В апреле 2021 г. в Институте теоретической и экспериментальной биофизики РАН была создана Лаборатория исследований генома, целью деятельности которой является внедрение технологии секвенирования в рутинную медицинскую практику.
Для реализации поставленных целей на базе созданной лаборатории были начаты исследования человеческого микробиома и метагенома. Сотрудниками Лаборатории разработаны собственные системы амплификации 16S (для бактерий), 18S (для грибов и других эукариот) рибосомальной ДНК, выполняются анализы микробиомов и метагеномов кожи, ротовой полости, мочеполовой системы, кишечника, крови. Проводится биоинформатический анализ и разработан собственное программное обеспечение для определения видов в микробиомном и метагеномном анализе, а также для определения антибиотикорезистентности и генов в бактерий в метагеноме. Также разработаны собственные универсальные среды для транспортировки биологических образцов, не требующие специальных условий транспортировки и хранения.
Сотрудниками Лаборатории разработаны и апробированы системы для определения однонуклеотидных полиморфизмов (SNP), структурных вариаций (SNV) и изменения числа копий участков генома (СNV), разработано собственное программное обеспечение для анализа. В Лаборатории проводится определение эпигенетических изменений на уровне генома, а также диагностика наследственных и онкологических заболеваний, заболеваний возникающих в результате приобретенных мутаций, определение индивидуальной чувствительности и побочных эффектов к фармакологическим препаратам, определение тканевой совместимости транспланта, определение индивидуальных особенностей метаболизма. Отработаны методы секвенирования транскриптома человека - для прогноза течения и эффективности терапии, хронических воспалительных, раковых и других заболеваний, определение оптимальных фармакологических препаратов для лечения.
В настоящее время ведется поиск инвестиций для оборудования в созданных помещениях новой высокотехнологичной лаборатории и внедрения разработанных методов и подходов в практику.
Направление исследований
- Исследование молекулярно-генетических механизмов воздействия физических и химических факторов на биологические системы.
- Разработка новых методов и подходов для нанопорового секвенирования геномов, транскриптомов, микробиомов и метагеномов.
- Изучение молекулярно-генетических механизмов регуляции пролиферации и дифференцировки необластов планарий, регенерации и морфогенеза.
- Управление процессами регенерации с помощью слабых физических воздействий: низкотемпературной газовой плазмы, комбинированных переменных магнитных полей и светового излучения.
Методы
- Нанопоровое секвенирование геномов, транскриптомов, микробиомов, метагеномов, биоинформатический анализ данных секвенирования.
- Молекулярно-генетический анализ клеток планарий и культивируемых клеток, тканей и органов животных и человека. Определение экспрессии различных генов методом ПЦР, ПЦР в реальном времени.
- Культивирование и морфометрия планарий и изучение динамики их регенерации. Изучение культур нормальных и трансформированных клеток животных и человека, методы оценки жизнеспособности, пролиферации, дифференцировки, метаболической активности.
- Методы микроинъекции, иммуногистохимия, РНК-гибридизация, РНК-интерференция. ПЦР и его различные модификации, ПЦР в реальном времени. Работа с плазмидными и лентивирусными векторами для получения линий клеток с витально меченными внутриклеточными компонентами или белками.
- Создание модельных линий клеток методами CRISPR/Cas и РНК интерференции с помощью лентивекторных и аденовекторных систем.
