Федеральное государственное бюджетное учреждение науки
Институт теоретической и экспериментальной биофизики
Российской академии наук
en ИТЭБ (ru)
Кузнецова Елена Ананьевна
Заведующий лабораторией
Кузнецова Елена Ананьевна
к.б.н.
(4967) 73-92-34

Краткая историческая справка

Лаборатория радиационной молекулярной биологии была организована под руководством д.б.н., проф. Ажуба Ибрагимовича Газиева в 1975 году на базе Сектора молекулярных основ стабилизации генома в Институте биологической физики АН СССР, а с 1990 года и по настоящее время эта Лаборатория находится в составе ИТЭБ РАН. А.И. Газиев одновременно являлся зам. директора ИТЭБ РАН по научной работе (1991-1995 и 2001-2006 годы), в 1977-1989 гг. – зам. председателя Президиума Пущинского научного центра АН СССР, руководил магистерской программой «Радиоэкология и генетическая безопасность» Пущинского государственного университета, в 1983-1989 годы являлся куратором направления «Действие малых доз радиации» Международной программы «Биофизика» СЭВ. В 1979-1981 годы, в процессе выполнения исследований по радиационной биологии термофильных микроорганизмов (с финансовой поддержкой Главмикробиопрома СССР), в Лаборатории были получены термоустойчивые ДНК-полимеразы, которые в последующие годы нашли широкое применение в проведении полимеразных цепных реакций. В настоящее время в Лаборатории изучаются разного уровня радиационные ответы, индуцированные воздействиями различных видов ионизирующих излучений in vivo и in vitro на животных (рентгеновское, ускоренные ионы) и у сотрудников ПО «Маяк», подвеpгшиxcя воздейcтвию cочетанного внешнего γ- и внутpеннего α-облучения. Исследуются изменения копийности мтДНК и транскрипции важнейших ядерных генов, регулирующих биогенез мтДНК, в разных тканях облученных животных. Развиваются неинвазивные методы исследования повреждений внеклеточных ядерной и митохондриальной ДНК, экскретирующихся с мочой у облученных животных, проводится поиск радиопротекторов и радиомитигаторов. Все полученные результаты позволят продвинуться в понимании взаимосвязи процессов функциональной активности митохондрий и метаболизма ДНК в клетках и организмах, подвергающихся воздействию радиации и других физико-химических генотоксических агентов. За время работы в Лаборатории были защищены 2 докторских и более 15 кандидатских диссертаций, большинство из которых – под руководством А.И. Газиева; выполняются работы по учебным планам аспирантов, магистров, а также курсовые и дипломные студенческие работы.

В последние годы установлена повышенная радиочувствительность митохондриальной ДНК (мтДНК) по сравнению ядерной ДНК в клетках животных. Выяснены пути сохранения мтДНК и восстановления митохондриальной дисфункции при низкой эффективности функционирования систем репарации ДНК в митохондриях тканей животных, подвергнутых радиационному воздействию. Установлено, что фрагменты мтДНК могут встраиваться в ядерный геном с формированием ядерно-митохондриальных псевдогенов в тканях облученных животных. Внеклеточная мтДНК в биологических жидкостях может служить чувствительным биомаркером для оценки лучевой реакции организма. Установлена возможность трансмиссии нестабильности генома, определяемой по микросателлитной вариабельности в ДНК, в соматические клетки потомства самок и самцов мышей, подвергнутых хроническому и острому облучению в нелетальных дозах радиации. Результаты исследований указывают на наличие специфических отличий уровней микросателлитного полиморфизма ДНК в пролиферирующих и в постмитотических тканях потомства, полученных от мышей-родителей (самцов и самок), подвергавшихся воздействию радиации. Методом «комета тест» (Comet assay) показаны существенные различия в реакции различных клеток животных и человека по уровню повреждений ДНК после воздействия ионизирующих излучений с разной ЛПЭ. Разработан подход, позволяющий длительно (годы) хранить агарозные препараты, содержащие нуклеоиды ядросодержащих клеток крови, что позволяет собирать материал от одного и того же донора в течение длительного периода радио-, химиотерапии при проведении персонифицированных исследований. Выявлен вклад различных этапов протокола метода «комета тест» в межлабораторную вариабельность результатов.

