КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ
Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Номер проекта 19-74-10102
НазваниеСвязь структуры и функции нативно-развернутых белков
Руководитель Балакирева Анастасия Васильевна, Кандидат биологических наук
Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Государственный научный центр Институт биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова Российской академии наук , г Москва
Конкурс №41 - Конкурс 2019 года «Проведение исследований научными группами под руководством молодых ученых» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными
Область знания, основной код классификатора 04 - Биология и науки о жизни; 04-202 - Протеомика; структура и функции белков
Ключевые слова белковый дизайн, эволюционная биология, ландшафт приспособленности, связь генотип-фенотип, физика белка, нативно-развернутые белки
Код ГРНТИ62.00.00, 31.23.27, 34.23.19
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
Связь фенотипа и генотипа – одна из ключевых проблем для многих областей биологии, от физики белка и эволюционной биологии до биотехнологии и медицинской генетики. В последние годы стало возможным проводить высокопроизводительные скрининги, позволяющие получать данные о функциональности сотен тысяч мутантных вариантов белков в одном эксперименте. Такие скрининги производят массивы данных, важные для понимания связи структуры и функции в разных группах белков. В фундаментальных исследованиях полученные данные используются для уточнения существующих теоретических моделей связи структуры и функции в белках, а также для моделирования молекулярной эволюции белков. В белковой инженерии определение функциональности мутантных вариантов позволяет применять структурные подходы и методы машинного обучения для улучшения существующих белков (Saito et al. 2018; Pethe, Rubenstein, and Khare 2019).
В настоящем проекте мы планируем сфокусироваться на важной и наименее исследованной с точки зрения связи структуры и функции группе белков – так называемых нативно-развернутых белках. Нативно-развернутые белки, как правило, не формируют единой нативной структуры, а существуют во множестве альтернативных конформаций, заселенность которых определяется внешними условиями, такими как кислотность и солевой состав среды, наличие белка-партнера и посттрансляционных модификаций. Нативно-развернутые белки осуществляют множество функций, являясь, среди прочего, узлами белок-белковых взаимодействий, структурными молекулами, ферментами. Современные анализы свидетельствуют о том, что к группе нативно-развернутых белков может относиться до 15% всех белков — значительная часть протеома, — при этом данных о связи структуры и функции таких белков крайне мало.
В рамках работ по настоящему проекту мы разработаем высокопроизводительный подход для определения функциональности нативно-развернутых белков, недавно обнаруженных в тихоходках и определяющих способность этих животных переживать полное высыхание. Мы создадим библиотеку мутантов генов таких нативно-развернутых белков и определим функциональность каждого варианта при экспрессии в клетках дрожжей. На основе полученных данных мы впервые систематически проанализируем связь последовательности и функции в нативно-развернутых белках и используем полученные данные для анализа применимости существующих моделей к эволюции этой группы белков, а также исследуем возможность применения машинного обучения для предсказания функциональных нативно-развернутых белков.
ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Публикации
1.
Митюшкина Т.Ю., Мишин А.С., Гонзалез Сомермейер Л., Маркина Н.М., (полный списов авторов не регистрируется системой), Ямпольский И.В., Саркисян К.С.
Plants with self-sustained luminescence
Nature Biotechnology (год публикации - 2020)
https://www.biorxiv.org/content/10.1101/809376v1
2.
Митюшкина Т.Ю., Мишин А.С., Гонзалез Сомермейер Л., Маркина Н.М., (полный списов авторов не регистрируется системой), Ямпольский И.В., Саркисян К.С.
Plants with genetically encoded autoluminescence
Nature Biotechnology (год публикации - 2020)
10.1038/s41587-020-0500-9
3.
Митюшкина Т.Ю., Мишин А.С., Гонзалез Сомермейер Л., Маркина Н.М., (полный списов авторов не регистрируется системой), Ямпольский И.В., Саркисян К.С.
Plants with genetically encoded autoluminescence
Nature Biotechnology, 38, 944-946 (год публикации - 2020)
10.1038/s41587-020-0500-9
4.
Суреда-Вивес М., Саркисян К.С.
Bioluminescence-Driven Optogenetics
Life, 10(12), 318 (год публикации - 2020)
10.3390/life10120318
5. Саркисян К.С. Expression of intrinsically disordered proteins in heterologous hosts Biotechnology & Biotechnological Equipment (год публикации - 2020)
6.
Саркисян К.С.
On the role of intrinsically disordered proteins from Hypsibius dujardini in desiccation tolerance
The Eurobiotech Journal, 5(3), 107 (год публикации - 2021)
10.2478/ebtj-2021-0031
7.
Саркисян К.С.
Screening assay for proteins conferring desiccation tolerance
FEBS Open Bio, 11(Suppl.1), 294-295 (год публикации - 2021)
10.1002/2211-5463.13205
8.
Гонсалез Сомермейер Л., Флейс О., Мишин А.С., Божанова Н.Г., Иголкина А.А., Мейлер Д., Алабаль Пужоль М.-Э., Путинцева Е.В., Саркисян К.С., Кондрашов Ф.А.
Heterogeneity of the GFP fitness landscape and data-driven protein design
eLife, 11, e75842. DOI: 10.7554/eLife.75842 (год публикации - 2022)
10.7554/eLife.75842
Публикации
1.
Митюшкина Т.Ю., Мишин А.С., Гонзалез Сомермейер Л., Маркина Н.М., (полный списов авторов не регистрируется системой), Ямпольский И.В., Саркисян К.С.
Plants with self-sustained luminescence
Nature Biotechnology (год публикации - 2020)
https://www.biorxiv.org/content/10.1101/809376v1
2.
Митюшкина Т.Ю., Мишин А.С., Гонзалез Сомермейер Л., Маркина Н.М., (полный списов авторов не регистрируется системой), Ямпольский И.В., Саркисян К.С.
Plants with genetically encoded autoluminescence
Nature Biotechnology (год публикации - 2020)
10.1038/s41587-020-0500-9
3.
Митюшкина Т.Ю., Мишин А.С., Гонзалез Сомермейер Л., Маркина Н.М., (полный списов авторов не регистрируется системой), Ямпольский И.В., Саркисян К.С.
Plants with genetically encoded autoluminescence
Nature Biotechnology, 38, 944-946 (год публикации - 2020)
10.1038/s41587-020-0500-9
4.
Суреда-Вивес М., Саркисян К.С.
Bioluminescence-Driven Optogenetics
Life, 10(12), 318 (год публикации - 2020)
10.3390/life10120318
5. Саркисян К.С. Expression of intrinsically disordered proteins in heterologous hosts Biotechnology & Biotechnological Equipment (год публикации - 2020)
6.
Саркисян К.С.
On the role of intrinsically disordered proteins from Hypsibius dujardini in desiccation tolerance
The Eurobiotech Journal, 5(3), 107 (год публикации - 2021)
10.2478/ebtj-2021-0031
7.
Саркисян К.С.
Screening assay for proteins conferring desiccation tolerance
FEBS Open Bio, 11(Suppl.1), 294-295 (год публикации - 2021)
10.1002/2211-5463.13205
8.
Гонсалез Сомермейер Л., Флейс О., Мишин А.С., Божанова Н.Г., Иголкина А.А., Мейлер Д., Алабаль Пужоль М.-Э., Путинцева Е.В., Саркисян К.С., Кондрашов Ф.А.
Heterogeneity of the GFP fitness landscape and data-driven protein design
eLife, 11, e75842. DOI: 10.7554/eLife.75842 (год публикации - 2022)
10.7554/eLife.75842
Публикации
1.
Митюшкина Т.Ю., Мишин А.С., Гонзалез Сомермейер Л., Маркина Н.М., (полный списов авторов не регистрируется системой), Ямпольский И.В., Саркисян К.С.
Plants with self-sustained luminescence
Nature Biotechnology (год публикации - 2020)
https://www.biorxiv.org/content/10.1101/809376v1
2.
Митюшкина Т.Ю., Мишин А.С., Гонзалез Сомермейер Л., Маркина Н.М., (полный списов авторов не регистрируется системой), Ямпольский И.В., Саркисян К.С.
Plants with genetically encoded autoluminescence
Nature Biotechnology (год публикации - 2020)
10.1038/s41587-020-0500-9
3.
Митюшкина Т.Ю., Мишин А.С., Гонзалез Сомермейер Л., Маркина Н.М., (полный списов авторов не регистрируется системой), Ямпольский И.В., Саркисян К.С.
Plants with genetically encoded autoluminescence
Nature Biotechnology, 38, 944-946 (год публикации - 2020)
10.1038/s41587-020-0500-9
4.
Суреда-Вивес М., Саркисян К.С.
Bioluminescence-Driven Optogenetics
Life, 10(12), 318 (год публикации - 2020)
10.3390/life10120318
5. Саркисян К.С. Expression of intrinsically disordered proteins in heterologous hosts Biotechnology & Biotechnological Equipment (год публикации - 2020)
6.
Саркисян К.С.
On the role of intrinsically disordered proteins from Hypsibius dujardini in desiccation tolerance
The Eurobiotech Journal, 5(3), 107 (год публикации - 2021)
10.2478/ebtj-2021-0031
7.
Саркисян К.С.
Screening assay for proteins conferring desiccation tolerance
FEBS Open Bio, 11(Suppl.1), 294-295 (год публикации - 2021)
10.1002/2211-5463.13205
8.
Гонсалез Сомермейер Л., Флейс О., Мишин А.С., Божанова Н.Г., Иголкина А.А., Мейлер Д., Алабаль Пужоль М.-Э., Путинцева Е.В., Саркисян К.С., Кондрашов Ф.А.
Heterogeneity of the GFP fitness landscape and data-driven protein design
eLife, 11, e75842. DOI: 10.7554/eLife.75842 (год публикации - 2022)
10.7554/eLife.75842