Новосибирский государственный университет
Лаборатория оптики и динамики биологических систем
Текущие направления деятельности
1. Изучение активации тромбоцитов в ответ на различные стимулы является важной областью исследований в гемостазе и сосудистой биологии. Мы разрабатываем и применяем фотолабильные соединения ("caged" compounds) для изучения динамики клеточных реакций. Один из примеров - исследование активации тромбоцитов. Для детального исследования этого процесса в лабораторных условиях необходимо запускать его с высокой точностью по времени и пространству. Нами разработана технология запуска активации тромбоцитов оптическим импульсом с использованием фотолабильных агонистов активации. Другой пример - улучшение свойств препаратов для лечения коронавирусной инфекции с помощью фотолабильных групп, которые облегчают проникновение препаратов в клетку. Мы применяем математическое моделирование для глубокого понимания биологических процессов, от механики цитоскелета до рассеяния света клетками, а также разрабатываем фотоактивируемые доноры оксида азота. Это направление связано с возможными применениями в медицине, например, для терапии осложнений сахарного диабета. Однако, так как оксид азота является распространённым посредником в биологии, наши разработки могут применяться во многих областях научных исследований.2. В лаборатории было разработано несколько модификаций прибора, способного отслеживать динамику изменений различных систем (включая клеточные системы) на основе изменения светорассеяния (Litunenko, 2023). Прибор был протестирован на наборе клеточных моделей, включая клетки E.coli, HEK293 и NALM, предварительные результаты были представлены на конференциях BGRS/SB-2024 (Новосибирск, Россия), ALT'24 (Владивосток, Россия), на проекте «НАША ЛАБА» (2024 год, Москва, Россия).
Партнёры:
Лаборатория цитометрии и биокинетики ИХКГ СО РАН
Лаборатория биомедицинских применений квантовых материалов, устройств и систем
Физический факультет НГУ
Факультет естественных наук НГУ
Институт технологий фотоники Астона, Великобритания
Новосибирский институт органической химии им. Н.Н. Ворожцова СО РАН
- Mikhail A. Panfilov, Ezhena S. Starodubtseva, Tatyana Yu. Karogodina, Alexey Yu. Vorob’ev and Alexander E. Moskalensky, Reducing the Formation of Toxic Byproducts During the Photochemical Release of Epinephrine, Journal of Xenobiotics, 15(1), 8 (2024) https://doi.org/10.3390/jox15010008
- Natalia A. Virts, Tatyana Yu. Karogodina, Mikhail A. Panfilov, Alexey Yu. Vorob'ev, Alexander E. Moskalensky, Prototype of Implant for Nitric Oxide Release Controlled by Infrared Radiation in Therapeutic Window, Photochemical and Photobiological Sciences, e202400455 (2024) https://doi.org/10.1002/jbio.202400455
- Ezhena S Starodubtseva, Tatyana Yu Karogodina, Mikhail A Panfilov, Dmitriy G Sheven, Olga Yu Selyutina, Alexey Yu Vorob'ev, Alexander E Moskalensky, Adrenochrome formation during photochemical decomposition of "caged" epinephrine derivatives, Photochemical and Photobiological Sciences, 23(12):2265-2268 (2024) https://doi.org/10.1007/s43630-024-00665-9
- Starodubtseva ES, Karogodina TY, Moskalensky AE. Platelet activation near point-like source of agonist: Experimental insights and computational model. PLoS One. 2024 Oct 3;19(10):e0308679. doi: 10.1371/journal.pone.0308679. PMID: 39361659; PMCID: PMC11449293.
