Лаборатория обеспечивает проведение высокотехнологичных и высокопроизводительных анализов для решения задач Института. Лаборатория выполняет геномные, протеомные и метаболомные анализы, внедряет существующие и создаёт новые методики анализа, поддерживает соответствующее высокотехнологичное оборудование. Сейчас в составе лаборатории работают несколько групп, каждая из которых поддерживает одну из областей технологий: высокопроизводительное секвенирование, масс-спектрометрия, автоматизированный химический синтез.
Задачи, решаемые лабораторией, ставятся пользователями в ходе работ по нескольким видам проектов:
государственные задания, распоряжения и приказы руководства Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителе и благополучия человека (Роспотребнадзора);
инициативные проекты, проводимые на базе НИИ СБМ сотрудниками Института;
проекты, проводимые в рамках договоров, заключенных с иными организациями, находящимся в ведомстве Роспотребнадзора;
проекты, проводимые в рамках договоров, заключенных с организациями иных ведомств и министерств.
Лаборатория выполняет высокотехнологичные анализы сложносоставных образцов различной природы.
Лаборатория выполняет работы на собственном высокотехнологичном оборудовании Института. Сотрудники владеют навыками работы на нём, осваивают и внедряют новые методы анализа, а также полностью обеспечивают поддержку данного оборудования.
Помимо выполнения работ и анализов для пользователей сотрудники лаборатории ведут и собственные научные исследования и разработки.
Группа высокопроизводительного секвенирования
Выполняемые работы
Выделение нуклеиновых кислот (ДНК, РНК) из биологического материала (в том числе использованием автоматических станций для выделения).
Постановка реакции ПЦР (в том числе в режиме реального времени).
Детекция продуктов амплификации методом гель-электрофореза.
Роботизированная станции для подготовки библиотек для высокопроизводительного секвенирования (NGS) Tecan Freedom EVO, Tecan (Швейцария).
Роботизированные станции для выделения нуклеиновых кислот KingFisher Apex Benchtop Sample Prep, ThermoFisher Scientific (США).
Электрофорез:
- Система автоматизированного электрофореза 4200 TapeStation, Agilent Technologies (США);
- Гель- и хемидокументирующая система iBright, ThermoFisher Scientific (США).
Научные интересы
Разработка новых методов определения последовательностей геномов патогенов человека, животных и растений.
Молекулярная эпидемиология и геномика SARS-CoV-2.
Исследование двойных инфекций и суперинфекций SARS-CoV-2.
Разработка новых методов проведения метагеномного анализа сложносоставных биологических образцов, например: определение состава продуктов питания, определение композиционного состава природных бактериальных сообществ.
Исследование коэволюции геномов симбиотических бактерий и хозяина, патогенных вирусов и хозяина.
Анализ изменений транскрипции Mycoplasma gallisepticum S6 под воздействием разных стрессовых факторов.
Секвенирование последовательностей вариабельных участков антител с целью создания культуры моноклональных антител.
Изучение новых потенциально патогенных вирусов из летучих мышей и иных теплокровных животных (совместно с биологическим факультетом МГУ им. М.В. Ломоносова, Санкт-Петербургским НИИ эпидемиологии и микробиологии имени Пастера).
