Медико-генетический научный центр имени академика Н.П. Бочкова
115522, Москва,
ул. Москворечье, д. 1
Запись на приём
+7 (495) 111-03-03
Пн-Пт: с 9:00 до 17:00
Eng Готовность анализов

Заведующая лабораторией

Костюк Светлана Викторовна
Тел:
+7 (499) 612-81-93
Email:
svet-vk@yandex.ru
Подробнее

Научный персонал

  • Проскурнина Елена Васильевна
    Главный научный сотрудник
  • Вейко Наталья Николаевна
    Главный научный сотрудник
  • Малиновская Елена Михайловна
    Ведущий научный сотрудник
  • Конькова Марина Сергеевна
    Ведущий научный сотрудник
  • Шмарина Галина Васильевна
    Ведущий научный сотрудник
  • Ершова Елизавета Сергеевна
    Ведущий научный сотрудник
  • Мартынов Андрей Владимирович
    Старший научный сотрудник
  • Пороховник Лев Николаевич
    Научный сотрудник
  • Пухальская Дарья Александровна
    Научный сотрудник
  • Савинова Екатерина Алексеевна
    Научный сотрудник
  • Долгих Ольга Адольфовна
    Научный сотрудник
  • Кальянов Андрей Александрович
    Научный сотрудник
  • Филёв Антон Дмитриевич
    Научный сотрудник
  • Каменева Лариса Владимировна
    Научный сотрудник
  • Чудакова Юлия Михайловна
    Научный сотрудник
  • Вейко Роман Владимирович
    Младший научный сотрудник
  • Кожина Екатерина Анатольевна
    Младший научный сотрудник
  • Абрамова Маргарита Сергеевна
    Лаборант-исследователь
  • Артюшин Андрей Викторович
    Лаборант-исследователь
  • Полеткина Анастасия Андреевна
    Научный сотрудник

О лаборатории

Исследования ведутся по темам НИР:

I. «Молекулярные механизмы действия фрагментов внеклеточной ДНК человека на функционирование различных клеток организма».

В настоящее время в лаборатории изучаются свойства внеклеточной ДНК в норме, при различных заболеваниях (аутоиммунных, воспалительных, нейродегенеративных, психиатрических), при критических состояниях, при стрессе и при беременности. Показано, что при патологии значительно изменяются такие свойства внеклеточной ДНК, как концентрация в плазме крови, размеры фрагментов, содержание GC-богатых последовательностей, уровень окислительной модификации оснований.

Исследуется также биологическая активность внеклеточной ДНК. Моделирование in vitro процессов, происходящих при действии внеклеточной ДНК, позволяет исследовать изменение активности генов при патологии и выявить клеточные сигнальные пути, задействованные в развитии патологии. Показано, что в результате воздействия внеклеточной ДНК изменяется профиль экспрессии генов сигнальных путей, отвечающих за репарацию ДНК, адаптивный ответ и антиоксидантную активность в клетках.

Сотрудниками лаборатории был обнаружен молекулярный механизм, посредством которого клеточная популяция (или организм) отвечает на окислительный стресс. Основным «игроком» в изучаемом сигнальном каскаде является окисленная и/или CpG-обогащенная внеклеточная ДНК. Внеклеточная ДНК обладает способностью проникать в структуры клетки, сближенные с ядерной мембраной, и вызывать увеличение синтеза активных форм кислорода (АФК) в митохондриях. «Взрыв» синтеза АФК вблизи ядра вызывает окисление и образование разрывов ДНК ядер, а также развитие в клеточной популяции адаптивного ответа, направленного на выживание клеток, в том числе, и клеток с поврежденной ДНК. Этот процесс может приводить к перестройкам генома и к возникновению новых генетических вариантов. В настоящее время продолжаются исследования молекулярного механизма взаимодействия внеклеточной ДНК с клетками разного типа, проводится поиск рецепторов, через которые внеклеточная ДНК действует на клетки.

II. «Исследование влияния наноматериалов на функциональную активность генома клеток человека».

Коллектив лаборатории проводит исследование влияния новых водорастворимых производных фуллерена [C60] и/или [C70] на функциональную активность генома клеток человека. Впервые описан механизм антиоксидантной активности фуллеренов: показано, что фуллерены, которые активно ингибируют активные формы кислорода, тем не менее, индуцируют в клетках человека окислительный стресс. Показано, что фуллерены могут изменять направление дифференцировки стволовых клеток.

В лаборатории молекулярной биологии в настоящее время проводятся исследования, поддержанные грантами РФФИ:

1. «Внеклеточная ДНК как сигнальная молекула при действии малых доз радиации. Исследование молекулярного механизма действия малых доз радиации на стволовые клетки человека - адаптивный ответ или повреждение ДНК ядер клеток?» (16-04-01099)

Проект направлен на исследование молекулярных механизмов действия малых доз радиации на стволовые клетки человека. При выполнении проекта планируется обосновать гипотезу о действии малых доз радиации через внеклеточный медиатор передачи сигнала между клетками – фрагменты ГЦ-обогащенной окисленной внеклеточной ДНК.

