![]() |
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ИСТИНА ПсковГУ |
||
Целью проекта является идентификация биологически активных пептидов растений, системное изучение регуляторной роли пептидов в росте и развитии растений, а также их защитной и антистрессовой роли пептидов. В задачи проекта входит анализ пептидных пулов, специфичных для отдельных этапов развития растений, с использованием высокопроизводительной масс-спектрометрии (МАЛДИ, ЖХ-МС/МС) в сочетании с программными платформами биоинформатики. Получение пептидов, структура которых устанавливается при выполнении исследований по пептидомике растений, будет проведено методом твердофазного синтеза. Для тестирования биологической активности пептидов будет проводиться разработка и оптимизация модельных систем на базе культур Arabidopsis thaliana, Physcomitrella patens и других зеленых мхов. В рамках проекта будет проводиться изучение биологической активности пептидов – компонентов пептидных пулов растений в широком диапазоне концентраций. Изучение молекулярных и клеточных механизмов регуляторной активности растительных пептидов, сигнальной роли пептидов в росте и развитии растений будет проводиться с применением флуоресцентной микроскопии цитоскелета, фотобиологических и гравитационных опытов, включая космические эксперименты. Результаты и достижения настоящего проекта могут быть использованы для поиска и идентификации новых высокоактивных пептидных гормонов растений, имеющих хозяйственное значение; для широкого тестирования биологической активности регуляторных пептидов, включая новые пептидные фитогормоны; для изучения молекулярных и клеточных механизмов биологически активного действия растительных пептидов, раскрытие которых может иметь значение для получения растений с заданными свойствами
In the course of research, new approaches were created for a systematic study of the regulatory role of peptides in the processes of plant growth and development, as well as their role in plant stress and defense reactions. For the first time on the basis of peptidomic analysis of samples of cells and tissues of moss Physcomitrella patens, new plant peptides specific for certain stages of plant development were identified. Based on new cell model systems developed as part of this research, the biological activity of peptides associated with the regulation of plant development will be investigated.
В целях системного изучения регуляторной роли пептидов в процессах роста и развития растений будет проведено исследование биологической активности растительных пептидов в широких диапазонах концентраций. Для изучения биологической активности пептидов будут разработаны новые и оптимизированы уже существующие модельные системы на основе культур клеток, тканей и органов растений. Будут продолжены полевые исследования на ЗБС МГУ по сбору и изучению спор Atrichum undulatum и других зеленых мхов в качестве клеточных модельных систем для изучения биологической активности растительных пептидов. Результатом исследования будет установление регуляторного и сигнального потенциала новых растительных пептидов.
В качестве научного задела для выполнения настоящей НИР используются результаты исследований по протеомике мха Physcomitrella patens на разных этапах развития, а также с использованием модельных систем, основанных на культурах протопластов и интактных хлоропластов методами масс-спектрометрии и биоинформатики охарактеризованы белковые ансамбли гаметофоров, протонемы, протопластов, установлены новые резидентные белки интактных хлоропластов Physcomitrella patens. Впервые показана возможность широкомасштабного исследования пептидных пулов в клетках растений применительно к модельному объекту, зеленому мху Physcomitrella patens на этапах роста протонемы и гаметофоров, а также в протопластах методами ВЭЖХ, масс-спектрометрии (МАЛДИ, ЖХ-МС/МС) и биоинформатики. Созданы методологические основы для пептидомных исследований растений и задел для дальнейшей работы по системному изучению регуляторной роли пептидов в росте и развитии растений.
