakov, V. A., & Dicks, L. M. (2018). Functions and emerging applications of bacteriocins// Current Opinion in Biotechnology, 49, 23-28. doi: 10.1016/j.copbio.2017.07.011.

10. Chistyakov VA, Prazdnova EV, Mazanko MS, Bren AB. The Use of Biosensors to Explore the Potential of Probiotic Strains to Reduce the SOS Response and Mutagenesis in Bacteria// Biosensors (Basel). - 2018. - Vol. 8(1). pii: E25. doi: 10.3390/bios8010025.

11. Чистяков В.А., Сазыкина М.А., Коленко М.А., Червяков Г.Г., Усатов А.В. Метиленовый синий как супрессор генотоксического эффекта ультрафиолетового излучения длиной волны 300-400 нм // Генетика. — 2009. — T. 45, N 3. — С. 349-353.

12. Чистяков В.А., Сазыкина М.А., Александрова А.А., Беличенко Н.И., Машкина Е.В., Гутникова Л.В., Золотухин П.В., Шкурат Т.П. Антимутагенная активность производного пластохинона, адресованного в митохондрии// Биохимия. - 2010. - Т. 75. - N3. - С. 331 – 336.

13. Чистяков В.А., Празднова Е.В., Гутникова Л.В., Сазыкина М.А., Сазыкин И.С. Супероксидустраняющая активность производного пластохинона - 10-(6’- пластохинонил)децилтрифенилфосфония (SkQ1) // Биохимия. – 2012. - Т. 77. - N7. - С. 932 - 935.

14. Лысенко В.С., Чистяков В.А., Зимаков Д.В., Сойер В.Г., Сазыкина М.А.109, Сазыкина М.И., Сазыкин И.С., Краснов В.П. Разделение и масс- спектрометрическая идентификация каротиноидов радиорезистентных бактерий D. radiodurans // Масс-спектрометрия. — 2010. — T. 7, N 4. — С. 278-282.

15. Сазыкин И.С., Сазыкина М.А., Чистяков В.А. Способ получения деиноксантина, каротиноида Deinococcus radiodurans. – 2013. – Патент РФ N 2475541. 

16. В.А. Чистяков, Ю.В. Денисенко. Старение спасает популяции от вымирания в условиях дефицита ресурсов: эксперименты in silico // Биохимия. — 2015. — T. 80, N 5. — С. 754-759. //http://www.homebear.ru/stat4.php, DOI: 10.1134/S000629791505017X, IF=1.226.

17. V.A. Chistyakov, P.V.Zolotukhin, E.V.Prazdnova, I.G.Alperovich, A.V. Soldatov Physical consequences of the mitochondrial targeting of single-walled carbon nanotubes probed computationally // Physica E: Low-dimensional Systems and Nanostructures. — 2015. — N 70. — С. 198 - 202.  http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1386947715001046   DOI: 10.1016/j.physe.2015.03.005, IF=1.550.

18. В.А. Чистяков, Ю.П. Семенюк, П.Г. Морозов, Е.В. Празднова, В.К. Чмыхало, Е.Ю. Харченко, М.Е. Клецкий, Г.С. Бородкин, А.В. Лисовин, О.Н. Буров, С.В. Курбатов. Синтез и биологические свойства производных нитробензоксадиазолов – потенциальных доноров оксида азота (II): SOX-индукция, токсичность, генотоксичность и ДНК-протекторная активность в опытах на lux-биосенсорах Escherichiacoli// Изв. АН, Сер. Хим. – 2015. - N 6. – С. 1369 – 1378.

