авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 | 2 ||

«Осенний финал «У.М.Н.И.К.» РАН 2013 Сборник тезисов 12 ноября 2013 | Москва | Россия СПОНСОРЫ: • ...»

-- [ Страница 3 ] --

Актуальность Первый препарат, подавляющий жизнедеятельность вируса был от крыт в 1985 году и с тех пор в клиническую практику прошло более анти-ВИЧ препаратов, различных классов, позволив воплотить идею высокоактивной антиретровирусной терапии (ВААРТ) в жизнь. Одним из компонентов терапии являются ненуклеозидные ингибиторы об ратной транкриптазы ВИЧ (ОТ ВИЧ).

К настоящему моменту в клиническую практику одобрено лишь 5 веществ, относящихся к ненуклеозидным ингибиторам ОТ ВИЧ. Пер вой проблеммой на пути к широкому использованию данного класса препаратов в России является высокая стомость лекарств, вызванная отсутствием отечественных аналогов препаратов, содержащих не нуклеозхидные ингибиторы ОТ ВИЧ. В связи с небольшим выбором препаратов этого класса и высокой стоимостью зарубежных лекарств остро стоит вопрос поиска новых веществ, являющихся ненуклеозид ными ингибиторами ОТ ВИЧ, производство которых можно было бы наладить в России.

Второй проблеммой, с которой приходится регулярно сталки ваться в клинической практике – появление фенотипов вируса, обла дающих устойчивостью к применяющимся в клинической практике ненуклеозидным ингибиторам ОТ ВИЧ. Образование резистентности возникает у пациентов в результате долговременного применения ненуклеозидных ингибиторов первого поколения (невирапин, эфави ренц), тем не менее все чаще встречаются пациенты, зараженные виру сом уже устойчивым к ненуклеозидным ингибиторам ОТ ВИЧ.

Методика получения рекомбинантной ОТ ВИЧ (как дикого типа, Наукоемкость так и мутантных форм) тщательно отработана. Все полученные ре комбинантные белки охарактеризованы по чистоте и удельной ак тивности. Условия тестирования препаратов налажены. Возможно дальнейшее расширение панели мутантных форм ОТ ВИЧ, чаще всего встречающихся у пациентов с лекарственной устойчивостью, что по зволит более точно определить резистентный профиль и выявить наи более перспективный для дальнейших исследований вещества.

66 12 ноября Осенний финал «У.М.Н.И.К.» РАН – Диарилпроизводные пиримидина являются перспективным Новизна классом ингибиторов. Согласно предварительным данным вещества данного класса соединений обладают высокой активностью против ОТ ВИЧ дикого типа. Анализ аналогов предполагает, что данный класс соединений активен не только в отношении ОТ ВИЧ дикого типа, но и в отношении мутантных форм ОТ ВИЧ, устойчивым к ненуклеозидным ингибиторам первого поколения (невирапин, эфавиренц), что делает новые соединений чрезвычайно перспектиными с точки зрения тера пии пациентов с резистентностью к применяющимся анти-ВИЧ препа ратам.

В мире насчитывается более 40 млн. ВИЧ инфицированных. Из Перспективы коммерциализации результатов НИОКР них в России насчитывается около 0,5 млн. Месячный курс препарата СТОКРИН (эфавиренц), являющимся одним из компонентов ВААРТ, со ставляет около 1800р, терапия применяется пожизненно. Длительное применение ненуклеозидных ингибиторов ОТ ВИЧ 1-го поколения (эфавиренц) зачастую приводит к лекарственной устойчивости что делает терапию малоэффективной. Для излечения этих пациентов требуется разработка отечественных препаратов, сходного действия с ненуклеозидными ингибиторами ОТ ВИЧ второго поколения, широко распространенных в развитых странах.

Ноу-хау, касающиеся наиболее перспективных для проведения Защита интеллектуальной собственности клинических испытаний соединений, проявляющих ингибирующую активность по отношению к резистентным формам ВИЧ-1, могут быть впоследствии коммерциализированы и предложены к приобретению.

Работа рассчитана на 2 года и будет состоять из следующих эта План реализации проекта пов:

1. Структурно-функциональное исследование дизамещенных произ водных урацила на ОТ ВИЧ дикого типа с целью выбора соединений с наибольшим ингибиторным потенциалом. Получение и выделе ние панели мутантных форм ОТ ВИЧ, несущих мутации, приводя щие к устойчивости к применяющимся в клинической практике ненуклеозидным ингибиторам ОТ 1-го поколения (невирапин, эфа виренц).

2. Проверка выявленных на первом этапе соединений-лидеров в от ношении мутантных формах обратной транскриптазы ВИЧ. Наибо лее перспективные препараты планируется отдать на дальнейшие биологические испытания.

12 ноября 2013 Осенний финал «У.М.Н.И.К.» РАН – Разработка методики поиска ингибиторов бактериальной РНК-полимеразы на основе флуоресцентных матриц Институт молекулярной генетики Российской академии наук (ИМГ РАН), Д.М. Есюнина 123182, Москва, площадь акад. И.В. Курчатова, 2, (499)1960015, es_dar@inbox.ru В настоящее время в мире резко растет число антибиотико-ре Актуальность зистентных штаммов бактерий, что осложняет лечение многих ин фекционных заболеваний. Существующие антибиотики действуют на целостность мембран бактерий, дыхательные ферменты, синтез белка и синтез нуклеиновых кислот. К числу последних относятся ингиби торы бактериальной РНК-полимеразы рифампицин (применяется при лечении туберкулеза) и липиармицин (применяется при лечении кло стридиальных инфекций). Бактериальная РНК-полимераза является привлекательной мишенью для создания новых антибиотических пре паратов, так как вещества, ингибирующие ее, не действуют на эукари отические РНК-полимеразы.