Speranskaya A.S., Samoilov A.E., Korneenko E.V., Khabudaev K.V., Artyushin I.V., Yusefovich A.P., Dolgova A.S., Dedkov V.G. / The characterization of complete genome of MERS-related coronavirus from bat (Pipistrellus nathusii) from Moscow region, prediction and analysis their Spike glycoprotein with DPP4 receptors of the different mammalian species / BGRS/SB-2022: 13th International Multiconference “Bioinformatics of Genome Regulation and Structure/Systems Biology”, 04-08 July 2020, Novosibirsk, Russia / Section 9. Mathematics, bioinformatics and systems computational biology of COVID-19, Oral presentation, Abstract
Penkin L.N., Korneenko E.V., Samoilov A.E., Manolov A.I., Speranskaya A.S. / The potential usability of Oxford Nanopore Technology for revealing of SARS-CoV-2 dual infection and intra-host viral variability in clinical samples / BGRS/SB-2022: 13th International Multiconference “Bioinformatics of Genome Regulation and Structure/Systems Biology”, 04-08 July 2020, Novosibirsk, Russia / Section 9. Mathematics, bioinformatics and systems computational biology of COVID-19, Oral presentation, Abstract
Группа масс-спектрометрии
Выполняемые работы
Прицельный (таргетный) количественный ВЭЖХ-МС анализ пептидов и метаболитов.
Панорамный качественный и количественный протеомный ВЭЖХ-МС анализ.
Подготовка проб (в том числе, автоматизированная) для всех выполняемых видов анализа из препаратов плазмы крови и других биологических жидкостей или тканей человека и животных, биомассы бактериальных культур или клеточных линий.
Обработка данных и интерпретация результатов всех выполняемых видов анализа.
Разработка и валидация аналитических методик для белков и метаболитов плазмы крови человека.
Оборудование
Две ВЭЖХ-МС системы для прицельного анализа на основе масс-спектрометров типа тройной квадруполь QTrap 6500+ производства Sciex (США), сопряженных с системами УВЭЖХ семейства ExionLC AD производства Shimadzu (Япония).
Две ВЭЖХ-МС системы для панорамного анализа на основе масс-спектрометров типа орбитальной ионной ловушки Exploris 480 производства Thermo (США), сопряженных с системами нанопоточной ВЭЖХ семейства Ultimate 3000 производства Thermo (США).
Многорежимная ВЭЖХ система семейства Ultimate 3000 производства Thermo (США);
Роботизированная станция для подготовки проб для протеомного анализа Tecan Freedom EVO, Tecan (Швейцария).
Научные интересы
Разработка аналитических панелей для белков плазмы крови человека.
Разработка аналитических панелей для метаболитов в плазме крови человека.
Разработка новых методов обработки данных протеомного анализа.
Автоматизация подготовки протеомного эксперимента и обработки его результатов.
Создание автоматизированных инструментов для контроля состояния парка ВЭЖХ-МС оборудования.
Создание инструментов и алгоритмов для анализа научных публикаций.
О наших технологиях и интересах
Разработка аналитических панелей для белков плазмы крови человека
На данный момент существует более 100 рекомендованных анализов, включающих определение содержания отдельных белков в плазме или сыворотке крови. Большинство из них основано на оценке ферментативной активности целевых белков или иммунологическом анализе, при которых для интерпретации результатов привлекаются дополнительные сведения о пациентах и экспертное мнение лечащего врача. За исключением единичных случаев, не используется соотношение представленностей нескольких белков (ASAT/ALAT, sFlt‐1/PlGF), что необходимо при разработке комплексных диагностических панелей.
Одной из причин, затрудняющих применение количественных данных о представленности белков в плазме крови является ограниченная специфичность колориметрических ферментативных тестов и иммунологических анализов. Для методов протеомного анализа, основанных на масс-спектрометрии, напротив, характерна высокая специфичность при большей чувствительности, что делает анализы на основе ВЭЖХ-МС применимыми при разработке сложных диагностических панелей.
Группа автоматизированного химического синтеза
Выполняемые работы
Высокопроизводительный синтез олигонуклеотидов.
Стандартизация растворов олигонуклеотидов для дальнейшего использования в сборке геномов по Гибсону.
Синтез пептидов и пептидомиметиков произвольной сложности (кислот и амидированных).
Выделение и приготовление готовых форм пептидных стандартов.
Оперативная аналитика и контроль качества и чистоты получаемых пептидов.
Система препаративной очистки пептидов среднего давления FPLC ÄKTA pure 25 производства Cytiva (США).
