ИБСиБ
Институт биомедицинских систем и биотехнологий Cанкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого
07 Июня 2023 г. Нечетная неделя
Версия для слабовидящих
Об институте Подразделения Научно-исследовательский комплекс «Нанобиотехнологии»

Научно-исследовательский комплекс «Нанобиотехнологии»

Научно-исследовательский комплекс «Нанобиотехнологии»

Руководитель научно-исследовательского комплекса:

Ходорковский Михаил Алексеевич

  • Дата основания – 2008 год
  • Около 300 публикаций, большинство в Scopus и Web of Science
  • Средний импакт фактор - IF – 6.1
  • 65 проектов ФЦП, РНФ, РФФИ, постановление 220, стипендии Президента России, государственное задание и др. – всего  на сумму 420 млн.руб.
  • Кадровый состав: 29 сотрудников, из них 7 кандидатов наук, 2 аспирантов, 9 студентов, доля молодёжи – 80%.
  • Активно ведется работа со студентами: студенты выполняют НИР и проходят практику в лаборатории.

Структурные подразделения

  • Центр коллективного пользования (ЦКП) «Аналитический центр нано- и биотехнологий «СПбПУ»
  • Лаборатория молекулярной микробиологии (ЛММ)
  • Лаборатория молекулярной биологии нуклеотид-связывающих белков (ЛМБНСБ)

Основные научные направления деятельности:

  • Исследование молекулярных механизмов CRISPR-Cas систем;
  • Исследование механизмов инфекции бактерий гигантскими бактериофагами;
  • Изучение систем рестрикции модификации;
  • Исследование механизмов деления бактерий;
  • Исследование молекулярных механизмов процессов репарации и транскрипции, в том числе на уровне одиночных молекул с помощью уникальной установки «Лазерный пинцет»;
  • Исследование процессов возбуждения и релаксации в высокомолекулярных соединениях  методом лазерной спектроскопии в фемтосекундном диапазоне.
  • Разработка диагностических систем на базе технологии CRISPR-Cas.

Работы проводятся при поддержке грантов РНФ, РФФИ и Министерства науки и высшего образования.

НИК «НаноБио» сотрудничает со Сколковским институтом науки и технологий, институтами РАН и другими ведущими российскими и зарубежными научными организациями.

В институте используются самые современные экспериментальные подходы для исследования состава и структуры самых сложных биологических объектов, выявления их функций на клеточном и субклеточном уровнях, определения следовых количеств метаболитов в продуктах жизнедеятельности человека, изучения сложнейших биохимических процессов на молекулярном уровне, исследования на одномолекулярном уровне динамики нанобиомашин и т.д.:

  • ЯМР-спектроскопия высокого разрешения;
  • высокоразрешающая хроматография и хроматомасс-спекрометрия;
  • оптическая спектроскопия;
  • сверхразрешающая (субдифракционная) флуоресцентная микроскопия;
  • уникальный метод исследования биологических структур на одномолекулярном уровне. 

  • Ведущие сотрудники лаборатории

    • - Научный руководитель ЛММ: Ведущий ученый Северинов К.В., д.б.н.

      - Научный руководитель ЛМБНСБ: Ходорковский М.А., к.ф.-м.н.

      - Директор ЦКП: Мурашов С.В., к.ф.-м.н

    • Руководители научных групп, научные сотрудники:

      Мария Якунина к.б.н., Егор Побегалов к.ф.-м.н., Алексей Мельников к.ф.-м.н., Наталия Морозова к.б.н., Яна Фёдорова PhD, Анна Майкова PhD, Анна Ширяева PhD, Алексей Ведяйкин к.б.н.

  • Гранты

    • - "Роль мобильных генетических элементов в эволюции CRISPR-Cas систем". Руководитель: Александр Якимов. Грант РНФ. Срок выполнения: 2021-2023
    • - "Поиск новых механизмов регуляции бактериального деления в состоянии SOS-ответа". Руководитель: Алексей Ведяйкин. Грант РНФ. Срок выполнения: 2022-2023
    • - "Флуоресцентная визуализация внутриклеточных структур с молекулярным разрешением" Руководитель: Алексей Ведяйкин. Грант Президента РФ. Срок выполнения: 2022-2023
    • - "Исследование механизмов действия белка RecN - когезин-подобного компонента бактериального SOS-ответа". Руководитель: Наталия Морозова. Грант РНФ. Срок выполнения: 2022-2024
    • - "Разработка универсальной диагностической платформы на основе технологий CRISPR-Cas для выявления инфекционных заболеваний". Руководитель: Наталия Морозова. Программа "Приоритет 2030". Срок выполнения: 2021-2024
    • - "Разработка новых антибактериальных соединений на основе фаговых белков". Руководитель: Якунина Мария. Программа "Приоритет 2030". Срок выполнения: 2021-2024

