Работа лаборатории ведется в трех основных областях. Во-первых, это анализ геномов организмов, наборов РНК, белков и метаболитов отдельных клеток и определение того, как изменения в них влияют на клетку и организм. Во-вторых, это исследование механизмов естественных процессов, протекающих в клетке на уровне ДНК, РНК и белков. В-третьих, это методы, позволяющие на основе информации о естественных механизмах и структуре геномов изменять эти геномы в нужном направлении. На сегодняшний день геномные технологии критическим образом зависят от достижений в этих областях исследований.
Современные биомедицинские технологии все более и более опираются на возможность направленного изменения свойств генома человека и других живых организмов. На замену методам генной инженерии, которые позволяли манипулировать отдельными генами, приходят геномные технологии, которые объединяют подходы, развиваемые в рамках генной, белковой и метаболической инженерии, системной и синтетической биологии с целью направленного изменения свойств наследственного материала отдельных клеток или даже целых организмов.
Результаты работы лаборатории направлены на решение проблем диагностики и медикаментозного лечения амиотрофического бокового склероза и различных типов онкологических заболеваний:
- в ходе работ созданы модификации донорных олигонуклеотидов, эффективность встраивания в ДНК которых примерно вдвое больше, чем у обычно используемых. С помощью таких доноров создаются клеточные линии, моделирующие смертельную неврологическую болезнь – амиотрофический боковой склероз. В дальнейшем с помощью таких клеток будут испытываться потенциальные лекарства от этого недуга;
- детально исследован механизм узнавания поврежденных звеньев ДНК для нескольких ферментов репарации человека и бактерий. Оказалось, что ферменты скользят вдоль по ДНК, поверхностно «осматривая» каждое звено, а подозрительные звенья выворачивают из ДНК и проверяют более детально. Знание механизмов работы ферментов репарации поможет разработке новых противоопухолевых средств и антибиотиков, поскольку борьба с раковыми клетками и бактериями часто основана на повреждении их ДНК;
- разработан ряд тест-систем для определения связи вариантов различных генов человека с раком молочной железы, злокачественными лимфомами и мужским бесплодием. Изучены мутации, возникающие в клетках при раке щитовидной железы, легкого, молочной железы, колоректальном раке, остеосаркоме. Полученные данные будут использованы для выбора мишеней для широкого круга препаратов, уже применяющихся в онкологической практике, но не имеющих четкого обоснования эффективности их применения. Разработаны тест-системы для помощи в назначении препаратов при лечении рака легкого и метастатического колоректального рака;
- исследованы вариации в геномах патогенных микроорганизмов, в частности, Mycobacterium tuberculosis, циркулирующих на территории Сибирского федерального округа и имеющих широкую лекарственную устойчивость, что необходимо для решения актуальных задач фтизиатрии – нахождения новых диагностических маркеров для быстрой диагностики лекарственной устойчивости и поиска новых терапевтических мишеней.
Партнеры лаборатории:
НИИ патологии кровообращения им. Е. Н. Мешалкина Минздрава РФ
Stony Brook University (США)
Institut Gustave-Roussy (Франция)
Национальный центр биотехнологии Республики Казахстан
Кафедра молекулярной биологии Факультета естественных наук НГУ
Институт химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН
