Регистрация / Вход
Прислать материал

«Проведение научных исследований в области митохонд}
биоинженерии»

Стадии проекта
Предложение принято
Конкурс завершен
Проект закончен
Проект
02.740.11.0097
Организация
НИИ ФХБ МГУ
Руководитель работ
Скулачев Владимир Петрович
Продолжительность работ
2009 - 2011, 27 мес.
Бюджетные средства
15 млн
Внебюджетные средства
3 млн

Информация отсутствует

Соисполнители

Организация
ФГБОУ ВО "ВГУ"

Этапы проекта

1
15.06.2009 - 01.12.2009
Проведенные эксперименты показали, что при обработке амиодароном (агентом, вызывающем увеличение концентрации кальция в цитоплазме) клеток дрожжей Saccharomyces cerevisiae внутри митохондрий образуются электрически несопряженные друг с другом компартменты. Показано, что в условиях ишемии/реперфузии почки происходит нарушение морфо-функционального состояния митохондрий почек, выражающееся в падении митохондриального трансмембранного потенциала, набухании и фрагментации митохондрий, что связано, очевидно, с развитием митохондриальной неспецифической проницаемости. Развитие неспецифической проницаемости митохондрий приводит также к резкому усилению генерации ими активных форм кислорода после ишемии/реперфузии почки. В результате этих изменений в клетках почки после ишемии/реперфузии активируются апоптотические сигнальные пути, в которых задействованы митохондрии, в частности, происходит перераспределение внутриклеточной локализации проапоптотических белков Вах и цитохрома с. Можно предположить наличие нескольких параллельных механизмов индукции клеточной смерти, только часть из которых ассоциирована со структурно-морфологическими изменениями митохондрий. При этом если для одних фрагментация митохондрий является обязательным этапом развития апоптоза, отменив который, можно предотвратить гибель клетки; то для других фрагментация либо необязательна, либо является уже следствием индукции апоптотической программы.
На основе полученных данных можно предполагать, что в условиях параллельной работы в растительных митохондриях цитохромного пути и альтернативной оксидазы, в состоянии 4 убихинол (CoQH2) преимущественно окисляется альтернативной оксидазой. Нами установлено, что ингибиторы ЭТЦ существенно влияют на скорость образования активных форм кислорода в растительных митохондриях. Ингибирование альтернативной оксидазы и блокировка работы Q-цикла межде гемами bl и bh приводит к значительной активации образования активных форм кислорода, а миксотиазол и цианид, напротив, снижают интенсивность данного процесса.
Достоверное увеличение продолжительность жизни B. terrestris при кормлении сиропом с добавлением антиоксиданта SkQ1 не было выявлено, но наблюдалась тенденция снижения смертности на ранних этапах жизни шмелей.
Развернуть
2
01.01.2010 - 15.06.2010
Продукция активных форм кислорода (АФК) в митохондриях была исследована с помощью новых митохондриально-направленных антиоксидантов (SkQ) на клетках человека в культуре. Проведенные эксперименты показали, что SkQ быстро (1-2ч) и селективно накапливаются в митохондриях и предотвращают окисление их компонентов при окислительном стрессе, вызванном пероксидом водорода. В наномолярных концентрациях SkQ ингибируют окисление глутатиона, фрагментацию митохондрий и транслокацию белка Вax из цитоплазмы в митохондрии. Последний эффект связан с предотвращением конформационного перехода в переносчике адениновых нуклеотидов, который может быть связан с окислением в нем сульфгидрильных групп. Митохондриально-направленные антиоксиданты в наномолярных концентрациях предотвращают накопление АФК и гибель клеток при окислительном стрессе. Исследована ультраструктура клеток пигментного эпителия и терапевтический эффект избирательно про¬никающего в митохондрии антиоксиданта SkQ1 в глазных каплях при развитии у крыс OXYS макулодистрофии, зависимой от возраста. Выявлены характерные динамика и особенности ультраструктуры слоя электронно-плотных цитоплазматических структур апикальной части пигментного эпителия и входящих в его состав липофусциновых гранул. Электронно-микроскопическое исследование показало, что SkQ1 предотвращал развитие характерных для макулодистрофии изменений ультраструктуры пигмент¬ного эпителия, состояние которой после лечения каплями SkQ1 соответствовало ультраструктуре пигмент¬ного эпителия крыс линии Wistar такого же возраста, не имеющих признаков поражения сетчатки. Предпо¬лагается, что обнаруженные при развитии зависимой от возраста макулодистрофии преобразования ультра¬структуры слоя электронно-плотных структур отражают нарушения функционирования зрительного цикла и, прежде всего, нарушения в процессах функционирования фоторецепторных мембран. Адресованная в митохондрии химерная молекула 10-(6’ пластохинонил) децил-родамин обладала выраженным нефропротекторным эффектом. Обнаружено, что однократное внутрибрюшинное введение 1 M 10-(6'-пластохинонил) децилродамина 19 (SkQR1) приводило к статистически значимому уменьшению объема ишемического очага с 327+25 мм3 до 205+17 мм3 в этот период, и достоверно снижало неврологический дефицит у ишемизированных животных. У аналога SkQR1, не содержащего пластохинона (С12R19) нейропротекторных свойств не обнаружено. 10-ти дневная терапия препаратом SkQ1, предшествующая инъекции аллоксана, значительно снижала уровень гипергликемии у животных. Концентрация глюкозы в плазме крови животных, получавших SkQ1 с питьевой водой в дозе 15 нМ, составляла через две недели после инъекции 7,43±0,37 ммоль/л, в то время как животные с аллоксановым диабетом, не принимавшие SkQ1, имели 15,91±0,80 ммоль/л глюкозы. Экспрессия мРНК гена ucp2 в почках оказалась в 86 раз меньше у животных, принимавших SkQ1, по сравнению с уровнем экспрессии в условиях отсутствия терапии. В поджелудочной железе эта разница составила 2,2 раза. Анализ экспрессии мРНК для ANT в условиях терапии и без нее не выявил достоверных отличий в почках, в то время как в поджелудочной железе SkQ1 вызвал снижение экспрессии ANT-мРНК в 5 раз. Для UCP-3-мРНК также наблюдалось снижение экспрессии в клетках поджелудочной железы под воздействием терапии SkQ1. Эта разница составила 4 раза. Учитывая роль белков семейства UCP в защите от АФК, регуляции метаболизма липидов и секреции инсулина, многие авторы считают воздействие на экспрессию генов этих белков (в частности, подавление транскрипции гена ucp2 или ингибирование самого белка) удобной мишенью для устранения дефектов секреции инсулина при диабете. После 6 часового полёта шмелей установлено снижение удельной активности АГ в 2,77 раза и снижение концентрации восстановленного глутатиона на 28%, что говорит об интенсивных свободнорадикальных процессах в летательных мышцах насекомых во время полёта. Обнаружено, что СДГ из летательных мышц шмелей ингибируется пероксидом водорода. При кормлении шмелей SKQ1 в концентрации 5 нмоль/л наблюдалась тенденция снижения смертности в ранние периоды жизни. Высокая антиоксидантная способность этанольного митохондрий показывет высокую роль в защите летательных мышц шмелей таких жирорастворимых компонентов как витамин А, витамин Е, каротиноиды, хиноны.
Развернуть
3
16.06.2010 - 01.12.2010
Выявлены особенности регуляции дыхания, образования активных форм кислорода и эффективности индукции апоптоза при биоинженерных модификациях митохондриального метаболизма.
Проведены патентные исследования, подготовлен патентный отчет согласно ГОСТ.
Исследована регуляции дыхания, образования активных форм кислорода и эффективности индукции апоптоза с использованием биоинженерных модификаций митохондриального метаболизма.
Развернуть
4
01.01.2011 - 01.09.2011
4.1. Оценка
эффективности
биоинженерных
манипуляций,
направленных на
повышение
продолжительности и
=1ячеетвэг=========жизян=
-организмов^
4.2. Выявление
биоэнергетических
факторов, определяющих
после продуктивность, организмов
биоинженерных
манипуляций.
4.3. Разработка научно-
методических материалов
для новых
образовательных
программ НОЦ
«Преобразование энергии
в биологических
системах» и
«Биоинженерия
дыхательных процессов».
4.4. Выявление
механизмов индукции
митохондриальной поры,
преодоления состояния
«переполнения» и
окислительного стресса,
используя организмы,
мутантные по ключевым
ферментам и сигнальным
путям.
4.5. Создание модели регуляции
биоэнергетических
характеристик
митохондрий из
различных источников.
4.6. Изучение
зависимости компонентов митохолдриальной электронтранспортной
цепи от интенсивности
света с использованием
мутантов арабидопсиса,
дефицитных по
ключевым
фоторецепторным
системам: фитохромам и
криптохромам.
Развернуть