2. «Исследование роли внеклеточной ДНК и нарушений транскриптома сигнальных путей в патогенезе шизофрении» (17-29-06017)

Проект направлен на исследование свойств циркулирующей вкДНК больных шизофренией и на выяснение роли циркулирующей внеклеточной ДНК в изменении профиля транскрипционной активности генома клеток больных шизофренией.

3. «Нарушения транскриптома сигнальных каскадов при аутизме. Исследование роли внеклеточной ДНК в патогенезе аутизма» (17-04-01587)

Проект направлен на выявление клеточных сигнальных каскадов, задействованных в развитии аутизма. При выполнении проекта планируется исследовать роль внеклеточной ДНК в прогрессии аутизма, выявить потенциальные гены-мишени сигнальных путей, задействованные в ответе клеток больных аутизмом на окислительный стресс, инициированный фрагментами вкДНК.

4. «Анализ роли митохондрий в регуляции процесса апоптоза при действии ионизирующего излучения в малых и средних дозах» (18-34-00878)

Проект направлен на анализ роли митохондрий в регуляции процесса апоптоза при действии ионизирующего излучения в малых и средних дозах и исследование молекулярных механизмов, приводящих к развитию адаптивного ответа.

В 2018 году сотрудниками лаборатории молекулярной биологии получен грант РНФ «Роль рибосомных генов в этиологии и патогенезе шизофрении. Прогностическое значение свойств комплекса рибосомных генов больного в ответе на терапию шизофрении» (18-15-00437)

При выполнении проекта будет исследована структурно-функциональная организация рибосомных генов (рДНК) больных шизофренией в сравнении с рибосомными генами психически здоровых людей: определены вариабельность общего количества копий рДНК в геномах, уровни метилирования различных участков рДНК, повреждения рДНК, экспрессии генов рРНК (количество рРНК). Свойства комплекса рибосомных генов будут сопоставлены с клиническими формами шизофрении, с эффективностью ответа организма больного на терапию. Для характеристики общих свойств генома клеток больных шизофренией будет исследована вариабельность трех повторов – митохондриальной ДНК (маркер количества митохондрий), теломерного повтора (маркер уровня окислительного стресса и старения) и сателлита III(1q12) (оценка нестабильности генома). На первичных клетках и на культурах клеток больных и здоровых людей, на нейронах мозга крысы будет исследовано действие ряда применяемых в отечественной психиатрии антипсихотических средств на свойства комплекса рибосомных генов и на вариабельность трех других перечисленных повторов генома. Будет исследована возможность снижения активности транскрипции рибосомных генов в клетках больных с применением новых отечественных соединений, которые вызывают избирательное метилирование рибосомной ДНК.

В лаборатории молекулярной биологии ведутся исследования по проекту, поддержанному Программой научных исследований президиума РАН «Фундаментальные исследования для биомедицинских технологий» на 2018 – 2020 гг. «Исследование роли ГЦ-богатых последовательностей внеклеточной ДНК в межклеточных взаимодействиях при развитии адаптивного ответа раковых клеток; создание средств воздействия на межклеточные взаимодействия при терапии онкологических заболеваний».

В проекте будет проведено исследование возможности снижения толерантности у клеток злокачественных опухолей к применяемой терапии с помощью геномного редактирования и малых интерферирующих РНК.

Основные публикации

Диссертации, защищенные в лаборатории молекулярной биологии (с 2004 г.):

  1. Шубаева Наталья Олеговна - диссертация «Молекулярно-генетические характеристики рибосомных генов и процессы гибели клеток у больных ревматоидным артритом» (кандидат биологических наук, специальность 03.00.26 «Молекулярная генетика», 2004).
  2. Костюк Светлана Викторовна - диссертация «Фрагменты рибосомных генов человека в составе внеклеточной ДНК: факторы стресс-сигнализации» (кандидат биологических наук, специальность 03.00.15 «Генетика», 2007).
  3. Малиновская Елена Михайловна - диссертация «Изменения комплекса рибосомных генов человека в процессе естественного и репликативного старения» (кандидат биологических наук, специальность 03.00.15 «Генетика», 2008).
  4. Конькова Марина Сергеевна - диссертация «Внеклеточная ДНК – фактор сигнализации при радиационном эффекте свидетеля» (кандидат биологических наук, специальность 03.02.07 «Генетика», 2011).
  5. Алексеева Анна Юрьевна – диссертация «Влияние внеклеточной ДНК на функциональную активность клеток эндотелия» (кандидат биологических наук, специальность 03.02.07 «Генетика», 2013).
  6. Костюк Светлана Викторовна - диссертация «Роль внеклеточной ДНК в функциональной активности генома человека» (доктор биологических наук, специальность 03.02.07 «Генетика», 2014).

