52 – Биологическое разнообразие

• · Завершены многолетние работы и исследования, направленные на достижение Всероссийской коллекцией микроорганизмов – Международным депозитарием защищенных патентами культур – уровня мировых стандартов по всем видам коллекционной деятельности. Решены все основные научно-технические задачи по трансформации ВКМ в Биологический ресурсный центр (БРЦ) мирового уровня - от обеспечения гарантированного сохранения фонда микроорганизмов – крупнейшего в стране по количеству и видовому разнообразию до информационного сопровождения объектов хранения. Фонд, информационные ресурсы и сервисные услуги ВКМ сегодня высоко востребованы широким кругом организаций различной сферы деятельности и форм собственности в стране и мире. Работы выполнены с учетом рекомендаций ОЭСР и опыта ведущих БРЦ мира, в том числе, в рамках проектов по созданию пан-Европейской инфраструктуры исследований микробных ресурсов (MicrobialResourceResearchInfrastructure – MIRRI) и Глобального электронного каталога микроорганизмов (gcm.wfcc.info/) (ВКМ, д.б.н. Евтушенко Л.И.) 

• На основе результатов филогенетического анализа (ITS-регионы и D1/D2 домены генов 26S rRNA) и детального фенотипического изучения  массива дрожжевых грибов, выделенных из различных биотопов, описан новый род и вид  Vustiniaterrea, а также 8 новых видов в составе известных родов – Udeniomycescaspiensis, Udeniomycesorazovii, Tausoniarosea,  Krasilnikovozymafibulata, Heterocephalacriagelida, Itersoniliadiksonensis, Piskurozymaarborea и Nakazawaeaambrosiae(ВКМ, к.б.н. Качалкин А.В.)

• Выявлены, выделены в культуру и идентифицированы новые виды аэробных метилотрофных бактерий,  установлены метаболические особенности окисления и ассимиляции С1-соединений на уровне генов и ферментов, определены молекулярные основы взаимодействия метилотрофныхфитосимбионтов с растениями, аннотированы геномы биотехнологически перспективных культур (Лаб. радиоактивных изотопов,д.б.н. Троценко Ю.А.).

55 – Биохимия, физиология и биосферная роль микроорганизмов

• Из гриба Aspergillusustus ВКМ F-4692 выделены новые метаболиты (меротерпеноиды), названные  аусталидамиV и W.  Установлена их структура,показано, что аусталиды значительно подавляют рост и миграцию клеток рака предстательной железы (линии LnCaP, PC3, DU145), мочевого пузыря (линия Т24) и клеток рака молочной железы (линии МСF7, MB-MDA-231), обладают цитостатическим действием. Определены полуингибирующие концентрации исследуемых веществ и показано, что гормон-зависимые клетки (LnCaP,МСF7) являются более чувствительными к действию ингибиторов, чем гормон-независимые опухолевые клетки. В перспективе, на основе аусталидов V и W гриба Aspergillusustus могут быть созданы новые противоопухолевые препараты (Лаб. энзимологии генетических процессов,к.б.н. Земскова М.Ю., Лаб. вторичных метаболитов, д.б.н. Козловский А.Г.)

• Впервые показано, что LysobactercapsiciVKMB-2533^T образует внешнемембранные везикулы, обладающие литической активностью в отношении бактерий, грибов и дрожжей. Из везикул выделена фракция с антифунгальной активностью в отношении ряда фитопатогенных грибов, что делает данную культуру перспективной для использования в области защиты растений (Лаб. биохимии клеточной поверхности микроорганизмов, к.б.н. Васильева Н.В.)