    Партнеры

    • - Институт молекулярной генетики РАН
    • - Институт биологии гена РАН
    • - Институт цитологии РАН
    • - Первый Санкт-Петербургский государственный медицинский университет им. акад. И.П. Павлова
    • - Rutgers, The State University of New Jersey (Ратгерс, Университет штата Нью-Джерси)
    • - Uppsala Universitet (Уппсальский университет)
    • - Институт химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН
    • - Сколтех
    • - ФТИ им. А.Ф. Иоффе
    • - Научно-исследовательский институт системной биологии и медицины

  • Наиболее значимые публикации

    2023

    1. Anna Maikova; Marina Abramova; Maria Yakunina/ Clostridioides difficile CRISPR-Cas system regulation under biofilm conditions and at high glucose concentration / Biochemical and Biophysical Research Communications, принято в печать январь 2023, Manuscript No.: BBRC-23-17

    2022

    1. SINGLE MOLECULES CHARACTERIZATION OF TRANSCRIPTION OF BACTERIAL RNA POLYMERASE PARAMETERS USING ACOUSTIC FORCE SPECTROSCOPY/ Arseniev A.N.; Panfilov M.A.; Pobegalov G.E.; Potyseva A.S.; Pavlinova P.A.; Yakunina M.V.; Khodorkovskii M.A. /St. Petersburg State Polytechnical University Journal: Physics and Mathematics, 2022, V. 15, Is. 1, pp. 70-80, DOI: 10.18721/JPM.15107
    2. A new insight into RecA filament regulation by RecX from the analysis of conformation-specific interactions /Alekseev A.; Pobegalov G.; Morozova N.; Vedyaykin A.; Cherevatenko G.; Yakimov A.; Baitin D.; Khodorkovskii M. / eLife, 2022, V. 11, e78409, DOI: 10.7554/eLife.78409
    3. Single-molecule characterization of compressed RecA nucleoprotein filaments / Alekseev A.; Morozova N.; Vedyaykin A.; Yakimov A.; Khodorkovskii M.; Pobegalov G. / Biochemical and Biophysical Research Communications, 2022, V. 614, pp. 29-33, DOI: 10.1016/j.bbrc.2022.04.130
    4. CHARACTERIZATION OF FLUORESCENT PROTEINS FOR STUDYING THE MORPHOLOGICAL REARRANGEMENTS INSIDE SINGLE BACTERIAL CELLS DURING INFECTION WITH phiKZ BACTERIOPHAGE / Antonova D.A.; / Zotova A.D.; Usatykh A.A.; Morozova N.E.; Yakunina M.V. /St. Petersburg State Polytechnical University Journal: Physics and Mathematics, V. 15, Is. 2, pp. 46-55, DOI: 10.18721/JPM.15205
    5. Persistence of plasmids targeted by CRISPR interference in bacterial populations / Mamontov Viktor; Martynov Alexander; Morozova Natalia; Bukatin Anton; Staroverov Dmitry; Lukyanov Konstantin, Ispolatov Yaroslav; Semenova Ekaterina; Severinov Konstantin / Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of AmericaТо, V. 119, Is. 15, e2114905119, DOI: 10.1073/pnas.2114905119 / The division protein FtsZ interacts with the small heat shock protein IbpA in Acholeplasma laidlawii