госбюджет, раздел 0110 (для тем по госзаданию) |
# | Сроки | Название |
1 | 1 января 2016 г.-31 декабря 2016 г. | Биологически активные белки и пептиды: изучение их структуры и функций |
Результаты этапа: Экспериментальная работа, проводимая в рамках НИР, нацелена на системное изучение роли пептидов в функциональной регуляции клеточной активности. Пептиды являются важнейшими регуляторными и сигнальными молекулами в организмах человека и животных. Новые инструментальные подходы в области пептидной масс-спектрометрии позволили в настоящей НИР идентифицировать новые растительные пептиды и исследовать их роль в регуляции роста и развития растений. На основе исследований в рамках текущей НИР по пептидомике и протеомике модельных растений Physcomitrella patens и Arabidopis thaliana охарактеризованы белковые и пептидные ансамбли растительных клеток. Полученные данные используются в качестве основы для широкомасштабного поиска и идентификации новых биологически активных пептидов. С этой целью в ходе выполнения НИР был разработаны и апробированы новые тест-системы на основе клеточных моделей. Новые клеточные модельные системы позволяют выявлять регуляторный потенциал пептидов в широких диапазонах концентраций. Установлены новые закономерности регуляции клеточной активности пептидных фитогормонов в зависимости от их концентрации. Проведено изучение возможной роли активных форм кислорода в клеточной сигнализации при участии регуляторных пептидов и белков. На основе задела по проведению космических экспериментов с модельными растениями продолжена подготовка к гравитационным и космическим исследованиям на МКС при участии Московского университета. | ||
2 | 1 января 2017 г.-27 декабря 2017 г. | Биологически активные белки и пептиды: изучение их структуры и функций |
Результаты этапа: Пептиды принимают участие в регуляции важнейших физиологических процессов в организмах человека и животных. Новейшие подходы систем- ной биологии открыли новые возможности исследования регуляторной ро- ли пептидов в растениях. В рамках настоящей НИР впервые проведены си- стемные исследования пептидомов растительных моделей, идентифициро- ваны компоненты пептидных пулов растительных клеток. Эксперименталь- ная работа по теме НИР проводилась в рамках исследований сигнальной и регуляторной роли растительных пептидов с использованием новых подхо- дов пептидомики и системной биологии, а также инструментальных син- тетических подходов химии пептидов. В течение отчетного периода для исследований были использованы новые пептиды, структура которых бы- ла установлена в ходе пептидомного анализа модельного организма мха Physcomitrella patens. Проведены исследования биологической активности пептидов в широких диапазонах концентраций на основе разрабатывае- мых при выполнении данной НИР модельных систем на основе культур Physcomitrella patens, Atrichum undulatum и Arabidopsis thaliana. В клеточ- ных моделях Physcomitrella patens проведено иммунофлуоресцентное изу- чение реорганизации микротрубочек и микрофиламентов, которые связа- ны с клеточной регуляцией процессов развития. Охарактеризована регуля- торная активность пептидов мха Physcomitrella patens, принадлежащих к семейству растительных пептидов CLE. Проведены полевые исследования на ЗБС МГУ по изучению спор зеленых мхов в модельных экспериментах по изучению биологической активности растительных пептидов. Продолже- но изучение роли активных форм кислорода в клеточной сигнализации при участии регуляторных пептидов и белков. На основе задела по гравитаци- онным и космическим исследованиям с модельными растительными систе- мами проведена разработка ТЗ и подготовка к космическим экспериментам на МКС при участии Московского университета. | ||
3 | 1 января 2018 г.-31 декабря 2018 г. | Биологически активные белки и пептиды: изучение их структуры и функций |
Результаты этапа: Важным звеном в изучении пептидной биорегуляции являются работы по изучению биологической активности пептидов с использованием модельных организмов и клеточных культур. При проведении НИР было растительный додекапептид CLV3 оказывает стимулирующее действие на регенерацию плоских червей, на основании чего был сделан вывод об универсальности пептидной биорегуляции у растений и животных. Результаты исследований по данному этапу НИР опубликованы в статье, индексируемой в SCOPUS «Peptide regulation of plant and animal morphogenesis: general mechanisms and specificity of action» Tiras Kh, Vorobeva U., Novikov K., Voeikov V., Emelyanenko V., Davidova G., Skripnikov A. в журнале IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering, TSER 2018, IOP Publishing, том 487, № 1, с. 1-6 DOI. Новые клеточные модельные системы, разработанные в рамках настоящей НИР позволяют выявлять регуляторный потенциал пептидов в широких диапазонах концентраций. Для тестирования биологической активности пептидов были разработаны тест-системы, основанные на культуре спор зеленых мхов и на культуре изолированных верхушек гаметофоров, которые были апробированы на фитогормонах и на коротких пептидах, полученных методом твердофазного синтеза в широком диапазоне концентраций. В ходе выполнения НИР разработан новый способ для скрининга ростовых веществ путем регистрации процессов дифференциации в культурах верхушек побегов зеленых мхов при воздействии низкомолекулярных регуляторных факторов в широких диапазонах концентраций. По результатам данного этапа исследования была оформлена заявка на изобретение «Способ скрининга потенциальных регуляторов роста растений на основе культур верхушек побегов зеленых мхов и система скрининга, основанная на заявленном способе», W19054880. В результате проведенных исследований по изучению культуры спор мха Physcomitrtella patens как тест-системы была предложена заявка на изобретение «Способ скрининга регуляторов роста растений, основанный на клеточной тест-системе» W19054893. | ||
