Работа группы направлена на исследование проблемы генетической нестабильности эукариотического генома. Группа специализируется в области генетики мобильных элементов и эндогенных ретровирусов. Другим направлением работы является исследование генетических процессов, обуславливающих развитие опухолей у человека. Также исследуются генетические основы редких эндокринных заболеваний человека.
1. Генетика мобильных элементов и эндогенных ретровирусов
Основными направлениями являются исследования генетического контроля транспозиции мобильного элемента и ретровируса gypsy и родственных ему элементов; структуры и функции отдельных районов мобильного элемента gypsy; эволюции мобильных элементов группы gypsy; процессов молекулярной доместикации последовательностей ретровирусов и мобильных элементов. В исследованиях используется уникальная система длительной генетической нестабильности у D. melanogaster. Она состоит из двух линий – нестабильной, содержащей множественные амплифицированные копии функционального элемента-ретровируса gypsy, и стабильной, не содержащей активных копий gypsy.
За последние годы в группе проведены исследования по изучению молекулярно-генетических механизмов функционирования гена flamenco дрозофилы, осуществляющего генетический контроль перемещений gypsy у D. melanogaster. Исследована экспрессия локуса flamenco. Проведены исследования функции интегразы gypsy – ключевого фермента, участвующего в транспозиции. Получена функционально активная интеграза, которая осуществляет вырезание длинного концевого повтора gypsy из состава плазмидной конструкции в модельной системе в клетках E. coli. Разработана новая классификация ретроэлементов на основе филогенетического анализа ретротранспозонов дрозофилы и других членистоногих, чьи геномы секвенированы.
Исследованы доместицированные гены ретровирусов gag и env в геноме D. melanogaster. Проведен эволюционный анализ последовательностей доместицированных генов gag и env в геномах разных видов дрозофилы. Показана трансмембранная локализация продуктов исследуемых генов у D. melanogaster. Исследуется роль доместицированных генов ретровирусов в иммунном ответе на стрессовые воздействия (бактериальная и вирусная инфекция, холодовой и тепловой шок, голодание, окислительный стресс).
2. Генетика редких эндокринных заболеваний человека
В настоящее время исследования посвящены генетике гипогонадотропного гипогонадизма, состояния, характеризующееся задержкой/отсутствием полового созревания вследствие патологии гипоталамо-гипофизарно-гонадотропной системы. В последние годы стали известны мутации в некоторых генах, ассоциированные с синдромом. Однако роль большинства из них плохо изучена. Работа посвящена исследованию функционирования и взаимодействия генов, определяющих правильное развитие и функционирование гипоталамо-гипофизарно-гонадной системы. Параллельно ведется поиск новых генов-кандидатов.
Работа ведется совместно с факультетом фундаментальной медицины МГУ имени М.В.Ломоносова и Московским Областным Клиническим НИИ им. М.Ф. Владимирского (Моники).
3. Исследование роли эндогенных ретровирусов и других мобильных элементов в процессе метастазирования, обусловленного экзосомами
Предполагается, что одним из факторов развития злокачественных опухолей и метастазирования являются внеклеточные везикулы – экзосомы, образующиеся внутри раковых клеток, секретирующихся в межклеточную жидкость, и затем в кровь. По крайней мере, для модельного объекта - плодовой мушки дорозофилы – показано, что ее ретровирусы распространяются через экзосомы. В настоящее время функции экзосом у человека изучены недостаточно, но не исключено, что именно с их помощью активированные отсутствием генетического контроля ретроэлементы распространяются по организму, вызывая общую генетическую дестабилизацию.
В настоящее время проводится исследование профиля экспрессии эндогенных ретровирусов в экзосомах, выделенных из крови пациентов, страдающих различными формами рака. Целью данной работы является разработка диагностической системы онкологических заболеваний, основанной на анализе профиля экспрессии эндогенных ретровирусов в экзосомах.
Работа ведется совместно с Университетской клиникой Фрайбурга (Universitätsklinikum Freiburg), Германия.
Группа располагает широким арсеналом современных методов научного исследования. В экспериментальной работе применяются генетический анализ, генно-инженерные методы, обратная транскрипция и ПЦР-анализ в реальном времени, гибридизация нуклеиновых кислот (саузерн, нозерн), методы экспрессии генов на уровне транскрипции и трансляции, выделение, фракционирование и гибридизация белков (вестерн), иммуноферментный анализ, методы трансформации с получением трансгенных линий дрозофилы путем электропорации и микроинъекций эмбрионов. Помимо этого ведется биоинформатический анализ.
В общей сложности в группе защищено 10 диссертаций на соискание степени кандидата биологических наук. Научные
исследования имеют поддержку грантами РФФИ. Результаты исследований опубликованы в российских и зарубежных журналах (