    6. Chernova L.S., Vedyaykin A.D., Bogachev M.I., Fedorova M.S., Ivanov V.A., Vishnyakov I.E. and Kayumov A.R. (equal contribution) / BBA – General Subjects. 2022, Volume 1866, Issue 12, December 2022, / 130220, https://doi.org/10.1016/j.bbagen.2022.130220
    7. Protealysin Targets the Bacterial Housekeeping Proteins FtsZ and RecA / Tsaplina, Olga, Khaitlina, Sofia; Chukhontseva, Ksenia; Karaseva, Maria; Demidyuk, Ilya; Bakhlanova, Irina; Baitin, Dmitry; Artamonova, Tatiana; Vedyaykin, Alexey; Khodorkovskii, Mikhail; Vishnyakov, Innokentii / International Journal of Molecular Sciences, 2022, Том 23, Выпуск 18, Номер статьи 10787, DOI: 10.3390/ijms231810787
    8. Energy Transfer Processes in the Excited States of an {[Ir(N C)2(N N)]+-Rhodamine} Dyad: An Experimental and Theoretical Study / Kitchenkov, Ilya S.; Melnikov, Alexei S.; Serdobintsev, Pavel S.; Khodorkovskii, Mikhail A.; Pavlovskii, Vladimir V.; Porsev, Vitaly V., Tunik, Sergey P. / ChemPhotoChem, 2022, DOI: 10.1002/cptc.202200048
    9. Spatiotemporally controlled generation of NTPs for single-molecule studies / Sabantsev, Anton; Mao, Guanzhong; Aguirre River, Javiera; Panfilov, Mikhail; Arseniev, Anatolii; Ho, Oanha; Khodorkovskiy, Mikhail; Deindl, Sebastian / Nature Chemical Biology, 2022, Том 18, Выпуск 10, Страницы 1144 - 1151
    10. Purine nucleoside phosphorylase controls nicotinamide riboside metabolism in mammalian cellsAndrey Kropotov, Veronika Kulikova, Ljudmila Solovjeva, Alexander Yakimov, Kirill Nerinovski, Maria Svetlova, Julia Sudnitsyna, Alena Plusnina, Maria Antipova, Mikhail Khodorkovskiy, Marie E Migaud, Stepan Gambaryan, Mathias Ziegler, Andrey Nikiforov / Journal of Biological Chemistry, 2022, 298(12), 102615
    11. Cells with stochastically increased methyltransferase to restriction endonuclease ratio provide an entry for bacteriophage into protected cell population / Alexander Kirillov, Natalia Morozova, Svetlana Kozlova, Vasilisa Polinovskaya, Sergey Smirnov, Mikhail Khodorkovskii, Lanying Zeng, Yaroslav Ispolatov, Konstantin Severinov / Nucleic Acids Research, Volume 50, Issue 21, 28 November 2022, Pages 12355–12368, https://doi.org/10.1093/nar/gkac1124
    12. Editing of Phage Genomes—Recombineering-assisted SpCas9 Modification of Model Coliphages T7, T5, and T3 / A Isaev, A Andriianov, E Znobishcheva, E Zorin, N Morozova, K Severinov / Molecular Biology, 2022, 56(6), pp. 801–815, doi: 10.31857/S002689842206009X
    13. The Tail Wags the Dog: The Far Periphery of the Coordination Environment Manipulates the Photophysical Properties of Heteroleptic Cu(I) Complexes / Aleksandra Paderina, Alexey Melnikov, Sofia Slavova, Vladimir Sizov, Vladislav Gurzhiy, Stanislav Petrovskii, Maksim Luginin, Oleg Levin, Igor Koshevoy, Elena Grachova / Molecules, 2022, 27(7), 2250, DOI: 10.3390/molecules27072250

