Лаборатория протеомного анализа оснащена комплексом современного оборудования, позволяющего проводить исследования на всех уровнях клеточной организации — от генома и транскриптома до протеома, пептидома и секретома — в рамках единой научной структуры.
Исследования лаборатории охватывают как фундаментальные, так и прикладные задачи: молекулярную диагностику, иммуногеномику, поиск биомаркеров, разработку новых подходов к терапии и профилактике заболеваний. В лаборатории активно применяются методы высокопроизводительного секвенирования, масс-спектрометрии, иммунопептидомики и биоинформатического анализа.
I. Научные исследования
Изучение патогенеза болезни Крона
Исследование молекулярных механизмов формирования вирулентного фенотипа адгезивно-инвазивных штаммов Escherichia coli, выделенных у пациентов с болезнью Крона и вовлеченных в патогенез заболевания.
Создание и поддержание коллекции клинических изолятов Escherichia coli, полученных от пациентов с воспалительными заболеваниями кишечника (болезнь Крона и язвенный колит).
Анализ структуры липополисахаридов адгезивно-инвазивных штаммов E. coli как ключевого фактора вирулентности.
Генетическая модификация штаммов E. coli путем нокаута и сверхэкспрессии таргетных генов с использованием систем редактирования pCas/pTarget и транспозонного мутагенеза.
Получение и исследование мышиной модели воспаления кишечника, вызванного инфекцией адгезивно-инвазивной кишечной палочки.
Разработка инструментов для полной и точной аннотации бактериальных геномов, применимых в протеогеномном профилировании клинических изолятов.
Исследование молекулярных механизмов адаптации микоплазм — патогенных бактерий человека и животных с редуцированным геномом
Изучение молекулярных механизмов фенотипической изменчивости условно-патогенного микроорганизма Mycoplasma hominis, ассоциированного с адаптацией к клетке хозяина.
Исследование потенциальных онкогенных свойств Mycoplasma hominis в контексте рака предстательной железы.
Иммунопептидомный анализ эукартиотичеких клеток, инфицированных Mycoplasma pneumoniae с целью разработки вакцины нового поколения.
II. Прикладные исследования и разработки
Разработка протоколов подготовки библиотек для высокопроизводительного секвенирования
Разработка быстрых и экономичных протоколов приготовления ДНК-библиотек для полногеномного секвенирования и генотипирования.
Создание универсального (видонезависимого) протокола нормализации РНК и подготовки кДНК-библиотек для транскриптомного анализа бактериальных и эукариотических клеток.
Разработка специализированных протоколов для профилирования репертуаров Т-клеточных рецепторов (TCR-seq) и иммуноглобулинов (IG-seq) в рамках задач иммуногеномики.
Оптимизация метода выделения внеклеточной ДНК (cfDNA) из плазмы крови, включая подготовку библиотек и анализ концевых участков молекул ДНК.
Разработка подходов для направленной белковой и генной инженерии
Получение и экспрессия моноклональных антител, применяемых для исследования иммунопептидома клеток человека и мышей.
Направленный дизайн и получение рекомбинантных белков для задач высокопроизводительного секвенирования и синтетической биологии.
Разработка методов массового и таргетного нокаута генов в лабораторных и клинических штаммах Escherichia coli с использованием современных инструментов генной инженерии.
Создание таргетных панелей для молекулярного профилирования солидных опухолей
Разработка биоинформатических методов для дизайна гибридизационных НК-зондов.
Разработка биоинформатического конвейра для анализа данных высокопроизводительного секвенирования с целью подбора персонализированной терапии.
Протеогеномное профилирование солидных опухолей с целью выявления новых диагностических и прогностических маркеров и их последующее включение в состав таргетной панели.
III. Коммерческие исследования и услуги
Лаборатория протеомного анализа проводит исследования на заказ, а также оказывает коммерческие услуги в области геномики и протеомики, включая биоинформатическую обработку данных и подготовку результатов к публикации.