19. Serezhenkov, V. A., Tkachev, N. A., Semenyuk, Y. P., Kurbatov, S. V., Kharchenko, E. Y., & Chistyakov, V. A. (2017). Nitrobenzoxadiazole derivatives as nitric oxide donors: ESR study using spin trapping// Russian Chemical Bulletin, 66 (1), 76 - 82. https://doi.org/10.1007/s11172-017-1702-2

20. M. S. Mazanko, V. A. Chistyakov, I. F. Gorlov, E. V. Prazdnova, M. S. Makarenko, A. V. Usatov, A. B. Bren,  A. V. Tutelyan, Z. B. Komarova, N. I. Mosolova, D. N. Pilipenko, O. E. Krotova, A. N. Struk, A. Lin, M. L. Chikindas. Bacillus probiotics supplementations improve laying performance, eggs quality, hatching of laying 2 hens and sperm quality of roosters// Probiotics and Antimicrobial Proteins. 2017. doi: 10.1007/s12602-017-9369-4.

21. M. S. Makarenko, A. V. Usatov, L. V. Getmantseva, A. I. Klimenko, V. Vasilenko, V. A. Chistyakov. Age dependent variation of telomere length and DNA damage in chicken //OnLine Journal of Biological Sciences (2018) Vol. 17 (4). – P. 387-393 DOI: 10.3844/ojbsci.2017.387.393

 

Международные контакты лаборатории:

 

Сотрудники лаборатории проводят совместные исследования с зарубежными учеными:

1.Professor Michael Chikindas Department of Food Science, Rutgers State University, New Brunswick, NJ 08901-8520, USA.

 

 

 

 

 2. Professor Fathi Moussa Laboratoire d’Etude des Techniques et Instruments d’Analyse Moleculaire, GCAPS, EA 4041, IUT d’Orsay, Universite Paris Sud XI, Plateau de Moulon, 91400

 

 

 

3. Professor Vladimir Elisashvili, Animal Husbandry and Feed Production Institute, Agricultural University of Georgia, Georgia

 

 

 

4. Prof. Andrey Karlyshev
School/Department: Life Sciences, Pharmacy & Chemistry
Faculty of Science, Engineering and Computing.
Penrhyn Road, Kingston upon Thames, Surrey KT1 2EE

 

 

    Для проведения исследований используется современное оборудование, в том числе принадлежащее ЦКП "Биотехнология, биомедицина и экологический мониторинг" ЮФУ. - Руководитель Центра: Вардуни Татьяна Викторовна, профессор кафедры генетики ЮФУ, к.б.н., д.п.н.

- центрифуга MiniSpin (Eppendorf, Германия);

- центрифуга 5804R с охлаждением (Eppendorf, Германия);

- центрифуга 5424R с охлаждением (Eppendorf, Германия);

- микроцентрифуга-вортекс Microspin FV-2400 (Biosan, Латвия);

- вортекс Reax Top (Heidolph, Германия);

- термостат-шейкер Termomixer Compact (Eppendorf, Германия);

- магнитная мешалка с подогревом MR Hei-Standart (Heidolph, Германия);

- система фильтрации и очистки воды (Simplicity UV Millipore, США);

- вакуумный концентратор 5301 (Eppendorf, Германия);

- автоклав вертикальный автоматический MLS-3020U (Sanyo, Япония).

 

- Комплект биотехнологического оборудования для твердофазной ферментации микроорганизмов; 

- Вортекс Sky Line V-3 (ELMI) для перемешивания образцов и бактериальной культуры перед тестированием.

- Термостат ТМ-80 для культивирования штаммов при постоянной температуре.

- Шейкер-инкубатор ES-20 (Biosan) для культивирования штаммов при постоянной температуре и аэрации.

 

Оборудование для создания локальной рабочей зоны, стерильных условий работы:

- бокс абактериальной воздушной среды БАВп-01- «Ламинар-С» (Ламинарные системы, Россия);

.- бокс абактериальной воздушной среды (Faster, Италия);

- облучатель-рециркулятор «Дезар-5» (Кронт, Россия).