- Natalia A. Virts, Tatyana Yu. Karogodina, Mikhail A. Panfilov, Alexey Yu. Vorob’ev, Alexander E. Moskalensky, Nitric Oxide Photorelease from Silicone Films Doped with N-Nitroso BODIPY, Journal of Functional Biomaterials, 15(4), 92 (2024) https://doi.org/10.3390/jfb15040092
- Mikhail A. Panfilov, Tatyana Yu. Karogodina, Anastasiya A. Sibiryakova, Irina S. Tretyakova, Alexey Yu. Vorob'ev, Alexander E. Moskalensky, Meso-Aminomethyl-BODIPY as a Scaffold for Nitric Oxide Photo-Releasers, ChemistrySelect, 8, e202302681 (2023) https://doi.org/10.1002/slct.202302681
- Darya N. Litunenko, Alexander E. Moskalensky, Wireless monitoring of cell cultures based on light scattering: A novel optical scheme and portable prototype, Journal of Biophotonics, e202300234 (2023) https://doi.org/10.1002/jbio.202300234
- Zhermolenko E.O., Karogodina T.Yu., Vorobev A.Yu., Panfilov M.A., Moskalensky A.E., Photocontrolled release of nitric oxide for precise management of NO concentration in a solution, Materials Today Chemistry, 29, 101445 (2023). https://doi.org/10.1016/j.mtchem.2023.101445
- Darya N. Litunenko, Tatyana Yu. Karogodina, Alexey Yu. Vorob’ev, Alexander E. Moskalensky. Novel UV-Releaser of Arachidonic Acid Based on Nitrophenyl-type Photoremovable Protecting Group, Journal of Biomedical Photonics & Engineering 8, 3, #3498 (2022). https://doi.org/10.18287/JBPE22.08.030305
- Mikhail A.Panfilov, Tatyana Yu.Karogodina, YaoSongyin, Oleg Yu.Karmatskih, Alexey Yu.Vorob'ev, Irina S.Tretyakova, Evgeni M.Glebov, Alexander E.Moskalensky, Photophysical properties of BODIPYs with sterically-hindered nitrophenyls in meso-position, Journal of Luminescence 246, 118837 (2022). https://doi.org/10.1016/j.jlumin.2022.118837
- Zobnina, A., Moskalensky, A., Vorob’ev, A. , 8-[4-(2-Hydroxypropane-2-yl)Phenyl]-1,3,4,4,5,7-Hexamethyl-4-Boron-3a,4a-Diaza-S-Indacene, Molbank M1286 (2021). https://doi.org/10.3390/M1286
- Mikhail Panfilov, Darya Chernova, Irina Khalfina, Alexander Moskalensky, Aleksey Vorob’ev, Design and Synthesis of New Acridone-Based Nitric Oxide Fluorescent Probe, Molecules 26(14), 4340 (2021). https://doi.org/10.3390/molecules26144340
- Alexander E Moskalensky, Tatyana Yu Karogodina, Alexey Yu Vorobev, Sergei G Sokolovski, Singlet oxygen luminescence detector based on low-cost InGaAs avalanche photodiode, HardwareX (2021). https://doi.org/10.1016/j.ohx.2021.e00224
- Dranova, T.Y., Vorobev, A.Y., Pisarev, E.V., Moskalensky, A.E., Diaminorhodamine and Light-Activatable NO Donors: Photorelease Quantification and Potential Pitfalls, Journal of Fluorescence (2021). https://doi.org/10.1007/s10895-020-02643-7
- Darya V. Spiryova, Alexei Yu. Vorobev, Vadim V. Klimontov, Elena A. Koroleva, and Alexander E. Moskalensky, Optical uncaging of ADP reveals the early calcium dynamics in single, freely moving platelets, Biomedical Optics Express 11:6, pp. 3319-3330 (2020). https://doi.org/10.1364/BOE.392745
- Vorobev A. Yu and Moskalensky A.E., Long-wavelength photoremovable protecting groups: On the way to in vivo application, Computational and Structural Biotechnology Journal 18: 27-34 (2020). https://doi.org/10.1016/j.csbj.2019.11.007
- Vorob'ev A. Yu, Dranova T. Yu and Moskalensky A.E., Photolysis of dimethoxynitrobenzyl-“caged” acids yields fluorescent products, Scientific Reports 9(1):13421 (2019). https://doi.org/10.1038/s41598-019-49845-z
- A.E. Moskalensky, A.L. Litvinenko, The platelet shape change: biophysical basis and physiological consequences, Platelets. 30:5, pp. 543-548. https://doi.org/10.1080/09537104.2018.1514109
