Исследования

Тема «Механизмы выживания и гибели клеток»

Подгруппа: «Изучение связи между стрессом ЭПР, биогенезом органелл и дифференцировкой. Модели сфероидов кожных клеток»

Состав подгруппы: профессор Смирнова Елена Александровна, доцент к.б.н. Мария Сергеевна Вильданова, м.н.с. к.б.н. Екатерина Павловна Турищева

Описание научных проблем, решаемых группой в настоящее время:

ЭПР является центральным регулятором клеточного гомеостаза, участвуя в синтезе белков и липидов, сворачивания белков, реакций детоксикации и внутриклеточного транспорта. Широкий спектр стрессовых факторов, включая гипоксию, окислительно-восстановительный стресс, воспаление, ограничение питательных веществ, может превышать способность ЭПР к сворачиванию белков, что приводит к накоплению неправильно свернутых белков. Для восстановления функциональности ЭПР клетки активируют реакцию на несвернутые белки (UPR). UPR в настоящее время рассматривается как ключевой координатор различных путей клеточной реакции на стресс. Продолжительный и усиленный стресс ЭПР изменяет последствия UPR, и может смещать сигнализацию в сторону патологических состояний, таких как дисфункция митохондрий, нарушение аутофагии, окислительный стресс, подавление дифференцировки и активация туморогенеза, метаболические нарушения, клеточную гибель. Следовательно, UPR функционирует не как изолированный путь, а как узловой интегратор в более широкой сети клеточных систем реагирования на стресс. Изучение связи UPR с другими регуляторными сетями клеток и стрессовыми реакциями предоставляет основу для понимания того, как протеостаз связан с определением судьбы клетки в нормальных физиологических условиях и при развитии патологий.

В научной группе проводятся исследования краткосрочного и долгосрочного влияния различных агентов  на параметры дифференцировки в 2D- и 3D-моделях эпителиально-мезенхимальных взаимодействий. Несмотря на то, что системы культивирования in vitro имеют свои ограничения и не могут полностью воспроизвести сложную среду in vivo, они обладают значительными экспериментальными преимуществами, в числе которых простота и скорость использования,  возможность создания контролируемых условий и стандартизация процедуры.

В монослойных клеточных линиях кератиноцитов кожи полная стратификация и дифференцировка, характерные для нормального эпидермиса, невозможны даже в условиях высокого содержания ионов кальция в среде. Маркёры дифференцировки могут проявляться мозаично, и на это сильно влияют условий культивирования, в том числе  плотность посадки. Культивирование кератиноцитов в 3D-условиях (например, в виде сфероидов) лучше имитирует физиологические условия in vivo (в т.ч. градиент кислорода и питательных веществ) и позволяет более точно воссоздать этапы кератинизации. Более продвинутой 3D-моделью является вариант, имитирующий естественные эпителиально-мезенхимальные взаимодействия. При совместном культивировании кератиноцитов и дермальных фибробластов в различных соотношениях можно добиться приближенного к эпидермальному градиента маркёров пролиферации и дифференцировки на поверхности сфероида и использовать эту модель для лабораторного скрининга краткосрочного действия потенциальных регуляторов дифференцировки.

Главным фактором нормальной кератинизации эпидермиса является его расположение на границе воздух-жидкость. Имитация подобных условий необходима для создания кожных эквивалентов — более сложной 3D-модели эпителиально-мезенхимальных взаимодействий, для выращивания которой необходимо 28-30 дней. С точки зрения использования данной модели для поиска регуляторов дифференцировки главным недостатком по сравнению со сфероидами является высокая стоимость, длительность культивирования и сложность стандартизации. Однако кожные эквиваленты позволяют оценить долгосрочное действие исследуемых препаратов.

Мы используем описываемые модели для исследования действия активаторов стресса ЭПР (абсцизовая кислота), антиоксидантов (альфа-липоевая кислота), растительных экстрактов и др.

