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 17-44-07002
НазваниеБезводное хранение биологического материала с применением защитных белков ангидробиотического насекомого
Руководитель Шагимарданова Елена Ильясовна, Кандидат биологических наук
Организация финансирования, регион федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Казанский (Приволжский) федеральный университет" , Республика Татарстан (Татарстан)
Конкурс №21 - Конкурс 2017 года на получение грантов Российского научного фонда по приоритетному направлению деятельности Российского научного фонда «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований международными научными коллективами» (совместно с Министерством сельского, лесного и рыбного хозяйства Японии - MAFF/AFFRCS)
Область знания, основной код классификатора 04 - Биология и науки о жизни; 04-208 - Молекулярная биология
Ключевые слова Ангидробиоз, сухое хранение полимераз, клетки и антитела, геномное редактирование CRISPR-Cas9, ангидробиотическая хирономида, обезвоживание, LEA белки, Sf9 клетки, определение конформации хромосом
Код ГРНТИ34.15.61
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
Проект направлен на разработку методов безводного хранения биоматериалов используемых в биомедицине и сельском хозяйстве. Будут использованы защитные белки из ангидробиотического насекомого Polypedilum vanderplanki, для направленного повышения устойчивости модельных клеток насекомых, антител и белков, активно использующихся в биотехнологии и сельском хозяйстве к замораживанию и обезвоживанию. Реализация проекта будет осуществляться в тесном сотрудничестве с исследовательской группой Японии и будет включать два основных этапа. На первом этапе проекта методами омиксного анализа будет определен оптимальный набор защитных белков ангидробиотической хирономиды (P. vanderplanki). Метод геномного редактирования CRISP/Cas9 будет оптимизирован для использования в клеточной культуре Pv11, полученной из эмбриональной массы хирономиды. Влияние “выключения” ключевых защитных белков на способность клеток Pv11 к ангидробиозу и сохранению активности рекомбинантных белков будет проанализирован с использованием рекомбинантного флюоресцентного белка, экспрессируемого в клетках. Таким образом будет проанализирован эффект нокдауна LEA белков, специфичных для хирономиды антиоксидантов, а также группы изоаспартил-метилтрасфераз найденных только в этом виде животных. Дополнительно будет исследована внутриклеточная локализация рекомбинантных LEA белков, находящихся под контролем ранее идентифицированного промотора, в клетках хирономиды и в модельных клетках других насекомых, в частности Sf9 (Spodoptera). Кроме того, с использованием метода определения конформации хромосом (Hi-C) будет идентифицирована ко-локализация кандидатных защитных белков в топологически ассоциированных доменах (ТАД) в геноме и их регуляция в ответ на обезвоживание. На основе сопоставления полученных данных с детальным профилем экспрессии генов в ответ на обезвоживание будет выделен наиболее перспективный набор кандидатных защитных белков для in vitro экспериментов.
На втором этапе проекта, данные белки будут использованы в in vivo (экспрессия рекомбинантных белков в клеточной линии Sf9 в комбинации с воздействием трегалозы), а также in vitro (с использованием модельных ДНК полимераз и антител) экспериментах. Эффект защитных белков из хирономиды P. vanderplanki в комбинации с трегалозой будет использован для повышения стабильности модельных клеток и белков при обезвоживании и заморозке с целью разработки методов энергосберегающего длительного хранения биоматериалов в условиях сельскохозяйственных и медицинских биобанков.
ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Публикации
1. Несмелов А.А., Шагимарданова Е.И., Кикавада Т., Гусев О.А. Involvement of Heat Shock Proteins in Invertebrate Anhydrobiosis Heat Shock Proteins in Stress, Springer, Dordrecht, Netherlands (год публикации - 2018)
Публикации
1.
Мазин П.В., Шагимарданова Е.И., Козлова О.С., Черкассов А.В., Сутормин Р., Степанова В.В., Ступников А., Логачева М.Д., Пенин А.А., Согаме Й., Корнетт Р., Токумото С., Мията Й., Кикавада Т., Гельфанд М.С., Гусев О.А.
Cooption of heat shock regulatory system for anhydrobiosis in the sleeping chironomid Polypedilum vanderplanki
Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, №10, V.115, P: E2477–E2486 (год публикации - 2018)
10.1073/pnas.1719493115
2.
Несмелов А.А., Шагимарданова Е.И., Кикавада Т., Гусев О.А.
Involvement of Heat Shock Proteins in Invertebrate Anhydrobiosis
Heat Shock Proteins and Stress. Heat Shock Proteins. Springer, Cham, In: Asea A., Kaur P. (eds) Heat Shock Proteins and Stress. Heat Shock Proteins, vol 15.P.179-192 (год публикации - 2018)
10.1007/978-3-319-90725-3_10
3. Несмелов А.А., Воронина Т., Кондратьева С.А., Шагимарданова Е.И. Localization of LEA proteins in the cells of anhydrobiotic insect Febs Open Bio, Том: 8 Стр.: 292-292 Приложение: 1 Аннотация к встрече: P.09-265-M (год публикации - 2018)
4. Черкасов А.В., Рябова А.В., Батуллин Н., Ананьева А.В., Гусев О.А., Шагимарданова Е.И. Three-dimensional organization of genome of sleeping chironomid Polypedilum vanderplanki Febs Open Bio, Том: 8 Стр.: 136-136 Приложение: 1 Аннотация к встрече: P.02-018-W (год публикации - 2018)
Публикации
1.
Мията Й., Токумото Ш., Девятияров Р.М., Корнетт Р., Гусев О.А., Шагимарданова Е.И., Сакурай М., Кикавада Т.
Identification of a novel strong promoter from the anhydrobiotic midge, Polypedilum vanderplanki, with conserved function in various insect cell lines
SCIENTIFIC REPORTS, Volume 9, Номер статьи 7004 (год публикации - 2019)
10.1038/s41598-019-43441-x
2.
Кондратьева С.А., Несмелов А.А., Черкассов А.В., Мията Ю., Токумото Ш., Кикавада Т., Гусев О.А., Шагимарданова Е.И.
Intracellular localization and gene expression analysis provide new insights on LEA proteins’ diversity in anhydrobiotic midge
PLOS ONE (год публикации - 2019)
10.1101/825133
3.
Рябова А.В., Корнетт Р., Черкасов А.В., Ватанабе М., Окуда Т., Шагимарданова Е.И., Кикавада Т., Гусев О.А.
Combined metabolome and transcriptome analysis reveals key components of complete desiccation tolerance in an anhydrobiotic insect
Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America (PNAS), 117, 32, 19209-19220 (год публикации - 2020)
10.1073/pnas.2003650117
4.
Воронина Т.А., Несмелов А.А., Кондратьева С.А., Девятияров Р.М., Мията Ю., Токумото Ш., Корнетт Р., Гусев О.А., Кикавада Т., Шагимарданова Е.И.
New group of transmembrane proteins associated with desiccation tolerance in the anhydrobiotic midge Polypedilum vanderplanki
Scientific Reports, 10, 11633 (год публикации - 2020)
10.1038/s41598-020-68330-6
5. Ямада Т., Хики Ю., Хирои Н., Шагимарданова Е.И., Гусев О.А., Корнетт Р., Кикавада Т., Фунахаши А. Identification of a master transcription factor and a regulatory mechanism for desiccation tolerance in the anhydrobiotic cell line Pv11 PLOS ONE (год публикации - 2020)