Высокопроизводительный 768 канальный синтезатор ДНК и РНК олигонуклиотидов Dr. Oligo 768XLc - 2 x 384 производства Biolytic (США).
Лиофильная настольная сушка для получения готовых форм FreeZone 2.5 Liter -84C производства Labconco (США).
Научные интересы
Синтез пептидомиметиков и разработка перспективных пептидных препаратов.
Новые подходы к автоматизации и внедрению принципов зеленой химии в области пептидного синтеза.
Разработка пептидных вакцин.
Создание новых пептидных векторов доставки радиоактивных изотопов для использования в ядерной медицине.
Фторорганическая химия и фоторедокс-катализ.
О наших технологиях и интересах
Синтез изотопно-меченых пептидных стандартов для протеомики
Основной фронт работ нашей группы лежит в области твердофазного пептидного синтеза. Хорошее приборное оснащение (пептидный синтезатор PurePep® Chorus, FPLC система AKTA 25 Pure) позволяет нам осуществлять полный цикл получения панелей пептидных стандартов, в том числе меченых стабильными изотопами 13C и 15N для проведения протеомных исследований.
Синтез олигонуклеотидов и сборка генов
Кроме того, наша группа занимается синтезом олигонуклеотидов и принимает участие в процессе сборки геномов по Гибсону. В нашей группе введен в эксплуатацию 768-канальный синтезатор олигонуклеотидов Dr. Oligo 768XLc DNA RNA Synthesizer.
Синтез пептидомиметиков и разработка перспективных пептидных препаратов
Хотя общая доля пептидов на рынке фармпрепаратов не очень велика (около 5%, и половина выручки - продажи инсулина), она стабильно растет на 7.7% каждые 10 лет. На начало 2021 года 80 пептидных препаратов было представлено на рынке, 150 находились в клинике и ~400–600 проходили предклинические испытания. Наверное, не будет большим преувеличением сказать, что будущее фармацевтики связано с пептидами.
Для решения проблем стабильности пептидов in vivo, отражающихся на фармакокинетике и биодоступности пептидных препаратов, необходимо совершенствовать структуру, создавая аналоги природных пептидов (например, посредством использования D-аминокислот) – пептидомиметики.
Новые подходы к автоматизации и внедрению принципов зеленой химии в области пептидного синтеза
Классический твердофазный синтез пептидов характеризуется большими расходами реагентов, в том числе токсичных растворителей, что идет вразрез с принципами зеленой химии и все повышающимися этическими требованиями и рекомендациями регуляторов к экологичности химических процессов.
Перенос методологии SPPS в двухфазные жидкие реакционные системы через применение новых растворимых в органической фазе носителей пептидной цепи позволит уменьшить избытки реагентов и заменить растворители на те, которые меньше угрожают окружающей среде.
Разработка пептидных вакцин
Chemical structures of peptide components of Alzheimer peptide vaccines CAD106 and ACI-35. Работы по пептидным вакцинам включают в себя синтез библиотек вирусных эпитопов. Это перспективная и интенсивно развивающаяся в мире тематика, которая включает в себя разработку вакцин, применяющихся в борьбе против рака, SARS-CoV-2, болезни Альцгеймера.
Создание новых пептидных векторов доставки радиоактивных изотопов для использования в ядерной медицине
Пептидные препараты уже хорошо себя зарекомендовали в качестве специфичных и эффективных векторов доставки для целей ядерной медицины. В частности, ПЭТ/ОФЭКТ сканы стали неотъемлемой частью диагностики онкологических заболеваний и проведения терапии. Развитие направления связано с разработкой новых векторов доставки и разработкой эффективных комплексонов для технеция с использованием пептидомиметиков.
Пептидный катализ
Изучение механизмов катализа органических реакций короткими пептидами – перспективный «bottom-up» подход к созданию «искусственных ферментов» и изучению деталей механизмов функционирования природных ферментов.