ИСТИНА

Планируемая НИОКР является продолжением исследований, проводимых на кафедре молекулярной биологии и посвящена изучению молекулярной организации и процесса формирования клеточной поверхности эукариот. Целью работы является всестороннее изучение и расшифровка фундаментальных принципов формирования и функционирования клеточной поверхности организмов различной систематической принадлежности в норме и при стрессе, а также исследование роли белков клеточной поверхности при контакте клеток патогена и хозяина.

The cell surface participates in the whole complex of interactions of the cell with the surrounding environment. The remodeling of the molecular ensemble of the cell surface accompanies growth, cell division, stress response, aging and apoptosis, what determines the great importance of this compartment in the process of implementation and transfer of the genetic information. The cell surface is the contact area for the cells, pro- and eukaryotic pathogens among them, with the cells of the higher eukaryotes, including humans at occurrence and development of the diseases. The above said determines the relevance of the investigation. The aim of this work is the comprehensive study of the molecular organization and decoding of the fundamental principles of the cell surface formation and functioning in the organisms with different systematic affiliation in normal conditions and under stress, along with the investigation of the role of the cell surface proteins in the contact of the pathogen and the host. Data of high priority about conformation, ways and mode of integration, as well as post-translational modifications and mechanisms of interactions of proteins, functionally important for the investigated processes will be obtained in this work. The acquired results are fundamentally important for the development of the new technological approaches to the control of invasive diseases.

В процессе выполнения проекта с помощью протеомного анализа, методов генетической инженерии и других методов молекулярной биологии, микроскопии и молекулярного моделирования будут получены данные, позволяющие охарактеризовать структуру и механизм функционирования клеточной поверхности дрожжей как триединого компартмента, сформированного цитоплазматической мембраной, периплазматическим пространством и клеточной стенкой, через который осуществляется транспортный поток секретируемых во внешнюю среду соединений. Будут получены результаты, характеризующие набор белков, входящих в данный компартмент, и изменения, происходящие в нём в результате делеций и мутаций генов, кодирующих ферменты, участвующие непосредственно в ремоделировании клеточной поверхности, например, глюканозилтрансгликозилазы, так и генов, кодирующих белки, участвующие в регуляции функционирования этих ферментов. Полученные результаты позволят вплотную подойти к расшифровке механизмов формирования и функционирования клеточной поверхности дрожжей в норме и при стрессе, в том числе при тех его видах, которые характерны для процессов промышленного использования этих микроорганизмов, а также к пониманию этих механизмов, реализующихся при их контакте в качестве компонентов микробиома с клетками высших эукариот и при развитии микозов. Будут получены данные о влиянии компонентов клеточной поверхности и отдельных компонентов секретома дрожжей, а также таких патогенных организмов как паразитические черви рода Trichinella на изменения физиологического статуса экспериментальных животных и культур клеток млекопитающих, включая человека, а также на изменения в структуре и амилоидизацию модельных белков (в первую очередь инсулина коммерческого производства).

На предыдущих этапах исследования нами была выдвинута гипотеза о ключевой роли белков, обладающих амилоидными свойствами как для формирования молекулярного ансамбля поверхности клеток микроорганизмов, так и в развитии заболеваний высших эукариот, включая человека, происходящих при контакте их клеток с амилоидными белками и содержащими эти белки компонентами клеточной поверхности дрожжей. Предложено основанное на данном механизме прогностическое описание путей и способов снижения рисков подобных заболеваний. Были начаты исследования роли липид-белковых взаимодействий как основного фактора, влияющего на формирование молекулярного ансамбля клеточной поверхности организмов различной систематической принадлежности в норме и патологии. Сказанное позволяет спланировать масштабные исследования по заявленной теме «Молекулярные основы формирования и функционирования клеточной поверхности», выполнение которых приведет к получению приоритетных результатов, важных для раскрытия фундаментальных основ молекулярной организации клеточной поверхности, в том числе дрожжей, а также значимости контактов клеток патогенных и непатогенных эукариот, в том числе обусловленных соединениями, входящими в состав их секретомов, с клетками млекопитающих, включая человека. В аспекте современной медицины полученные результаты перспективны и важны для выработки стратегии противостояния развитию патологий, вызванных подобными контактами, что будет являться одним из направлений планируемых исследований.