В данной работе предлагается: (1) разработать новую методику, Цель проекта направленную на поиск и тестирование ингибиторов бактериальной РНК-полимеразы и позволяющую проводить масштабный скрининг ин гибиторов из больших библиотек химических субстанций;

(2) создать набор ДНК-сенсоров для тестирования ингибиторов, связывающихся с разными функционально-важными участками РНК-полимеразы.

Методика основана на использовании однонитевых ДНК Наукоемкость сенсоров, полученных на основе аптамеров к бактериальной РНК полимеразе и связывающихся в природных участках связывания ДНК.

Данные матрицы будут модифицированы различными флуоресцент ными группами, которые будут расположены в различных позициях ДНК вблизи от известных сайтов связывания ингибиторов бактери альной РНК-полимеразы. При инкубировании таких сенсоров с РНК полимеразой детектируется высокий уровень сигнала флуоресценции.

При добавлении антибиотиков, связывающихся вблизи от флуорес центной группы, сигнал флуоресценции падает в несколько раз. Пред варительные данные, полученные с исследованием антибиотиков ри фампицинового ряда и ДНК-сенсора, содержащего флуоресцеин вблизи от сайта связывания рифампицина, приведены на рисунке 1. Эффек тивность подавления флуоресценции прямо отражает связывание ан тибиотика, в отличие от биохимических методов, в которых измеряет ся эффективность ингибирования.

68 12 ноября Осенний финал «У.М.Н.И.К.» РАН – Рис. 1. Гашение флуоресценции аптамера с флуоресцеином в при сутствии антибиотиков рифампицинового ряда.

Данная методика может быть применена для быстрого изме рения констант связывания ингибиторов с РНК-полимеразой и для более детальной локализации места связывания ингибитора (за счет вариаций в положении флуоресцентной группы). Таким образом, раз рабатываемый метод позволяет протестировать новые производные известных антибиотиков, найти ингибиторы бактериальной РНК полимеразы среди библиотек соединений, провести анализ мест их связывания и измерить аффинность.

В настоящее время не существует подобных систем, исполь Новизна зуемых для скрининга соединений, взаимодействующих с РНК полимеразой. Разрабатываемый метод основан на использовании ап тамеров к РНК-полимеразе, ранее полученных в ИМГ РАН. Аптамеры представляют собой однонитевые ДНК длиной около 50-ти нуклеоти дов, что значительно упрощает получение большого количества флуо ресцентных производных.

Безусловно, результаты данной работы будут востребованы в Перспективы коммерциализации результатов НИОКР нашей стране и в целом в мире, возвращающемся в преантибиотиче скую эру из-за роста антибиотико-резистентности. В полученных ре зультатах будут заинтересованы как производители тест-систем, так и непосредственно фармацевтические компании. После получения набора соединений, являющихся ингибиторами бактериальной РНК 12 ноября 2013 Осенний финал «У.М.Н.И.К.» РАН – полимеразы, среди них будут отобраны вещества с наибольшей аф финностью и в дальнейшем планируется сотрудничество с компанией Русклиник.

Полученные наборы матриц с уникальными положениями флуо Защита интеллектуальной собственности ресцентных групп планируется запатентовать.

В течение первого года выполнения проекта планируется полу План реализации проекта чить библиотеку флуоресцентно-меченых однонитевых ДНК и про верить с ее использованием различные ингибиторы бактериальной РНК-полимеразы.

В течение второго года будут получены однонитевые матрицы, взаимодействующие с холоферментом бактериальной РНК полимеразы с альтернативными сигма-факторами, так как последние зачастую отвечают за экспрессию генов вирулентности. Это также представляется крайне перспективным подходом, так как позволит из бирательно подавлять только патогенные штаммы бактерий, не влияя при этом на бактерий, находящихся в мутуалистических взаимоотно шениях с хозяином. Флуоресцентные производные таких матриц так же будут использованы для исследования известных ингибиторов бактериальной РНК-полимеразы также в течение второго года выпол нения проекта. На заключительной стадии будет разработана деталь ная методика измерения связывания ингибиторов с РНК-полимеразой в использованием полученных ДНК-сенсоров.

Для проведения экспериментов необходимы холофермент бак Дополнительная информация териальной РНК-полимеразы (методика выделения освоена Есюниной Д.М.), флуоресцентные ДНК матрицы (одна матрица стоит порядка 000 рублей и используется на 100.000 точек), планшетный спектроф луориметр (имеется в ИМГ РАН).

Получение химически стабильных биокатализаторов регенерации NADH Химический факультет МГУ имени М.В.Ломоносова, 119991 Москва ГСП-1, И.С. Каргов, А.А. Алексеева Ленинские Горы, д.1, стр.3, (495) 939-2968, ikar.xix@gmail.com В настоящее время вопросы экологии в технологических про цессах различных отраслей промышленности становятся всё более актуальными и значимыми. Одним из методов оптимизации таких процессов является использование биологических катализаторов – ферментов. В отличие от большинства химических катализаторов, ферменты обладают высокой специфичностью, нетоксичны и функ ционируют в мягких условиях. Эти свойства ферментов как катали заторов обеспечивают экологическую составляющую их применения, однако их существенными недостатками являются недостаточная температурная стабильность, а также дороговизна и трудоемкость их 70 12 ноября Осенний финал «У.М.Н.И.К.» РАН – непосредственного получения в производственных масштабах.

Формиатдегидрогеназа активно применяется в фармацевтиче ской промышленности в процессах синтеза оптически активных сое динений. Преимущество формиатдегидрогеназы над другими фермен тами при использовании в системе регенерации NADH заключается в необратимости катализируемой реакции, широком pH оптимуме ак тивности, строгой специфичности к обоим субстратам, а также деше визне одного из них – формиата.

Этот фермент широко распространён в природе – он был найден в различных бактериях, дрожжах, микроскопических грибах и расте ниях. Формиатдегидрогеназа играет важную физиологическую роль в различных организмах. В бактериях этот фермент учатвует в обеспе чении клетки энергией, а в растениях это фермент стресса.

В промышленности этот фермент используется для регенерации кофермента NAD(P)H в процессах синтеза оптически активных соеди нений, кроме этого, на его основе могут быть получены биосенсоры для определения формиата.

В нашей лаборатории проводятся систематические исследо вания формиатдегидрогеназ из различных источников: бактерий Pseudomonas и Moraxella, дрожжей C. boidinii, растений A. thaliana, G. max.

В ходе исследований были созданы штаммы E. coli – суперпродуценты активных ФДГ, в которых содержание фермента достигало 40% от всех растворимых белков клетки.

В данной работе в качестве объекта исследования предполага ется использовать формиатдегидрогеназу из бактерий Pseudomonas sp.101. Она показала наибольшую температурную стабильность по сравнению с остальными исследованными в нашей лаборатории на тивными формиатдегидрогеназами, а также, исходя из литературных данных, является рекордсменом по стабильности среди различных формиатдегидрогеназ диких типов. Недостатками этого фермента яв ляется значительное количество остатков цистеина и, как следствие, невысокая химическая стабильность.

Основной целью нашей работы является получение мутантной формиатдегидрогеназы их бактерий Pseudomonas sp.101 с повышенной химической стабильностью. Полученный фермент предполагается использовать для повышения эффективности процессов, использую щих NAD+-зависимые формиатдегидрогеназы, в частности, процесса регенерации кофактора. Для получения фермента дикого типа и его мутантных форм будет использована уже многократно опробованная система экспрессии в клетках E.coli, поскольку она позволяет быстро и в больших количествах получать целевые рекомбинантные белки.

Запланированная работа включает следующие этапы:

Первый год:

1. Анализ структуры, выбор остатков, оказывающих максимальный эффект на химическую и температурную стабильность 2. Получение точечных мутантных форм методом направленного му тагенеза 3. Выделение и очистка целевых ферментов 4. Изучение основных свойств полученных белков 12 ноября 2013 Осенний финал «У.М.Н.И.К.» РАН – Второй год:

1. Отбор мутаций, дающих положительный эффект. Моделирование структуры многоточечных мутантов 2. Получение не менее двух мутантных форм фермента с двумя или более заменами.

3. Выделение и очистка ферментов, содержащих аминокислотные за мены.

4. Изучение свойств объединенных мутантов.

Разработка препарата для лечения ран, осложненных вторичной инфекцией, на основе бета-шпилечных антимикробных пептидов Институт биоорганической химии им. академиков М. М. Шемякина П.В. Пантелеев и Ю. А. Овчинникова Российской академии наук (ИБХ РАН). 117997, Москва, ГСП-7, ул. Миклухо-Маклая, 16/10, (495)3350900, ibch@inbox.ru В связи с непрерывным ростом устойчивости микроорганизмов к конвенциальным антибиотикам, раневые и нозокомиальные инфек ции все чаще становятся причиной смерти пациентов, а лечение хро нических и сложных ран является серьезным вызовом для системы здравоохранения и экономики в целом. В последние десятилетия дан ная проблема решалась в основном путем химической модификации структуры уже известных антибиотиков, однако при этом достигается лишь временный эффект. Для изменения сложившейся ситуации не обходимо введение в клиническую практику принципиально новых классов антимикробных препаратов, кардинально отличающихся по своему механизму действия.

В последние годы все больший интерес начинают представлять препараты на основе эндогенных антимикробных пептидов (АМП). Как правило, это катионные, амфифильные молекулы, состоящие из 15- аминокислотных остатков, характеризующиеся широким спектром антимикробной активности. Благодаря мембранотропному механизму действия, АМП способны в течение десятков минут уничтожать клет ки-мишени вне зависимости от наличия у них антибиотикорезистент ности. Кроме того, являясь молекулярными факторами врожденного иммунитета, многие катионные АМП обладают эндотоксин-нейтра лизующей и иммуномодулирующей активностью. К числу наиболее активных АМП животного происхождения относятся молекулы, обра зующие стабилизированную дисульфидными связями -шпилечную структуру. Все они обладают жесткой пространственной укладкой цепи, обеспечивающей повышенную устойчивость к действию протео литических ферментов в отличие от АМП других классов. Несмотря на это, их устойчивость и время жизни в кровотоке значительно уступает аналогичным показателям для синтетических молекул, поэтому одной из возможных областей использования АМП в свободном виде являет 72 12 ноября Осенний финал «У.М.Н.И.К.» РАН – ся их применение в качестве препаратов наружного применения для быстрой обработки ран, осложненных вторичной инфекцией, и ускоре ния процессов ранозаживления.

Объектом разработки является препарат на основе аналога -шпилечного антимикробного пептида тахиплезина I, выделенного из гемоцитов мечехвоста Tachypleus tridentatus [1]. Молекула тахипле зина I состоит из 17 а.о., имеет положительный заряд +6 и стабилизи руется двумя дисульфидными связями. Главным достоинством тахи плезина I по сравнению с традиционными антибиотиками является то, что бактерии не способны вырабатывать по отношению к нему эффек тивных механизмов резистентности. Прежде всего, это объясняется чрезвычайно широким спектром мишеней тахиплезина: помимо спо собности вызывать деполяризацию бактериальных мембран с образо ванием стабильных пор, для тахиплезина было показано связывание с внутриклеточными мишенями, в частности, с участками двухцепо чечных молекул геномной и плазмидной ДНК, нарушающее процессы репликации и транскрипции. Кроме того, тахиплезин способен связы вать бактериальные эндотоксины, а также участвовать в иммунных процессах - активации системы комплемента и пролиферации клеток, обеспечивающих реакции системы врожденного иммунитета.