Ключевые публикации группы:

1. Фитогормоны оказывают влияние на дифференцировочный статус дермальных фибробластов человека путем активации UPR / Е. П. Турищева, М. С. Вильданова, П. А. Вишнякова, Д. К. Матвеева, А. А. Саидова, Г. Е. Онищенко, Е. А. Смирнова // Биохимия. – 2023. – Т. 88, № 6. – С. 995–1010.

2. Роль стресса эндоплазматического ретикулума в дифференцировке клеток мезенхимального происхождения / Е. П. Турищева, М. С. Вильданова, Г. Е. Онищенко, Е. А. Смирнова // Биохимия. – 2022. – Т. 87, № 9. – С. 1203–1222.

3. Gibberellic acid initiates ER stress and activation of differentiation in cultured human immortalized keratinocytes HaCaT and epidermoid carcinoma cell A431 / M. Vildanova, P. Vishnyakova, A. Saidova, V. Konductorova, G. Onishchenko, E. Smirnova // Pharmaceutics. – 2021. – V. 13, № 11. – P. 1813. https://doi.org/10.3390/pharmaceutics13111813

4. Различная реакция биосинтетической системы дермальных фибробластов и клеток фибросаркомы человека на действие растительных гормонов / Е. П. Турищева, М. С. Вильданова, Д. М. Поташникова, Е. А. Смирнова // Цитология. – 2020. – Т. 62б № 8. – С. 566–580.

5. Стресс эндоплазматического ретикулума, индуцированный жасмоновой кислотой, вызывает селективный ответ в культивируемых нормальных и опухолевых клетках эпидермального происхождения / М. С. Вильданова, А. А. Саидова, А. И. Фокин, Д. М. Поташникова, Г. Е. Онищенко, Е. А. Смирнова // Биохимия. – 2019. – Т. 84б № 9. – С. 1289-1300.

Контакты сотрудников, с которыми могут связаться студенты:

kinggobi@yandex.ru Смирнова Елена Александровна

Модели эпителиально-мезенхимальных взаимодействий in vitro.

2D: сокультивирование кератиноцитов НаСаТ и фибробластов NHDF в течение 72 ч. Кератиноциты образуют островки (окрашены антителами к цитокератину 14), разделённые прослойками фибробластов (окрашены антителами к виментину).

3D: сокультивирование кератиноцитов НаСаТ и фибробластов NHDF в течение 72 ч (формирование сфероидов с помощью метода висячей капли). Кератиноциты на поздней стадии дифференцировки выявляются на периферии сфероида (окрашены антителами к инволюкрину).

3D: сокультивирование кератиноцитов НаСаТ и фибробластов NHDF в течение 30 дней в коллагеновом матриксе с образованием полнослойного кожного эквивалента с аналогами дермы и эпидермиса (недифференцированные кератиноциты окрашены антителами к цитокератину 14; в верхних слоях эпидермиса окрашивание менее интенсивное).

Тема «Механизмы выживания и гибели клеток»

Подгруппа: «Группа экспериментальной нейропатологии»

Состав подгруппы: д.б.н., доцент Исаев Николай Константинович

Описание научных проблем, решаемых группой в настоящее время:

Проблема 1. Исследование влияния периферического воспаления и черепно-мозговой травмы на активирование глиальных клеток в головном мозге. В настоящее время накопилось большое количество данных подтверждают связь между периферическим воспалением и нарушением неврологических функций. В свою очередь нейровоспаление носит важный вклад в нейродегенерацию и снижение когнитивных способностей также при целом ряде нейродегенеративных заболеваний.

Проблема 2. Исследование участия ядрышкового стресса и стресса ЭПР в механизмах повреждения астроцитов головного мозга.

Ключевые публикации группы:

1.  Effect of zinc and copper ions on cadmium-induced toxicity in rat cultured cortical neurons./ Stelmashook EV, Alexandrova OP, Genrikhs EE, Novikova SV, Salmina AB, Isaev NK. // J. Trace Elem. Med. Biol., -2022; 73: 127012. doi: 10.1016/j.jtemb.2022.127012.