2022
- Ermakov, Artem; Afanasyeva, Vera; Ermakova, Olga; Blagodatski, Artem; Popov, Anton Effect of weak alternating magnetic fields on planarian regeneration. //BIOCHEMICAL AND BIOPHYSICAL RESEARCH COMMUNICATIONS, 2022, Volume, 592, p. 7-12
- Gritsyna, Yu, V; Grabarskaya, M. A.; Mikhailova, G. Z.; Popova, S. S.; Bobyleva, L. G.; Ermakov, A. M.; Zakharova, N. M.; Vikhlyantsev, I. M. Differential Expression of Titin and Obscurin mRNA in Striated Muscles of the Long-Tailed Ground Squirrel Urocitellus undulatus. //JOURNAL OF EVOLUTIONARY BIOCHEMISTRY AND PHYSIOLOGY, 2022, Volume, 58, Issue, 5, p. 1332-1340
- Popov, A. L.; Savintseva, I., V; Ermakov, A. M.; Popova, N. R.; Kolmanovich, D. D.; Chukavin, N. N.; Stolyarov, A. F.; Shcherbakov, A. B.; Ivanova, O. S.; Ivanov, V. K. Synthesis and analysis of cerium-containing carbon quantum dots for bioimaging in vitro. //NANOSYSTEMS-PHYSICS CHEMISTRY MATHEMATICS, 2022, Volume, 13, Issue, 2, p. 206-213
- Popov, Anton L.; Zholobak, Nadia M.; Shcherbakov, Alexander B.; Kozlova, Taisiya O.; Kolmanovich, Danil D.; Ermakov, Artem M.; Popova, Nelli R.; Chukavin, Nikita N.; Bazikyan, Ernest A.; Ivanov, Vladimir K. The Strong Protective Action of Ce3+/F- Combined Treatment on Tooth Enamel and Epithelial Cells. //NANOMATERIALS, 2022, Volume, 12, Issue, 17, Article Number, 3034
- Кудикина Н.П., Ермаков А.М., Быкова А.Н., Ткачева У.В. МОРФОГЕНЕТИЧЕСКИЕ ЭФФЕКТЫ ГОРМОНОВ ГРУППЫ ГЛЮКОКОРТИКОИДОВ У ПЛАНАРИИ GIRARDIA TIGRINA (TURBELLARIA, TRICLADIDA) В сборнике: Актуальные проблемы зоологии России и сопредельных территорий. Сборник материалов конференции с международным участием, посвященной памяти профессора Вадима Викторовича Золотухина. Ульяновск, 2022. С. 312-318.
- Ermakov, Artem M.; Kamenskikh, Kristina A.; Ermakova, Olga N.; Blagodatsky, Artem S.; Popov, Anton L.; Ivanov, Vladimir K., Planarians as an In Vivo Experimental Model for the Study of New Radioprotective Substances//ANTIOXIDANTS, 2021, Volume: 10, Issue: 11, Article Number: 1763, 10.3390/antiox10111763
- Blagodatski, Artem; Trutneva, Kseniya; Glazova, Olga; Mityaeva, Olga; Shevkova, Liudmila; Kegeles, Evgenii; Onyanov, Nikita; Fede, Kseniia; Maznina, Anna; Khavina, Elena; Yeo, Seon-Ju; Park, Hyun; Volchkov, Pavel, Avian Influenza in Wild Birds and Poultry: Dissemination Pathways, Monitoring Methods, and Virus Ecology//PATHOGENS, 2021, Volume: 10, Issue: 5, Article Number: 630, 10.3390/pathogens10050630
- Ермаков А.М., Ермакова О.Н., Царькова Е.А., Царьков А.Н. ТАМЕРОН - КАК ПРЕПАРАТ ДЛЯ ПРОФИЛАКТИКИ И ЛЕЧЕНИЯ НЕЙРОПСИХОЛОГИЧЕСКИХ ПОСЛЕДСТВИЙ СТРЕССА У ВОЕННОСЛУЖАЩИХ//Известия Института инженерной физики. 2021. № 3 (61). С. 87-90.
- Лазукин А.В., Ермаков А.М., Афанасьева В.А. РАЗРАБОТКА ГЕНЕРАТОРА НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ГАЗОВОЙ ПЛАЗМЫ ДЛЯ МЕДИЦИНСКОГО ПРИМЕНЕНИЯ И ПЕРСПЕКТИВА ЕГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ КАК ЭФФЕКТИВНОГО СТЕРИЛИЗАТОРА И АКТИВАТОРА РАНОЗАЖИВЛЕНИЯ В ПОЛЕВЫХ И СТАЦИОНАРНЫХ УСЛОВИЯХ В МЕДИЦИНСКОЙ СЛУЖБЕ АРМИИ РФ//Известия Института инженерной физики. 2021. № 3 (61). С. 91-93.
- Ермаков А.М., Горло О.П., Краснова Ю.В., Вольский В.С., Презент М.А., Царьков А.Н., Руднев Д.С. О СПОСОБАХ СИНТЕЗА 2,3 -ДИГИДРО -5 -НИТРО -1,4 -ФТАЛАЗИНДИОНА, КАК ПРОМЕЖУТОЧНОГО ПРОДУКТА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ АКТИВНОЙ ФАРМАЦЕВТИЧЕСКОЙ СУБСТАНЦИИ 2,3 -ДИГИДРО -5-НИТРО -1,4 -ФТАЛАЗИНДИОНА НАТРИЯ (ЛЮМИНОЛА НАТРИЯ), ОСНОВЫ ДЛЯ ПРЕПАРАТА ТАМЕРОН//Известия Института инженерной физики. 2021. № 4 (62). С. 85-87.