- полностью укомплектованная молекулярно-генетическая лаборатория, включающая боксы II класса защиты для выделения ДНК, ПЦР-боксы, термоциклеры Gradient Palm-Cycler (Corbett Research, Австралия), C1000 Touch (BioRad, США), термоциклер Rotor-Gene 6000 (Corbett Research, Австралия) для проведения ПЦР в режиме реального времени, центрифуги Eppendorf (Германия), автоматизированную систему высокопроизводительного секвенирования нового поколения MiSeqTMSystems производства Illumina (США), автоматический ДНК-анализатор ABI Prism 3130xl (Applied biosystems, США) комплект оборудования для проведения электрофоретических работ, систему гель-документации (BioRad, США) и другое вспомогательное оборудование;

- полностью укомплектованная микроскопическая лаборатория, включающая микротом UC26 (Leica, Германия), световой микроскоп Axioskop 40 FL (Carl Zeiss AG, Германия), электронный микроскоп Tecnai 12 (Phillips, Голландия) и другое сопутствующее оборудование.

- аминокислотный анализатор, модель L – 8800 (Hitachi, Ltd). 

- квадрупольный масс – спектрометр Nexion 300 D (Perkin Elmer, США).

 

Сведения о поддержке лаборатории: 

• Проект РФФИ 2-04-31547 мол_а «Исследование адаптогенного действия низкомолекулярных органических катионов при помощи бактериальных биосенсоров»

• НИР "Исследование механизмов действия негативных антропогенных экстремальных факторов среды с помощью клеточных биосенсоров"

• НИР «Paзpa6oткa фyндaмeнтaльныx oснoв биoтexнoлoгий нa oснoвe экстремотолерантных микроорганизмов. Hoмеp гoсyдapствeннoй perистpaции НИР 01201252273 

• Грант (Министерство образования и науки РФ), проект N 01201366515 «Исследование механизмов антиоксидантной активности фуллерена С60»

• Государственное задание N 6.1202.201.2014/К (13.01-11/2014-67 ПЧ) Исследование резистентности микроорганизмов к антимикробным препаратам, вызванной применением лекарств-мутагенов 

• Государственное задание N 19.6015.2017/БЧ. Пoиск ингибитopoв SОS-oтветa y бaктеpий, снижaющиx вызванное применением лекарств-мутагенов накопление генов резистентности к  aнтибиoтикaм в микpoбиoте челoвека

• Проект N 14-13-00103. Суперэлектрофильная активация: эффективный путь формирования С-С связей и синтеза новых конденсированных карбо- и гетероциклов с потенциальной биологической активностью

• Проект РФФИ N 16-32-60077 «Исследование перспективных в терапевтическом плане биологических эффектов углеродных наночастиц» 

• Российский научный фонд Проект N 16-16-04032 «Замедление репродуктивного старения кур с помощью культур пробиотических микроорганизмов – продуцентов веществ с антиоксидантной и ДНК-протекторной активностью»

 

Публикации сотрудников лаборатории (2017 г.) 

1. Serezhenkov, V. A., Tkachev, N. A., Semenyuk, Y. P., Kurbatov, S. V., Kharchenko, E. Y., & Chistyakov, V. A. (2017). Nitrobenzoxadiazole derivatives as nitric oxide donors: ESR study using spin trapping. Russian Chemical Bulletin, 66 (1), 76 - 82. https://doi.org/10.1007/s11172-017-1702-2

2. P Galvan, Y., Alperovich, I., Zolotukhin, P., Prazdnova, E., Mazanko, M., Belanova, A., & Chistyakov, V. (2017). Fullerenes as Anti-Aging Antioxidants. Current aging science, 10(1), 56-67. DOI : 10.2174/1874609809666160921120008

3. Algburi, A., Zehm, S., Netrebov, V., Bren, A. B., Chistyakov, V., &Chikindas, M. L. (2017). Subtilosin Prevents Biofilm Formation by Inhibiting Bacterial Quorum Sensing. Probiotics and antimicrobial proteins, 9(1), 81-90.

4. Khardziani, T., Kachlishvili, E., Sokhadze, K., Elisashvili, V., Weeks, R., Chikindas, M. L., & Chistyakov, V. (2017). Elucidation of Bacillus subtilis KATMIRA 1933 Potential for Spore Production in Submerged Fermentation of Plant Raw Materials. Probiotics and Antimicrobial Proteins, 9(4):435-443. doi: 10.1007/s12602-017-9303-9.

