Название проекта: Молекулярная, экологическая и прикладная микробиология
Цели и задачи
Направления исследований:- Поиск новых и оптимизация существующих антибиотиков и биоактивных компонентов на основе пептидов, функциональный анализ адаптивных бактериальных защитных систем
- Поиск новых CRISPR-Cas систем для разработки новых технологий генной инженерии, анализ влияния стохастических эффектов на работу систем рестрикции-модификации и систем токсин-антитоксин, обуславливающих бактериальную персистенцию
- Описание новых транскрипционных ферментов бактериофагов
Цель проекта: Создание современной лаборатории молекулярной, экологической и прикладной микробиологии в Санкт-Петербургском политехническом университете Петра Великого
Научные результаты
- Впервые охарактеризованы уникальные РНК-полимеразы гигантских бактериофагов. Для одной из них получена модель трехмерной структуры и является на сегодняшний день первой моделью неканонического фермента транскрипции.
- С помощью метода акустической силовой спектроскопии получены данные на одномолекулярном уровне об ингибировании бактериальной РНК-полимеразы новыми лассо-пептидами.
- Проведена полная биохимическая и структурная характеристика нового антимикробного тиазол-оксазол модифицированного микроцина (ТОММ), клебсазолицина, который ингибирует рост бактерий, блокируя трансляцию. С использованием биохимических, генетических и рентгеноструктурных методов было установлено, что клебсазолицин ингибирует элонгацию растущей пептидной цепи, закупоривая рибосомный туннель.
- Разработаны уникальные алгоритмы анализа изображений, полученных с помощью флуоресцентной микроскопии, что позволило получить высококачественные данные по вариации от клетки к клетке компонентов защитных систем бактерий (систем рестрикции-модификации и CRISPR-CAS систем) и выяснить, как эти вариации влияют на судьбу отдельных клеток.
Организационные и инфраструктурные преобразования:- Приобретено дорогостоящее оборудование (масс-спектрометр AB Sciex 5800 MALDI TOF-TOF, комплекс оборудования для одномолекулярных исследований на базе спектрометра с поверхностно-акустической волной).
- Оснащены 2 лабораторные комнаты для проведения молекулярных микробиологических исследований, что дало Санкт-Петербургскому политехническому университету Петра Великого новые возможности по проведению биологических исследований.
Образование и переподготовка кадров
- Защиты: 2 PhD-диссертации в Сколковском институте науки и технологий, 6 кандидатских диссертаций, 15 дипломных работ.
- В работе Лаборатории принимают участие: 9 аспирантов, более 20 студентов Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого, 3 студента Санкт-Петербургского государственного университета, 10 студентов и аспирантов Сколковского института науки и технологий.
- Организованы стажировки в ведущих российских и международных научно-образовательных центрах по направлению научного исследования для 20 молодых ученых и аспирантов Лаборатории.
- Организована открытая лекция Нобелевского лауреата, профессора Синъя Яманака «Последние достижения в исследованиях и применениях индуцированных плюрипотентных стволовых клеток».
- Организованы 4 семинара с приглашением зарубежных ученых.
- Созданы новые учебные курсы: дисциплина «Одномолекулярные методы в биологических исследованиях» для аспирантов Лаборатории молекулярной микробиологии, образовательный лабораторный курс «Основы молекулярной биологии» для студентов кафедры «Биофизика» Санкт-Петербургского политехнического университета.
- Проведены курсы практических занятий по методам молекулярной экологической и прикладной микробиологии для 12 молодых сотрудников и аспирантов из сторонних организаций.
- Проведены экскурсии для школьников в Лаборатории.
- Организована научная школа Satellite Young Scientists School on Genomics and Metagenomics of Extremophiles, в которой приняли участие ведущие мировые ученые-биологи – Константин Северинов, Михаил Гельфанд, Дэннис Бамфорд, Майкл Тэрнс и Армен Мулкиджанян.
Сотрудничество
- Сколковский институт науки и технологий (Россия): реализация совместного проекта «Транспортируемые аденоассоциированными вирусами нуклеазы для нового поколения препаратов генной терапии наследственных заболеваний» при участии индустриального партнера ЗАО «БИОКАД» и при финансовой поддержке Министерства образования и науки РФ
- Ратгерский университет (США), Массачусетский технологический институт (США), Техасский университет (США), Институт Пастера (Франция): совместные исследования, научные стажировки молодых ученых