Природный тахиплезин I проявляет высокую активность в отно шении грамположительных и грамотрицательных бактерий, а также опухолевых клеток, однако, вместе с тем, проявляет и цитотоксиче ские свойства в отношении здоровых клеток. С целью создания анти микробного средства, обладающего пониженной цитотоксичностью по сравнению с природной молекулой, но сохраняющего высокую бак терицидную активность, в ходе предварительных исследований мето дами генной инженерии мы получили семейство его модифицирован ных аналогов, содержащих аминокислотные замены в ряде положений полипептидной цепи. В ходе дальнейшего скрининга рекомбинантных пептидов был отобран ряд аналогов тахиплезина I c показателями те рапевтической ценности, превышающими аналогичный для природ ной молекулы. Эти результаты являются хорошей предпосылкой для продолжения работы по поиску более активных и безопасных анало гов тахиплезина I.

На сегодняшний день отечественные и зарубежные аналоги раз рабатываемого препарата на основе АМП отсутствуют на рынке. По добная картина сложилась как из-за чрезвычайной строгости крите риев оценки эффективности и безопасности антимикробных средств, принятых американским Управлением по контролю качества пищевых продуктов и лекарственных препаратов (FDA) и Европейским агент ством лекарственных средств (EAMA), так и из-за того, что эти кри терии ранее были адаптированы для испытаний конвенциальных антибиотиков. Однако в настоящее время ведется разработка новых стандартов, учитывающих, в первую очередь, проблемы возникнове ния резистентности к препарату. На данный момент известно около десяти АМП, проходящих за рубежом предклинические и различные стадии клинических исследований [2]. Интерес к АМП у ведущих ми ровых фармацевтических компаний, таких как Pfizer и Novartis, в по 12 ноября 2013 Осенний финал «У.М.Н.И.К.» РАН – следнее время возрос, поэтому чрезвычайно важной задачей является разработка отечественных препаратов данного класса. Стоит отме тить, что альтернативным направлением в использовании АМП явля ется их совместное применение с конвенциальными антибиотиками, обусловленное значительным синергизмом в действии. Основными потребителями создаваемого продукта могут стать как частные спе циализированные медицинские учреждения, так и государственные поликлиники и больницы.

В связи с низкой эффективностью химического синтеза длинных пептидов, а также ввиду отсутствия значимых посттрансляционных модификаций в структуре тахиплезина I (кроме С-концевого амидиро вания), биосинтез в бактериальной системе E. сoli является наиболее удобным и экономически выгодным, особенно с учетом дальнейшего масштабирования технологии.

• создание набора плазмидных конструкций для экспрессии Основными задачами данного проекта является:

генов, кодирующих аналоги тахиплезина I, методами на правленного мутагенеза;

• препаративная экспрессия аналогов тахиплезина I в составе гибридного белка в клетках E.coli, выделение и очистка ре комбинантных аналогов;

• исследование антимикробной активности полученных ана логов в отношении небольшого количества тестовых микро организмов;

• исследование гемолитической активности полученных ана логов;

• оценка терапевтической ценности полученных аналогов и отбор наиболее перспективных для дальнейших исследова ний;

• исследование антимикробной активности наиболее ценных аналогов на широкой панели патогенных микроорганизмов;

• проведение оптимизации метода получения рекомбинант ных аналогов с целью упрощения технологии и снижения себестоимости.

В результате данной работы будет получен высокоактивный, нетоксичный аналог антимикробного пептида тахиплезина I, а также эффективная технология для получения в количествах, необходимых для работы по оптимизации лекарственной формы препарата на его ос нове и доклинических исследований. Кроме того, полученные данные позволят более глубоко понять взаимосвязь структуры и функций для амфифильных молекул АМП, дополнят существующие сведения, что в будущем позволит точнее прогнозировать свойства этих молекул при рациональном дизайне.

В ходе первых двух лет работы предполагается получение патен тов РФ для наиболее ценных аналогов. На более поздних стадиях рабо ты предполагается получение международного патента для широкого спектра аналогов тахиплезина I с различными заменами аминокислот ных остатков в ряде положений полипептидной цепи в виде структуры Маркуша для максимальной защиты результатов интеллектуальной деятельности.

74 12 ноября Осенний финал «У.М.Н.И.К.» РАН – 1. Nakamura T. Tachyplesin, a class of antimicrobial peptide from the Список литературы hemocytes of the horseshoe crab (Tachypleus tridentatus). Isolation and chemical structure / Furunaka H, Miyata T, Tokunaga F, Muta T, Iwanaga S, Niwa M, Takao T, Shimonishi Y // J Biol Chem. – 1988. – Vol.263(32) – P. 16709-13.

2. Christopher D. Fjell. Designing antimicrobial peptides: form follows function / Jan A. Hiss, Robert E. W. Hancock, Gisbert Schneider // Nature reviews – 2012. – Vol.11 – P.37-51.

Разработка и апробация иммуноаналитических систем определения микотоксинов на основе магнитных наночастиц Институт биохимии им. А.Н. Баха РАН, 119071 г. Москва, Ленинский проспект, А.В. Петракова д.33, стр.2, (495)9542804, alina.petrakova@gmail.com Разработка экспрессных иммуноаналитических систем на осно Цель проекта ве магнитных наночастиц для высокочувствительного определения содержания микотоксинов в продуктах сельского хозяйства и пищевой продукции.

Микотоксины - токсичные вторичные метаболиты плесневых Актуальность грибов, являющиеся одной из приоритетных групп контролируемых контаминант пищевой и кормовой продукции. Это связано, прежде всего, с опасностью, которую представляют данные соединения для здоровья животных и человека, а также с экономическим ущербом, наносимым сельскому хозяйству. Большинство микотоксинов не раз лагается при обычной обработке сырья и поэтому сохраняется на по следующих стадиях производства. Отсюда следует необходимость их тщательного мониторинга на всей технологической цепочке – от хра нения и транспортировки сырья до конечного продукта.

Традиционно при анализе микотоксинов используются физико химические методы, такие как высокоэффективная жидкостная и газо жидкостная хромотография. Несмотря на достаточную чувствитель ность, для данных методов характерны высокая стоимость, большие затраты времени и реагентов. Помимо этого, проведение анализа тре бует привлечения высококвалифицированного персонала. Более пер спективны иммунохимические методы, такие как иммунохроматогра фический анализ (ИХА) в формате тест-полосок и микропланшетный иммуноферментный анализ (ИФА). Отличительными особенностями ИХА являются простота, малое время анализа;

однако по чувствитель ности ИХА обычно уступает альтернативным методам. ИФА, хотя и об ладает достаточной чувствительностью, но характеризуется высокой длительностью, а его выполнение требует стационарного оборудова ния. Отсюда следует необходимость в дальнейшем совершенствовании 12 ноября 2013 Осенний финал «У.М.Н.И.К.» РАН – и развитии средств детектирования микотоксинов.

В настоящей работе предполагается разработка двух иммунохи Наукоемкость мических методов анализа – ИФА и ИХА - с использованием магнитных наночастиц (МНЧ). Такой подход позволит в несколько раз сократить длительность диффузионно-зависимых стадий гетерогенного имму ноанализа. Увеличение стабильности иммунореагентов, иммобилизо ванных на поверхности наночастиц, сделает возможным проведение анализа в агрессивных средах - экстрактах с высоким содержанием растворителя. Кроме того, магнитная сепарация обеспечит снижение предела обнаружения определяемого соединения за счет возможности концентрирования аналита.

К настоящему времени нами синтезированы магнитные наноча стицы оксида железа (средний диаметр, по данным просвечивающей электронной микроскопии - 10-15 нм) и показана их пригодность для быстрой сепарации (не более 10 секунд для отделения из больших - до 50 мл - объемов). Предложена методика коньюгирования МНЧ с анти телами. Получены предварительные результаты по применению МНЧ в ИФА. Показано увеличение стабильности антител, иммобилизован ных на поверхности магнитного сорбента, к действию органических растворителей (метанола).

В разрабатываемых методах планируется совмещение магнит Новизна ного концентрирования образца с непосредственным последующим проведением иммуноанализа связанного аналита - без предваритель ной элюции. Несмотря на разнообразие известных иммунохроматогра фических и иммуноферментных наборов и систем магнитной сепара ции, данный комбинированный подход до сих пор не был реализован.

Плесневые грибы - продуценты микотоксинов поражают боль Перспективы коммерциализации результатов НИОКР шинство сельскохозяйственных культур, в первую очередь зерно, кру пы, орехи, бобы, фрукты и др. В связи с этим контроль содержания микотоксинов основных классов является обязательным элементом подтверждения безопасности продуктов питания. Предельные уров ни контаминации, регламентируемые СанПиН 1078-1 (ТР ТС 021/2011), контролируются в различных отраслях пищевой промышленности - хлебопекарной, крупяной, молочной, плодоовощной и др. Поэтому им мунохимические тест-системы, планируемые к разработке в рамках данного проекта, имеют перспективы широкого применения для мо ниторинга сырья и готовой продукции.

Для эффективного микотоксикологического мониторинга и оценки безопасности агропродукции необходимы аналитические ме тоды, которые наряду с точностью, специфичностью и чувствительно стью, характеризуются такими принципиальными для организации массовых обследований качествами, как экспрессность, производи тельность, методическая простота и низкая стоимость. Предлагаемые методы экспрессного иммунохимического анализа обладают высокой конкурентоспособностью, удовлетворяя всем вышеперечисленным требованиям. Использование новых видов тест-систем позволит зна 76 12 ноября Осенний финал «У.М.Н.И.К.» РАН – чительно сократить издержки предприятий на проведение тестирова ний, а также повысить качество продукции.

В рамках проекта предполагается оформление патента на мето Защита интеллектуальной собственности дические решения, связанные с получением реагентов и тест-систем для предлагаемых аналитических методов.

Предварительный анализ патентной литературы (поиск по ба зам данных Роспатента Российской Федерации, Бюро по патентам и товарным знакам США, Европейского регистра патентов, Всемирной поисковой системы патентной информации Epsacenet) подтвердил на личие интереса к проблеме быстрого и чувствительного определения микотоксинов в растительном сырье. При этом предлагаемые нами методические решения - потенциальные объекты интеллектуальной собственности, эффективность которых будет проверена в ходе выпол нения проекта, характеризуются патентной чистотой.

Планируемые работы будут включать:

План реализации проекта • Определение состава коньюгатов МНЧ с антителами и их ре акционной способности;

• Разработку и метрологическую характеристику методик проведения ИФА и ИХА с использованием МНЧ;

• Испытание разработанных методик в системах с различным содержанием органических растворителей и в различных экстрактах растительного сырья;

• Апробацию разработанных методик в реальных матриксах различной природы и состава и сравнение получаемых ре зультатов с альтернативными аналитическими методами.

Предусматривается реализация иммуноферментных и имму нохроматографических тест-систем для приоритетных микотоксинов - афлатоксинов, охратоксина А, зеараленона.

12 ноября 2013 Осенний финал «У.М.Н.И.К.» РАН – Разработка системы высокопроизводительного скрининга библиотек биокатализаторов заключенных в двойных эмульсиях Институт биоорганической химии им.


