Мы используем cookie файлы.
Пользуясь сайтом, вы соглашаетесь с нашей Политикой конфиденциальности.

Приглашенный ученый Шимомура Осаму Япония
Номер договора
11.G34.31.0058
Период реализации проекта
2011-2013
Заведующий лабораторией

По данным на 01.11.2022

19
Количество специалистов
205
научных публикаций
24
Объектов интеллектуальной собственности
Общая информация

Название проекта: Биолюминесцентные биотехнологии



Цели и задачи
Направления исследований:

  • Изучение молекулярно-клеточной организации биолюминесцентных систем различных организмов
  • Разработка и применение высокоэффективных способов аналитического использования явления биолюминесценции для биологии, медицинской диагностики и при мониторинге состояния внешней среды
  • Создание образовательных программ на основе явления биолюминесценции

Цель проекта: разработка высокоэффективных аналитических биолюминесцентных технологий и способов их применения в биологии, медицинской диагностике и мониторинге состояния окружающей среды, изучение молекулярно-клеточной организации биолюминесцентных систем различных организмов

Задачи проекта: изучение молекулярно-клеточной организации биолюминесцентных систем высших грибов, кольчатых почвенных червей и других групп организмов, а также создание аналитических систем, использующих явление биолюминесценции, для медицины, мониторинга окружающей среды.

Практическое значение исследования
Научные результаты:

  • Раскрыта тайна свечения грибов и червей, найдены вещества-маркеры для использования в медицинской диагностике. Созданы биолюминесцентные диагностикумы для определения социально значимых заболеваний и инфекций.
  • Исследованы основные биолюминесцентные свойства восьми новых аналогов целентеразина в реакциях, катализируемых Са2+-регулируемыми фотопротеинами, важных для визуализации потоков кальция в клетках и тканях мелких животных благодаря «красному» сдвигу спектра биолюминесценции.
  • Предложена платформенная технология мультиплексного биолюминесцентного тестирования.
  • Разработана технология изготовления иммобилизованных многокомпонентных препаратов для проведения ферментативных анализов в экологии и медицине и в качестве биологических модулей ферментных биосенсоров. Получена экспериментальная партия микрофлюидных чипов с размещенными внутри реагентами, позволяющая определять токсичные вещества на уровне ПДК (предельно допустимой концентрации).

Внедрение результатов исследования:

Организован выпуск коммерческого продукта – портативной биолюминесцентной экспресс-лаборатории для экологического и медицинского мониторинга токсичности, состоящей из прибора-биолюминометра «LumiShot», реагента «Энзимолюм» и набора методик для измерения токсичности среды для медицинских, экологических и промышленных применений, таких как оценка загрязнения воды, воздуха и почвы, токсичности наноматериалов и материалов медицинского назначения, пищевых добавок, степени тяжести эндотоксикоза и влияния стрессовых нагрузок на спортсменов. По лицензии изготовлением приборов и реагентов занимается ООО «НПО «Прикладные биосистемы». С 2010 года Лаборатория «Энзимолюм» продается в образовательные учреждения Российской Федерации (университеты, средние школы и организации допобразования) как Школьная экологическая лаборатория.

Образование и переподготовка кадров:

  • Организованы стажировки для сотрудников Лаборатории в российских и зарубежных университетах. Реализована возможность академической мобильности для бакалавров и магистров в Университете Восточной Финляндии по программе FIRST+.

  • Защиты: 8 кандидатских диссертаций, 42 выпускных квалификационных работ бакалавра, 29 выпускная квалификационная работа магистра, из них 3 магистерские диссертации были защищены иностранными студентами.

  • В лаборатории работает 1 иностранный исследователь на позиции научного сотрудника.

  • Сотрудниками Лаборатории совместно с кафедрой биофизики Института фундаментальной биологии и биотехнологии Сибирского федерального университета проводится подготовка кадров по направлению «Физика»: профили «Биохимическая физика» (бакалавриат) и «Биофизика» (магистратура); по направлению «Биология»: «Биофизика» (бакалавриат, сетевая магистратура совместно с Балтийским федеральным университетом, аспирантура).

