Документ взят из кэша поисковой машины. Адрес оригинального документа : http://kodomo.cmm.msu.su/FBB/StudentScience/themes_2006/Sergeeva.doc Дата изменения: Wed Dec 7 14:14:11 2005 Дата индексирования: Mon Oct 1 23:20:57 2012 Кодировка: koi8-r

Системная биология липидов

Все знают, что такое геномика и протеомика. Все учебники посвящены
успехам ученых в изучении нуклеиновых кислот и белков. Геном уже
«прочитан», а как работает целая клетка - пока не знаем. И как вылечивать
системные заболевания (рак, сердечно-сосудистые заболевания,
нейродегенеративные болезни, шизофрению, депрессию, астму) современная
медицина пока не знает. А число таких болезней неуклонно растет и
«молодеет». Такие заболевания как болезнь Альцгеймера или инфаркт миокарда
уже часто встречаются у людей около 40 лет, в то время как ещё 20 лет назад
это была болезнь людей преимущественно пожилого возраста.
Все указанные системные заболевания имеют общее свойство - изменяется
метаболизм липидов, в первую очередь сигнальных липидов, которые участвуют
в проведении сигналов между клетками и внутри их. Среди таких веществ -
простагландины (мишень действия всем известного аспирина), энандамид
(эндогенный аналог каннабиса) и многие другие. За последние 3 года
достижения масс-спектрометрии и компьютерной биологии позволили
сформировать новое направление исследований - липидомику - комплексное
изучение липидов.
Наша группа (отдел биокинетики Института физико-химической биологии
им.А.Н.Белозерского) занимается системным изучением липидов, в первую
очередь вовлеченных в развитие заболеваний мозга. Работа финансируется
российскими и международными грантами. Исследования включают в себя: работы
с культурами клеток животных и человека, детекцию веществ методами ВЭЖХ,
масс-спектрометрии, поиск информации в базах данных, в том числе с
использованием методов биоинформатики, построение и анализ моделей
клеточных регуляторных сигналов.
Контакты:
д.х.н. Сергеева Марина Глебовна,
д.х.н. Мевх Алевтина Трофимовна,
комната 606 (корпус «Б»), sergeeva@genebee.msu.su; 939-4332
Пожелания:
сочетание умения работать в команде с желанием самостоятельно работать над
проектом, инициативность. Вся литература на английском языке.
3 курс - 2 задачи (экспериментальные)
Задача ?1 «Экспериментальное и теоретическое доказательство существования
отдельных регуляторных модулей в каскаде арахидоновой кислоты». Задача
связана с экспериментальным подтверждением существования отдельных модулей
в системе проведения сигнала в каскаде арахидоновой кислоты. Будут
использованы первичные макрофаги мыши и линия клеток человека U927 (тема
является продолжением работы по биоинформатике, начатой студенткой
Н.Толмачевой на 2 курсе).
Задача ?2 «Исследование роли докозагексаеновой кислоты в регуляции функций
астроцитов». Экспериментальная задача является продолжением работ,
проводимых в группе совместно с Медицинским факультетом Университета г.
Магдебурга. Включает освоение методик работы с культурами животных клеток и
детекции докозагексаеновой и арахидоновой кислот, простагландинов и
нейропротектинов методами ВЭЖХ и масс-спектрометрии.
Студентам 1или 2 курса (задачи по биоинформатике)
Задача ? 1 «Эволюция элонгаз и десатураз».
Известно, что депрессия и шизофрения характеризуются уменьшением
содержания полиненасыщенных жирных кислот в фосфолипидах мембран клеток
мозга. Не ясно, как можно эти изменения репарировать. Синтез
полиненасыщенных жирных кислот в организме требует нескольких ферментов
элонгации и десатурации. К сожалению, пока неизвестны конкретные белки (их
последовательности) для каждой реакции. Задача данной работы заключается в
поиске белков, участвующих в синтезе полиненасыщенных жирных кислот у
человека, а также их сравнение у организмов из разных таксономических
групп. Подразумевается также проработка экспериментальных возможностей
оценки полученных методами биоинформатики данных.
Задача ? 2 «Эволюция белков, проявляющих полиморфизм при болезни
Альцгеймера». Описано около 15 белков имеющих генетические замены у
больных. Задача - собрать и проанализировать информацию по данным белкам
(база Genecards), выстроить схему их возможного взаимодействия (на основе
данных базы KEGG и литературных), проанализировать историю появления этих
белков в эволюции.
Задача ? 3 «Эволюция ферментов транслокации липидов в мембране». Липиды
синтезируются и перемещаются по клетке подобно белкам, т.е. имеют свой
«фолдинг и траффик». Разрозненные данные в литературе не позволяют на
настоящее время составлять и анализировать схемы регуляции этих процессов,
хотя отдельные белки, участвующие в данных процессах хорошо изучены.
Отсутствие таких схем тормозит разработку липидодиагностики и
терапевтической коррекции нейродегенеративных заболеваний. Задача данной
работы заключается в построении схем участвующих белков и оценке их
пространственной и временной локализации внутри клеток, сравнении белковых
последовательностей участвующих белков, построении филогенетических
деревьев и анализе возможных путей эволюции процессов передвижения липидов
внутри клетки.
Задача ? 4 «Выявление сходства и различий между белками-переносчиками
арахидоновой кислоты и других липофильных молекул».
Белки-переносчики арахидоновой кислоты бывают внеклеточные, мембранные
и внутриклеточные. Их свойства в настоящее время остаются малоизученными.
Однако показано, что изменения в экспрессии локализованного в мозге
внутриклеточного белка этого класса, коррелирует с таким заболеванием как
шизофрения. Задача данной работы заключается в сравнении белковых
последовательностей белков-переносчиков арахидоновой кислоты и других
липофильных молекул, построении филогенетического древа и анализе возможных
путей эволюции этого класса белков, выявление участков связывания
арахидоновой кислоты.



Задача ? 5 «Выявление сходства и различий роли липоксигеназ в эволюции»
Липоксигеназы - семейство ферментов, которые синтезируют вещества,
участвующие в защитных реакциях организма и клетки. Задача - сравнить
данные защитные реакции у растений и человека. По отдельным ферментам этого
класса имеются многочисленные данные по регуляции их функций. Тем не менее,
регуляция этих ферментов на клеточном уровне остается не изученной. Более
того, ранее продуктам липоксигеназ у человека отводилась роль повреждающих
веществ (например, астму лечат лекарствами, ингибирующими действие
лейкотриенов, синтезируемых 5-липоксигеназой). В последнее время появились
данные о защитной роли липоксигеназ в синтезе нейропротектинов. В рамках
данной работы планируется сравнение белковых последовательностей ферментов
данного класса между собой и их изменение в процессе филогенеза для
выявления консервативных и вариабельных участков, поиск
последовательностей, указывающих на наличие в белках регуляторных
последовательностей (участки для связывания ионов кальция, SH-домены, места
возможного фосфорилирования и ацилирования и др.), построение схемы
защитных реакций у растений и человека с составлением проекта дальнейшего
экспериментального исследования.