| 1. | Наименование проекта | Биолюминесцентные сигнальные системы для токсикологических и оптогенетических исследований |
|---|---|---|
| 2. | Регистрационный номер ЦИТИС: | 122083100093-3 |
| 3. | Исполнитель | Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет) |
| 4. | Ведомственная принадлежность | Минобрнауки России - образование |
| 5. | Заказчик | РНФ |
| 6. | Вид финансирования | грант |
| 7. | Вид НИОКТР | Прикладная НИР |
| 8. | Приоритетное направление (основное) | Науки о жизни |
| 9. | Приоритетное направление (дополнительное) | Нет данных |
| 10. | Критическая технология (основная) | Биокаталитические, биосинтетические и биосенсорные технологии |
| 11. | Критическая технология (дополнительная) | Нет данных |
| 12. | Приоритет Стратегии НТР России | Переход к персонализированной, предиктивной и профилактической медицине, высокотехнологичному здравоохранению и технологиям здоровьесбережения, в том числе за счет рационального применения лекарственных препаратов (прежде всего антибактериальных) и использования генетических данных и технологий |
| 13. | Общее тематическое направление | Перспективные виды материалов, специальной техники и техники особого назначения |
| 14. | Приоритетное арктическое направление (основное) | Арктическая медицина |
| 15. | Приоритетное арктическое направление (дополнительное) | |
| 16. | Аннотация | Для исследования препаратов специфичных к грамположительным и грамотрицательным бактериям, анализа воздействия на клетку антиоксидантных препаратов, основанных на производных пластохинона, исследования in vivo процессов, влияющих на пул NADH в митохондриях стареющих клеток и создания белковых комплексов, регулирующих потенциал на мембране, будут развиваться биолюминесцентные сигнальные системы с использованием lux- генов. В данной работе планируется разработать принципиально новые биосенсоры с использованием бактериальных люцифераз как в качестве репортерных белков при исследовании регуляции генов, так и в качестве источника энергии для оптогенетических конструкций. В последние годы различные люминесцентные белки нашли широкое применение в качестве репотерных систем в биологических исследованиях, с помощью люминесцентных сигнальных систем проводятся исследования в молекулярной генетике, биотехнологии и медицинских исследованиях, как для изучения регуляции генов, так и для исследования различных веществ и сложных смесей с помощью lux-биосенсоров. Для исследования препаратов специфичных к грамположительным и грамотрицательным бактериям будут сконструированы новые биосенсоры на основе грамположительных бактерий Bacillus subtilis и расширена линейка lux-биосенсоров на основе Escherichia coli. Будут разработаны принципиально новые сигнальные системы с использованием бактериальных люцифераз для исследования in vivo процессов влияющих на пул NADH в митохондриях. Будет исследована возможность применения бактериальных lux-генов для создания биоинженерных систем на основе биолюминесцентного резонансного переноса энергии. Такие конструкции с переносом энергии непосредственно с люциферазы на фотоактивируемую протонную помпу позволят регулировать потенциал на мембране, работая как мягкий разобщитель или, наоборот, перенося протоны против градиента. Регулировать подобные системы можно концентрацией n-деканаля, восстановленного ФМН и содержанием кислорода. Предполагается, что подобные комплексы могут работать как альтернативная дыхательная система, не использующая хиноны, как переносчики электрона. Параллельно с конструированием люминесцентных систем на основе известных генов бактериальных люцифераз будут проведены работы по получению более эффективных репортерных белков, обладающих повышенной скоростью оборота и термостабильностью. Для этих целей будет проведён поиск генов, кодирующих люциферазы с высокой скоростью оборота среди психрофильной микрофлоры морей Арктического региона. С этой же целью планируется кристаллизация и рентгеноструктурный анализ генов lux-оперона наиболее термостабильной из известных люцифераз Photorhabdus luminescens. Полученные результаты структурных и поисковых работ планируется использовать для конструирования нового высокоэффективного репортерного гена. |
| 17. | Начало проекта | 13.05.2022 |
| 18. | Завершение проекта | 31.12.2024 |