Геномика и транскриптомика
Секвенирование полных геномов бактерий и эукариот (WGS)
Секвенирование экзомов и таргетных панелей (WES, TS)
РНК-секвенирование тотальной РНК и мРНК (RNAseq)
Профилирование T-клеточных рецепторов и иммуноглобулинов (TCR-seq; IG-seq)
Сборка и аннотация геномов и транскриптомов
Секвенирование ДНК из плазмы крови (cfDNA-seq)
Разработка протоколов секвенирования под запрос заказчика
Генотипирование методом секвенирования (low-pass WGS)
Протеомика и пептидомика
Подтверждение первичной последовательности и чистоты рекомбинантных белковых препаратов
Количественный анализ белков и пептидов в различных биологических жидкостях
Исследование протеомов бактерий и эукариот методами высокопроизводительной масс-спектрометрии и дифференциального двумерного гель-электрофореза
Определение происхождения и состава белковых и пептидных смесей
Дизайн и получение рекомбинантных белков
Основные достижения:
Собрана коллекция клинических изолятов Escherichia coli (E. coli) от пациентов с воспалительными заболеваниями кишечника (язвенный колит и болезнь Крона), а также от здоровых людей.
Проведено полногеномное секвенирование и сравнительный анализ геномов 40 клинических изолятов E. coli, высеянных из кишечника больных с обострением болезни Крона (БК-изоляты), а также полученных из кала здоровых людей.
На основании сравнительного анализа адгезивно-инвазивной активности показано, что все изоляты, полученные от пациентов с болезнью Крона обладают адгезивно-инвазивным фенотипом, в отличие от лабораторных штаммов и изолятов E. coli от здоровых людей.
Обнаружено, что вирулентные свойства адгезивно-инвазивных штаммов E. coli, полученных от пациентов с болезнью Крона, зависят от источника углерода: пропионат натрия активирует способность проникать в эукариотические клетки и выживать в макрофагах, а глюкоза, наоборот, способствует резкому снижению этих способностей. Эффект пропионата и глюкозы был обратим. Получена возможность сравнивать изогенные штаммы в двух состояниях – невирулентном и вирулентном.
На основе сравнительного анализа генома, транскриптома и протеома адгезивно-инвазивных штаммов E. coli в вирулентном и невирулентном состоянии предложены возможные механизмы фенотипического переключения E. coli на вирулентный фенотип.
Обнаружено, что микоплазмы могут формировать фенотип, который позволяет быть чрезвычайно устойчивыми к антибиотикам, обработке антителами и другим внешним воздействиям. Этот фенотип характеризуется формированием микро-колоний, что связано с изменением энергетического метаболизма в сторону утилизации нуклеозидов, значительным замедлением роста и формированием персистирующего фенотипа.
Сравнительный протеогеномный анализ лабораторного штамма и клинических изолятов Mycoplasma hominis показал, что микоплазма, находящаяся в организме хозяина, претерпевает фенотипическую перестройку, связанную с активацией наиболее энергетически невыгодного пути утилизации нуклеозидов, приводящего к замедлению основных клеточных процессов. Показано большое количество мобильных элементов в геномах клинических изолятов, которые оказались важными для селективного преимущества в организме хозяина.
Обнаружено, что протеогеномный анализ позволяет определить фенотип изолята M. hominis, четко разделяя фенотип, образующий типичные колонии и обладающий высокой скоростью роста, от персистентного фенотипа, образующего микро-колонии.
Получена инфекционная модель хронического заражения здоровой линии эукариотических клеток кератиноцитов HaCaT и раковой линии аденокарциномы простаты LNCaP Mycoplasma hominis. Обнаружено, что микоплазма значительно влияет на функциональное состояние как здоровых, так и раковых клеток, способствуя пролиферирующему фенотипу.
Обнаружено, что инфицирование раковой клеточной линии аденокарциномы простаты LNCaP M. hominis значительно снижает действие антиметаболитов, направленных на уничтожение раковых клеток.
18) Mucin adsorbed by E. coli can affect neutrophil activation in vitro Mikhalchik E, Balabushevich N, Vakhrusheva T, Sokolov A, Baykova J, Rakitina D, Scherbakov P, Gusev S, Gusev A, Kharaeva Z, Bukato O, Pobeguts O FEBS Open Bio, 2020, 10(2):180-196. doi: 10.1002/2211-5463.12770
Секвенирование и подготовка библиотек
Геномный секвенатор DNBSEQ-G400 (MGI, также известен как MGISEQ-2000) — для полногеномного, транскриптомного и таргетного секвенирования.
Нанопоровый секвенатор MinION (Oxford Nanopore Technologies) — для секвенирования длинных фрагментов ДНК и РНК.
Автоматическая станция подготовки NGS-библиотек MGISP-960 (MGI) — для высокопроизводительной пробоподготовки.