академиков М.М. Шемякина С.С. Терехов и Ю.А. Овчинникова Российской академии наук, ООО «Центр разработки персона лизированных фармацевтических технологий», 117997, г. Москва, ул. Миклухо Маклая, д. 16/10, (495) Целью данного проекта является разработка технологической Цель проекта системы, позволяющей с высокой скоростью анализировать библио теки биокатализаторов и отбирать их наиболее активные по отноше нию к заданному субстрату варианты. Для этого будет создана система для инкапсуляции индивидуальных клеток в капли двойной эмульсии вода-масло-вода. Полученные капли мжно рассматривать как микро биореактор для каждой отдельной клетки в котором будет протекать катализируемая реакция. Реакция приведет к образованию флуорес центного продукта, причем более активные модификации фермента приведут к большему флуоресцентному сигналу. Этапы эмульсифи кации будут происходить внутри микрофлюидного чипа, дизайниро ванного таким образом, чтобы добиться образования монодисперсной двойной эмульсии. Полученая в итоге стабильная двойная эмульсия может быть подвергнута сортировке на клеточном сортере с отбо ром капель, обладающих наибольшим сигналом. Таким образом будут отобраны только те варианты фермента, которые наиболее активны по отношению к выбранной мишени.

В настоящее время происходит процесс перехода молекулярно Актуальность биологических и биофармацевтических платформ в формат работы с единичными клетками или биомолекулами. Технологии NGS секвени рования и анализа, основанные на компартментализации отдельных клеток или молекул в однократной эмульсии, такие как цифровая [1] и эмульсионная [2] полимеразная цепная реакция, уже имеют глубо кое практическое применение (QX100 ddPCR Bio-Rad;

SOLiD Applied Biosystems, 454 Sequencing Roche) и используются для решения на учных, биомедицинских и биофармацевтичеких задач [3]. На данный момент это еще очень молодая область, в которой отсутствуют не которые крайне важные практические приложения, в частности не существует коммерчески доступной системы, позволяющей с произ водительностью более 1000 событий в секунду анализировать и отби рать индивидуальные варианты биомолекул, катализирующих ту или иную ферментативную реакцию реакцию. Продукт вышеупомянутой реакции должен быть флуоресцентным, однако процесс, в ходе которо го он образовался может быть различным от обыкновенной фермента тивной реакции до сложного каскада реакций в клетке. Таким образом, предлагаемая система является абсолютно новым и незаменимым ин 78 12 ноября Осенний финал «У.М.Н.И.К.» РАН – струментом поиска новых промышленно важных ферментов и лекар ственных препаратов.

Процесс создания системы высокопроизводительного скринин Наукоемкость га в двойных эмульсиях объединяет научные достижения молекуляр ной биологии, биотехнологии, микрофлюидики, смачивания и кол лойдных взаимодействий. При копартментализации эукариотических клеток внутри двойной эмульсии необходимо добиться с одной сторо ны высокой выживаемости клеток, с другой – крайне высокой стабиль ности эмульсии, что должно быть обеспечено правильным подбором эмульсификаторов. Дизайн микрофлюидного чипа и химическая моди фикация его каналов должна приводить к стабильной генерации как обращенной (вода-в-масле), так и прямой (масло-в-воде) эмульсии, что в свою очередь обеспечит одинаковый объем всех реакций для каждой отдельной клетки-клона.

В литературе описана возможность испльзования двойных Новизна эмульсий для скрининга библиотек [4], однако существующие методы ограничены ввиду полидисперсности эмульсии или бактериальной экспрессии белков [5]. Существует ряд публикаций в которых исполь зована технология однократной эмульсификации [6], однако коммер ционализация такого варианта затруднена, так как требует разработ ки специальной системы сортровки эмульсий. Наша система позволяет использовать существующие приборы FACS, что приводит к возможно сти ее применения в большинстве НИИ и фармкомпаний, а также ис пользовать широкий инструментарий FACS для проведения сложных скрининговых процедур.

На данный момент отсутствуют коммерчески доступные плат Перспективы коммерциализации результатов НИОКР формы для скрининга клеточных библиотек в двойных эмульсиях. Ре зультаты данной работы являются основой для биофармацевтических систем скрининга и направленной эволюции нового поколения.

В ходе реализации проекта планирутся подачи патентов на ди Защита интеллектуальной собственности зайн и паттернизацию микрофлюидного чипа для для генерации моно дисперсной двойной эмульсии, а также составы фаз эмульсии, обеспе чивающих ее устойчивость и биосовместимость.

Реализацию проекта планируется разбить на 4 этапа по полгода План реализации проекта каждый.

1. Отработка условий получения стабильной двойной эмульсии во да-масло-вода без использования микрофлюидных чипов, методом последовательной двустадийной эмульсификации. Подбор состава всех трех фаз.

2. Дизайн и сборка микрофлюидного чипа из биосовместимого поли мера полидиметилсилоксана полученного медодом мягкой лито графии. Химическая паттернизация каналов чипа гидрофилизиру ющими и гидрофобизирующими реагентами.

3. Отработка режимов генерации каждого из типов однократной 12 ноября 2013 Осенний финал «У.М.Н.И.К.» РАН – эмульсии, получение монодисперсной сабильной двойной эмуль сии вода-масло-вода.

4. Компартментализация библиотеки живых клеток в двойных эмульсиях, сортинг наиболее активных вариантов фермента и ва лидация эффективности отбора наиболее эффективных биоката лизаторов. Создание СОП.

Планируется валидация метода для работы с различными систе Дополнительная информация мами генерации потока, а также для использования клеток млекопита ющих и человека.

1. Absolute quantification by droplet digital PCR versus analog real-time Список литературы PCR / C. M. Hindson [и др.] // Nat Meth. - 2013. - Т. 10. - №10. - С. 1003-1005.


2. Amplification of complex gene libraries by emulsion PCR / R. Williams [и др.] // Nat Meth. - 2006. - Т. 3. - №7. - С. 545-550.

3. Next-generation DNA sequencing / J. Shendure, H. Ji // Nat Biotech. 2008. - Т. 26. - №10. - С. 1135-1145.

4. Directed evolution by in vitro compartmentalization / O. J. Miller [и др.] // Nat Meth. - 2006. - Т. 3. - №7. - С. 561-570.

