Лаборатория эпигенетики

Лаборатория эпигенетики создана на Факультете естественных наук Новосибирского государственного университета в 2018 году совместно с Лабораторией геномики Института молекулряной и клеточной биологии СО РАН и в сотрудничестве с ведущим ученым для выполнения проекта 

НЕМЕНДЕЛЕВСКОЕ НАСЛЕДИЕ: КОНСЕРВАТИВНЫЕ МЕХАНИЗМЫ ГЕНЕТИЧЕСКОГО ИМПРИНТИНГА

Финансирование проекта осуществляется из гранта Правительства РФ14.Y26.31.0024

prim_singh_1.jpg

ВЕДУЩИЙ УЧЕНЫЙ: Прим Сингх (Dr Prim B Singh)
(Назарбаев Университет, Астана, Республика Казахстан)

СОТРУДНИКИ:

thomson_logo.gif scopus_logo.jpg eLIBRARY_logo.png Белякин Степан Николаевич зав. лаб. кбн belyakinatmcb [dot] nsc [dot] ru
thomson_logo.gif scopus_logo.jpg eLIBRARY_logo.png Шлома Виктор Владимирович снс кбн shlomaatmcb [dot] nsc [dot] ru
thomson_logo.gif scopus_logo.jpg eLIBRARY_logo.png Посух Ольга Витальевна нс кбн  
thomson_logo.gif scopus_logo.jpg eLIBRARY_logo.png Лактионов Пётр Павлович нс кбн laktionovatmcb [dot] nsc [dot] ru
thomson_logo.gif scopus_logo.jpg eLIBRARY_logo.png Максимов Даниил Александрович мнс кбн viftatmcb [dot] nsc [dot] ru
thomson_logo.gif scopus_logo.jpg   eLIBRARY_logo.png Калашникова Дарья Андреевна лаб.-иссл.   tsunatmcb [dot] nsc [dot] ru
thomson_logo.gif scopus_logo.jpg     Романов Станислав Евгеньевич лаб.-иссл.   romanovatmcb [dot] nsc [dot] ru
thomson_logo.gif scopus_logo.jpg     Антошина Полина Андреевна лаб.-иссл.   poloniumatmcb [dot] nsc [dot] ru
        Ермолаева Оксана  Владимировна вед. инж. кбн  
        Лепешко Арина Александровна инженер    
        Шлома Александр Викторович лаборант    
        Осипов Яков Алексеевич лаборант    
        Сидельников Лев Олегович лаборант    
        Скрыпник Полина Андреевна лаборант    

 

НАУЧНАЯ ПРОБЛЕМА:

В своей основополагающей работе, которая дала начало генетике, как науке, Грегор Мендель, опираясь на свои знаменитые законы наследственности, утверждал, что реципрокные скрещивания эквивалентны. Он ясно показал, что независимо от того, кто из родителей передал по наследству доминантный аллель, его фенотипическое проявление было одинаковым. Как сформулировал сам Мендель, родительское происхождение аллеля было "совершенно несущественным". Однако эта точка зрения просуществовала недолго, так как уже в начале двадцатого века у насекомых был обнаружен удивительный феномен: оказалось, что родительское происхождение влияет на поведение хромосом и даже целых наборов хромосом. Такие "эффекты наследования от одного из родителей" являются примерами неменделевского наследования и в наше время обнаруживаются и у млекопитающих, включая человека. Выявление и описание так называемых "импринтированных" генов показали, что вклад обоих родителей необходим для нормального развития млекопитающих - действительно, импринтированные гены действуют как барьер для партеногенетического развития, и поэтому "девственное" рождение никогда не наблюдается у млекопитающих. Основываясь на обзоре трех классических систем импринтинга, мы предположили, что должна существовать эволюционно консервативная молекулярная связь между механизмами, которые регулируют эффекты родительского происхождения у насекомых и у млекопитающих. В нашем исследовании мы сосредоточимся на трех классических модельных системах, для которых описан импринтиг целых наборов хромосом (Planococcus citri), половых хромосом (Sciara coprophila) и отдельных импринтированных генов (Mus musculus). Соответственно, цель этого проекта состоит в том, чтобы выяснить конкретные молекулярные и клеточные аспекты эволюционно консервативных механизмов, которые регулируют эффекты родительского происхождения у животных. Достижение этой цели будет иметь большую важность как для понимания эволюционных отношений, так и для практического применения в восстановительной медицине, где правильная регуляция импринтированных генов необходима для получения терапевтически жизнеспособных эмбриональных стволовых клеток.

Planococcus.jpg Sciara coprophila самка Sciara coprophila самец mus_musculus.jpg
P. citri
фото: Alex Wild

S. coprophila
самка

S. coprophila
самец

M. musculus
фото: o-prirode.ru

 

СООТВЕТСТВИЕ ПРИОРИТЕТАМ РАЗВИТИЯ РФ:

Наблюдаемый сейчас во всем мире интерес к регенеративной медицине связан с двумя открытиями, которые предоставили рациональную основу для получения гистосовместимых тканей из “специфичных для пациента” плюрипотентных стволовых клеток. Первым методом является индукция iPS-клеток, при которой “факторы репрограммирования” вводят в соматические клетки, что приводит к их дедифференцированию и образованию плюрипотентных ES-подобных стволовых клеток, называемых iPS-клетками. Эти клетки затем могут быть повторно дифференцированы в любой тип клеток для трансплантации. Второй способ получения гистосовместимых стволовых клеток - это выведение человеческих ES-клеток с помощью SCNT (клетки NT-ES), когда дифференцированные ядра переносятся в ооциты человека и после активации из полученных бластоцист можно получить ES-клетки. Несмотря на очевидный потенциал терапии, основанной на iPS-клетках и клетках NTES, существует несколько проблем, которые должны быть преодолены прежде, чем эти методы терапии станут безопасными и рутинными. Основным препятствием для успешного получения iPS-клеток и клеток NT-ES является неправильная экспрессия импринтированных генов. В настоящей работе будут выявлены основополагающие эволюционно-консервативные механизмы, которые регулируют экспрессию импринтированных генов. Эти знания в дальнейшем могут быть использованы для обеспечения правильной регуляции импринтированных генов при получении “специфичных для пациента” плюрипотентных стволовых клеток.