2.  Neuroprotective effects of methylene blue in streptozotocin-induced model of Alzheimer's disease./ Stelmashook E.V., Voronkov D.N., Stavrovskaya A.V., Novikova S.V., Yamshikova N.G., Olshanskij A.S., Guschina A.S., Shedenkova M.O., Genrikhs E.E., Isaev N.K.  // Brain Res. -2023, 1805:148290. doi: 10.1016/j.brainres.2023.148290. Epub ahead of print. PMID: 36804486.

3 Interaction between mitophagy, cadmium and zinc./ Isaev N.K., Stelmashook E.V., Genrikhs E.E., Onishchenko G.E. // J. Trace Elem. Med. Biol. -2023, V. 79: 127230. https://doi.org/10.1016/j.jtemb.2023.127230

4 Влияние дезоксиглюкозы на культивированные глиальные клетки коры головного мозга крыс при стимуляции ЛПС./ Исаев Н.К., Генрихс Е.Е., Стельмашук Е.В. // Клеточные технологии в биологии и медицине. -2025. № 2, с. 92-97. DOI  10.47056/1814-3490-2025-2-92-97

5.  The toxic effect of Cu2+ on cultured astrocytes of the rat cerebral cortex is associated with the nucleolar stress/ Isaev N.K., Genrikhs E.E., Smirnova E.A., Wang W., Lapieva A.E., Golyshev S.A., Voronkov D.N., Strizhkova A.B., Berdnikov A.K., Stelmashook E.V.// Journal of Trace Elements in Medicine and Biology.- 2026, V. 93, 127821 (on-line) https://doi.org/10.1016/j.jtemb.2026.127821

Контакты сотрудников, с которыми могут связаться студенты:

nisaev61@mail.ru       д.б.н. Исаев Николай Константинович

Культура глиальных клеток, окрашенных гистохимически на GFAP (астроциты — зеленые) и     IBA1 (микроглия — розовые клетки). Обработка ЛПС активирует микроглию и клетки приобретают амебоидную морфологию

Тема «Механизмы выживания и гибели клеток»

Подгруппа: «Обратимость процессов клеточной гибели»

Состав подгруппы: профессор д.б.н., проф. Онищенко Галина Евгеньевна, доцент к.б.н. Кисурина_Евгеньева Ольга Петровна, ассистент, к.б.н. Савицкая Маргарита Анатольевна, уч. мастер Захаров Илья Игоревич

Описание научных проблем, решаемых группой в настоящее время:

Одной из проблем современной химиотерапии является выживание опухолевых клеток, что приводит к рецидиву роста опухоли. Выживание может быть обусловлено различными факторами: приобретением множественной лекарственной устойчивости, активной репарацией повреждений, переходом в состояние клеточного старения (senescence). Возможно, успешность выживания определяется не только силой воздействия и особенностями клеток, но и механизмом индукции гибели. При этом выживание клеток опухоли можно рассматривать как на уровне популяции, так и на уровне индивидуальных клеток. Особый интерес в этом плане представляет редкое явление анастаз - восстановление клетки после активации программы апоптоза. В группе разработано и активно используется несколько модельных систем.

1. Индукция гибели через стресс ЭПР. Ответ на несвёрнутые белки при стрессе ЭПР, так же как и аутофагия, важны для многих типов опухолей и, с одной стороны, направлены на адаптацию к стрессу и подержание гомеостаза, а с другой — способны приводить к активации программы апоптоза. Некоторые химические индукторы стресса ЭПР, в том числе бортезомиб, используемы для лечения лимфомы и меланом, применяются для селективного устранения опухолевых клеток. Изучение выживания и процесса анастаза клеток в условиях стресса ЭПР поможет в усовершенствовании методов лечения опухолей.

2. Исследование перехода клеток в состояние старения после воздействия доксорубицином (терапия-индуцированное старение). Доксорубицин широко используется в классической химиотерапии. Выжившие клетки, после удаления доксорубицина, приобретают характерный фенотип стареющих клеток, полиплоидизируются и останавливают пролиферацию. Через некоторое время, при восстановлении пролиферативной активности, клетки образуют новую популяцию, генетически и, возможно, функционально отличающуюся от исходной. Исследование функциональных свойств клеток помогут оценить туморогенность новой популяции и выбрать стратегию последующей терапии. Гигантские полиплоидные клетки (ГПК) обнаружены во многих типах опухолей и, возможно, связаны со стареющими клетками. ГПК резистенты к химеотерапии и облучению. Изучение свойств таких клеток in vivo представляется достаточно сложной задачей.

В культурах опухолевых клеток присутствуют одиночные гигантские клетки, что так же затрудняет их исследование. В группе проводится разработка методов, позволяющих накапливать ГПК в больших количествах, что позволит провести анализ их морфофункциональных особенностей и выбрать стратегии воздействий, предотвращающих образование и/или вызывающих гибель ГПК.

Ключевые публикации группы:

1.Garanina A.S., Kisurina-Evgenieva O.P., Erokhina M.V., Smirnova E.A., Factor V.M., Onishchenko G.E.Consecutive entosis stages in human substrate-dependent cultured cells. //Scientific reports. 2017, № 7:12555 https://doi.org/10.1038/s41598-017-12867-6

2.Захаров И. И., Савицкая М. А., Онищенко Г. Е. Проблема обратимости апоптотических процессов // Биохимия. 2020. Т. 85. № 10. С. 1344–1360.

3.Савицкая М. А., Захаров И. И., Онищенко Г. Е. Неапоптотическая роль апоптотических процессов // Biochemistry (Moscow). 2022. Т. 87. № 3. С. 337–355. DOI:10.1134/S0006297922030014

4.Кисурина-Евгеньева О.П., Савицкая М.А., Смешнова Д.С., Онищенко Г.Е. Наночастицы диоксида титана подавляют энтоз в культуре аденокарциномы молочной железы человека mcf-7.// Цитология,2023 , том 65, № 3, с. 283-294 https://doi.org/10.1134/S1990519X23050073

5. Zakharov I. I. и др. ER stress affects proliferation and induces polyploidization of cultured human HaCaT and A431 cells // Histochem Cell Biol. 2026. Т. 164. № 1. С. 23. DOI:10.1007/s00418-026-02474-w

Контакты сотрудников, с которыми могут связаться студенты:

evgengeva@mail.ru Кисурина Ольга Петровна

Тема «Механизмы выживания и гибели клеток»

Подгруппа: «Пространственная организация генома и роль архитектурных белков хроматина в ее регуляции»

Состав подгруппы: профессор, д.б.н. Киреев И.И., аспирант м.н.с. Казаков Е.П.

Описание научных проблем, решаемых группой в настоящее время:

Архитектурные белки хроматина семейства SMC (когезины и конденсины) обеспечивают пространственную организацию генома на всех этапах клеточного цикла. В интерфазе когезины формируют петли и топологически ассоциированные домены (TAD), необходимые для регуляции транскрипции и репликации, тогда как конденсины вступают в игру в профазе и митозе, катализируя компактизацию хромосом в плотные, поддающиеся сегрегации структуры. Однако вопрос о том, как эти два функционально различных процесса — петлевая экструзия в интерфазе и конденсация в митозе — координируются во времени и пространстве, остается открытым. Особенно остро стоит проблема обратимости: как один и тот же молекулярный механизм (экструзия петель) может приводить к кардинально разным топологическим состояниям (открытый, транскрипционно-активный хроматин vs. плотно упакованные митотические хромосомы) и как происходит переключение между ними без потери структурной идентичности сестринских хроматид.