5. Directed evolution of hydrolases for prevention of G-type nerve agent intoxication / R. D. Gupta [и др.] // Nat Chem Biol. - 2011. - Т. 7. - №2. - С. 120-125.

6. Ultrahigh-throughput screening in drop-based microfluidics for directed evolution / J. J. Agresti [и др.] // Proceedings of the National Academy of Sciences. - 2010. - Т. 107. - №9. - С. 4004-4009.

Полифункциональные биопрепараты и создание на их основе высокопродуктивных растительно микробных систем Институт биохимии им. А.Н. Баха РАН, 119071 г. Москва, Ленинский про С.А. Хапчаева, В.С. Зотов, Н.В. Пунина, А.Ф. Топунов спект, д.33, стр. Создание биопрепаратов на основе полифункционального ком Цель проекта плекса микроорганизмов для поддержания и восстановления плодо родия почв посредством развития экологически сбалансированных экосистем.

Рост населения нашей планеты и все возрастающая потребность Актуальность человечества в продуктах питания вызывают необходимость увели чения объемов производства сельскохозяйственной продукции. В по следние десятилетия увеличение сельхозпроизводства шло в основном за счет его химико-техногенной интенсификации, что привело к увели чению энерго- и ресурсозатрат в сельском хозяйстве, нарушению про цессов круговорота основных биогенных элементов в искусственных агроценозах, а также к химическому загрязнению выращиваемой про 80 12 ноября Осенний финал «У.М.Н.И.К.» РАН – дукции и окружающей среды. Интенсивное использование пестици дов и агрохимикатов усиливает процессы загрязнения агроэкосистем и деградацию гумуса – основы почвенного плодородия. Актуальным остается также вопрос биобезопасности генномодифицированных рас тений (в том числе бобовых) и результата их взаимодействия с био препаратами. В связи с этим, разработка безопасной агротехнологии, направленной на поддержание и восстановление плодородия почв ста новится приоритетной задачей для специалистов агробиотехнологи ческого сектора. Одной из главных задач является создание полифунк циональных биопрепаратов на основе консорциума микроорганизмов, повышащих всхожесть семян, стимулирующих питание растений, за щищающих от инфекций, патогенов и вредителей.

Стабилизирующим звеном в биологическом земледелии являют ся зернобобовые культуры. Площадь посевов зерновых и зернобобовых культур в РФ на 2013г. составляет 46,1 млн. га. Благодаря способности бобовых растений вступать в азотфиксирующий симбиоз с клубенько выми бактериями, последние активно применяются в качестве основы для биопрепаратов, позволяющих накапливать азот в почве для после дующих культур севооборота.

Наша команда обладает запатентованной техникой hin-регион Наукоемкость ПЦР, которая в совокупности с методом saAFLP позволяет проводить доступный экспресс-анализ: скрининг большой выборки микробных изолятов, оценка ризобиальных популяций в почве, определение ге нотипа ризобий, образующих клубеньки. Создан web-ресурс, который представляет собой базы данных по генетическим и биохимическим признакам азотфиксирующих клубеньковых бактерий рода Rhizobium, географии их распространения, а также практические рекомендации, теоретическое обоснование и литературные обзоры по особенностям микробно-растительных симбиозов, биоразнообразию симбиотиче ских и ассоциативных микроорганизмов. Впервые формируем базу генетических данных по новому родоспецифичному таксономическо му маркеру - hin-региону для внутривидовой идентификации и диф ференциации азотфиксирующих бактерий. Совместно с коллегами из отдела микробиологии Института сельского хозяйства Крыма мы фор мируем и поддерживаем представительную коллекцию ризобий ( изолятов и штаммов).

Разрабатываемые нами биопрепараты будут обладают широким Новизна спектром действий: повышают всхожесть семян, стимулируют пита ние растений, защищают от инфекций, патогенов и вредителей, явля ются биоудобрением, а также повышают урожайность зернобобовых культур. Подобная полифункциональность обусловлена консорциу мом микроорганизмов, входящих в состав биопрепарата (азотфикси рующие бактерии, фосфатмобилизаторы, ассоциативные бактерии, стимулирующие развитие растений и защиту их от фитопатогенов, а также чрезмерной нагрузки условно патогенных бактерий). Рассма тривается возможность сохранения биоразнообразия в почве за счёт применения цианобактериальных ассоциаций в качестве основы для 12 ноября 2013 Осенний финал «У.М.Н.И.К.» РАН – полифункциональных биопрепаратов. На протяжении нескольких лет ведутся полевые испытания подобных конструкций, в которых отме чается принципиальные преимущества использования цианобактери альных консорциумов и перспективы направленной селекции и подбо ра наиболее эффективных биоагентов для него.

Технология производства полифункциональных биопрепаратов экологически безопасна, малозатратна и предполагает использование универсального стандартного оборудования.

Объекты коммерциализации:

Перспективы коммерциализации результатов НИОКР 1) полифункциональные биопрепараты на основе микробных аг роконсорциумов, включающих в себя цианобактерии родов Anabaena spp., Nostoc spp. (обеспечение стабильной работы биопрепарата), або ригенные популяции клубеньковых бактерий родов Rhizobium spp., Mesorhizobium spp., Bradyrhizobium spp., Sinorhizobium spp., (азотфикси рующий симбиоз), эпифитных и эндофитных бактерий родов Bacillius spp. (стимуляция развития растений и защита от фитопатогенов) и ростстимулирующие компоненты;

2) технологиия создания высокоэффективных консорциумов широкого спектра действия.

Патентование либо частей, либо всей технологии получения био Защита интеллектуальной собственности препарата в целом. Патентование комплексного биопрепарата.

1. Поиск микробных компонентов и создание консорциума микроор План реализации проекта ганизмов как основы биопрепаратов.

2. Разработка технологии производства полифункциональных био препаратов, подготовка и подача заявки на патент.

3. Проведение вегетационных и полевых экспериментов на основных зернобобовых культурах с обработкой полифункциональными биопрепаратами.

