ИНСТИТУТ БИОФИЗИКИ КЛЕТКИ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК (ИБК РАН)

О подразделении

• Механизмы адаптации клеточного шаперома в клетках с нокаутом генов, кодирующих белки теплового шока Hsp90α и Hsp90β.
  Белок теплового шока 90 (Hsp90) является консервативным молекулярным шапероном, участвующим в фолдинге, стабилизации и регуляции активности клеточных белков. Шапероны, ко-шапероны, адаптерные белки и ферменты, участвующие в фолдинге, интегрируется в клетках образуя молекулярный механизм сворачивания, называемый шаперомом, являющийся важнейшим компонентом сети клеточного протеостаза. Клеточный шапером включает в себя более 350 белков и Hsp90 является ключевым компонентом шаперома. В клетках млекопитающих существуют две изоформы Hsp90, стресс-индуцибельная изоформа Hsp90α и конститутивная изоформа Hsp90β. В стрессовых условиях, в том числе при нарушении функций отдельных компонентов шаперома, клеточный шапером начинает адаптироваться к таким изменениям. Механизмы адаптации клеточного шаперома к стрессовым условиям практически не изучены. Целью работы является изучение механизмов адаптации шаперома клеток фибросаркомы человека НТ1080 при нокауте генов, кодирующих Hsp90α и Hsp90β. Изучение адаптации клеточного шаперома к инактивации отдельных изоформ Hsp90, позволит понять критическую роль Hsp90α и Hsp90β во множестве биологических процессов и оценить перспективность Hsp90α и Hsp90β изоформ в качестве мишеней для создания противоопухолевых препаратов.
• Механизмы секреции белков теплового шока 90 (Hsp90).
  Внутриклеточный белок теплового шока Hsp90 является молекулярным шапероном, участвующим в фолдинге, стабилизации и регуляции активности клеточных белков. Кроме этого, часть Hsp90 секретируется клетками во внеклеточное пространство, где Hsp90α изоформа играет важную роль в обеспечении процессов миграции и инвазии опухолевых клеток. В этой связи, экстраклеточный Hsp90α является перспективной молекулярной мишенью для создания противоопухолевых препаратов антиметастатического действия. Считается, что Hsp90 секретируется клетками с помощью экзосомального пути секреции. Экзосомы стимулируют клеточную миграцию и инвазию; при этом стимулирующий эффект экзосом ингибируется Hsp90-специфическими антителами. Это свидетельствует о локализации Hsp90α снаружи экзосом, что противоречит классическим представлениям о генезисе экзосом. Целью работы является изучение механизмов секреции Hsp90 клетками фибросаркомы человека НТ1080 и роли экзосом в этом процессе.
• Роль альфа и бета изоформ Hsp90 в обеспечении устойчивости клеток к цитотостатикам и ингибиторам Hsp90.
  Белок теплового шока 90 (Hsp90) является клеточным шапероном, участвующим в фолдинге, стабилизации и регуляции активности клеточных белков. Среди белков-клиентов Hsp90 найдено множество онкобелков, экспрессия которых напрямую связанна с пролиферацией и иммортализацией раковых клеток. Hsp90 способствует конформационному созреванию онкобелков и препятствует их деградации. Эти свойства делают Hsp90 перспективной мишенью для разработки новых противоопухолевых препаратов – ингибиторов Hsp90. В клетках млекопитающих существуют две изоформы Hsp90, стресс-индуцибельная изоформа Hsp90α и конститутивная изоформа Hsp90β. Роль отдельных изоформ Hsp90 в обеспечении устойчивости клеток к ингибиторам Hsp90 и цитотоксическим противоопухолевым соединениям клеток не известна. Целью работы является исследование устойчивости к ингибиторам Hsp90 и цитотоксическим противоопухолевым соединениям клеток с нокаутированными генами, кодирующими Hsp90α и Hsp90β. Исследования могут позволить не только определить критическую роль Hsp90α и Hsp90β в обеспечении резистентности клеток к ингибиторам Hsp90 и цитостатикам, но и оценить перспективность Hsp90α- и Hsp90β-специфических ингибиторов в противоопухолевой терапии, включая комбинированную противоопухолевую терапию (ингибиторы Hsp90α и Hsp90β и цитотоксические агенты).
• Исследование молекулярных механизмов апоптоза и других видов программируемой гибели клеток человека и животных при действии различных факторов в норме и при патологии.
  Апоптоз и другие виды программируемой гибели клеток играют ключевую роль во множестве клеточных процессов, которые помогают регулировать рост и функционирование тканей организма человека и животных (в том числе эмбриогенез, клеточный цикл, иммунный ответ и другие биологические процессы). Нарушения механизмов регуляции программируемой гибели клеток являются важным фактором патогенеза различных заболеваний, в том числе нейродегенеративных, онкологических, сердечно-сосудистых, воспалительных и других. Возможность направленного регулирования программируемой гибели клеток в настоящее время рассматривается в качестве перспективного подхода для профилактики и лечения различных заболеваний человека.
• Изучение молекулярных механизмов действия экзогенного белка теплового шока Hsp70 на клетки млекопитающих при действии различных патогенных факторов.
  Основной белок теплового шока Hsp70 играет важную роль в механизмах устойчивости организма млекопитающих к различным видам стресса. Этот белок отвечает за фолдинг белков, синтезируемых в клетке, рефолдинг частично денатурированных белков при различных стрессах, в том числе при тепловом шоке. Ранее установлено, что внеклеточный Hsp70 защищает клетки от действия различных патогеных факторов (липополисахаридов, бета-амилоидных пептидов, пероксида водорода и др.). Поэтому изучение механизмов защиты разных типов клеток белком БТШ70 необходимо как для понимания функционирования иммунной системы в целом, так и для разработки новых, более эффективных и безопасных методов лечения при различных заболеваниях, обусловленных действием патогенных факторов.
• Изучение биологической активности паракринных факторов стволовых клеток и влияния их на различные физиологические и патологические процессы в организме животных.
  Предполагается изучение влияние компонентов кондиционированной среды стволовых клеток на процесс патологических процессов у животных на различных моделях (острая почечная, печеночная недостаточность, химические, термические и радиационные ожоги, смертельные дозы облучения).