Целью наших исследований является выявление причинно-следственных связей между активностью когезинов и конденсинов и четырехмерной реорганизацией хромосом в ходе клеточного цикла — от G1-фазы до телофазы. Мы хотим понять кинетику замены когезинов на конденсины I и II на границе интерфаза/митоз, количественно оценить вклад каждого комплекса в локальную и глобальную компактизацию хроматина и проверить гипотезу о том, что митотическая конденсация является не тотальной перестройкой, а модификацией доменной архитектуры, заданной когезинами в предыдущей интерфазе. В своих исследованиях мы используем разнообразные методические подходы (молекулярное клонирование и создание трансгенных клеточных линий, биохимический анализ активности генов и т.п.), но главным образом ориентируемся на прямые наблюдения с использованием различных модальностей микроскопии, включая субдифракционную микроскопию, корреляционную оптическую и электронную микроскопию, криоэлектронную томографию, разрабатываем методы недеструктивного мечения ядерных структур для 3D-электронной микроскопии.

Ключевые публикации группы:

1. Analysis of heteroсhromatin mesoscale architecture by cryo-electron tomography / E. P. Kazakov, Y. M. Chesnokov, I. I. Kireev, S. A. Golyshev // Moscow University Biological Sciences Bulletin. — 2025. — V. 80, № S1. — P. S103–S107.

2. Fiber-like organization as a basic principle for euchromatin higher-order structure / A. N. Zakirov, S. Sosnovskaya, E. D. Ryumina et al. // Frontiers in Cell and Developmental Biology. — 2022. — Vol. 9. — P. 784440

3. Cytology of dna replication reveals dynamic plasticity of large-scale chromatin fibers / X. Deng, O. Zhironkina, V. Cherepanynets et al. // Current Biology. — 2016. — Vol. 26, no. 18. — P. 2527–2534.

4. Large-scale chromatin structure of inducible genes: transcription on a condensed, linear template / Y. Hu, I. Kireev, M. Plutz et al. // Journal of Cell Biology. — 2009. — Vol. 185, no. 1. — P. 87–100.

5. In vivo immunogold labeling confirms large-scale chromatin folding motifs / I. Kireev, M. Lakonishok, A. S. Belmont et al. // Nature Methods. — 2008. — Vol. 5, no. 4. — P. 311–313.

Контакты сотрудников, с которыми могут связаться студенты:

iikireev@gmail.com – Киреев Игорь Игоревич, zhenya_kazakov_98@mail.ru – Казаков Евгений Павлович

Мечение хроматиновых доменов для электронной микроскопии

Репликативные домены (зеленый) в преждевременно-конденсированных хромосомах (красный) после индуцированного ауксином нокаута когезина.

Тема «Механизмы выживания и гибели клеток»

Подгруппа «Провоспалительные макрофаги:  анализ их дифференцировки, участия в патологических процессах и оценка влияния на них разных форм противотуберкулёзных препаратов»

Состав подгруппы: д.б.н., доцент, зам.зав. кафедрой Мария Владиславовна Ерохина к.б.н., с.н.с. Александр Георгиевич Масютин ст. преподаватель Анна Викторовна Курынина магистр 2-го года Мария Зубарева магистр 2-го года Дмитрий Большаков

Описание научных проблем, решаемых группой в настоящее время:

1. Участие в разработке и тестировании новых форм противотуберкулёзных препаратов, созданных на основе нанотехнологий. Новые формы лекарств разрабатываются на основе создания конъюгатов наночастиц алмаза или металлорганических каркасных соединений и антибиотика рифампицина. Уникальность выбранных наночастиц состоит в их селективном накоплении именно в инфицированных Mycobacterium tuberculosis макрофагах, что уже продемонстрировано на мышах в экспериментальной модели туберкулёза (http://dx.doi.org/10.3390/pharmaceutics18060671). В настоящее время идёт изучение эффективности новых форм препаратов против возбудителя туберкулёза и оценка их безопасности для макрофагов.

2. Наномедицина - это область медицины, которая создаёт, тестирует и внедряет разработанные на основе нанотехнологии способы доставки лекарственных препаратов в конкретную зону патологического процесса. Нанокурьеры - это самые разные наноразмерные наночастицы, к которым присоединяют лекарственный препарат для его адресной доставки. В научной группе работают с наночастицами алмаза, металлорганическими каркасными соединениями и угледродными нанотрубками. Одна из актуальнейших задач наномедицины - это детекция и идентификация нанопрепаратов в клетках и тканях и изучение их безопасности и биодеградации (http://dx.doi.org/10.3390/nano14201616; http://dx.doi.org/10.1134/s2635167623601031; http://dx.doi.org/10.3103/s106287382370346x ).

