Микробные биотехнологии (стр. 5 )

Рекомбинантная фитаза будет выделена и очищена из культуральной жидкости Yarrowia lipolytica. Будет проведено изучение и сравнительная характеристика физико -химических, биохимических и энзиматических свойств полученных препаратов рекомбинантных фитаз (полученных с использованием бактериальных и дрожжевых систем экспрессии) с нативным ферментом. Будет подобран оптимальный носитель для иммобилизации фитазы Pantoea sp. 3.5.1, что может обеспечить возможность многократного использования фермента в технологических процессах и значительно понизить себестоимость получаемых препаратов мио-инозитол фосфатов.

Полученные результаты могут быть использованы для создания конкурентоспособного биотехнологического производства бактериальных фитаз эффективных для получения индивидуальных изомеров мио-инозитол фосфатов для фармакологии.

10.9.  Наименование проекта 9: РФФИ 16-34-01150 "Название проекта: Вклад в секретом и особенности экспрессии гена минорной метцинкиновой эндопептидазы бацилл"

Руководитель/ответственный исполнитель проекта: /

Краткая аннотация (0,5 страницы):

В проекте будет установлен вклад внеклеточной минорной метцинкиновой протеиназы в секретом бацилл на примере бактерий Bacillus pumilus 3-19, охарактеризованы особенности экспрессии гена этого фермента и выявлены закономерности его расположения в геноме. Будут установлены пути активации и системы сигнальной трансдукции, участвующие в контроле его экспрессии. Будет изучена локализация белка, оценен вклад этого фермента в тотальный пул протеолитических белков бацилл, степень его распространенности в геномах других бактерий. Особое внимание будет уделено получению мутанта с делетированным геном метцинкиновой эндопептидазы и сравнительному изучению секретомов штаммов дикого типа и его мутанта по метцинкиновой протеиназе. При выполнении проекта будут определены системы сигнальной трансдукции, участвующие в экспрессии гена с использованием регуляторных мутантов, изучены способы регуляции функциональной активности в процессе споруляции, установлена роль Deg-регуляторных белков. Решение этих задач позволит охарактеризовать экспрессию уникальной эндопептидазы B. pumilus с целью выяснения физиологической роли этого белка в жизднедеятельности бацилл и оценки его практического потенциала.

Общий план работ:

Январь-май 2016 г. – Аннотирование генома B. pumilus. Генно-информационный анализ генома B. pumilus и промотороной облати гена mprBp. 
Июнь-сентябрь 2016 г. – Получение регуляторных мутантов, несущих ген mprBp. 
Октябрь-декабрь 2016. – Выяснение влияния системы трансдукции сигнала DegS/DegU не экспрессию металлоэндопептидазы. 
Январь-апрель 2017 г. – Изучение роли Spo0A фактора транскрипции на экспрессию mprBp. 
Май-июль 2017 г. – Получение мутантного штамма с инактивированным геном адамализиноподобной эндопептидазы. Установлены закономерности его экспрессии мутанта в сравнение с диким штаммом

Ожидаемые результаты:

1. Будет проведено аннотирование генома B. pumilus и определен гипотетический спектр всех секретируемых протеиназ этих бактерий помощью программы поиска сигнальных пептидов (http://www. ncbi. nlm. nih. gov/blast), проанализирована промоторная область метцинкиновой протеиназы для идентификации гипотетических сайтов регуляции различными факторами транскрипции. Проведен поиск генов-гомологов эукариотических метцинкинов у других представителей рода Bacillus, оценена степень гомологии с геном металлоэндопептидазы B. pumilus. 
2. Будет изучена локализация метцинкиновой эндопептидазы в клеточных фракциях, оценен вклад белка в общую внеклеточную протеолитическую активность штамма. 
3. Будут получены мутанты с инактивированным геном метцинкиновой эндопептидазы, а также мутанты инактивированними генами регуляторных белков, несущие т ген металлопротеиназы mprBp. С их помощью будут проанализированы возможные пути регуляции экспрессии гена, что позволит оценить вклад фермента в адаптационные реакции клеток бацилл. 
4. Будет установлено влияние системы сигнальной трансдукции DegS/DegU на экспрессию гена метцинкиновой эндопептидазы. 
5. Будет изучена роль Spo0A фактора транскрипции в активации гена mprBp, а также влияние других регуляторных белков, участвующих в контроле споруляции. 
В рамках проекта впервые будет дана оценка экспрессии гена минорной метцинкиновой протеиназы – гомолога эукариотических адамализинов у бацилл, предпринята попытка установить физиологическую роль белка в жизнедеятельности микроорганизмов. 
Результаты проекта направлены на решение приоритетных задач в облати протеомики бактерий, что в целом будет способствовать пониманию функционирования стратегических ферментативных протеолитических систем микробных клеток, их роли в адаптационных и регуляторных ответах.