    2021

    1. Разработка методики идентификации полиморфизма rs6265 в гене нейротрофического фактора мозга человека / Кутелев Г.Г., Криворучко А.Б., Трандина А.Е., Морозова Н.Е., Черкашин Д.В., Иванов А.М., Овчинников Д.В., Глушаков Р.И. / Вестник Российской военно-медицинской академии. 2021. Т. 23, No 4. С. 63–70. DOI: https://doi.org/10.17816/brmma80926
    2. Structure and function of virion RNA polymerase of a crAss-like phage / Drobysheva, A.V., Panafidina, S.A., Kolesnik, M.V., Klimuk, E.I., Minakhin, L., Yakunina, M.V., Borukhov, S., Nilsson, E., Holmfeldt, K., Yutin, N., Makarova, K.S., Koonin, E.V., Severinov, K.V., Leiman, P.G., Sokolova, M.L. / Nature, 2021, Volume 589, Issue 7841, Pages 306-309
    3. Equilibrative nucleoside transporters mediate the import of nicotinamide riboside and nicotinic acid riboside into human cells, International Journal of Molecular Sciences / Kropotov, A., Kulikova, V., Nerinovski, K., Yakimov, A., Svetlova, M.a, Solovjeva, L.a, Sudnitsyna, J., Migaud, M.E., Khodorkovskiy, M., Ziegler, M., Nikiforov, A / Volume 22, Issue 3, 2 February 2021, Номер статьи 1391, Pages 1-13
    4. Prespacers formed during primed adaptation associate with the Cas1–Cas2 adaptation complex and the Cas3 interference nuclease–helicase / Musharova, O., Medvedeva, S., Klimuk, E., Guzman, N.M., Titova, D., Zgoda, V., Shiriaeva, A., Semenova, E., Severinov, K., and Savitskaya, E. / Proc Natl Acad Sci USA, 2021, 118, e2021291118
    5. PpCas9 from Pasteurella pneumotropica- A compact Type II-C Cas9 ortholog active in human cells / Fedorova I., Vasileva A., Selkova P., Abramova M., Arseniev A., Pobegalov G., Kazalov M., Musharova O., Goryanin I., Artamonova D., Zyubko T., Shmakov S., Artamonova T., Khodorkovskii M., Severinov K, / Nucleic Acids Research, 2021, V. 48, Is. 21, pp. 12297-123092
    6. Structure of the bacteriophage PhiKZ non-virion RNA polymerase / Deymartín Garrido N., Orekhova M., Lai Wan Loong Y.T.E., Litvinova A., Ramlaul K., Artamonova T., Melnikov A.S., Serdobintsev P., Aylett C.H.S., Yakunina M. / Nucleic Acids Research, 2021, V. 49, Is. 13, pp 7732-773921
    7. Diversifying the luminescence of phenanthro-diimine ligands in zinc complexes, Inorganic Chemistry Frontiers / Temerova D., Kisel K.S., Eskelinen T., Melnikov A.S., Kinnunen N., Hirva P., Shakirova J., Tunik S.P., Grachova E.V., Koshevoy I.O. / Inorganic Chemistry Frontiers, 2021, V. 8, Is. 10, pp. 2549-256021
    8. Protospacer-Adjacent Motif Specificity during Clostridioides difficile Type I-B CRISPR-Cas Interference and Adaptation / Maikova, A., Boudry, P., Shiriaeva, A., Vasileva, A., Boutserin, A., Medvedeva, S., et al. / mBio, 2021, 12, e02136-21. doi:10.1128/mBio.02136-21
    9. A brownian ratchet model for dna loop extrusion by the cohesin complex / Higashi, T.L., Pobegalov, G., Tang, M., Molodtsov, M.I., Uhlmann, F. / eLife, 2021, 10, e67530
    10. Type III CRISPR-Cas Systems: Deciphering the Most Complex Prokaryotic Immune System / Kolesnik, M.V., Fedorova, I., Karneyeva, K.A., Artamonova, D.N., Severinov, K.V., / Biochemistry (Moscow), 2021, 86(10), стр. 1301–1314
    11. Targeting evolution of antibiotic resistance by SOS response inhibition / Yakimov, A., Bakhlanova, I., Baitin, D. / Computational and Structural Biotechnology Journal, 2021, 19, стр. 777–783
    12. Single–molecule insights into E. coli RNA polymerase inhibition by Streptolydigin / Anatolii Arseniev, Mikhail Panfilov , Georgii Pobegalov, Alina Potyseva, Polina Pavlinova, Maria Yakunina, Sergei Borukhov / Konstantin Severinov and Mikhail Khodorkovskii, 2021, BBRC under reiview
    13. Purine nucleoside phosphorylase controls nicotinamide riboside metabolism in mammalian cells / Veronika Kulikova; Ljudmila Solovjeva; Alexander Yakimov; Kirill Nerinovski; Maria Svetlova; Julia Sudnitsyna; Alena Plusnina; Maria Antipova; Mikhail Khodorkovskiy; Marie E. Migaud; Stepan Gambaryan; Mathias Ziegler, Andrey Nikiforov / Molecular Metabolism, 2021, under review