 

ПУБЛИКАЦИИ:

Oyama K, El-Nachef D, Fang C, Kajimoto H, Brown JP, Singh PB, MacLellan WR. Deletion of HP1γ in cardiac myocytes affects H4K20me3 levels but does not impact cardiac growth. (doi: 10.1186/s13072-018-0187-zEpigenetics Chromatin 11(1): 18, 2018

Singh PB, Belyakin SN. L chromosome behaviour and chromosomal imprinting in Sciara coprophila. (doi: 10.3390/genes9090440Genes 9(9): 440, 2018

Белякин СН, Максимов ДА. Направленное редактирование генома Drosophila melanogaster. В кн: Редактирование генов и геномов (ред. СМ Закиян, СП Медведев, ЕВ Дементьева, ЕА Покушалов, ВВ Власов). Новосибирск: Издательство СО РАН, 2018, т. 2, гл. 19, с. 177-192

Laktionov PP, Maksimov DA, Romanov SE, Antoshina PA, Posukh OV, White‑Cooper H, Koryakov DE, Belyakin SN. Genome‑wide analysis of gene regulation mechanisms during Drosophila spermatogenesis. (doi: 10.1186/s13072-018-0183-3) Epigenetics Chromatin 11(1): 14, 2018

 

СОТРУДНИЧЕСТВО:

Uni_Edinburgh_logo.jpg charite_logo_1.jpg Uni_Tuscia_logo.jpg
University of Edinburgh
UK
Charité
Berlin, Germany
Università degli Studi della Tuscia
Viterbo, Italy

Uni_Antwerp_logo.jpg

riken_logo.jpg

icg__logo.jpg
Universiteit Antwerpen
Belgium
RIKEN
Wako, Japan
ИЦиГ СО РАН
Новосибирск

 

ОБМЕН РАБОЧИМИ ВИЗИТАМИ:

кбн Посух ОВ
Лаборатория эпигенетики  Department of Biological and Ecological Sciences, Università degli Studi della Tuscia, Viterbo, Italy. 25.03.2018

кбн Посух ОВ
Лаборатория эпигенетики  Institute of Evolutionary Biology, University of Edinburgh. 01.06-31.07.2018

кбн Лактионов ПП
Лаборатория эпигенетики  Institut für Zell- und Neurobiologie, Charité, Berlin, Germany. 12.06-12.07.2018

кбн Шлома ВВ
Лаборатория эпигенетики  Institute of Evolutionary Biology, University of Edinburgh. 03.07-28.07.2018

Dr Sharif J
RIKEN IMS, Wako, Japan  Лаборатория эпигенетики. 19.08-26.08.2018

Newman A
Institut für Zell- und Neurobiologie, Charité, Berlin, Germany  Лаборатория эпигенетики. 20.08-26.08.2018

Калашникова ДА
Лаборатория эпигенетики  Department of Biological and Ecological Sciences, Università degli Studi della Tuscia, Viterbo, Italy. 24.09-08.11.2018

 

ВЫСТУПЛЕНИЯ НА КОНФЕРЕНЦИЯХ:

Singh P. Heterochromatin and age reprogramming. Международная конференция Хромосома-2018, 20-24 августа 2018, Новосибирск

Belyakin SN. Functional dissection of Drosophila melanogaster SUUR protein influence on H3K27me3 profile. Международная конференция Хромосома-2018, 20-24 августа 2018, Новосибирск

Laktionov PP. Genome-wide analysis of gene regulation mechanisms during Drosophila spermatogenesis. Международная конференция Хромосома-2018, 20-24 августа 2018, Новосибирск

Romanov SE. The role of insulator protein CP190 in tissue-specific gene regulation during spermatogenesis of Drosophila melanogaster. Международная конференция Хромосома-2018, 20-24 августа 2018, Новосибирск

Sharif J (RIKEN IMS, Japan). DNA methylation and histone H3 lysine 9 (H3K9) tri-methylation are two important epigenetic marks that repress genes and transposable elements in mammals and other species. Международная конференция Хромосома-2018, 20-24 августа 2018, Новосибирск

Newman A (Institut für Zell- und Neurobiologie, Charité, Germany). Heterochromatin Protein 1, endogenous retroviruses, and the space between. Международная конференция Хромосома-2018, 20-24 августа 2018, Новосибирск

 

СМИ О ЛАБОРАТОРИИ:

Сайт Сиб.фм 2 декабря 2017 г.: Учёные из НГУ получат 90 млн рублей на изучение новых законов природы

Сайт Новосибирского государственного университета 4 декабря 2017 г.: Ученые НГУ получили мегагранты Правительства РФ

Сайт Ведомости Законодательного собрания Новосибирской области 5 декабря 2017 г.: Биолог с мировым именем из Кембриджа приедет работать по гранту в Новосибирск

Газета Наука в Сибири №48 (3109) от 7 декабря 2017 г.: В НГУ появится лаборатория по изучению эпигенетических механизмов