Система контроля качества NGS-библиотек GeneCE-100 (Allsheng) — анализ длины фрагментов ДНК
Масс-спектрометрия и протеомика
LC-MS/MS-система: нанофлюидная ВЭЖХ-система Ultimate 3000 RSLCnano, соединённая с масс-спектрометром Q Exactive Plus (Thermo Fisher Scientific) — для качественного и количественного анализа пептидомов и протеомов.
Масс-спектрометр MALDI-TOF/TOF UltraFlex II (Bruker Daltonics) — для анализа пептидных масс и профилирования белков.
Квадрупольно-времяпролетный масс-спектрометр TripleTOF 5600+ (Sciex) — для высокочувствительного протеомного анализа.
Гибридный масс-спектрометр QTrap 4500 (Sciex) — тройной квадруполь/линейная ионная ловушка — для целевого анализа низкоабундантных молекул.
Масс-спектрометр высокого разрешения MAXIS QTOF (Bruker) — для расширенного протеомного и метаболомного анализа.
Флуоресцентный и спектрофотометрический анализ
Флуоресцентные сканеры: Typhoon Trio (GE Healthcare) и ChemiDoc MP (Bio-Rad) — для визуализации меток в гелях и мембранах.
Флуориметр Qubit (Thermo Fisher Scientific) — для точного измерения концентрации ДНК, РНК и белков.
Мультиспектрофотометр xMark (Bio-Rad) — для анализа в микропланшетах.
ПЦР и гель-электрофорез
Система количественной ПЦР в реальном времени CFX96 Real-Time PCR Detection System (Bio-Rad) — для анализа экспрессии генов и количественного анализа нуклеиновых кислот.
Система для дифференциального двумерного электрофореза (Bio-Rad) — для сравнения образцов протеомов.
Система вестерн-блоттинга (Bio-Rad) — для иммуноанализа белков.
Дополнительное оборудование
Настольный вакуумный испаритель (Labconco) — для концентрирования образцов.
Микробиологические боксы — для безопасной работы с бактериальными и эукариотическими культурами
Грант РНФ №25-24-00126 "Исследование молекулярных механизмов формирования вирулентного фенотипа Escherichia coli от пациента с болезнью Крона." 2025-2026 гг.
Грант РНФ №23-24-00189 "Онкогенные свойства Mycoplasma hominis в качестве инфекционного агента при раке простаты” 2022-2024 гг.
Наша лаборатория предлагает широкий спектр тем для выполнения дипломных и курсовых проектов – от исследований в области молекулярной биологии бактериальных клеток до изучения молекулярных механизмов развития заболеваний человека.
Уникальной особенностью лаборатории является возможность проводить исследования на всех уровнях клеточной организации – геномном, транскриптомном и протеомном – в рамках единой научной инфраструктуры. В проектах активно применяются методы биоинформатики, геномного редактирования и мультиомных подходов.
Студенты, проходящие обучение и стажировку в лаборатории, активно вовлечены в научно-исследовательскую деятельность:
Разрабатывают и внедряют собственные экспериментальные и аналитические методики
Выполняют подготовку библиотек для полногеномного и транскриптомного секвенирования
Создают протоколы биоинформатического анализа данных
Осуществляют количественный и сравнительный анализ протеомов и пептидомов
Принимают участие в исследовательских и коммерческих проектах в области геномики и протеомики
Регулярно представляют результаты своей работы на еженедельных семинарах лаборатории
Официально трудоустроены, а также получают премии по результатам индивидуальных достижений
Мы ищем студентов и молодых исследователей, готовых присоединиться к нашей лаборатории
Требования к кандидатам
Уверенные знания в области молекулярной биологии
Знание основ биоинформатики
Владение английским языком на уровне, достаточном для чтения научной литературы
Практические навыки в базовых лабораторных методах (ПЦР, гель-электрофорез, приготовление растворов и т.д.)
Образование по профильной специальности (биология, биотехнология, биоинформатика и смежные направления)
Готовность к интенсивному обучению и высокой исследовательской нагрузке
Примеры тем дипломных проектов
Разработка метода таргетного обогащения геномной ДНК для высокоэффективного секвенирования
Иммунопептидомный подход к созданию вакцины нового поколения против Mycoplasma pneumoniae
Разработка биоинформатического протокола для идентификации неоантигенных пептидов при тройном негативном раке молочной железы
Структурная перестройка липополисахарида адгезивно-инвазивной E.coli как механизм долговременной эпигенетической памяти, определяющей вирулентный фенотип
Контактная информация
По вопросам сотрудничества и отправки резюме обращайтесь по адресу: Email: gorbachev.a@rcpcm.org