Физиолого-биохимические и генетические механизмы бактериального биосинтеза и консервации органических соединений

Базовое подразделение: кафедра микробиологии и иммунологии.
 
Краткое описание направления
Разрабатываются биотехнологии, основанные на исследовании биохимических и генетических систем трансформации органических соединений бактериями, что позволит заменить опасные для окружающей среды и здоровья человека химические процессы синтеза.

Конструируются штаммы микроорганизмов с заданными свойствами, получаемые в результате селекции, химического мутагенеза и генетической модификации для биотрансформации, биокатализа и биодеструкции ксенобиотиков.

На основе микроорганизмов-продуцентов, селекционированных из природных и антропогенных почв, создаются эффективные биокатализаторы.

Изучаются ферменты, вырабатываемые микроорганизмами и бактериями, для метаболизма органических кислот и их производных. Благодаря этому осуществляется поиск эффективных подходов для достижения регио- и стереоселективной трансформации химических соединений с целью получения биологически активных веществ и предшественников лекарственных препаратов, которые крайне трудно или невозможно получить традиционными методами.
Исследуются новые низкомолекулярные пептиды семейства лантибиотиков, открывающие возможности поиска эффективных антибактериальных препаратов бактериального происхождения, обладающих широким спектром действия.

Изучаются перспективы использования актинобактерий рода Rhodococcus, способных к окислительной трансформации и биодеструкции труднодоступных органических соединений в различных областях биотехнологии.
Создаётся банк специфических поликлональных иммунных сывороток против известных видов родококков.

Изучаются полифункциональные биокатализаторы, разработанные на основе клеток родококков, что позволит получать целевые продукты биосинтеза на углеводородной среде, проводить биоремедиацию нефтезагрязнённых биосистем, производить биологически активные интермедиаты для фармацевтической промышленности.

Создаётся Региональная профилированная коллекция алканотрофных микроорганизмов (акроним ИЭГМ, номер во Всемирной Федерации коллекций культур # 768, http://www.iegm.ru/iegmcol/), разрабатываются эффективные методы консервации и долгосрочного хранения коллекционных культур.

Изучаются проблемы регуляции роста и развития микроорганизмов: исследуются молекулярные механизмы адаптации микроорганизмов к стрессорным воздействиям среды, устанавливается роль универсальных клеточных регуляторов (полиаминов, тиоловых соединений).
 
Избранные публикации, характеризующие направление
1. Анциферов В.Н., Порозова С.Е., Ившина И.Б., Рычкова М.И., Пименова Н.В., Карманов В.И. Наноструктурирование поверхности кварцевого стекла в присутствии актинобактерий рода Rhodococcus // Российские нанотехнологии. 2008. Т. 3, № 9-10. С. 146-152.
2. Ившина И.Б., Рычкова М.И., Вихарева Е.В., Чекрышкина Л.А., Мишенина И.И. Алканотрофные родококки как катализаторы процесса биодеструкции не пригодных к использованию лекарственных средств // Прикладная биохимия и микробиология. 2006. № 4. С. 443-447.
3.Максимова Ю.Г., Коваленко Г.А., Максимов А.Ю., Демаков В.А., Чуенко Т.В., Рудина Н.А. Иммобилизованные нерастущие клетки Rhodococcus ruber как гетерогенные биокатализаторы для процесса гидратации акрилонитрила в акриламид // Катализ в промышленности. 2008. №1. С. 44-50.
4. Максимов А.Ю., Демаков В.А., Максимова Ю.Г., Олонцев В.Ф. Способ получения иммобилизованного биокатализатора и способ получения водных растворов амидов с использованием этого биокатализатора.  Пат. № 2352635, Российская Федерация. Приоритет от 22.03.2007. Зарег. в Госреестре изобр. 20.04.2009.
5. КuyukinaM.S., IvshinaI.B., Krivoruchko A.V., PodorozhkoE.A., LozinskyV.I., CunninghamC., PhilpJ.C.NovelbiocatalystsbasedonimmobilizedRhodococcuscellsforoil-contaminatedwaterpurification// JournalofBiotechnology. 2007. Vol. 131, № 2. P. 99-101.
 