3. Белки множественной лекарственной устойчивости (P-gp, MRPs, BCRP) - уникальная группа белков-транспортёров, активность которых обеспечивает транспорт из клеток сотен различных соединений, участвующих в физиологических процессах. Но! Эти же белки транспортируют и лекарственные препараты, снижая их эффективность. В группе проводится активная работа, связанная с изучением этой группы белков и их влиянием на дифференцировку и функциональную активность макрофагов (http://dx.doi.org/10.55959/msu0137-0952-16-80-3-5; http://dx.doi.org/10.3390/ijms241914839 ).

4. Искусственный интеллект и нейросети активно вошли в повседневную жизнь. В нашей научной группе совместно с факультетом Вычислительной математики и кибернетики начата и успешно идёт разработка алгоритма использования ИИ для оценки выраженности фибротических процессов в лёгких. А также проводится анализ роли провоспалительных макрофагов в формировании фиброза - патологического состояния, связанного с сильным разрастанием соединительной ткани, что приводит к нарушениям в функции органов.

Ключевые публикации группы:

1. Nanodiamonds co-localize with mycobacterium tuberculosis in foamy macrophages of infected mouse lungs / M. V. Erokhina, A. G. Masyutin, G. V. Lisichkin et al. // Pharmaceutics. — 2026. — Vol. 18, no. 6. — P. 671.

2. Killing glioblastoma cells with glycosylated indolocarbazole-based derivative lcs1269: A potential crosstalk between micronuclei formation and the concurrent induction of apoptosis, necroptosis, and pyroptosis / N. Kalitin, A. Masyutin, M. Erokhina et al. // Pharmaceuticals. — 2026. — Vol. 19, no. 4. — P. 535.

3. Validation of housekeeping genes for normalizing rna expression in real-time pcr in tuberculomas and peripheral blood mononuclear cells for pulmonary tuberculosis patients / E. K. Tarasova, E. N. Pavlova, E. Y. Rybalkina et al. // International Journal of Molecular Sciences. — 2025. — Vol. 26. — P. 11219.

4. Активность белка-транспортера P-gp в макрофагах человека усиливает эффект легочного сурфактанта как активатора фагоцитоза / Е. К. Тарасова, Л. Н. Лепеха, А. Г. Масютин и др. // Вестник Московского университета. Серия 16: Биология. — 2025. — Т. 80, № №3, 2025. — С. 182–189.

5. Biodegradation of heterogeneous industrial multi-walled carbon nanotubes by pro-inflammatory macrophages / A. G. Masyutin, E. K. Tarasova, D. A. Samsonov et al. // Nanomaterials. — 2024. — Vol. 14, no. 20. — P. 1616. Industrial multi-walled carbon nanotubes undergo biodegradation in the mouse gastrointestinal tract / A. G. Masyutin, K. A. Sychevskaya, I. V. Bocharova, M. V. Erokhina // Nanobiotechnology Reports. — 2024. — Vol. 19, no. 5. — P. 843–851.

6. High and low levels of abcb1 expression are associated with two distinct gene signatures in lung tissue of pulmonary tb patients with high inflammation activity / E. N. Pavlova, L. N. Lepekha, E. Y. Rybalkina et al. // International Journal of Molecular Sciences. — 2023. — Vol. 24, no. 19.

7. ИДЕНТИФИКАЦИЯ УГЛЕРОДНЫХ НАНОЧАСТИЦ В БИОЛОГИЧЕСКИХ ОБРАЗЦАХ МЕТОДАМИ ТРАНСМИССИОННОЙ ЭЛЕКТРОННОЙ МИКРОСКОПИИ / А. Г. МАСЮТИН, Е. К. ТАРАСОВА, Г. Е. ОНИЩЕНКО, М. В. ЕРОХИНА // Известия Российской академии наук. Серия физическая. — 2023. — Т. 87, № 10. — С. 1410–1415.