    2020

    1. SulA is able to block cell division in Escherichia coli by a mechanism different from sequestration / Vedyaykin, A., Rumyantseva, N., Khodorkovskii, M., Vishnyakov, I. / Biochemical and Biophysical Research Communications, 2020, Volume 525, Issue 4, Pages 948-953
    2. DNA targeting by Clostridium cellulolyticum CRISPR-Cas9 Type II-C system / Fedorova, I.,  Arseniev, A., Selkova, P., Pobegalov, G., Goryanin, I., Vasileva, A., Musharova, O., Abramova, M., Kazalov, M., Zyubko, T., Artamonova, T., Artamonova, D., Shmakov, S., Khodorkovskii, M., Severinov, K. / Nucleic Acids Research, 2020, Volume 48, Issue 4, Pages 2026-2034
    3. Position of Deltaproteobacteria Cas12e nuclease cleavage sites depends on spacer length of guide RNA / Selkova, P., Vasileva, A., Pobegalov, G., Musharova, O., Arseniev, A., Kazalov, M., Zyubko, T., Shcheglova, N., Artamonova, T., Khodorkovskii, M., Severinov, K., Fedorova, I. / RNA Biology, 2020, In Press
    4. Binuclear Gold(I) Phosphine Alkynyl Complexes Templated on a Flexible Cyclic Phosphine Ligand: Synthesis and Some Features of Solid-State Luminescence / Strelnik, I.D., Sizov, V.V., Gurzhiy, V.V., Melnikov, A.S., Kolesnikov, I.E., Musina, E.I., Karasik, A.A., Grachova, E.V. / Inorganic Chemistry, 2020, Volume 59, Issue 1, Pages 244-253
    5. Hamiltonian path problem solution using DNA computing / Sergeenko, A., Yakunina, M., Granichin, O. / Cybernetics and Physics, 2020, Volume 9, Issue 1, Pages 69-74
    6. Исследование структурной организации активного центра немодифицированной рекомбинантной сульфатазы из мицелиального гриба Fusarium proliferatum LE1 / Колчина Н.В., Рычков Г.Н., Кульминская А.А., Ибатуллин Ф.М., Петухов М.Г., Бобров К.С. / Биоорганическая химия. - 2020.-Том. 46.-С. 425-434
    7. Structural Organization of the Active Center of Unmodified Recombinant Sulfatase from the Mycelial Fungi Fusarium Proliferatum LE1 / Kolchina N.V., Rychkov G.N., Kulminskaya A.A., Ibatullin F.M., Petukhov M.G., Bobrov K.S. / Russian Journal of Bioorganic Chemistry. - 2020. - Vol.46. - P.563–571.
    8. N-and C-terminal regions of the small heat shock protein IbpA from Acholeplasma laidlawii competitively govern its oligomerization pattern and chaperone-like activity / Chernova L.S., Bogachev M.I., Chasov V.V., Vishnyakov I.E. and Kayumov A.R. (equal contribution) / RSC Advances, 2020, 10: 8364-8376. doi:10.1039/C9RA10172A.
    9. TIME MACHINE: CAN A DYE FROM 1928 BE RE-PURPOSED FOR MODERN, FLUORESCENCE-BASED DETECTION OF AMYLOID-LIKE FIBRILS? / Antimonova O.I., Grudinina N.A., Egorov V.V., Ilyin V.V., Polukeev V.A., Shavlovsky M.M., Zabrodskaya Y.A., Shabalin K.A., Yakimov A.P., Ramsay E.S., Protasov A.V. / Dyes and Pigments, 2020, Т. 172, С. 107863.
    10. Synthetic lethality by targeting the RUVBL1/2-TTT complex in mTORC1-hyperactive cancer cells / Shin S.H., Choi S., Zhang J.M., Boskovic Z.V., Lee J.S., Kim J.H., Jeong M., Lee J.H., Petukhov M., Kim S.G., Zou L., Dong Z., Byun S. / Science Advances, 2020, In press.
    11. Charging titanium microparticles with femtosecond laser pulses / A. A. Sergeev, V. V. Sementin, A. V. Savin, P. Yu. Serdobintsev, A. P. Pogoda, A. S. Boreysho / Proc. SPIE 11458, Saratov Fall Meeting 2019: Laser Physics, Photonic Technologies, and Molecular Modeling, 114580C (9 April 2020); doi: 10.1117/12.2559717
    12. Post-translational modifications of extracellular proteasome / Tsimokha, A.S., Artamonova, T.O., Diakonov, E.E., Khodorkovskii, M.A., Tomilin, A.N. / Molecules, 2020, 25(15), 3504
    13. Single‐molecule analysis reveals two distinct states of the compressed RecA filament on single‐stranded DNA / Alekseev, A., Serdakov, M., Pobegalov, G., Yakimov, A., Bakhlanova, I., Baitin, D. and Khodorkovskii, M. / FEBS Letters, 2020, doi: 10.1002/1873-3468.13922
    14. Cleavage of the outer membrane protein OmpX by protealysin regulates Serratia proteamaculans invasion / Olga Tsaplina, Ilya Demidyuk, Tatiana Artamonova, Mikhail Khodorkovsky, Sofia Khaitlina / FEBS Letters, 2020, doi:10.1002/1873-3468.13897
    15. Single-molecule insights into ATP-dependent conformational dynamics of nucleoprotein filaments of Deinococcus radiodurans RecA / Aleksandr Alekseev, Galina Cherevatenko, Maksim Serdakov, Georgii Pobegalov, Alexandr Yakimov, Irina Bakhlanova, Dmitry Baitin, Mikhail Khodorkovskii / International Journal of Molecular Science, 2020

  • Контактная информация

  • Дополнительная информация (презентационный материал)

     

Ходорковский Михаил Алексеевич