Лаборатория биоэнергетики клетки

Лаборатория биоэнергетики клетки
Обновлено 11.11.2011 12:54
Группа биоэнергетики клетки была организована в 2001г и получила статус
лаборатории в 2008г. В ее состав вошли как сотрудники отдела биоэнергетики, так и
сотрудники отдела мат. методов в биологии. Лаборатория создавалась на волне
всеобщего интереса к роли неканонических функций митохондрий в клеточной
физиологии и, в частности, в развитии окислительного стресса, апоптоза и в путях
передачи сигналов внутри клетки. Работа началась с попыток выяснения связи между
биоэнергетическими процессами в митохондриях (дыхание, синтез АТФ и т.д.) и этими
новыми функциями. В дальнейшем лаборатория вошла в состав «мегапроекта»,
направленного на изучение и применение митохондриально-направленных соединений
на основе «ионов-Скулачева». Задача лаборатории исходно состояла в испытании новых
митохондриально-направленных антиоксидантов (семейство SkQ) в клеточных моделях
in vitro. В дальнейшем спектр задач существенно расширился, и мы сконцентрировались
на изучении роли активных форм кислорода (АФК), образуемых в митохондриях, в
физиологии клетки. Новые митохондриально-направленные антиоксиданты стали одним
из основных инструментов в этих исследованиях.
На сегодняшний день работы ведутся по следующим основным направлениям:
1. Изучение роли митохондрий в развитии окислительного стресса, вызванного
различными факторами, включая противоопухолевые препараты и гамма-облучение.
Предполагается, что митохондриально-направленные антиоксиданты могут
эффективно защищать от побочного действия химио- и радио-терапии опухолей. Мы
обнаружили, что различные SkQ эффективно выбрасываются из опухолевых клеток
системой множественной-лекарственной устойчивости, так что защитное действие этих
препаратов может быть избирательно по отношению к нормальным тканям.
2. Изучение роли митохондриальных АФК в процессах клеточной дифференцировки.
Мы обнаружили, что митохондриально-направленные антиоксиданты вызывают
дифференцировку опухолевых клеток различного происхождения с их частичной
«нормализацией». Молекулярные механизмы этого явления интенсивно изучаются.
Можно предполагать, что SkQ будут иметь терапевтический эффект, снижая скорость
роста, инвазивность и метастазирование опухолей. В предварительных опытах на
животных получены положительные результаты.
3. Изучение роли митохондриальных АФК в воспалительных процессах. Нами
обнаружено, что SkQ ингибируют действие про-воспалительных цитокинов на клетки
эндотелия сосудов. Выявление мишеней для действия митохондриально-направленных
антиоксидантов в путях передачи сигналов воспаления является одной из основных
наших задач. Совместно с кафедрой физиологии животных МГУ ведутся испытания
действия SkQ в моделях воспаления in vivo.
4. Изучение возможности применения SkQ для терапии труднозаживающих ран. Эта
работа ведется совместно с кафедрой цитологии и гистологии МГУ. Результаты опытов
го типа вселяют в нас
с кожными ранами у старых мышей и мышей с диабетом 2
большие надежды. Эффект SkQ основан, по-видимому, на подавлении воспалительных
и стимуляции регенеративных процессов в ране. Исследования в этом направлении
1/2
Лаборатория биоэнергетики клетки
Обновлено 11.11.2011 12:54
тесно связаны с изучением про-дифференцировочных и антивоспалительных эффектов
SkQ.
5. Изучение роли митохондриальных АФК в развитии диабета. Установлено что
развитие резистентности к инсулину (которая лежит в основе диабета 2ого типа)
зависит от воспалительных процессов и окислительного стресса в различных тканях.
Повреждающее действие гипергликемии при диабете также связано с окислительным
стрессом. Мы предполагаем, что митохондриально-направленные антиоксиданты могут
быть эффективны, как предотвращая развитие диабета, так и ослабляя его
последствия. Работы в этом направлении ведутся совместно с коллегами из Униврситета
Чикаго (США) и находятся в самом начале пути.
6. Изучение механизмов «контроля качества» митохондрий. Эта работа основана на
сделанном нами открытии явления митоптоза, массированного уничтожения и выброса
из клетки митохондрий при нарушении их функций. Продолжается изучение роли
митохондриальных АФК, автофагии и экзоцитоза в этом явлении. Остается не
исследована роль митоптоза в жизни клеток и тканей при различных стрессах.
Работа в лаборатории ведется с использованием большого спектра современных
методов молекулярной и клеточной биологии: иммуно-флуоресцентный анализ,
конфокальную микроскопию, проточную цитометрию, ПЦР в реальном времени,
генетическую модификацию клеток и т.д..
В лаборатории регулярно выполняются курсовые и дипломные работы студентов
Биофака и ФББ МГУ. В нашей работе участвуют аспиранты. За время работы
лаборатории ими защищено 4 кандидатских диссертации и еще 2 представлены к
защите.
Лаборатория работает при финансовой поддержке ООО «Митотех», грантов РФФИ и
Министерства образования и науки РФ (НОЦ «Создание и испытание новых
митохондриально-направленных антиоксидантов»).
2/2