Контакты сотрудников, с которыми могут связаться студенты:

erokhinam@bk.ru Мария Владиславовна Ерохина

squiggoth@yandex.ru Александр Георгиевич Масютина frasska@gmail.com Анна Викторовна Курынина

Идентификация НА и определение их солокализации с M. tuberculosis в пенистых макрофагах легких при экспериментальном туберкулезном воспалении у мышей

A-C – темные включения НА в респираторном отделе лёгких, окраска гематоксилином и эозином, световая микроскопия: А – область туберкулезного воспаления (IA) и интактной ткани (NT) в легких; B – темные включения в интерстициальных макрофагах в стенке альвеолы; C – темные включения в пенистых макрофагах (показано стрелками);

D-I –анализ солокализации НА с M. tuberculosis, стандартная и аналитическая ТЭМ: D – НА и M. tuberculosisв пенистом макрофаге; E - НА и M. tuberculosis локализуются в разных фагосомах; F – фагосомы с НА и M. tuberculosis плотно прилегают друг к другу, G – слияние фагосомы с НА и M. tuberculosis, H – НА и M. tuberculosis локализуются в одной фагосоме, I – НА и M. tuberculosis в одной и той же липидной капле. Красными стрелками показаны скопления НА, желтыми – M. tuberculosis. На врезках представлены электронограммы, снятые со скоплений НА.

Конфокальная микроскопия макрофагов ТНР-1 с высокой активностью белка множественной лекарственной устойчивости P-gp при активации фагоцитоза (красные шарики); туннельные наноструктуры – контакты коммуникации между макрофагами - отмечены желтыми стрелками. Зелёный цвет – окрашивание на актиновые микрофиламенты.

Тема «Механизмы выживания и гибели клеток»

Подтема: «Биология растительных клеток в ходе нормального развития и при воздействии стрессов»

Состав погруппы: ст.н.с., к.б.н. Лазарева Елена Михайловна, н.с., к.б.н. Доронина Татьяна Валерьевна.

Описание научных проблем, решаемых группой в настоящее время:

Антиподальные клетки формируются до двойного оплодотворения и вскоре после него подвергаются гибели. У злаков антиподальные клетки сохраняются дольше, чем у других растений и формируют трехуровневый комплекс из 27-30 клеток, которые проходят раунды эндоредупликации, вследствие чего в их ядрах формируются политенные хромосомы. В ходе этапа дифференцировки антиподальные клетки питают развивающийся ценоцит эндосперма, а процесс целлюляризации (закладки клеточных стенок) запускает программируемую клеточную гибель антиподальных клеток. Онтогенез антиподальных клеток до сих пор слабо изучен. В рамках данной подтемы антиподальные клетки рассматриваются как пример растительных клеток с политенными хромосомами, изучается структура политенных хромосом, особенности их компактизации, изменение их структуры в ходе онтогенеза, структура и распределение органелл цитоплазмы антиподальных клеток и их изменение в ходе дифференцировки и программируемой клеточной гибели. Подробно изучаются финальные стадии гибели антиподальных клеток, проверяется гипотеза об участии в их утилизации механизмов аутофагии.

Кроме этого, изучаются механизмы акклимации растительных клеток к воздействию различных абиотических стрессов – засоления и гипоксии, выявляются особенности реакции растений разных сортов, проявления стрессов на клеточном уровне, реорганизация цитоскелета клеток и участие аутофагии.

Ключевые публикации группы:

1. Доронина Т. В., Чабан И. А., Лазарева Е. М. Структурно-функциональные особенности клеток антиподального комплекса зародышевого мешка пшеницы на стадии дифференцировки // Онтогенез. — 2019. — Т. 50, № 4. — С. 251–267.

2. Doronina T. V., Lazareva E. M. Structure of antipodal cells nuclei of wheat embryo sac during programmed cell death // Planta. — 2021. — Vol. 254, no. 48.