- A.E. Moskalensky, M.A. Yurkin, A.R. Mulyukov, A.L. Litvinenko, V.M. Nekrasov, A.V. Chernyshev, V.P. Maltsev, Method for the simulation of blood platelet shape and its evolution during activation, PLoS Computational Biology. 14(3):e1005899. https://doi.org/10.1371/journal.pcbi.1005899

К.ф.-м.н. Москаленский Александр Ефимович
Специалист в области биофотоники, кандидат наук по специальности «Биофизика». С 2016 года возглавляет лабораторию оптики и динамики биологических систем Новосибирского государственного университета (НГУ). Выполнил несколько работ в области фотоиндуцированной активации тромбоцитов, руководил проектами РНФ в этой области. Также имеет опыт разработки оптических приборов для применения в биотехнологиях и биомедицинских исследованиях. Участвовал в международных программах академической мобильности Marie Curie International Research Staff Exchange Scheme, Erasmus + International Credit Mobility, в международных конференциях в Европе, США, Китае и др. Является/являлся научным руководителем нескольких студентов и аспирантов Физического Факультета НГУ.

Науменко Мария Борисовна
Младший научный сотрудник, выпускник специалитета Факультета естественных еаук Новосибирского государственного университета (НГУ) 2019 г., работала в области биомедицины в университете Берна и в госпитале Inselspital Bern, Швейцария). Проводила исследовательские работы, объединяющие иммунологию и масс-спектрометрию в ETH Zurich. Проходила стажировку в рамках исследования ракового метаболизма методами масс-спектрометрии в EMBL Heidelberg (Германия). Имеет опыт работы с широким набором клеточных культур, включая бактериальные, раковые и иммунные клетки. При выполнении дипломной работы специалиста (ФЕН НГУ) проводила характеристику новой ДНК-гликозилазы (ИХБФМ СО РАН). Участвовала в международных научных конференциях, таких как SCS Fall Meeting 2020 (Швейцария), Immuno-UK 2021 (Лондон, Великобритания), ASMS 2019 (Атланта, Джорджия, США), BGRS/SB-2024 (Новосибирск, Россия), ALT’24 (Владивосток, Россия). В 2024 году была участником проекта «НАША ЛАБА», Москва, Россия, где принимала участие в презентации оптического прибора (нефелометра), разработанного в лаборатории оптики и динамики биологических систем НГУ. Является обладателем премии швейцарского масс-спектрометрического сообщества (2022, SGMS, ETH Zurich). Участвовала в проекте helpfulETH, направленный на эффективное решение проблем, вызванных пандемией COVID-19.

Стародубцева Эжена Сергеевна
Студент Физического факультета Новосибирского государственного университета (НГУ), выполняет в лаборатории магистерскую дипломную работу "Исследование активации тромбоцитов под действием комбинированного стимула" под руководством Москаленского А.Е. Участник проектов лаборатории Москаленского А.Е. РНФ 18-15-00049 (успешно завершён в 2022 г.), РНФ 23-75-10049. Является первым автором статьи “Platelet activation near point-like source of agonist: Experimental insights and computational model”, активно участвует в международных конференциях (например, Стародубцева Э. С. выступала на конференции ALT’24 вл Владивостоке с докладом Laser-induced agonist release for blood platelets activation control, Ezhena Starodubtseva).

Шершнёв Данил Витальевич
Студент Физического факультета НГУ, выполняет в лаборатории дипломную работу, посвящённую фотоиндуцированному выделению оксида азота NO. Входит в коллектив проекта РНФ 23-75-10049 по исследованию активации тромбоцитов комбинированным стимулом