11.  Проекты, финансируемые за счет ППК.

11.1.  Наименование проекта 1: Биология старения

Краткая аннотация:

Целью проекта является изучение генетических основ клеточного старения, в частности, идентификация неблагоприятных аллелей генов, определяющих повышенную скорость старения клеток человека и растений и предрасполагающих организм к преждевременному развитию сопутствующих старению болезней (рак, сердечно-сосудистые заболевания и т. д.).

Общий план работ:

Для завершения анализа RIL-популяции MAGIC, использованной для получения предварительных результатов, будет проведен сравнительный анализ нуклеотидной последовательности и профиля экспрессии всех генов, расположенных внутри ранее идентифицированного QTL участка на хромосоме 5. Все гены, характеризующиеся уникальным аллелем, специфичным только для экотипа Sf-2, будут отобраны в качестве кандидатов для дальнейшего молекулярно-генетического анализа.

Для более точной локализации QTL основного эффекта на хромосоме 5 и более масштабного изучения генетической архитектуры контроля длины теломер будет проведен анализ длины теломер в 264 рекомбинантных инбредных линиях Sf-2 x St-0 и 382 естественных популяциях (экотипах), соответственно. Для каждого экотипа и RIL-линии будут определены стандартизированные средние значения длины теломер. Будет проведено картирование локусов количественных признаков, определяющих длину теломер в популяции Sf-2 x St-0. Для работ по GWAS будут выявлены ассоциации каждого SNP со средним значением длины теломер и построен Манхэттенский график ассоциаций SNP с P-значениями. Будут идентифицированы один или несколько QTL c небольшой, средней или значительной степенью влияния на теломерный фенотип. Будут проведены многосторонние функционально-генетические работы по анализу генов-кандидатов в геномах растений и человека и их роли в теломерной биологии.

Связь проекта с трансляционной и клинической медициной. Привлечение МСЧ Клиника КФУ:

Целью проекта является изучение генетических основ клеточного старения и способов повышения продолжительности жизни людей благодаря трансляции результатов научных исследований группы в новые виды диагностики.

В соответствии с теорией биологического старения, известной как "молекулярные часы", укорочение длины теломер является маркером предрасположенности человека к преждевременному старению и развитию сопутствующих старению болезней (рак, сердечно-сосудистые заболевания и т. д.). В 2015 году нами на роль регулятора длины теломер (и, соответственно, на роль маркеров старения) было предварительно идентифицировано 68 генов. В настоящее время проводятся дополнительные исследования, направленные на уменьшение этого списка до одного-двух генов с наиболее значимым вкладом в регуляцию длины теломер. В дальнейшем также планируется разработка и внедрение в клинику методов диагностики неблагоприятных аллелей генов человека как факторов риска, связанных с преждевременным старением клеток и развитием ассоциированных со старением болезней.

11.2.  Наименование проекта 2: Микробиом мочевыделительной системы при различных патологиях

Краткая аннотация: Целью проекта является изучение микробиома мочевыделительной системы при камнеобразовании и воспалительных процессах для коррекции этиотропной терапии в зависимости от возрастных и гендерных факторов.

Общий план работ:

Анализ этиологической структуры и профиля резистентности основных уровозбудителей на базе данных МСЧ Клиники КФУ (Отделение урологии. Зав. Отделением ) и ООИ Биомед г. Казани (зав. лаб. ). Сравнительный анализ резистома основных внутрибольничных и внебольничных уропатогенов, циркулирующих в г. Казани. Определение генетических детерминант генов устойчивости к бета-лактамазам расширенного спектра и идентификация основных типов генов БРЛС.

Изучение образования и структуры биопленок, формирующихся на поверхностях урологических катетеров, выяснение закономерностей регуляции биопленкообразования, поиск антибиопленочных агентов. Разработка новых подходов к контролю биопленкообразования на урокатерерах с применением энзимотерапии (бациллярные протеиназы) в сочетании с антибиотиками.

Изучение способности основных видов уропатогенов к инвазии эпителиальных тканей, зависимости инвазии от гемолитических свойств и других факторов вирулентности патогенов и выяснение механизмов инвазии in vivo и in vitro.

