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 21-44-07002
НазваниеАрхитектура и механизмы клеточного узнавания бактериофагов - рациональные подходы к созданию систем управления хозяйской специфичностью
Руководитель Соколова Ольга Сергеевна, Доктор биологических наук
Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Московский государственный университет имени M.В.Ломоносова» , г Москва
Конкурс №59 - Конкурс 2021 года «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; 04-202 - Протеомика; структура и функции белков
Ключевые слова крио-электронная микроскопия, анализ изображений, атомная структура, сельское хозяйство, аквакультура, бактериофаги, хозяйская специфичность, фаготерапия
Код ГРНТИ34.15.31
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
В условиях интенсивного ведения животноводства и рыбоводства высокая концентрации животных на ограниченных территориях приводит к взрывному росту бактериальных инфекций, приносящих значительные экономические потери. При этом многолетнее бесконтрольное применение антибиотиков в практике сельского хозяйства привело к появлению полирезистентных штаммов зоопатогенных бактерий, устойчивых к целым группам антибиотиков. Для решения задачи предотвращения вспышек бактериальных заболеваний в сельском хозяйстве необходима разработка альтернативных и/или дополняющих технологий. Одной из перспективных в данном направлении технологий является биологический контроль популяций патогенов препаратами на основе бактериофагов - вирусов патогенных бактерий. Эти препараты недороги в производстве и не накапливаются в конечной продукции, однако способны при этом эффективно контролировать популяции патогенных организмов. Для целей фагопрофилактики и фаготерапии вирусы могут быть отобраны из объектов окружающей среды, либо получены направленным изменением фагов-платформ, активных против интересующих групп микроорганизмов, методами генной инженерии и синтетической биологии. Второй вариант является наиболее перспективным, т.к позволяет проводить тонкую настройку бактериофагов под конкретные задачи и целевые организмы. Однако для этой цели такие фаги-платформы должны быть максимально полно (в том числе структурно) охарактеризованы.
В рамках настоящего проекта планируется объединить опыт и комплементарные компетенции ряда научных групп - МГУ им. М.В. Ломоносова, ФИЦ Биотехнологии РАН и OIST (Япония) с целью создания научного задела для рационального дизайна бактериофагов, предназначенных для разработки препаратов для профилактики и терапии бактериальных инфекций сельскохозяйственных животных и рыб. В частности, планируется провести поиск и комплексную (прежде всего структурную) характеристику ряда потенциальных фагов-платформ, обеспечивающих возможность дальнейшей таргетной разработки на их основе антибактериальных препаратов для целей сельского хозяйства (животноводства и рыбоводства). В рамках проекта планируется структурная характеристика двух бактериофагов кишечной палочки, имеющих уникальную структурную организацию: миовируса Rb43 (Т-четный фаг) и сифовируса Dt57C (Т-нечетный фаг), выделенного в отдельное семейство благодаря уникальной организации его адгезинов, придающих фагу лучшую адаптацию к преодолению вязкости окружающей среды, а также ряда новых фагов, аэромонад, паразитирующих на аквакультуре. Структурные исследования будут проведены при помощи метода криоэлектронной микроскопии - единственного на сегодняшний день структурного метода, позволяющего непосредственно изучать молекулярную архитектуру вирионов высокого разрешения.
Результаты проекта не только расширят мировые знания о взаимодействии бактериофагов и их хозяев, а также о молекулярных механизмах инфицирования последних, но и потенциально будут востребованы в области разработки компонентов фаговой терапии. Научная новизна исследования определяется прежде всего новизной самих объектов исследования (бактериофагов и их адсорбционных аппаратов), что определяет соответствие планируемых к получению данных мировому уровню.
ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Публикации
1.
Татьяна Трифонова, Андрей Моисеенко, Ольга Шабурова, Мария Буркальцева, Виктор Крылов, Ольга Соколова
Analysis of Phosphorus Distribution in Giant Bacteriophage Capsid by Electron Energy Loss Spectroscopy
International Journal of Biomedicine, т. 11(Suppl 1), с. S33 (год публикации - 2021)
10.21103/IJBM.11.Suppl_1.P47
2.