4 | 1 января 2019 г.-31 декабря 2019 г. | Биологически активные белки и пептиды: изучение их структуры и функций |
Результаты этапа: Важным звеном в изучении пептидной биорегуляции являются работы по изучению биологической активности пептидов с использованием модельных организмов и клеточных культур. При проведении НИР было показано, что растительный додекапептид CLV3 оказывает стимулирующее действие на регенерацию плоских червей, на основании чего был сделан вывод об универсальности пептидной биорегуляции у растений и животных. Результаты исследований по данному этапу НИР опубликованы в статье, индексируемой в SCOPUS «Peptide regulation of plant and animal morphogenesis: general mechanisms and specificity of action» Tiras Kh, Vorobeva U., Novikov K., Voeikov V., Emelyanenko V., Davidova G., Skripnikov A. в журнале IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering, TSER 2018, IOP Publishing, том 487, № 1, с. 1-6 DOI. Новые клеточные модельные системы, разработанные в рамках настоящей НИР позволяют выявлять регуляторный потенциал пептидов в широких диапазонах концентраций. Для тестирования биологической активности пептидов были разработаны тест-системы, основанные на культуре спор зеленых мхов и на культуре изолированных верхушек гаметофоров, которые были апробированы на фитогормонах и на коротких пептидах, полученных методом твердофазного синтеза. В ходе выполнения НИР разработан новый способ для скрининга ростовых веществ путем регистрации процессов дифференциации в культурах верхушек побегов зеленых мхов при воздействии низкомолекулярных регуляторных факторов в широких диапазонах концентраций. По результатам данного этапа исследования была оформлена заявка на изобретение «Способ скрининга потенциальных регуляторов роста растений на основе культур верхушек побегов зеленых мхов и система скрининга, основанная на заявленном способе», W19054880, №2019127965. В результате проведенных исследований по изучению культуры спор мха Physcomitrtella patens как тест-системы была предложена заявка на изобретение «Способ скрининга регуляторов роста растений, основанный на клеточной тест-системе» W19054893, №2019127973. В рамках настоящей НИР были продолжены исследования по разработке новых ингибиторов дипептидилпептидазы-4, регуляторов уровня гликемии - претендентов на создание лекарственного препарата для терапии сахарного диабета 2-типа. Проведены исследования по их активности в сравнении с коммерческими лекарствами-ингибиторами (глиптины), цитотоксичности, избирательности ингибирования ДПП-4 в сравнении с родственными ферментами ДПП-8 и ДПП-9. По совокупности показателей три наиболее перспективных претендента были отобраны для дальнейшей разработки потенциального лекарственного средства. Начаты исследования по проверке токсичности и сахароснижающего эффекта in vivo. По результатам данного этапа НИР после прохождения экспертизы получено разрешение на выдачу патента №2018134266/04(056296). | ||
5 | 1 января 2020 г.-31 декабря 2020 г. | Биологически активные белки и пептиды: изучение их структуры и функций |
Результаты этапа: С целью системного изучения регуляторной роли пептидов и белков процессах развития растений и животных проводилось исследование биологической активности пептидов в модельных системах, разрабатываемых в рамках настоящей НИР. Для изучения метаболизма на системном уровне были проведены протеомные исследования модельного растения мха Physcomitrella patens, которые развивались на искусственных средах, приготовленных на воде с измененным соотношением дейтерия и протия. На основе использования пептидной масс-спектрометрии продолжены протеомные исследования нокаутных линий Physcomitrella patens по фитохрому с целью системного изучения регуляторной роли данного фоторецептора в росте и развитии растений. В ходе выполнения НИР были продолжены полевые исследования на ЗБС МГУ по сбору и изучению спор Atrichum undulatum и других зеленых мхов в качестве клеточных моделей для изучения биологической активности растительных пептидов. Проведен твердофазный синтез защитных растительных пептидов из семейства системинов с целью изучения механизмов их сигнального и регуляторного потенциала, а также для разработки подходов их практического использования в сельском хозяйстве. Для изучения биологической активности пептидов использованы созданные при выполнении данной НИР модельные системы на основе культур Physcomitrella patens, стандартные корневые тест-системы на основе проростков Arabidopsis thaliana. Продолжено изучение нелинейного характера корнцентрационной зависимости ростовой активности пептидов семейства CLV3. |
Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".