Метагеномный анализ мочи и биоптатов при различных патологиях. Выявление корреляции между микробиотой и степенью тяжести различных урологических заболеваний.

Связь проекта с трансляционной и клинической медициной. Привлечение МСЧ «Клиника КФУ»: Все исследования будут проводиться совместно с сотрудниками отделения урологии МСЧ Клиники КФУ (Отделение урологии. Зав. Отделением ). Забор проб мочи и биоптатов будет проводиться у пациентов Клиники КФУ. Первичная идентификация патогенов и определение профиля резистентности изолятов будет проводиться на базе бактериологической лаборатории МСЧ Клиники КФУ (РКБ2) при активном сотрудничестве с зав. лаборатории , а в случае анализа амбулаторных пациентов г. Казани также на базе бактериологической лаборатории (зав. лаб. ).

12.  Суммарный перечень показателей KPI по итогам выполнения проекта в целом в 2016 году.

12.1.  Научные KPI:

– привлечение доходов в виде грантов и хоздоговоров – не менее 12,890 млн. руб.

– число публикаций в Scopus и Web of Science – не менее 20 публикаций WoS.

– суммарный импакт фактор публикаций в Web of Science – не менее 64.

– количество зарубежных профессоров, преподавателей и исследователей, включая российских граждан-обладателей степени PhD зарубежных университетов – не менее 2.

12.2.  Образовательные KPI:

– Обучающиеся (студенты/магистранты/аспиранты), выполняющие научную работу в лаборатории – не менее 7 студентов, 7 магистрантов, 5 аспирантов.

– Иностранные обучающиеся (студенты/магистранты/аспиранты), выполняющие научную работу в лаборатории – не менее 0 студентов, 1 магистрантов, 2 аспирантов.

– Разработанные ЭОР – не менее 1.

– Студенты, магистранты, аспиранты, молодые ученые, прошедшие стажировку в лаборатории с официальным оформлением в УНИД или ДВС – не менее 1.

– Научно-популярные программы в рамках ПроНаука и УниверТВ – не менее 1.

– Семинары, проведенные в рамках студенческих кружков, лабораторных семинаров и т. п. (с официальным отчетом-аннотацией на странице лаборатории КФУ – не менее 4.

– Публикации лаборатории, выполненные в соавторстве с обучающимися (студенты/магистранты/аспиранты) – не менее 8.

– Стажировки, которые прошли обучающиеся (студенты/магистранты/аспиранты) и молодые ученые лаборатории в ведущих российских и зарубежных научных и образовательных центрах – не менее 2.

– Студенты, магистранты, аспиранты, участвующие в НИР лаборатории, трудоустроенные с заключением трудового договора – не менее 5.

– Мероприятие 1.1.1. Разработка и реализация совместных образовательных программ с зарубежными партнерами – ведущими вузами, англоязычных образовательных программ – не менее 0.

– Мероприятие 1.1.2. Международная аккредитация образовательных программ КФУ – не менее 0.

– Мероприятие 1.1.3. Реализация программ двойных дипломов – не менее 0.

– Мероприятие 1.1.5. Разработка и запуск электронных образовательных программ, MOOC-курсов международных платформ Edex, Coursera и т. п. – не менее 0.

– Мероприятие 1.1.6. Развитие дополнительного образования в рамках сотрудничества с международными и ведущими российскими компаниями – не менее 0 программ дополнительного образования (коммерческих).

– Мероприятие 2.1.3. Регулярное проведение международных научных молодежных школ-конференций по перспективным направлениям исследований КФУ – не менее 0.

13.  Смета расходования средств ППК в рамках лаборатории:

Наименование статей расходов	КОСГУ	Сумма (руб.)
Заработная плата	211	4,665,676
Прочие выплаты	212
Начисления на заработную плату	213	2,018,673
Транспортные услуги	222	290,000
Прочие услуги	226	2,537,647
Основные средства	310	700,000
Увеличение стоимости материальных запасов	340	1,416,004
Итого расходов:		11,628,000

Детализация расходов по кодам КОСГУ 310 и 340 в 2016 году (по аналогии с грантами РФФИ и РНФ):

Оборудование

ламинар

700,000.00р.

Расходуемые материалы

Реагенты и расходуемые материалы для работы с микроорганизмами	816,004.00р.
Антитела для иммуноблоттинга окрашивания	100,000.00р.
Реактивы для Southern блоттинга	100,000.00р.
Мутанты по различным генам, отвечающим за длину теломер	100,000.00р.
Стол и камера к микроскопу	300,000.00р.