Наиболее значимые проекты в сфере фундаментальных исследований, выполненные в рамках направления
1.  Программа фундаментальных исследований Президиума РАН «Молекулярная и клеточная биология». Проект «Биосинтез поверхностно-активных соединений как механизм адаптации родококков к усвоению гидрофобных субстратов», 2006-2008 гг., научный руководитель профессор М.С. Куюкина.
2. Программа фундаментальных исследований Президиума РАН «Молекулярная и клеточная биология». Проект «Механизмы биосинтеза и функциональные характеристики биосурфактантов непатогенных актинобактерий», 2009-2011 гг., научный руководитель профессор М.С. Куюкина.
3. Интеграционная программа фундаментальных исследований, выполняемая совместно с СО РАН. Проект «Микробная конверсия нитрилов карбоновых кислот», 2004-2009 гг., научный руководитель чл.-корр. РАН, профессор В.А. Демаков.
4. Целевая программа междисциплинарных проектов, выполняемых в содружестве с учёными СО и ДВО РАН. Проект «Разработка научных основ биоремедиации нефтезагрязнённых территорий в условиях умеренного и холодного климата», 2006-2007 гг., научный руководитель чл.-корр. РАН, профессор И.Б. Ившина.
 
 
 
Наиболее значимые проекты в сфере прикладных исследований, выполненные в рамках направления (в т.ч. по заказам предприятий)
1. Федеральная целевая программа «Интеграция науки и высшего образования России на 2002-2006 годы». Проект № И 0573 «Новые биокатализаторы для конверсии нитрилов и синтеза биологически активных соединений», 2004-2005 гг., научный руководитель чл.-корр. РАН, профессор В.А. Демаков.
2. Федеральная целевая программа «Интеграция науки и высшего образования России на 2002-2006 годы». Проект «Новые биокатализаторы для синтеза биологически активных соединений», 2004-2005 гг., научный руководитель чл.-корр. РАН, профессор И.Б. Ившина.
3. Программа фундаментальных исследований Президиума РАН «Молекулярная и клеточная биология». Проект «Индуцированный биосинтез поверхностно-активных соединений клетками алканотрофных родококков. Биосинтез поверхностно-активных соединений как механизм адаптации родококков к усвоению гидрофобных субстратов», 2004-2008 гг., научный руководитель профессор М.С. Куюкина.
4. Программа фундаментальных исследований Президиума РАН «Молекулярная и клеточная биология». Проект «Система синтеза полиаминов как механизм защиты микроорганизмов от окислительного стресса», 2004-2008 гг., научный руководитель профессор А.Г. Ткаченко.
5. Программа фундаментальных исследований Президиума РАН «Научные основы сохранения биоразнообразия России». Проект «Биосистематическая инвентаризация и разработка новых методов гарантированного сохранения разнообразия генофонда Уральской профилированной коллекции алканотрофных микроорганизмов», 2004-2008 гг., научный руководитель чл.-корр. РАН, профессор И.Б. Ившина.
6. Программа фундаментальных исследований Президиума РАН «Научные основы сохранения биоразнообразия России». Проект «Биосистематическая инвентаризация и разработка новых методов гарантированного сохранения разнообразия генофонда Уральской профилированной коллекции алканотрофных микроорганизмов», 2004-2008 гг., научный руководитель чл.-корр. РАН, профессор И.Б. Ившина.
7. Целевая программа поддержки междисциплинарных проектов, выполняемых в содружестве с учёными СО и ДВО РАН. «Исследование процессов гидратации нитрилов с участием иммобилизованных клеток штаммов Rhodococcus».Проект «Способы иммобилизации и их влияние на биокаталитические свойства», 2007-2008 гг., научный руководитель чл.-корр. РАН, профессор В.А. Демаков.

Подготовка научных кадров
Аспирантура по специальности «Микробиология».
 
Международная научная и образовательная деятельность
Совместные исследования по имеющимся договорам о научной кооперации, а также встречи с иностранными учёными для обсуждения научных результатов и планирования дальнейшей работы.

Поделиться информацией: