Федеральное государственное бюджетное учреждение науки

ИНСТИТУТ БИОЛОГИИ РАЗВИТИЯ им. Н.К. Кольцова РАН
Koltzov Institute of Developmental Biology of Russian Academy of Sciences

Лаборатория ЭВОЛЮЦИОННОЙ БИОЛОГИИ РАЗВИТИЯ



Состав лаборатории:


ОЗЕРНЮК Николай Дмитриевич,

заведующий лабораторией, д.б.н., профессор, ozernyuk@mail.ru

Зотин Алексей Александрович, внс, д.б.н., zotin@mail.ru

Алексеева Татьяна Антоновна, снс, к.б.н., taalexeeva@mail.ru

Владимирова Ирина Георгиевна, снс, к.б.н., i.g.vladimirova@gmail.com

Клейменов Сергей Юрьевич, снс, к.б.н., s.yu.kleymenov@gmail.com

Красный Алексей Михайлович, снс, к.б.н., alexred@list.ru

Кулибин Андрей Юрьевич, снс, к.б.н., kulibin_a_bkrj@mail.ru

Нечаева Марина Владимировна, снс, к.б.н., mnechaeva2003@yahoo.com

Малолина Екатерина Андреевна, нс, к.б.н., ma85@gmail.com

Почаев Владимир Андреевич, мнс, pochaev865@gmail.com

Щепетов Дмитрий Михайлович, мнс, denlior@gmail.com

Цитрина Александра Андреевна, мнс, sashulka.s@gmail.com

Иванцова Анна Анатольевна, аспирант annaivancova@bk.ru


История лаборатории


Лаборатория биофизики развития была создана А.И. Зотиным в 1967 году при образовании Института биологии развития АН СССР и переименована в 2014 г. в лабораторию эволюционной биологии развития. Ранее еще в Институте морфологии животных им. А.Н. Северцова АН СССР по инициативе А.И. Зотина и А.А. Нейфаха была образована группа космической биологии, разделившаяся в 1965 г. на два коллектива: группу биофизики развития, руководимую А.И. Зотиным, и группу биохимической эмбриологии, возглавляемую А.А. Нейфахом. С 1967 года в составе созданной лаборатории работали Л.С. Мильман, Ю.Г. Юровицкий, И.С. Никольская, Л.И. Радзинская, В.С. Фаустов, Н.Д. Озернюк.

Лаборатория включала два научных направления. Первое – это возглавляемые А.И. Зотиным исследования в области энергетики и термодинамики процессов развития, в состав этой группы входили И.С. Никольская, Л.И. Радзинская, Н.Д. Озернюк, В.С. Фаустов, В.А. Грудницкий, И.Г. Владимирова, Т.А. Алексеева, С.Ю. Клейменов, Е.А. Прокофьев, А.В. Котомин, Г.В. Донцова. Вторая научная группа под руководством Л.С. Мильмана изучала особенности регуляции углеводного обмена в раннем онтогенезе животных, в ее состав входили Ю.Г. Юровицкий, Л.П. Ермолаева, М.Р. Кригсгабер, Е.Б. Абрамова, Л.П. Фортова.


Основные научные направления


В 60-70 годы в лаборатории было создано научное направление, связанное с изучением динамики энергетических процессов в онтогенезе. В настоящее время исследования лаборатории сосредоточены на анализе влияния различных факторов среды (прежде всего, гипоксии и температуры) на метаболические процессы в развитии беспозвоночных и позвоночных животных. В эмбриогенезе птиц и раннем постнатальном развитии млекопитающих гипоксия вызывает заметное снижение уровня энергетического метаболизма, а на более поздних стадиях влияние этого фактора ослабевает. При поиске антигипоксических средств исследуется действие регуляторного нейропептида «семакс» на энергетический метаболизм животных, подвергшихся действию гипоксии (Т.А. Алексеева, И.Г. Владимирова, А.А. Зотин, С.Ю. Клейменов, М.В. Нечаева). Изучаются особенности энергетического метаболизма и роста моллюсков, обитающих в различных условиях среды (А.А. Зотин).

Значительная часть исследований связана с анализом регуляции метаболических процессов в онтогенезе на уровне структуры и функций ферментов, прежде всего, лактатдегидрогеназы и цитохромоксидазы (О.С. Клячко, Е.С. Полосухина, А.В. Персиков). Проводятся микрокалориметрические исследования механизмов термостабильности белков, полученных из разных организмов (С.Ю. Клейменов). Изучается дифференцировка in vivo сателлитных клеток и миобластов, выделенных из скелетных мышц крыс на разных стадиях онтогенеза (О.В. Балан).

Исследования эпителиально-мезенхимного перехода на примере кератиноцитов человека показали, что при совместном действии факторов роста TGFβ и EGF эти клетки приобретают фибробластоподобный фенотип, что подтверждается данными о частичной утрате межклеточных контактов, перестройке цитоскелета, прекращении пролиферации. Эти данные подтверждаются результатами RT-PCR, а также флуоресцентного окрашивания на F-актин, виментин, гиалуронансинтазу-2, гиалуронидазу и CD44 - основного рецептора гиалуроновой кислоты. Анализируется роль в этих процессах гиалуроновой кислоты – основного компонента внеклеточного матрикса (А.А. Цитрина).

Проводится изучение особенностей кальциевой сигнализации в процессах пролиферации и дифференцировки клеток, а также при некоторых патологических состояниях. На моделях преэклампсии и эндометриоза анализируется роль β2-адренергических и никотиновых ацетилхолиновых рецепторов, а также функциональные и структурные особенности потенциалзависимых каналов L-типа Cav1.3 (А.М. Красный).

Изучается дифференцировка и пластичность клеток Сертоли, образующих микроокружение (нишу) стволовых сперматогенных клеток. На моделях вирусной инфекции семенника мыши и двустороннего крипторхизма у крыс показано, что неонатальные недифференцированные клетки Сертоли способны восстанавливать нарушенный сперматогенный процесс при трансплантации. Получены также данные о возможности восстановления сперматогенеза за счет клеток Сертоли половозрелых животных, частично дедифференцированных при тепловом воздействии in vivo (А.Ю.Кулибин, Е.А.Малолина).

Предложена и обоснована концепция эволюционного усложнения онтогенезов за счет появления в геноме новых генов в результате их дупликации и последующей дивергенции, приводящей к формированию генных семейств. Этот механизм ведет к расширению функций, определяемых продуктами данных генов и, как следствие, созданию новых эволюционных возможностей. На основе результатов секвенирования дуплицированных генов, кодирующих некоторые белки у тетраплоидных видов рыб, а также моделирования пространственной структуры этих белков, установлены начальные этапы дивергенции генов (Н.Д. Озернюк).


Премии лаборатории:


Премия РАН им. А.О. Ковалевского за 2000 год (Н.Д. Озернюк);

Премия РАН им. А.Н. Северцова за 2011 год (Н.Д. Озернюк).


Поддержка исследований:


Гранты РФФИ 2013-2015

  1. № 11-04-01362а Участие эмбриональной двигательной активности в адаптации зародыша к пренатальной гипоксии. /Нечаева М.В./
  2. № 12-04-00397-а Анализ эндогенных биоритмов роста и энергетического обмена в онтогенезе животных. / Зотин А.А./
  3. №12-04-32182МОЛ-А. Влияние условий культивирования клеток Сертоли взрослых мышей на их способность формировать новые семенные канальцы и поддерживать сперматогенез после трансплантации под капсулу почки. / Кулибин А.Ю./


Программы фундаментальных исследований

Президиума РАН 2013-2015

  • «Биоразнообразие: современное состояние и проблемы развития». «Живая природа: современное состояние и проблемы развития». 2013-2014 Проект «Молекулярно-генетическая регуляция трансдифференцировки сателлитных клеток мышц крысы в кардиомиоцитарном направлении». Рук. Н.Д. Озернюк.
  • Проект «Разнообразие типов онтогенезов в связи с экологическими условиями развития: закономерности роста, развития органов дыхания и динамики энергетического обмена в онтогенезе животных». Рук. А.А. Зотин. «Биоразнообразие природных систем». 2015
  • Проект «Молекулярно-генетические механизмы дифференцировки клеток в норме и при воздействии различных факторов». Раздел «Молекулярно-генетические механизмы направленной дифференцировки клеток и воздействие на этот процесс факторов роста и других регуляторных факторов». Рук. Н.Д. Озернюк.
  • Проект «Гомеостатические механизмы становления и поддержания внутри и межпопуляционного разнообразия». Раздел «Разнообразие типов онтогенезов в связи с экологическими условиями развития: закономерности роста, развития органов дыхания и динамики энергетического обмена в онтогенезе животных». Рук. А.А. Зотин. «Проблемы происхождения жизни и становления биосферы». 2013-2015
  • Проект «Эволюционные механизмы усложнения онтогенезов животных: роль дупликации генов в возникновении новых таксонов и экологических группировок». Рук. Н.Д. Озернюк. «Фундаментальные исследования для медицинских технологий». 2014-2015
  • Проект «Разработка новой технологии клеточной терапии тяжелых форм мужского бесплодия, основанной на совместной трансплантации в яички сперматогониальных стволовых клеток и клеток их микроокружения». Рук. А.Ю. Кулибин. Программа Министерства здравоохранения РФ «Репродуктивное здоровье». 2014-2015
  • Контракт ФГБУ «Научного центра акушерства, гинекологии и перинатологии им. академика В.И. Кулакова». Проект ИБР РАН «Изучение молекулярно-генетических, протеомных и митохондриальных детерминант развития преэклампсии». Рук. Н.Д. Озернюк. 2014.
  • Проект ИБР РАН «Изучение клинико-морфологических, молекулярно-биологических, иммунологических аспектов патогенеза генитального и экстрагенитального эндометриоза». Рук. Н.Д. Озернюк. 2015.


Совместные исследования:

  • Институт проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова РАН,
  • Палеонтологический институт им. А.А. Борисяка РАН,
  • Институт биохимии им. А.Н. Баха РАН,
  • Институт медико-биологических проблем РАН,
  • Институт эволюционной физиологии и биохимии им. И.М. Сеченова РАН,
  • Институт биологии Карельского научного центра РАН,
  • Институт экологических проблем Севера Уральского отделения РАН,
  • Центр акушерства, гинекологии и перинатологии им. В.И.Кулакова Минздрава РФ,
  • Научно-исследовательский Центр эпидемиологии и микробиологии им. Н.Ф. Гамалеи Минздрава РФ,
  • Научный Центр здоровья детей РАМН.



Важнейшие публикации

  1. Озернюк Н.Д., Исаева В.В. Эволюция онтогенеза. М.: Тов-во научных изданий КМК. М.: 2016. 407 с.
  2. Озернюк Н.Д. Биоэнергетика онтогенеза. М.: Изд-во МГУ. 2000. 264 с.
  3. Озернюк Н.Д. Феноменология и механизмы адаптационных процессов М., Изд-во МГУ 2003. 215 с.
  4. Озернюк Н.Д. Экологическая энергетика животных. М., Товарищество научных изданий. КМК. 2006. 167.
  5. Zakhartsev M., Lukassen M., Smirnova Y., Zinov’eva R., Mugue N., Baklushinskaya I., Portner H., Ozernyuk N. Differential expression of duplicated LDH-A genes during temperature acclimation of weatherfish Misgurnus fossilis // FEBS J. 2007. V. 274. P. 1503-1513.
  6. Eronina T., Chebotareva N., Bazhina (Roman) S., Kleymenov, S.Y., Naletova, I., Muronetz, V., Kurganov B. Effect of GroEL on thermal aggregation of glycogen phosphorylase b from rabbit skeletal muscle // Macromolecular Bioscience. 2010. V. 10. P. 768-774.
  7. Eronina T., Borzova V., Maloletkina O., Kleymenov S., Asryants R., Markossian K., Kurganov B. A protein aggregation based test for screening of the agents affecting thermostability of proteins // PLoS One. 2011. V. 6(7): e22154.
  8. Nechaeva M.V. Physiological responses to acute changes in temperature and oxygenation in bird and reptile embryos // Respiratory Physiology and Neurobiology. 2011. V. 178. Р.108-117.
  9. Озернюк Н.Д. Научная школа Н.К. Кольцова. Ученики и соратники. М.: Товарищество научных изданий. 2012. 359 с.
  10. Малолина Е.А., Кулибин А.Ю. Повышение регенерационного потенциала клеток Сертоли вследствие теплового воздействия // Молекулярная медицина. 2012. С. 49-57.
  11. Malolina E.A., Kulibin A.Yu., Naumenko V.A., Gushchina E.A., Zavalishina L.E., Kushch A.A. Herpes simplex virus inoculation in murine rete testis results in irreversible testicular damage // Int. J. Exp. Pathol. 2014. V. 95. P. 120–130.
  12. Naumenko V., Tyulenev Yu., Evdokimov V., Kurilo L., Shileyko L., Sorokina T., Yakovleva V., Kovalyk V., Malolina E., Kulibin A., Gomberg M., Kushch A. Detection and quantification of human herpes viruses types 4-6 in sperm samples of patients with fertility disorders and chronic inflammatory urogenital tract diseases. // Andrology. 2014. V. 2. P. 687-694.
  13. Малолина Е.А., Кулибин А.Ю. Повышение регенерационного потенциала клеток Сертоли вследствие теплового воздействия // Молекулярная медицина. 2012. № 4. С. 49–57.
  14. Lathe R, Sapronova A, Kotelevtsev Y. Atherosclerosis and Alzheimer - diseases with a common cause? Inflammation, oxysterols, vasculature. // BMC Geriatrics. 2014. V. 21. P. 14-36.
  15. Kargov I.S., Kleimenov S.Y., Savin S.S., Tishkov V.I., Alekseeva A.A. Improvement of the soy formate dehydrogenase properties by rational design // Protein Eng Des Sel. 2015. V. 28. P.171-178.
  16. Kubasov I.V., Nechaeva M.V., Alekseeva T.A. Effects of Hypoxia on the Contractile and Electrical Responses of Chick Embryo Skeletal Muscles in the Last Third of Embryogenesis // Neuroscience and Behavioral Physiology. 2015. V. 45. P. 894- 901.
  17. Slutskaya E., Artemova N., Kleymenov S., Petrova T., Popov V. Heat-induced conformational changes of TET peptidase from crenarchaeon Desulfurococcus kamchatkensis // Biophysics of Structure and Mechanism. 2015. P. 1-9
  18. Zotin A.A. The united equation of animal growth // Amer. J. Life Sci. 2015. V. 3. P. 345-351.
  19. Сухих Г.Т., Красный А.М., Кан Н.Е., Майорова Т.Д., Тютюнник В.Л., Ховхаева П.А., Сергунина О.А., Тютюнник Н.В., Грачева М.И., Вавина О.В., Озернюк Н.Д. Апоптоз и экспрессия генов ферментов антиоксидантной защиты в плаценте при преэклампсии // Акушерство и гинекология. 2015. №1. С. 11-15.



Руководитель лаборатории
доктор биологических наук, профессор
Николай Дмитриевич ОЗЕРНЮК


Александр Ильич Зотин
доктор биологических наук, заведующий лабораторией с 1967 по 1992 год.