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 РФ №14.Y26.31.0024

СОТРУДНИКИ:

				Белякин Степан Николаевич	зав. лаб.	кбн	belyakinmcb [dot] nsc [dot] ru
				Шлома Виктор Владимирович	снс	кбн	shlomamcb [dot] nsc [dot] ru
				Посух Ольга Витальевна	нс	кбн
				Лактионов Пётр Павлович	нс	кбн	laktionovmcb [dot] nsc [dot] ru
				Максимов Даниил Александрович	мнс	кбн	viftmcb [dot] nsc [dot] ru
				Калашникова Дарья Андреевна	лаб.-иссл.		tsunmcb [dot] nsc [dot] ru
				Романов Станислав Евгеньевич	лаб.-иссл.		romanovmcb [dot] nsc [dot] ru
				Антошина Полина Андреевна	лаб.-иссл.		poloniummcb [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.

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:

Singh PB, Shloma VV, Belyakin SN. Maternal regulation of chromosomal imprinting in animals. Chromosoma, 2019, doi: 10.1007/s00412-018-00690-5

Singh PB, Newman AG. Age reprogramming and epigenetic rejuvenation. (doi: 10.1186/s13072-018-0244-7) Epigenetics Chromatin 11(1): 73, 2018

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-z) Epigenetics Chromatin 11(1): 18, 2018

Singh PB, Belyakin SN. L chromosome behaviour and chromosomal imprinting in Sciara coprophila. (doi: 10.3390/genes9090440) Genes 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:

University of Edinburgh UK	Charité Berlin, Germany	Università degli Studi della Tuscia Viterbo, Italy
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

кбн Лактионов ПП
Лаборатория эпигенетики → Experimental cell transplantation group, Laboratory of experimental hematology, University of Antwerp, Belgium. 03.12.2018 – 02.02.2019

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