  • Сотрудниками Лаборатории совместно с кафедрой биофизики Института фундаментальной биологии и биотехнологии Сибирского федерального университета разработаны и реализуются международные образовательные магистерские программы на английском языке – «Biological engineering/Биологическая инженерия» и «Medical and Biological Physics/Медицинская и биологическая физика». Разработка магистерской программы на английском языке «Medical and Biological Physics/Медицинская и биологическая физика» была поддержана в рамках конкурса на предоставление грантов преподавателям магистратуры благотворительной программы «Стипендиальная программа Владимира Потанина» Благотворительного фонда Владимира Потанина.

  • Проведены научные мероприятия: Международный биолюминесцентный семинар под руководством профессора О. Шимомуры и академика И. И. Гительзона (2012, 2013 гг.), рабочий семинар «Биолюминесцентные биотехнологии» под руководством профессора О. Шимомуры и академика И. И. Гительзона (2012 г.), секция «Биофизика» в рамках Международной научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Проспект Свободный» (2015-2022 гг.), Дни открытых деверей Сибирского федерального университета (2013-2022 гг.), Всероссийский фестиваль науки «NAUKA 0+» (2015-2018 гг.), интенсивная выездная школа СФУ «Бельчонок» (2015-2019) и «Креативный Я» (2017-2018 гг.), Международная сателлитная конференция «Экологический мониторинг. Методы и подходы» (2021 г.), образовательные школы для одарённых детей «Future Biotech» (2018-2022 гг.) 

  • Разработан современный школьный практикум по биологии и экологии, Школьный лабораторный комплекс «Энзимолюм» для его реализации, улучшивший качество школьного образования в Красноярском крае и Ханты-Мансийском автономном округе. Создано 7 научных лабораторий в школах для проведения исследований по биолюминесценции.

Организационные и инфраструктурные преобразования:

На базе Лаборатории организовано 2 малых инновационных предприятия (ООО «НПП «Прикладные биосистемы» и «Биолюмдиагностика») для производства приборов-биолюминометров, реагентов для биолюминесцентного анализа. Создано профессиональное объединение естествоиспытателей «Открытая лаборатория перспективных исследований и технологий» для производства и испытаний микрофлюидных чипов.

  Другие результаты:

  • Лаборатория биолюминесцентных биотехнологий является одной из ключевых лабораторий, позволивших Сибирскому федеральному университету стать участником Программы повышения международной конкурентоспособности «5-100».

  • В 2015 году организован Фонд Осаму Шимомуры по договору дарения от ведущего ученого. Начиная с 2016 г. ежегодно проводятся конкурсы на соискание стипендии Фонда за успешное исследование в области биолюминесценции среди студентов, аспирантов и школьников. В 2016 г. стипендии получили 4 молодых ученых, в 2017 году – 12 молодых ученых, а в 2018 году – трое.

Сотрудничество:

Образовательное и научное сотрудничество реализуется со следующими партнерами: Болонский университет (Италия), Институт биомедицинских исследований Национального института современной производственной науки и технологии г. Тсукуба (Япония), Нагойский университет (Япония), Королевский технологический институт (Швеция), MicroBioTests Inc. (Бельгия), Университет Джеймия Хамдард (Индия), Университет Кадис (Испания), Центральный научно-исследовательский институт пищевых технологий (Индия), Чешский технический университет (Чехия), Йенский университет имени Фридриха Шиллера (Германия), Барселонский университет (Испания), Университет Кипра (Кипр), Университет Южной Дании (Дания), Национальный научно-исследовательский центр (г. Гиза, Египет), МГУ имени М. В. Ломоносова (Россия), Институт проблем экологии и эволюции имени А. Н. Северцова РАН (Россия), Томский политехнический университет (Россия), Институт цитологии РАН (Россия), Институт белка РАН (Россия), Институт биофизики клетки РАН (Россия), Иркутский государственный университет (Россия), Балтийский федеральный университет (Россия): совместные исследования и публикации, академическая мобильность для магистров и аспирантов, проведение и участие в конференциях, организация сетевой магистерской программы.