В период 2006-2008 г. обязанности зав. Лабораторией исполнял к.б.н. Владимир Георгиевич Безлепкин, с 2008 по 2016 – зав. Лабораторией. С 2016 г. и по настоящее время зав. Лабораторией – к.б.н. Елена Ананьевна Кузнецова.

Основные направления исследований

изучение структурно-функциональных нарушений важнейших мишеней – ядерной и митохондриальной ДНК (я ДНК и мтДНК, соответственно), определяющих судьбу радиационного повреждения клеток тканей животных и человека.

Методы, используемые в работе

методы работы с животными; методы выделения ДНК и РНК из клеток, тканей и биологических жидкостей; ПЦР, в том числе - ПЦР длинных участков ДНК; количественная ПЦР в реальном времени; электрофорез ДНК; метод электрофореза индивидуальных клеток (метод «комета тест», метод ДНК-комет, Comet assay); метод анализа ДНК-транскриптов; методы статистической обработки результатов.

2018
  1. Abdullaev S., Minkabirova G., Karmanova E., Bruskov V., Gaziev A.I. Metformin prolongs survival rate in mice and causes increased excretion of cell-free DNA in the urine of X-irradiated rats. Mutat Res Gen Tox En. 2018. V. 831. P. 13-18. doi: org/10.1016/j.mrgentox.
  2. Antipova V.N., Lomaeva M.G., Zyrina N.V.Mitochondrial DNA deletions in tissues of mice after ionizing radiation exposure. Int J Radiat Biol. 2018. V. 94. № 3. P. 282-288.
  3. Gubina N., Naudi A., Stefanatos R., Jove M., Scialo F., Fernandez-Ayala D.J., Rantapero T., Yurkevych I., Portero-Otin M., Nykter M., Lushchak O., Navas P., Pamplona R., Sanz A.Essential physiological differences characterize short and long lived strains of Drosophila melanogaster. J Gerontol A Biol Sci Med Sci. 2018 Jun 26. doi: 10.1093/gerona/gly143.
  4. Levin S.G., Sirota N.P., Nenov M.N., Savina T.A., Godukhin O.V. Interleukin-10 and PD150606 modulate expression of AMPA receptor GluA1 and GluA2 subunits under hypoxic conditions. Neuroreport. 2018 V. 29.№ 2. P. 84-91. doi: 10.1097/WNR.0000000000000928, PMID: 29112674;
  5. Poltev V., Anisimov V.M., Dominguez V., Gonzalez E., Deriabina A., Garcia D., Rivas F., Polteva N.A. Biologically important conformational features of DNA as interpreted by quantum mechanics and molecular mechanics computations of its simple fragments. J MOL MODEL. 2018. V. 24. Issue 2. Номер статьи 46. doi: 10.1007/s00894-018-3589-8 https://doi.org/10.1007/s00894-018-3589-8
  6. Sirota N, Kuznetsova E, Mitroshina I. The level of DNA damage in mouse hematopoietic cells and in frog and human blood cells, as induced by the action of reactive oxygen species in vitro. Radiat Environ Biophys. 2018. V. 57. № 2. P. 115-121. doi: 10.1007/s00411-018-0732-y.
  7. Митрошин И.А., Митрошина И.Ю. Изобретательская активность Института биологической физики. Информация и инновации. 2018 г. Т. 13. № 3. с. 36-42. Doi 10/31432/1994-2443-2018-13-3-36-42
2017
  1. Levin S.G., Sirota N.P., Nenov M.N., Savina T.A., Godukhin O.V.Interleukin-10 and PD150606 modulate expression of AMPA receptor GluA1 and GluA2 subunits under hypoxic conditions. Neuroreport, 2017, Nov 6. doi: 10.1097/WNR.0000000000000928.
  2. Nakipova O.V., Averin A.S., Evdokimovskii E.V., Pimenov O.Y., Kosarski L., Ignat’ev D., Anufriev A., Kokoz Y.M., Reyes S., Terzic A., Alekseev A.E.Store-operated Ca2+ entry supports contractile function in hearts of hibernators. PLoS ONE. 2017.12(5): e0177469.
  3. Казакова Л.И., Сирота Н.П., Сирота Т.В., Шабарчина Л.И. Свойства флуоресцентного полиэлектролитного биосенсора с инкапсулированной глюкозооксидазой. Журнал физической химии, 2017, т. 91, № 9, с. 1613-1618. 
  4. Малахова Л.В., Ломаева М.Г., Захарова М.Л., Кириллова Е.Н., Соколова С.Н., Антипова В.Н., Безлепкин В.Г. Делеции в митохондриальной ДНК периферической крови работников ПО «Маяк», подвергшихся пролонгированному воздействию ионизирующего излучения. Радиационная биология. Радиоэкология, 2017, т. 57, № 1, с. 53-59.
  5. Минкабирова Г.М., Абдуллаев С.А., Каменских К.А., Газиев А.И. Уровень внеклеточной ядерной и митохондриальной ДНК в моче старых крыс резко возрастает после рентгеновского облучения и введения метформина. Радиационная биология. Радиоэкология, 2017, том 57, № 5, с. 486–494.
  6. Сиpота Н.П., Глуxов C.И., Cиpота Т.В., Митpошина И.Ю., Кузнецова Е.А. Индукция повpеждений ДНК в клеткаx млекопитающиx пеpекиcью водоpода, генеpиpуемой глюкозоокcидазой, иммобилизованной в агаpозные cлайды. Биофизика, 2017, т. 62, вып. 4, c. 681–685.
2016
  1. Gaziev A.I., Abdullaev S.A., Minkabirova G.M., Kamenskih K.А. X-rays and metformin cause increased urinary excretion of cell-free nuclear and mitochondrial DNA in aged rats. Journal of Circulating Biomarkers, 2016, CBX670782, V. XX: P. 1–8. sagepub.co.uk/journals Permissions.nav DOI: 10.1177/1849454416670782.
  2. Kokoz Y.M., Evdokimovskii E.V., Maltsev A.V., Nenov M.N., Nakipova O.V., Averin A.S., Pimenov O.Yu., Teplov I.Y., Berezhnov A.V., Reyes S., Alekseev A.E. Sarcolemmal α2-adrenoceptors control protective cardiomyocyte-delimited sympathoadrenal response. Journal of molecular and cellular cardiology, 2016, V. 100, P. 9-20.
  3. Scialò F., Sriram A., Fernández-Ayala D., Gubina N., Lõhmus M., Nelson G., Logan A., Cooper H.M., Navas P., Enríquez J.A., Murphy M.P., Sanz A. Mitochondrial ROS Produced via Reverse Electron Transport Extend Animal Lifespan. Cell Metab. 2016. V. 23, N.4, P. 725-734. http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1550413116301127
  4. Горошинская И.А., Франциянц Е.М., Владимирова Л.Ю., Сирота Н.П., Сурикова Е.И., Тарнопольская О.В., Тихановская Н.М., Кузнецова Е.А. Оценка уровня повреждений ДНК лейкоцитов крови у больных раком молочной железы в процессе неоадьювантной химиотерапии. Современные проблемы науки и образования. 2016. №6; URL: http://www.science-education.ru/article/view?id=25467
  5. Заичкина С.И., Дюкина А.Р., Розанова О.М., Романченко С.П., Сирота Н.П., Кузнецова Е.А., Симонова Н.Б., Сорокина С.С., Закржевская Д.Т., Юсупов В.И., Баграташвили В.Н. Сочетанное действие низкоинтенсивного гелий-неонового лазерного и рентгеновского излучения на клеточные реакции цельной крови и лимфоидных органов у мышей in vivo. Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2016. том 161. № 5. с. 621-624.
  6. Ломаева М.Г., Фоменко Л.А., Васильева Г.В., Безлепкин В.Г. Тканеспецифические изменения уровня полиморфизма простых повторов в ДНК потомков разного пола, рожденных от облученных самцов или самок мышей. Радиац. биология. Радиоэкология. 2016. Т. 56. № 2. С. 149 - 155.