- Ермаков А.М., Вольский В.С., Царькова Е.А. К ВОПРОСУ ОБ ОТКРЫТИИ ЛЮМИНОЛА И ЛЮМИНОЛА НАТРИЯ, ИХ КРИСТАЛЛИЧЕСКИХ ФОРМ И ЛЕКАРСТВЕННЫХ СВОЙСТВ//Известия Института инженерной физики. 2021. № 4 (62). С. 88-92.
- Popov A.L., Ermakov A.M., Popova N.R., Ivanova O.S., Abakumov M.A., Zamyatina E.A., Anikina V.A., Baranchikov A.E., Kozlova T.O., Ivanov V.K. DEXTRAN-COATED GADOLINIUM-DOPED CERIUM OXIDE NANOPARTICLES AS MRI CONTRAST AGENTS WITH HIGH T1 RELAXIVITY AND SELECTIVE ANTICANCER ACTIVITY//В книге: MENDELEEV 2021. Book of abstracts XII International Conference on Chemistry for Young Scientists. Saint Petersburg, 2021. С. 465.
- Ermakov, A. M.; Kamenskikh, K. A.; Popov, A. L.; Ermakova, O. N.; Afanasyeva, V. A.; Ivanov, V. K., Additive effects of green LED light and cerium oxide nanoparticles on the planarian's regeneration//NANOSYSTEMS-PHYSICS CHEMISTRY MATHEMATICS, 2021, Volume: 12, Issue: 2, pp: 175-181, 10.17586/2220-8054-2021-12-2-175-181
- Ermakov, Artem M.; Ermakova, Olga N.; Afanasyeva, Vera A.; Popov, Anton L., Dose-Dependent Effects of Cold Atmospheric Argon Plasma on the Mesenchymal Stem and Osteosarcoma Cells In Vitro//INTERNATIONAL JOURNAL OF MOLECULAR SCIENCES, 2021, Volume: 22, Issue: 13, Article Number: 6797, 10.3390/ijms22136797
- Gofman, Iosif, V; Nikolaeva, Alexandra L.; Khripunov, Albert K.; Ivan'kova, Elena M.; Shabunin, Anton S.; Yakimansky, Alexander, V; Romanov, Dmitriy P.; Popov, Anton L.; Ermakov, Artem M.; Solomevich, Sergey O.; Bychkovsky, Pavel M.; Baranchikov, Alexander E.; Ivanov, Vladimir K., Bacterial Cellulose-Based Nanocomposites Containing Ceria and Their Use in the Process of Stem Cell Proliferation//POLYMERS, 2021, Volume: 13, Issue: 12, Article Number: 1999, 10.3390/polym13121999
- Kreshchenko, Natalia; Terenina, Nadezhda; Ermakov, Artem, Serotonin Signalling in Flatworms: An Immunocytochemical Localisation of 5-HT7 Type of Serotonin Receptors in Opisthorchis felineus and Hymenolepis diminuta//BIOMOLECULES, 2021, Volume: 11, Issue: 8, Article Number: 1212, 10.3390/biom11081212
- Popov, A. L.; Abakumov, M. A.; Savintseva, I. V.; Ermakov, A. M.; Popova, N. R.; Ivanova, O. S.; Kolmanovich, D. D.; Baranchikov, A. E.; Ivanov, V. K., Biocompatible dextran-coated gadolinium-doped cerium oxide nanoparticles as MRI contrast agents with high T-1 relaxivity and selective cytotoxicity to cancer cells//JOURNAL OF MATERIALS CHEMISTRY B, 2021, Volume: 9, Issue: 33, pp: 6586-6599, 10.1039/d1tb01147b
- Ermakov A.M., Gritsyna Y.V., Belova S.P., Nemirovskaya T.L., Shenkman B.S., Vikhlyantsev I.M.Alternative Splicing of Titin mRNA in Rat Soleus after Seven-Day Gravitational Unloading, Human Physiology, 2021, Том: 47, Выпуск : 4, 391-397
- Popov A.L., Khohlov N.V., Popova N.R., Andreeva V.V., Kamenskikh K.A., Ermakov A.M., Ivanov V.K.Composite cerium oxide nanoparticles-containing polysaccharide hydrogel as effective agent for burn wound healing, Key Engineering Materials, 2021, Том: 899 KEM, 493-505
- Popov, A. L.; Andreeva, V. V.; Khohlov, N., V; Kamenskikh, K. A.; Gavrilyuk, V. B.; Ivanov, V. K., Comprehensive cytotoxicity analysis of polysaccharide hydrogel modified with cerium oxide nanoparticles for wound healing application//NANOSYSTEMS-PHYSICS CHEMISTRY MATHEMATICS, 2021, Volume: 12, Issue: 3, pp: 329-335, 10.17586/2220-8054-2021-12-3-329-335
