Пущинский научный центр Российской академии наук

Администрация города Пущино

Пущинский государственный университет

Пущино, 2011

УДК 573.4; 574.6; 577.1; 577.2; 577.3; 577.4; 581.5; 591.1; 631.4

БИОЛОГИЯ – НАУКА ХХI ВЕКА: 15-я Международная Пущинская школаконференция молодых ученых (Пущино, 18 - 22 апреля 2011 года). Сборник

тезисов.

Международная школа-конференция молодых ученых - ежегодное научное

мероприятие, организуемое и проводимое Пущинским научным центром РАН, институтами ПНЦ, Пущинским государственным университетом на базе Пущинского научного центра Российской академии наук.

Целью школы-конференции является ознакомление молодых ученых с перспективами и новейшими достижениями в области физико-химической биологии.

Работа школы-конференции проводится в форме пленарных и секционных заседаний по следующим направлениям: молекулярная биология, общая и функциональная биохимия, биофизика и биомедицина, биология и экология микроорганизмов, почвоведение и биогеохимия, экология животных и растений, математическая биология, прикладная биотехнология.

Пленарные заседания включают в себя лекции ведущих российских ученых, охватывающие перспективные направления физико-химической биологии; молодые исследователи имеют возможность доложить результаты своей работы в форме устных сообщений и стендовых докладов в ходе секционных заседаний.

Помимо научных мероприятий в программу работы школы-конференции входят экскурсии по институтам ПНЦ РАН, выставки научного оборудования, круглые столыдиспуты по актуальным проблемам современной науки, культурная программа. В работе школы-конференции ежегодно принимают участие более 500 молодых исследователей из городов России, стран СНГ и дальнего зарубежья.

СЕКЦИЯ «Прикладная биотехнология»

СНИЖЕНИЕ АКТИВНОСТИ ФЕРМЕНТОВ КУЛЬТУРАЛЬНОЙ СРЕДЫ

ДРОЖЖЕЙ PICHIA PASTORIS – ПРОДУЦЕНТОВ ХИМЕРНЫХ БЕЛКОВ

Сазонова Е.А., Карабельский А.В., Падкина М.В.

Санкт-Петербургский государственный университет, Санкт-Петербург (Россия) E-mail: [email protected] Недавние исследования показали, что секреция метилотрофными дрожжами Pichia pastoris рекомбинантных гибридных белков, состоящих из альбумина человека и молекул цитокинов, сопровождается протеолитической деградацией синтезируемых белков в культуральной жидкости.

В процессе расщепления секретируемых белков в дрожжах Saccharomyces cerevisiae принимают участие сериновые протеазы Kex1, Кех2 (КФ 3.4.21.61) и аспарагиновые протеазы Yps1, Yps2 (КФ 3.4.23.41). Недавно гомологи этих протеаз открыли у дрожжей P. pastoris. Было обнаружено, что протеолиз синтезируемых белков осуществляется ферментом, гомологичным аспарагиновой протеазе Yps1 дрожжей-сахаромицетов. Для снижения уровня протеолиза используют введение дополнительных субстратов для протеаз, ингибиторов протеаз, создание штаммов, мутантных по гену, кодирующему протеазу.

Мы показали, что снижение температуры культивирования, использование буферных растворов с нейтральным, щелочным значением рН, добавление ЭГТА до конечной концентрации 5 мМ позволяет уменьшить активность протеаз, и, тем самым, повысить продуктивность штаммов и обеспечить сохранение биологической активности белков. В ходе дальнейшего исследования мы обнаружили, что при ферментации в «BIOSTATR B plus»

повышение рН с 6,0 до 10,0 снижает уровень протеолиза, не влияя на биологическую активность химерного белка Альбумин-интерферон-альфа16, а использование комплекса ингибиторов протеаз (Protease inhibitor cocktail) в рекомендуемой концентрации не приводит к снижению уровня протеолиза.

Известно, что использование штаммов с дизрупцией гена YPS1 в большинстве случаев приводит к снижению активности протеаз, не оказывая существенного влияния на уровень синтеза рекомбинантных белков и жизнеспособность клеток. В ходе проделанной работы был клонирован ген YPS1 дрожжей P. pastoris, на основе которого была получена плазмида pYPSZEO, содержащая ген устойчивости к зеоцину (Bleor). Полученный вектор будет использован для создания штамма дрожжей P. pastoris с неактивным геном YPS1, что, возможно, позволит увеличить уровень синтеза сшитых с альбумином рекомбинантных белков.

СИНТЕЗ ГЕНОВ, КОДИРУЮЩИХ АНТИМИКРОБНЫЙ БЕЛОК

ЭСКУЛЕНТИН

Совгир Н.В., Прокулевич В.А.

Белорусский государственный университет, Минск (Беларусь) E-mail: [email protected] В связи с проблемой возникновения устойчивости патогенных штаммов бактерий к традиционным средствам терапии, целесообразным является поиск новых антибактериальных веществ, обладающих свойствами отличными от широко распространенных антибиотиков.

Такими веществами являются антимикробные пептиды (АМП), которые могут быть использованы при разработке новых препаратов высокой эффективности, которые найдут свое применение, как в медицине, так и в ветеринарии для лечения различного рода инфекционных заболеваний.

К одним из таких АМП, перспективным для использования, относится эскулентин-1b, который обладает, по данным разных исследований, наиболее широким спектром антибактериальной и антифунгальной активности среди АМП, выделенных из кожных секретов прудовой лягушки (Rana esculenta). Данный пептид относится к семейству АМП эскулентин-1. Оно включает в себя пептиды (46-аминокислотных остатков), которые демонстрируют наиболее мощную антимикробную активность при незначительном токсичном воздействии на клетки эукариот.

СЕКЦИЯ «Прикладная биотехнология»

Целью исследования является изучение особенностей экспрессии в бактериальных клетках нативной и модифицированных форм антимикробного белка эскулентина-1b.

На первом этапе in vitro при помощи ПЦР были синтезированы гены, кодирующие нативный белок эскулентин-1b и белок эскулентин, содержащий His-tag на C-конце молекулы.

С помощью разработанных праймеров методом ПЦР были произведены замены редко встречающихся у прокариот триплетов в нуклеотидной последовательности гена эскулентинаb.

Синтезированные гены были встроены в плазмиду pUC18 по сайтам рестриктаз Nde I и Eco RI, отсеквенированы и переклонированы в составе вектора экспрессии pET24b(+) в клетках Escherichia coli BL21-CodonPlus(DE3)-RIPL.

На данном этапе ведется работа по оптимизации экспрессии с целью получения высокого выхода целевых продуктов.

ПОИСК РИЗОСФЕРНЫХ БАКТЕРИЙ, ОБЛАДАЮЩИХ ВЫСОКИМ

АДАПТИВНЫМ ПОТЕНЦИАЛОМ К МУЛЬТИЗАГРЯЗНЕНИЮ

Крючкова Е.В., Любунь Е.В., Чернышова М.П., Бурыгин Г.Л., Турковская О.В.

Учреждение Российской академии наук Институт биохимии и физиологии растений и Работа посвящена поиску ризосферных бактерий-деструкторов глифосата, устойчивых к тяжёлым металлам, не обладающих фитотоксичностью, способных колонизировать корни и стимулировать рост растений. С поверхности корней выделены 10 штаммов, которые протестированы на способность деградировать глифосат, используя его в качестве источника фосфора. Изучена пороговая чувствительность выделенных штаммов к тяжёлым металлам и соединениям мышьяка. В ходе исследования отобран штамм Acinetobacter sp. K7, обладающий высокой деструктивной активностью по отношению к глифосату, а также устойчивый к следующим концентрациям тяжёлых металлов (мг/мл): Pb - 1,31; Cd – 0.40; Ni – 0,57.

Данный штамм не подавлял рост ассоциативных бактерий рода Azospirillum при совместном культивировании. Не проявлял вирулентности по отношению к млекопитающим.

Колонизировал проростки подсолнечника и оказывал выраженное стимулирующее дествие на длину и развитие корней. Получены специфические миниантитела, позволяющие проводить идентификацию и мониторинг штамма Acinetobacter sp. K7 в лабораторных и полевых условиях. Методом ИФА показано, что в модельных экспериментах с загрязненной почвой в течение 30-ти суток численность интродуцированного Acinetobacter sp.K7 снижалась до предела чувствительности метода. Подобные бактериальные штаммы являются перспективными для очистки и восстановления почв, загрязнённых органофосфонатами и тяжёлыми металлами.

ВЛИЯНИЯ БИОПРЕПАРАТА НА ОСНОВЕ PSEUDOMONAS SP. НА РОСТ

ФИТОПАТОГЕННЫХ ГРИБОВ

Лукаткин А.А., Бурова Ю.А., Ибрагимова С.А.

Мордовский государственный университет им. Н.П.Огарева, Саранск (Россия) Взаимодействие растений с ризосферными микроорганизмами играют важную роль в развитии растений, обеспечивая их соответствующим питанием и регуляторами роста, защищая от патогенных микроорганизмов. В последнее время отмечается интерес к микробиологическим препаратам, которые используются для повышения почвенного плодородия и продуктивности культурных растений, защиты их от фитопатогенной микрофлоры, повышения качества урожая.

На кафедре биотехнологии ведутся работы по созданию биопрепарата на основе бактерий рода Pseudomonas с целью использования в сельском хозяйстве для защиты растений от