Трифонова Т.С., Моисеенко А.В., Буркальцева М.В., Шабурова О.В., Шайтан А.К., Крылов В.Н., Соколова О.С.
Картирование ДНК в капсиде гигантского бактериофага phiEL (Сaudovirales: Myoviridae: Elvirus) с помощью аналитической электронной микроскопии
Вопросы вирусологии, Т. 66, № 6 (год публикации - 2021)
10.36233/0507-4088-80
3.
A. Голомидова, А. Кащенко, Е. Куликов, С. Токарева, Л. Юхименко, О.С. Соколова, А. Летаров
Novel giant Citrobacter braakii bacteriophages
Molecular Biology of the Cell, Vol. 32, No. 22, P. 381 (год публикации - 2021)
10.1091/mbc.E21-11-0545
Публикации
1.
Александр Д. Ефимов, Алла К. Голомидова, Евгений Е. Куликов, Илья С. Белалов, Павел А. Иванов, Андрей В. Летаров
RB49-like Bacteriophages Recognize O Antigens as One of the Alternative Primary Receptors
Int. J. Mol. Sci., V. 23(19), 11329 (год публикации - 2022)
10.3390/ijms231911329
2.
Рафаэль Айала, Евгений Куликов, Алла Голомидова, Андрей Моисеенко, Маттиас Вольф, Андрей В. Летаров, Ольга С. Соколова
3D Structure of the Tail Complex of E. coli Bacteriophage DT57C
Microscopy and Microanalysis, Microsc. Microanal. 28 (Suppl 1), 2022, p. 1156-1158 (год публикации - 2022)
10.1017/S1431927622004858
3.
Соколова О.С.
Editorial: Methods in structural biology: Cryo-EM
Front. Mol. Biosci., 9:1041373 (год публикации - 2022)
10.3389/fmolb.2022.1041373
Публикации
1.
Илья Сироткин, Андрей Моисеенко, Дарья Антонова, Мария Якунина, Фуксин Ванг, Чжэн Лю, Ольга Соколова
Helical Reconstruction of the Giant Bacteriophage AR9 tail at Subnanometer Resolution
Microscopy and Microanalysis,, 29S1, 2023, 934–935 (год публикации - 2023)
10.1093/micmic/ozad067.464
2.
Рафаэль Айала, Майя Стрит, Андрей Моисеенко, Евгений Куликов, Александр Кузнецов, Ольга С. Соколова, Маттиас Вольф, Андрей Летаров.
Reconstruction of the Entire RB43 Bacteriophage by Single Particle Cryo-EM
Microscopy and Microanalysis, 29(S1), 2023, 928–929 (год публикации - 2023)
10.1093/micmic/ozad067.460
3. Рафаэль Аяла, Андрей В. Моисеенко, Тинг-Хуа Чен, Евгений Е. Куликов, Алла К. Голомидова, Филипп С. Орехов, Майя А. Стрит, Ольга С. Соколова, Андрей В. Летаров, Маттиас Вольф Nearly complete structure of bacteriophage DT57C reveals architecture of head-to-tail interface and lateral tail fibers Nature Communications (год публикации - 2023)
4. Сироткин И.А., Моисеенко А.В. Трехмерная реконструкция гигантского бактериофага AR9 методом криоэлектронной микроскопии Материалы Международного молодежного научного форума «ЛОМОНОСОВ-2023», стр 1 (год публикации - 2023)
5. Сироткин И., Моисеенко А., Соколова О. THREE-DIMENSIONAL CRYO-ELECTRON MICROSCOPY RECONSTRUCTION OF THE TAIL OF GIANT BACTERIOPHAGE AR9 Riccem2023 book of abstracts, стр 44 (год публикации - 2023)