Программа

Программа "Научные и научно-педагогические кадры инновационной России" на 2009 - 2013 годы

Программное мероприятие

1.1 Проведение научных исследований коллективами научно-образовательных центров
Продолжительность работ
2012 - 2013, 15 мес.
Бюджетные средства
6,22 млн
профинансировано
Продолжительность работ
2012 - 2013, 13 мес.
Бюджетные средства
0,74 млн
Организация
ИБФРМ РАН
профинансировано
Продолжительность работ
2005, 1 мес.
Бюджетные средства
1,6 млн
профинансировано
Продолжительность работ
2009 - 2011, 22 мес.
Бюджетные средства
12 млн
профинансировано
Тема
Проведение прикладных научных исследований в области генетической биоинженерии.
Продолжительность работ
2014 - 2015, 13 мес.
Бюджетные средства
12,5 млн
Количество заявок
6
Тема
Работы по проведению проблемно-ориентированных поисковых исследований в области технологий биоинженерии.
Продолжительность работ
2008, 3 мес.
Бюджетные средства
2,35 млн
Количество заявок
4
Тема
«Проведение научных исследований коллективами научно-образовательных центров в области биоинженерии»
Продолжительность работ
2009 - 2011, 29 мес.
Бюджетные средства
15 млн
Количество заявок
13
Тема
Обеспечение центром коллективного пользования научным оборудованием комплексных исследований в области биоинженерии, геномики и молекулярной биологии.
Продолжительность работ
2008 - 2009, 9 мес.
Бюджетные средства
17,2 млн
Количество заявок
2
Тема
Работы по проведению проблемно-ориентированных поисковых исследований и созданию научно-технического задела в области технологий биоинженерии.
Продолжительность работ
2008 - 2009, 7 мес.
Бюджетные средства
2,82 млн
Количество заявок
3