Список наиболее значимых публикаций коллектива лаборатории за последние пять лет:

  1. Kostyuk S.V., Tabakov V.J., Chestkov V.V., Konkova M.S., Glebova K.V., Baydakova G.V., Ershova E.S., Izhevskaya V.L., Baranova A., Veiko N.N. Oxidized DNA induces an adaptive response in human fibroblasts // Mutat Res. – 2013. – V.747-748. – P.6-18.
  2. Kostyuk S.V., Konkova M.S., Ershova E.S., Alekseeva A.J., Smirnova T.D., Stukalov S.V., Kozhina E.A., Shilova N.V., Zolotukhina T.V., Markova Z.G., Izhevskaya V.L., Baranova A., Veiko N.N. An exposure to the oxidized DNA enhances both instability of genome and survival in cancer cells. // PLoS One. – 2013. – V.8. – №10. – P.e77469.
  3. Ermakov A.V., Konkova M.S., Kostyuk S.V., Izevskaya V.L., Baranova A., Veiko N.N. Oxidized extracellular DNA as a stress signal in human cells. Oxid. Med. Cell Longev. – 2013. – V.2013. – P. 649747.
  4. Kostyuk S., Smirnova T., Kameneva L., Porokhovnik L., Speranskij A., Ershova E., Stukalov S., Izevskaya V., Veiko N. GC-Rich Extracellular DNA Induces Oxidative Stress, Double-Strand DNA Breaks, and DNA Damage Response in Human Adipose-Derived Mesenchymal Stem Cells // Oxid Med Cell Longev. – 2015. – V.2015. – P.782123.
  5. Korzeneva I.B., Kostuyk S.V., Ershova L.S., Osipov A.N., Zhuravleva V.F., Pankratova G.V., Porokhovnik L.N., Veiko N.N. Human circulating plasma DNA significantly decreases while lymphocyte DNA damage increases under chronic occupational exposure to low-dose gamma-neutron and tritium β-radiation // Mutat Res. – 2015. – V.779. – P.1-15.
  6. Glebova K., Veiko N., Kostyuk S., Izhevskaya V., Baranova A. Oxidized extracellular DNA as a stress signal that may modify response to anticancer therapy. // Cancer Lett. – 2015. – V.356. – №1. – P.22-33.
  7. Korzeneva I.B., Kostuyk S.V., Ershova E.S., Skorodumova E.N.; Zhuravleva V.V.; Pankratova G.V.; Volkova I.V.; Stepanova E.V.; Porokhovnik L.N.; Veiko N.N. Human circulating ribosomal DNA content significantly increases while circulating satellit III (1q12) content decreases under chronic occupational exposure to low-dose gamma-neutron and tritium βeta- radiation // Mutation Research – Fundamental and Molecular Mechanisms of Mutagenesis. – 2016. – V.791-792 – P.49-60.
  8. Sergeeva V.A., Kostyuk S.V., Ershova E.S., Malinovskaya E.M., Smirnova T.D., Kameneva L.V., Veiko N.N. GC-rich DNA fragments and oxidized cell-free DNA have different effect on NF-kB and NRF2 signaling in MSC. // Adv Exp Med Biol. – 2016. – V.924. – P.109-112
  9. Alekseeva A. Y., Kameneva L.V., Kostyuk S.V., Veiko N.N. Multiple ways of cfDNA reception and following ROS production in endothelial cells // Adv Exp Med Biol. – 2016. – V.924. – P.127-131.
  10. Ershova E.S., Sergeeva V.A., Chausheva A.I., Zheglo D.G., Nikitina V.A., Smirnova T.D., Kameneva L.V., Porokhovnik L.N., Kutsev S.I., Troshin P.A., Voronov I.I., Khakina E.A., Veiko N.N., Kostyuk S.V.   Toxic and DNA damaging effects of a functionalized fullerene in human embryonic lung fibroblasts // Mutation Research - Fundamental and Molecular Mechanisms of Mutagenesis. – 2016. – V.805. – Р.46-57.
  11. Ershova E.S., Sergeeva V.A., Tabakov V.J., Kameneva L.A., Porokhovnik L.N., Voronov I.I., Khakina E.A., Troshin P.A., Kutsev S.I., Veiko N.N., Kostyuk S.V. Functionalized fullerene increases NF-kB activity and blocks genotoxic effect of oxidative stress in serum-starving human embryo lung diploid fibroblasts // Oxidative Medicine and Cellular Longevity. – 2016. – V.2016. – P.9895245.
  12. Sergeeva V.A., Ershova E.S., Veiko N.N., Malinovskaya E.M., Kalyanov A.A., Kameneva L.V., Stukalov S.V., Dolgikh O.A., Konkova M.S., Ermakov A.V., Veiko V.P., Izhevskaya V.L., Kutsev S.I., Kostyuk S.V. Low-dose ionizing radiation affects mesenchymal stem cells via extracellular oxidized cell-free DNA: a possible mediator of bystander effect and adaptive response // Oxidative Medicine and Cellular Longevity. – 2017. – V.2017. – P. 5585687.
  13. Ershova E.S., Jestkova E.M., Chestkov I.V., Porokhovnik L.N., Izevskaya V.L., Kutsev S.I., Veiko N.N., Shmarina G., Dolgikh O., Kostyuk S.V. Quantification of cell-free DNA in blood plasma and DNA damage degree in lymphocytes to evaluate dysregulation of apoptosis in schizophrenia patients // Journal of Psychiatric Research – 2017. – V.87. – P.15-22
  14. Leshanskaya L.I., Klimovich I.V., Dashitsyrenova D.D., Frolova L.A., Ershova E.S., Sergeeva V.A., Tabakov V.Yu., Kostyuk S.V., Lyssenko K.A., Troshin P.A. Dibenzoindigo: a nature-inspired biocompatible semiconductor material for sustainable organic electronics. Advanced Optical Materials. - 2017. – №.9. – P1601033-1601040.
  15. Kostyuk S.V., Porokhovnik L.N., Ershova E.S., Malinovskaya E.M., Konkova M.S., Kameneva L.V., Dolgikh O.A., Veiko V.P., Pisarev V.M., Martynov A.V., Sergeeva V.A., Kaliyanov A.A., Filev A.D., Abramova M.S., Kutsev S.I., Izhevskaya V.L., Veiko N.N. Changes of KEAP1/NRF2 and IKB/NF-kB expression levels induced by cell-free DNA in different cell types // Oxidative Medicine and Cellular Longevity. – 2018. – V.2018. – P. 1052413.
  16. Chestkov I.V., Jestkova E.M., Ershova E.S., Golimbet V.E., Lezheiko T.V., Kolesina N.Y., Porokhovnik L.N., Lyapunova N.A., Izhevskaya V.L., Kutsev S.I., Veiko N.N., Kostyuk S.V. Abundance of ribosomal RNA gene copies in the genomes of chizophrenia patients // Schizophrenia Research. – 2018. – №197. – P.305-314.
  17. Chestkov I.V., Jestkova E.M., Ershova E.S., Golimbet V.G., Lezheiko T.V., Kolesina N.Yu., Dolgikh O.A., Izhevskaya V.L., Kostyuk G.P., Kutsev S.I., Veiko N.N., Kostyuk S.V. ROS-induced DNA damage associates with abundance of mitochondrial DNA in white blood cells of the untreated schizophrenic patients // Oxidative Medicine and Cellular Longevity. – 2018. – V.2018. – P. 1-7.
  18. Kostyuk S.V., Kvasha M.A., Khrabrova D.A., Kirsanova O.V., Ershova E.S., Malinovskaya E.M., Veiko N.N., Ivanov A.A., Koval V.S., Zhuze A.L., Tashlitsky V.H., Umriukhin P.E., Kutsev S.I., Gromova E.S. Symmetric dimeric bisbenzimidazoles DBP(n) reduce methylation of RARB and PTEN while significantly increase methylation of rRNA genes in MCF-7 cancer cells // PLoS One. – 2018. – V.13. – №1. – P. e0189826.
  19. Glebova K.V., Veiko N.N., Nikonov A.A., Porokhovnik L.N., Kostuyk S.V. Cell-free DNA as a biomarker in stroke: Current status, problems and perspectives // Crit Rev Clin Lab Sci. – 2018. – V.55. – №1. – P.55-70.
  20. Chestkov I.V., Jestkova E.M., Ershova E.S., Golimbet V.G., Lezheiko T.V., Kolesina N.Y., Dolgikh O.A., Izhevskaya V.L., Kostyuk G.P., Kutsev S.I., Veiko N.N., Kostyuk S.V. ROS-induced DNA damage associates with abundance of mitochondrial DNA in white blood cells of the untreated schizophrenic patients // Oxidative Medicine and Cellular Longevity. – 2018. – V.2018. – P. e.8587475.
  21. Malinovskaya E.M., Ershova E.S., Golimbet V.E., Porokhovnik L.N., Lyapunova N.A., Kutsev S.I., Veiko N.N., Kostyuk S.V. Copy number of human ribosomal genes with aging: unchanged mean, but narrowed range and decreased variance in elderly group // Frontiers in Genetics / Genetics of aging. – 2018. – V. 9. – № 306.