• разработка иммуноферментных тест-систем для определения антител, белков и низкомолекулярных соединений;
• разработка иммунохроматографических тест-систем для определения антител, белков и низкомолекулярных соединений;
• получение моноклональных и поликлональных антител к различным антигенам;
• конъюгирование различных лигандов, в том числе пептидов, с белками;
• получение аффинных сорбентов, очистка белков, очистка (в том числе иммуноаффинная очистка) антител;
• иммуноблоттинг, иммунофлуоресцинция, проточная цитометрия (в том числе анализ апоптоза и клеточного цикла, регистрация мембранного потенциала, внутриклеточного Са(2+), экспрессии клеточных и внутриклеточных рецепторов и сигнальных молекул, продукции активных форм кислорода и др.);
• световая, флуоресцентная, конфокальная микроскопия; методы флуориметрии и хемилюминесценции;
• культивирование перевиваемых и первичных клеточных культур человека и животных;
• выделение стволовых клеток костного мозга и культивирование стволовых клеток;
• выделение кондиционированной среды, полученной при культивировании стволовых клеток, идентификация компонентов кондиционированной среды с использованием масс-спектрометрии, жидкостной и газовой хроматографии, электрофореза белков;
• получение генетически-нокаутированных клеточных линий с использованием Crispr/Cas9 технологии;
• определение токсичности различных соединений in vitro на нормальных и опухолевых клетках;
• оценка миграции и инвазии клеток in vitro;
• очистка и характеристика экзосом, секретируемых опухолевыми клетками;
• оценка противоопухолевой активности препаратов на мышиных опухолевых моделях;
• оценка метастазирования на мышиных опухолевых моделях (меланома В16, карцинома Льюиса и т.д.).
• экспериментальные модели острого и хронического кератита, нейросенсорной тугоухости, острой и хронической почечной и печеночной недостаточности на животных;
• контроль за развитием патологического процесса и стадии лечения у экспериментальных животных молекулярно-биологическими и морфологическими (гистология, гистохимия и т.д) методами.

Публикации.

Сотрудники.