3. Doronina T. V., Ashapkin V. V., Lazareva E. M. Wheat antipodal cells with polytene chromosomes in the embryo sac are key to understanding the formation of grain in cereals // Biology. — 2022. — Vol. 11, no. 9. — P. 1340.

4. Doronina T. V., Lazareva E. M. Plant programmed cell death in the context of diversity and evolution of pcd // Protoplasma. — 2025. Cell death is an essential part of both normal development and pathological processes.

5. Fedoreyeva L. I., Lazareva E. M., Kononenko N. V. Features of the effect of quercetin on different genotypes of wheat under hypoxia // International Journal of Molecular Sciences. — 2024. — Vol. 4487, no. 25. — P. 1–25.

Контакты сотрудников, с которыми могут связаться студенты:

matveevatatiana.94@yandex.ru - Доронина Татьяна Валерьевна

Черты программируемой клеточной гибели антиподальных клеток зародышевого мешка пшеницы

Тема: Клеточные и молекулярные основы биогенеза тканей в норме и патологии

Состав подгруппы: профессор, д.б.н. Шеваль Е.В. , профессор, д.б.н. Воробьев И.А., с.н.с., к.б.н. Васильева Т.В.,  доцент, к.б.н. Липина Т.В., в.н.с., к.б.н. Саидова А.А., в.н.с., к.б.н. Поташникова Д.М., н.с. Федоров А.В.

Описание научных проблем, решаемых группой в настоящее время:

Группа проф. Шеваля Е.В. изучает общие принципы организации тканей животных, используя комплекс микроскопических методов (световая и электронная микроскопия, иммуногистохимия) и транскриптомных методов (scRNA-seq).

Работы группы клеточной подвижности (рук. - проф. Воробьев И. А.) посвящены исследованиям роли цитоскелета и белков, связанных с ним, в норме и при неопластической трансформации различных типов клеток. Модификация паттернов клеточной подвижности лежит в основе опухолевой прогрессии и метастазирования. В последние годы работа группы была в основном сосредоточена на изучении роли моторных белков миозинов в норме и при патологии. Так, было исследовано влияние полимеризации актина и активности миозина II на динамику фокальных контактов клеток и параметры их подвижности. Для белков, относящихся к семейству миозинов I класса, и их изоформ была установлена специфичность паттернов экспрессии для гистогенетически различающихся клетках, а также для ряда опухолей по сравнению с нормальными контролями. Исследуется механистическая роль миозинов I класса в онкогенезе.

Ключевые публикации:

1. Valyaeva A. A., Tochilkina M. S., Sheval E. V. Evaluating imputation methods for accurate estimation of cell population fractions in single-cell rna sequencing // NAR Genomics and Bioinformatics. — 2026. — Vol. 8, no. 1. — P. lqaf204.

2. Compensatory reactions of b cells in response to chronic hiv‐1 tat exposure / A. A. Valyaeva, M. A. Tikhomirova, J. Feng et al. // Journal of Cellular Physiology. — 2025. — Vol. 240, no. 1. — P. e31459.

3. Cilia impairment in bronchial epithelial cells detected in autopsy material of sars-cov-2-infected patient / D. Potashnikova, T. Sotnikova, O. Shirokova et al. // Ultrastructural Pathology. — 2023. — Vol. 47, no. 5. — P. 382–387.

4. How actin polymerization and myosin ii activity regulate focal adhesion dynamics in motile cells / A. Kovaleva, E. Solomatina, M. Tlegenova et al. // International Journal of Molecular Sciences. — 2025. — Vol. 26, no. 16. — P. 7701–10.

5. Myosin 1c isoform a is a novel candidate diagnostic marker for prostate cancer / A. A. Saidova, D. M. Potashnikova, A. V. Tvorogova et al. // PLoS ONE. — 2021. — Vol. 16, no. 5. — P. e0251961–e0251961

Контакты сотрудников, с которыми могут связаться студенты:

shevalev@my.msu.ru