Отдел молекулярной генетики клетки

Это направление исследований является одним из основных в Институте. Оно возникло с момента образования РБО и развивалось все последующие годы. Традиционно работы в данном направлении проводят многие научные подразделения Института: Отдел молекулярной генетики клетки, Отдел молекулярной генетики человека, Отдел вирусной и клеточной молекулярной генетики и др. Большой вклад в изучение молекулярных механизмов регуляции экспрессии генов внесли в разные годы член-корр. АН СССР Р.Б. Хесин, академик РАН В.А. Гвоздев, доктора наук Е.И. Ананьев, К.Г. Газарян, Т.И. Герасимова, А.Б. Девин, В.Т. Какпаков, С.А. Лимборская, С.З. Миндлин, В.Г. Никифоров, Э.С. Пирузян, В.З. Тарантул, И.А. Хмель, М.Ф. Шемякин, Е.Г. Пасюкова, кандидаты наук Ю.Н. Зограф, И.А. Басс, Ж.Г. Шмерлинг, Ж.М. Горленко, Э.С. Каляева, В.Е. Алаторцев, Е.В. Толчков, Ю.Я. Шевелев, А.И. Николаев, И.П. Арман, Н.Б. Варшавер, М.И. Маршак, Е.М. Хованова и многие другие.
Как ранее, так и в настоящее время исследования экспрессии генов проводятся на широком спектре биологических объектов (бактерии, дрозофила, мышь, человек). Они охватывают практически все уровни, на которых регулируется экспрессия генов в клетке, начиная от регуляции на уровне транскрипции и кончая посттрансляционной регуляцией, включая роль коротких РНК в функционировании генома. Существенные успехи этого направления исследований связаны с изучением механизма функционирования бактериальной РНК-полимеразы (В.Г. Никифоров, И.А. Басс, А.В. Кульбачинский, К.В. Северинов), анализом мозгоспецифических (С.А. Лимборская, Л.В. Дергунова) и лифомоспецифических (А.И. Николаев, В.В. Ненашева, В.З. Тарантул) мРНК человека, получением трансгенных животных (Л.Е. Андреева), выяснением функции регуляторных генов вируса иммунодефицита человека, исследованием эффекта положения, дозовой компенсации и влияния гетерохроматических последовательностей на активность генов у дрозофилы (В.А. Гвоздев), регуляции экспрессии микроциновых генов у бактерий (И.А. Хмель) и клеточного цикла у дрожжей, моделированием регуляции аллостерических ферментов (А.А. Александров, Л.Н. Дроздов-Тихомиров).
 

В настоящее время в Институте проводятся фундаментальные исследования механизмов регуляции экспрессии генов в клетках бактерий и эукариот. Обнаружено явление естественной РНК-интерференции в регуляции экспрессии генов и подавлении перемещений подвижных элементов генома (В.А. Гвоздев), выявлена кластерная организация генетического материала в геноме дрозофилы и важная роль ядерной ламины и ядерных пор в поддержании хромосомной архитектоники ядра (Ю.Я. Шевелев). Успешно продолжаются исследования энзимологии генетических процессов, функционирования РНК-полимеразы (А.В. Кульбачинский, К.В. Северинов).
Обнаружена новая цитоплазматическая околоядерная структура (тельце) в герминальных клетках самцов дрозофилы, содержащая компоненты системы РНК-интерференции, определяющие подавление экспрессии геномных повторов. Показана ядерная функция белка Piwi в подавлении экспрессии транспозонов. Обнаружено, что ее нарушение не исключает другую функцию этого белка, ответственную за поддержание стволовых клеток зародышевого пути (В.А. Гвоздев).
Определен механизм действия антибиотика микроцина С и разработаны новые соединения на его основе, продлевающие устойчивость к природному микроцину. Определены полногеномные последовательности нескольких новых вирусов бактерий и изучены стратегии регуляции генной экспрессии в процессе заражения бактериальной клетки. Получены фундаментальные результаты по механизму действия CRISPR/Cas - бактериальной системы адаптивной иммунности на основе малых РНК (В.К. Северинов).
Найдены новые гены, участвующие в контроле продолжительности жизни дрозофилы (Е.Г. Пасюкова). Показано, что как глобальное изменение транскрипции генома на ранних стадиях развития, так и изменение транскрипции отдельных генов, участвующих в контроле раннего развития, связано с изменением продолжительности жизни взрослых особей . Высказано предположение об индукции передающихся в ряду клеточных поколений эпигенетических изменений функции генов, контролирующих продолжительность жизни. В природных популяциях дрозофилы обнаружены полиморфизм областей, участвующих в регуляции транскрипции, и связанная с ним изменчивость продолжительность жизни.
Основные достижения в этом направлении отмечены рядом Государственных премий, представлены в большом числе публикаций в ведущих российских и зарубежных журналах, нашли свое отражение на многочисленных международных конференциях.