Скрыть Показать полностью
.Pande Shubhra, Ranjan Rajeev, Ryazanova Maria, Shuvaev Anton N., Salmina Alla B., Kratasyuk Valentina A.
Buckwheat-enriched diet alleviates bisphenol A mediated oxidative stress via modulation of sirtuin 1 and antioxidant status in experimental rats// Food Chemistry. - 2022, -Vol. 373, part B: 131507.
.Deeva AA, Lisitsa AE, Sukovatyi LA, Melnik TN, Kratasyuk VA, Nemtseva EV
Structure-Function Relationships in Temperature Effects on Bacterial Luciferases: Nothing Is Perfect. International Journal of Molecular Sciences. 2022; 23(15):8119. https://doi.org/10.3390/ijms23158119
Esimbekova E.N., Kalyabina V.P., Kopylova K.V., Torgashina I.G., Kratasyuk V.A.
Design of bioluminescent biosensors for assessing contamination of complex matrices // Talanta. – 2021. – V. 233. – P. 122509.
Kratasyuk V. A., Stepanova L.V., Ranjan R., Sutormin, O.S., Pande S., Zhukova G.V., Miller O.M., Maznyak N.V., Kolenchukova O.A.
A noninvasive and qualitative bioluminescent assay for express diagnostics of athletes' responses to physical exertion // Luminescence. – 2021. – V. 36. – №. 2. – P. 384-390.
Kratasyuk V. A., Kolosova E.M., Sutormin O.S., Lonshakova-Mukina V.I., Baygin M.M., Rimatskaya N.V., Sukovataya I.E., Shpedt A.A.
Software for Matching Standard Activity Enzyme Biosensors for Soil Pollution Analysis // Sensors. – 2021. – V. 21. – №. 3. – P. 1017
Kalyabina V.P., Esimbekova E.N., Kopylova K., Kratasyuk V.A.
Pesticides: formulants, distribution pathways and effects on human health–a review // Toxicology reports. – 2021. – V. 8. – P. 1179-1192.
Lisitsa A.E., Sukovatyi L.A., Bartsev S.I., Deeva A.A., Kratasyuk V.A., Nemtseva E.V.
Mechanisms of viscous media effects on elementary steps of bacterial bioluminescent reaction // International journal of molecular sciences. – 2021. – V. 22. – P. 8827.
Sutormin O. S., Sukovataya I. E., Pande S., Kratasyuk V. A.
Effect of viscosity on efficiency of enzyme catalysis of bacterial luciferase coupled with lactate dehydrogenase and NAD(P)H:FMN-Oxidoreductase // Molecular Catalysis. – 2018. – V. 458. – P. 60-66.
Nemtseva Elena, Gulnov Dmitry, Gerasimova Marina A., Sukovatyi Lev A., Burakova Ludmila P., Karuzina Natalya E., Melnik Bogdan S., Kratasyuk Valentina A.
Bacterial luciferases from vibrio harveyi and photobacterium leiognathi demonstrate different conformational stability as detected by time-resolved fluorescence spectroscopy// International Journal of Molecular Sciences- 2021, 22(19), 10449.
Markova S.V., Larionova M.D., Burakova L.P., Vysotski E.S.
The smallest natural high-active luciferase: cloning and characterization of novel 16.5-kDa luciferase from copepod Metridia longa // Biochemical and biophysical research communications. – 2015. –V. 457. – P. 77-82.
Фотоальбомы
Вторник , 03.12.2019
Другие лаборатории и ученые
Лаборатория, принимающая организация
Область наук
Город
Приглашенный ученый
Период реализации проекта
Лаборатория сверхэластичных биоинтерфейсов

Томский государственный университет (НИУ) - (ТГУ)

Медицинские биотехнологии

Томск

Волынский Алексей Александрович

США, Россия

2021-2023

Лаборатория омиксных технологий и больших данных для персонализированной медицины и здоровья

Сколковский институт науки и технологий - (Сколтех)

Медицинские биотехнологии

Москва

Борхерс Кристоф Германн

Германия

2019-2023

Лаборатория молекулярного имиджинга

Федеральный исследовательский центр «Фундаментальные основы биотехнологии» РАН - (ФИЦ Биотехнологии РАН)

Медицинские биотехнологии

Москва

Богданов Алексей Алексеевич

США, Россия

Жердева Виктория Вячеславовна

Россия

2018-2020