  7. Малаxова Л.В., Ломаева М.Г., Заxаpова М.Л., Киpиллова Е.Н., Cоколова C.Н., Антипова В.Н., Безлепкин В.Г. Делеции в митоxондpиальной ДНК пеpифеpичеcкой кpови pаботников ПО «Маяк», подвеpгшиxcя пpолонгиpованному воздейcтвию cочетанного внешнего γ- и внутpеннего á-облучения. Биофизика. 2016. Т. 61. вып. 6. c. 1236 – 1242.
  8. Полтев В.И., Анисимов В.М., Санчес К., Дерябина A., Гонсалес Э., Гарсиа Д., Ривас Ф., Полтева H.A.Анализ конформационных особенностей фрагментов уотсон-криковских дуплексов методами молекулярной механики и квантовой механики. Биофизика. Т. 61. № 2. с. 259-269.
2015
  1. Sirota N. P., Zhanataev A.K., Kuznetsova E. A., Khizhnyak E.P., Anisina E.A., Durnev A.D. Some causes of inter-laboratory variation in the results of comet assay. Mutation Research, 2014. V. 770. P. 16-22.
  2. Кузнецова Е.А., Заичкина С.И., Сирота Н.П., Абдуллаев С.А., Розанова О.М., Аптикаева Г.Ф., Сорокина С.С., Романченко С.П., Смирнова Е.Н. Индукция редко- и плотноионизирующими излучениями повреждений ДНК в лейкоцитах крови и цитогенетических повреждений в полихроматофильных эритроцитах костного мозга мышей и их потомков. Радиационная биология. Радиоэкология. 2014. том 54 .№ 4. с. 341-349.
  3. М.Г. Ломаева, Л.А. Фоменко, Г.В. Васильева, В.Г. Безлепкин Тканеспецифические изменения уровня полиморфизма простых повторов в ДНК потомков разного пола, рожденных от облученных самцов или самок мышей. Радиационная биология. Радиоэкология. 2015. том 55. .№ 5. с 575-583
2014
  1. Gaziev A.I., Abdullaev S.A., Podlutsky A.Ja. Mitochondrial function and mitochondrial DNA maintenance with advancing age. Biogerontology. 2014. V.15, Is.5, Р:417–438
  2. Purtov YA, Glazunova OA, Antipov SS, Pokusaeva VO, Fesenko EE, Preobrazhenskaya EV, Shavkunov KS, Tutukina MN, Lukyanov VI, Ozoline ON.Promoter islands as a platform for interaction with nucleoid proteins and transcription factors. Journal of Bioinformatics and Computational Biology. 2014. Vol. 12, No. 2. 1441006 (17 pages).
  3. Sirota N. P., Zhanataev A.K., Kuznetsova E. A., Khizhnyak E.P., Anisina E.A., Durnev A.D. Some causes of inter-laboratory variation in the results of comet assay. Mutat. Res. 2014. V. 770. P. 16-22.
  4. Valeri Poltev, Efren Rodriguez , Alexandra Deriabina , Eduardo Gonzalez , Nina PoltevaComputational study of possible complexes of caffeine and adenosine with adenosine receptor fragments. Computational and Theoretical Chemistry. 2014. Vol. 1043, 17–23
  5. Valeri Poltev, Victor M. Anisimov, Victor I. Danilov, Dolores Garcia, Carolina Sanchez, Alexandra Deriabina, Eduardo Gonzalez, Francisco Rivas, Nina Polteva The Role of Molecular Structure of Sugar-Phosphate Backbone and ucleic Acid Bases in the Formation of Single-Stranded and Double-Stranded DNA Structures. Biopolymers Volume 101 / Number 6
  6. Газиев А.И. О перспективах использования ингибиторов репарации ДНК в радиотерапии опухолей. Радиационная биология. Радиоэкология. 2014, т. 54, № 3, С: 229–240
  7. Кузнецова E.A., Заичкина C.И., Сирота Н.П., Абдуллаев С.А., Розанова О.М., Аптикаева Г.Ф., Сорокина С.С., Романченко С.П., Смирнова Е.Н. Индукция редко - и плотноионизирущими излучениями повреждений ДНК в лейкоцитах крови и цитогенетических повреждений в полихроматофильных эритроцитах костного мозга мышей и их потомков Радиационная биология. Радиоэкология, 2014, т. 54, № 4,C. 341–349.