• Показано, что резкое конститутивное снижение уровня неорганических полифосфатов у штамма, содержащего вектор с геном полифосфатазыPpn1 и сверхэкспрессирующего этот фермент, приводит к мобилизации большой группы генов, ответственных за адаптацию к окислительному стрессу и стрессу, вызванному токсической концентрацией ионов марганца.  У этого штамма также наблюдается снижение экспрессии гена, кодирующего транспортер цитоплазматической мембраны PHO84, ответственный за транспорт марганца и фосфата.  В результате клетки этого штамма устойчивы к окислительному стрессу и токсической концентрации ионов марганца. Полученные данные доказывают тесную взаимосвязь минерального фосфорного обмена и устойчивости к стрессам уэукариот (Лаб. регуляции биохимических процессов, д.б.н. Кулаковская Т.В.).

58. Молекулярная генетика, механизмы реализации генетической информации, биоинженерия

• Расширена коллекция бактериофагов, инфицирующих бактерии группы Bacilluscereus. Освоены методы сборки геномов бактериофагов из «сырых» данных NGS. Клонировано и частично охарактеризовано несколько эндолизинов бактериофагов. Филогенетический анализ бактериофага vB_BtS_B83 показал, что данный фаг формирует новый род, возможно – новое подсемейство (заявка находится на рассмотрении в ICTV) (Лаб. биологии вирусов бактерий,к.б.н. Шадрин А.М.).

62 – Биотехнология

• На основе высокопроизводительного секвенирования полныхтранскриптомов культур Nocardioidessimplex ВКМ Ас-2033D, выращенных в различных условиях индукции стероидными соединениями, выявлены особенности дифференциальной экспрессии ключевых генов стероидного катаболизма и определены мишени для генетической инженерии при создании биокатализаторов с улучшенными биокаталитическими возможностями (Лаб. микробиологической трансформации органических соединений, д.б.н. Донова М.В.)

• Получены новые рекомбинантные штаммы-продуценты ферментных комплексов, содержащих мутантные формы эндоглюканазы 2 гриба P.verruculosum (S127C-A165C (DSB2) и Y171C-L201C (DSB3)) - одного из основных ферментов, используемых в кормопроизводстве. Обе мутантные формы фермента продемонстрировали увеличение удельной активности на 15–21% в отношении карбоксиметилцеллюлозы и β-глюкана по сравнению с ЭГ2 дикого типа (ЭГ2-wt). После инкубации при 70°С в течение 2 ч они сохраняли 52–58% активности, в то время как ЭГ2-wt сохранял только 38% активности. При 80°C сконструированные ферментом формы сохраняли 15–22% активности через 2 часа, тогда как ЭГ2-wt полностью инактивировался после того же времени инкубации (Лаб. биосинтеза ферментов, к.б.н. Немашкалов В.А.).

• С целью улучшения биоэлектрокаталитических параметров биосенсоров и биотопливных элементов проведена оценка влияния высокопроводящихнаноматериалов (многостенных углеродных нанотрубок) на иммобилизованные бактериальные клетки и полиэлектролитные капсулы, моделирующие клетку и содержащие  глюкозооксидазу. При использовании нанотрубок отмечено снижение электрического сопротивления биологического слоя с ферментными капсулами, приводящее к увеличению мощности биотопливного элемента. Для бактериальных клеток применение наноматериала приводило к увеличению максимальной электрической удельной мощности на 25%, что является существенным изменением данного параметра и показано впервые  (Лаб. биосенсоров, д.х.н. Решетилов А.Н.).

• По результатам исследования биохимических и биодеструктивных характеристик ряда представителей рода Achromobacter в отношении гербицида  глифосата, выделен новый высокоэффективный штамм-деструктор данного соединения и других устойчивых фосфонатных загрязнителей, который  может быть использован для биоремедиации загрязненных глифосатом почв. Проведена идентификация видовой принадлежности и генетическое типирование имеющейся лабораторной коллекции бактерий-деструкторов глифосата. Полученные данные упростят поиск и выделение высокоэффективных деструкторов фосфорорганических загрязнителей из природных сред (Лаб. микробной энзимологии, д.б.н. Леонтьевский А.А.)