5. Chikindas, M. L., Weeks, R., Drider, D., Chistyakov, V. A., & Dicks, L. M. (2018). Functions and emerging applications of bacteriocins. Current Opinion in Biotechnology, 49, 23-28. doi: 10.1016/j.copbio.2017.07.011.

6. P.V. Zolotukhin, E.V. Prazdnova, V.A. Chistyakov Methods to assess the antioxidative properties of probiotics// Probiotics and Antimicrobial Proteins. – 2017. doi: 10.1007/s12602-017-9375-6.

7. E.V. Prazdnova, M.S. Mazanko, A.B. Bren, V.A. Chistyakov, M.L. Chikindas. Inhibition of the SOS response in bacteria by fermentates from two probiotic strains: Bacillus amyloliquefaciens B-1895 and Bacillus subtilis KATMIRA1933. The Scientific World Journal (Medicine), 2018 – в печати 

8. M. S. Mazanko, I. F. Gorlov, E. V. Prazdnova, M. S. Makarenko, A. V. Usatov, A. B. Bren,  A. V. Tutelyan, Z. B. Komarova, N. I. Mosolova, D. N. Pilipenko, O. E. Krotova, A. N. Struk, A. Lin, Chistyakov V.A., M. L. Chikindas. Bacillus probiotics supplementations improve laying performance, eggs quality, hatching of laying 2 hens and sperm quality of roosters// Probiotics and Antimicrobial Proteins. 2017. doi: 10.1007/s12602-017-9369-4.

9. Chistyakov VA, Prazdnova EV, Mazanko MS, Bren AB. The Use of Biosensors to Explore the Potential of Probiotic Strains to Reduce the SOS Response and Mutagenesis in Bacteria// Biosensors (Basel). 2018. Vol. 8(1). pii: E25. doi: 10.3390/bios8010025.

10. Е. В. Празднова, М. С. Мазанко, М. Н. Чурилов, В. К. Чмыхало, В.А. Чистяков Повреждение ДНК и генерация активных форм кислорода лекарствами на основе платины: развитие резистентности к антибиотикам у бактерий при противораковой терапии //Молекулярная биология, 2018– в печати

11. Ю. В. Денисенко, А. Б. Брень, В.А. Чистяков Наличие в популяции старых особей ускоряет и оптимизирует процесс отбора: эксперименты in silico// Биохимия (2018 г.) – том 83, вып. 2, с. 257 – 266 - в печати

12. Evgeniya Prazdnova, Maria Mazanko, Anzhelica

Bren, Vladimir Chistyakov. Biosensors as a tool for searching for inhibitors of bacterial

mutagenesis// Biosensors. Special Issue "Micro and Nanoscale Biosensors" 

2018

 
 
Патенты (2017 г.):
1. Чистяков В.А., Празднова Е.В., Мазанко М.С., Белик Т.В., Чмыхало В.К., Брень А.Б. Способ определения токсичности химических веществ, генерирующих активные формы кислорода. Патент на изобретение N 2614267, дата госрегистрации 24.03.2017. Заявка N2016100246 от 12.01.2016.
2. Чистяков В.А., Празднова Е.В., Чмыхало В.К., Брень А.Б., Белик Т.В., Мазанко М.С. Способ определения генотоксичности химических веществ. Патент на изобретение N 2614122, дата госрегистрации 22.03.2017. Заявка N 2016100247 от 22.01.2016.
3. Мазанко Мария Сергеевна, Покудина Инна Олеговна, Денисенко Юрий Викторович, Рогачева Анастасия Владимировна, Празднова Евгения Валерьевна, Чурилов Михаил Николаевич, Чистяков Владимир Анатольевич. База данных встречаемости различных типов генов устойчивости к пенициллинам и цефалоспоринам в клинических изолятах E.coli и Klebsiella sp., выделенных от амбулаторных пациентов г. Ростова-на-Дону/ Номер свидетельства – 2017621455 от 11.12.2017. 
 
03.05.2018