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 25-24-00786
НазваниеИсследование механизмов работы вирусных канальных родопсинов с целью разработки оптимизированных оптогенетических средств
Руководитель Сударев Всеволод Владимирович
Организация финансирования, регион федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)" , г Москва
Конкурс №118 - Конкурс на получение грантов РНФ по мероприятию «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами» приоритетного направления деятельности Российского научного фонда «Поддержка проведения научных исследований и развития научных коллективов, занимающих лидирующие позиции в определенных областях науки»
Область знания, основной код классификатора 04 - Биология и науки о жизни; 04-204 - Биофизика
Ключевые слова Оптогенетика, микробные родопсины, вирусные родопсины, метод фиксации локального потенциала
Код ГРНТИ34.17.15
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
Одним из важнейших технологических достижений начала XXI века по праву считается оптогенетика - методика управления клеточными процессами с помощью освещения. Уже сейчас понятно, что это уникальный инструмент не только для фундаментальных биологических исследований, но и для медицины, в частности, для борьбы с нейродегенеративными заболеваниями, раком и процессами старения. Так, с помощью оптогенетики на моделях лабораторных животных удалось добиться восстановления памяти при нейродегенеративных процессах, контролировать приступы эпилепсии, восстановить функции зрения и слуха. С помощью оптогенетического подхода удалось даже частично восстановить зрение у полностью слепых пациентов. Для дальнейшего развития оптогенетики как прикладной медицинской технологии необходима разработка новых улучшенных оптогенетических инструментов.
Такими потенциальными инструментами могут стать недавно обнаруженные в геноме вирусов, поражающих одноклеточные водоросли, родопсины. Они обладают особой структурной организацией и уже продемонстрировали свои уникальные свойства. Так, было показано, что вирусный родопсин OLPVR1 может быть использован для изучения кальциевого сигналинга, одного из самых важных процессов в клетках. Кроме того, в ходе недавнего исследования нами была получена структура открытого состояния OLPVR1 с разрешением 1.3 Å — первая структура канального родопсина в открытом состоянии. Проведение планирующихся в проекте электрофизиологических исследований в совокупности со структурными данными позволит приблизиться к пониманию фундаментальных механизмов переноса различных ионов через канальные родопсины, а также предложить принципиально новые решения для создания улучшенных оптогенетических инструментов на их основе, открывая новую главу в рациональном дизайне оптогенетических средств.
Ожидаемые результаты
В ходе данного проекта планируется проведение время-разрешенных электрофизиологических исследований потенциальных оптогенетических инструментов - вирусных родопсинов. Проведение этих исследований в совокупности со структурными данными позволит приблизиться к пониманию фундаментальных процессов переноса различных ионов через канальные родопсины, а также предложить принципиально новые решения для создания оптогенетических инструментов с улучшенными характеристиками (такими как селективность к определенным типам ионов, повышенная проводимость, смещенный спектр поглощения и др.). Это откроет путь к созданию прикладных медицинских технологий с использованием новых оптимизированных оптогенетических средств.