4. Разработка проекта производства полифункционального биопре парата: продуктовый расчёт, экономический расчёт, бизнес-план.

5. Создание проекта высокопродуктивного тепличного комплекса на базе агробиотехнологии получения сельскохозяйственной про дукции.

82 12 ноября Осенний финал «У.М.Н.И.К.» РАН – Содержание I. ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ Учебно-исследовательская система компьютерного моделирования электродинамических процессов KARATINO Разработка программного обеспечения для распознавания Ю.И. Еремеичева математических формул в электронных документах Программный комплекс для высокоточного решения уравнений А.Е. Кирюшина нестационарной газовой динамики Адаптивный регулятор нового поколения Б.А. Корнеев Ai-drone: интеллектуальная система управления беспилотными И. Г. Резков летательными аппаратами (как saas решение) II. МЕДИЦИНА БУДУЩЕГО Ф.И. Сабирзянов Разработка векторных контрастных агентов для МРТ диагности ки рассеянного склероза Разработка полимерной матрицы с включенными антиоксидант Т.О. Абакумова, Н.В. Нуколова ными ферментами для комбинированной терапии последствий спинномозговой травмы.

Разработка антикоагулянтов нового поколения на основе ДНК А.Д. Алексашкин, Н.В. Нуколова, Н.Л. Клячко, А.В. Кабанов.

аптамеров к тромбину Разработка мультиплексной тест-системы для определения А.М. Варижук суммарного кардиоваскулярного риска на основе аллель специфического подавления флуоресценции по принципу фото индуцированного переноса электронов А. Ю. Волошина, Н. И. Самаров, Н. С. Фаттахов, Разработка тест-системы для определения антител к липидам Л. С. Литвинова, С. В. Бабак.

с целью диагностики и прогнозирования течения при демиели низирующих заболеваниях ЦНС Меланокортины как основа создания пептидных лекарственных М.В. Иванова препаратов с иммуномодулирующим действием.

Марков Д.Д.

12 ноября 2013 Осенний финал «У.М.Н.И.К.» РАН – Поиск новых химических соединений, активных в отношении латентной туберкулезной инфекции III. СОВРЕМЕННЫЕ МАТЕРИАЛЫ М.В. Фурсов И ТЕХНОЛОГИИ ИХ СОЗДАНИЯ Электрокаталитические материалы с повышенной стабильно стью для топливных элементов Получение углеродных 3D наноструктур, представляющих интерес А.А. Бельмесов как электродные материалы для суперконденсаторов Новые мембранные материалы для получения особо чистого кис М.В. Гудков, В.П. Мельников лорода из воздуха Получение металлонаполненных нанокомпозитов с повышенными И.В.Кульбакин теплопроводящими свойствами П.А. Нежный, О.И. Кудинова, В.Г. Гринев, В.Г. Крашенинников, Н.Г Разработка методов рафинирования высо Рывкина, И.А. Чмутин, Н.Г. Березкина, Л.А. Новокшонова.

кохромистых расплавов с использованием кислородосодержа щей плазмы Синтез нанокристаллических тугоплавких оксидов со структурой Б.А. Румянцев пирохлора гликоль-цитратным методом в качестве компонентов термобарьерных материалов Подшипники нового поколения: замена бронзы на алюминий К.А. Сахаров Разработка способа получения наноразмерных магнитных фаз О.О. Столярова оксидов железа для использования в ядерной энергетике при цементации жидких радиоактивных отходов Получение керамических электродных наноматериалов М.А. Федотов методом СВС-экструзии и их применение в электроискровых покрытиях IV. НОВЫЕ ПРИБОРЫ И АППАРАТНЫЕ КОМПЛЕКСЫ А.П. Чижиков Применение неоднородного барьерного разряда для технологий дезинфекции и очистки газов А.А. Басиев 84 12 ноября Осенний финал «У.М.Н.И.К.» РАН – Лабораторный испытательный стенд-конструктор для выполнения учебных и научных работ по оптике и механике Разработка и изготовление компактных прецизионных гипоци А.М. Кокуров клоидных редукторов с повышенным передаточным отношени ем для антропоморфных промышленных роботов Высокоточные преобразователи перемещений В.Р.Купцов на основе микроразмерных высокочувствительных сенсоров магнитного поля Прибор для оценки аллергической реакции кожи А.С. Куренков V. БИОТЕХНОЛОГИЯ И.Н. Соломадин Новые ингибиторы обратной транскриптазы ВИЧ-1 на основе N1,N3 дизамещенных производных урацила Разработка методики поиска ингибиторов бактериальной РНК В.Т. Валуев-Эллистон полимеразы на основе флуоресцентных матриц Получение химически стабильных Д.М. Есюнина биокатализаторов регенерации NADH Разработка препарата для лечения ран, И.С. Каргов, А.А. Алексеева осложненных вторичной инфекцией, на основе бета-шпилечных антимикробных пептидов Разработка и апробация иммуноаналитических П.В. Пантелеев систем определения микотоксинов на основе магнитных наночастиц Разработка системы высокопроизводительного скрининга библи А.В. Петракова отек биокатализаторов заключенных в двойных эмульсиях Полифункциональные биопрепараты и создание на их основе С.С. Терехов высокопродуктивных растительно-микробных систем С.А. Хапчаева, В.С. Зотов, Н.В. Пунина, А.Ф. Топунов 12 ноября 2013 Осенний финал «У.М.Н.И.К.» РАН – Осенний финал «У.М.Н.И.К.» РАН Сборник тезисов Москва 12 ноября 2013 г.

Материалы публикуются в авторской редакции Институт биохимии им. А.Н. Баха РАН Тел: +7 (495) 954-13- Факс: +7 (495) 954-13- http://www.umnik-ras.ru/ 86 12 ноября

Pages:     | 1 | 2 ||
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.