ИБК РАН
  

Поиск

Яндекс метрика

Яндекс.Метрика

Оптимизация ресурса

Баннеры

НАИБОЛЕЕ ВАЖНЫЕ ДОСТИЖЕНИЯ ЛАБОРАТОРИИ ЗА ПОСЛЕДНИЕ 5 ЛЕТ.

  • В 2015 году на базе подразделения создана совместная лаборатория с Фондом перспективных исследований для поиска новых эффективных технологий криоконсервации. Это инициировало запуск новых научных направлений.
  • Впервые восстановлены древние высшие растения из плацентарной ткани незрелых плодов древней смолевки узколистной (Silene stenophylla Ledeb.) методом культуры ткани и клонального микроразмножения. Плоды были извлечены из норы древнего суслика, погребенной в вечномерзлых толщах позднеплейстоценового возраста северной Сибири. Возраст растительных остатков, обнаруженных в ископаемых норах, был определен 14C анализом и составил 28 –32 тыс. лет.
    Эксперименты по изучению возможного сохранения физиологической активности древнего семенного материала позволили при помощи метода культуры ткани впервые обнаружить жизнеспособные клетки в тканях семян высшего растения -  смолевки узколистной. Дальнейшие исследования позволили ввести в культуру in vitro плацентарную ткань невызревших плодов смолевки. Плацентарная ткань сохранила морфогенетическую активность, что позволило на специально подобранных искусственных питательных средах получить проростки, размножить их и перенести в закрытый грунт. Далее были подобраны необходимые условия выращивания, что привело к цветению и плодоношению древних растений, живших 30 тыс. лет назад на территории Сибири.
    Результаты опубликованы в 2012 году в международном журнале PNAS [1, 2]. Работа имела большой резонанс в России и за рубежом.

    Название статьи

    Источник

    Wild flower blooms again after 30,000 years on ice
    http://www.nature.com/news/wild-flower-blooms-again-after-30-000-years-on-ice-1.10069

    NATURE

    Ancient plants back to life after 30,000 frozen years
    http://www.bbc.co.uk/news/science-environment-17100574

    BBC NEWS

    Russian scientists germinate ice-age seed
    http://www.cbc.ca/news/canada/north/russian-scientists-germinate-ice-age-seed-1.1128097

    CBC NEWS

    Flowering Plant Revived After 30,000 Years in Russian Permafrost http://abcnews.go.com/blogs/technology/2012/02/flowering-plant-revived-after-30000-years-in-russian-permafrost/

    ABC NEWS

    Dead for 32,000 Years, an Arctic Plant Is Revived
    http://www.nytimes.com/2012/02/21/science/new-life-from-an-arctic-flower-that-died-32000-years-ago.html?_r=0

    New York Times

    Букет из плейстоцена
    http://lenta.ru/articles/2012/03/02/live/

    LENTA.RU

    1. Yashina S,, Gubin S., Maksimovich S., Yashina A., Gakhova E., Gilichinsky D. “Regeneration of whole fertile plants from 30,000-y-old fruit tissue buried in Siberian permafrost”. Proc Natl Acad Sci USA, 2012, Vol.109. P. 4008-4013.
    2. Yashina S., Gubin S, Maksimovich S, Yashina A., Gakhova E., Gilichinsky D. “Reply to Oxelman et al: On the taxonomic status of the plants regenerated from 30,000-y-old fruit tissue buried in Siberian permafrost”. Proc Natl Acad Sci USA, 2012, Vol.109 (41). P. E2736.
  • Впервые осуществлена криоконсервация уринальных сперматозоидов двух видов бесхвостых амфибий, которые являются традиционным модельным объектом для исследований в области эмбриологии, физиологии, криобиологии. Уринальные сперматозоиды отличаются от тестикулярных тем, что они изначально активированы, и находятся в ином функционально-физиологическом состоянии. Поэтому, несмотря на то, что криоконсервация тестикулярных сперматозоидов была успешно осуществлена рядом исследователей, обратимое замораживание уринальной спермы амфибий до недавнего времени вызывало непреодолимые трудности. В результате проведенных исследований сотрудникам лаборатории впервые удалось успешно криоконсервировать уринальную сперму травяной Rana temporaria и прудовой Pelophylax lessonae лягушек [3, 4, 5, 6, 7]. Впервые установлено, что в мозге пресноводных рыб (Perccottus glehni (Eleotridae, Perciformes, Dyb.) в процессе низкотемпературной адаптации в большом количестве аккумулируются нейропротекторы, являющиеся метаболитами фосфолипидов: фосфоэтаноламин и фосфосерин, в то же время в других органах и в крови происходит интенсивная аккумуляция таурина. Результаты экспериментов на животных, стоящих на разных стадиях филогенеза, выявили иерархию биохимических признаков эволюции, обнаруживающих себя именно при низких температурах [8, 9].

    1. R.K. Browne, S.A. Kaurova, V.K. Uteshev, N.V. Shishova, D. McGinnity, C.R. Figiel, N. Mansour, D. Agnew, M. Wu, E.N. Gakhova, B. Dzyuba, J. Cosson. Sperm motility of externally fertilizing fish and amphibians. Review. Theriogenology, 2015, V.83(1), P.1-13. 
    2. Uteshev V.K., Kaurova S.A., Shishova N.V., Stolyarov S.D., Browne R.K., Gakhova E.N. In vitro fertilisation with hormonally induced sperm and eggs from sharp-ribbed newts Pleurodeles waltl. Russian Journal of Herpetology.  2015, Vol. 22, No. 1, 2015, pp. 35 – 40
    3. Uteshev V. K., Kaurova S. A., Shishova N. V., Kramarova L. I., Browne R. K., Gakhova E. N. Current reproductive and cryopreservation technologies in herpetology. Russian Journal of Herpetology. 2015, V. 22(2), P. 143-144.
    4. Uteshev V.K., Shishova N.V., Kaurova S.A., Browne R.K., Gakhova E.N. “Hormonal induction of spermatozoa from amphibians with Rana temporaria and Bufo bufo as anuran models”. Reprod Fertil Dev., 2012, Vol.24 (4), P.599-607.
    5. Shishova N.V., Uteshev V.K., Kaurova S.A., Browne R.K., Gakhova E.N.. “Cryopreservation of hormonally induced sperm for the conservation of threatened amphibians with Rana temporaria as a model research species”. Theriogenology, 2011, Vol. 75 (2). P.220-232.
    6. Каранова М.В. «Идентификация фосфоэтаноламина и фосфосерина в мозге эвритермной прудовой рыбы Perccottus glehni (Eleotridae, Perciformes, Dyb. 1877). 2015. Т. 101 (4). Стр. 400-407.
    7. 6. Karanova M.V. «Influence of Low Temperature on the Evolution of Amino Acid Pools Adaptive Modifications in Poikilothermic Animals». International Journal of Biochemistry and Biophysics. 2013. V. 1 (2). P. 33-40.
  • Для поиска эффективных криопротекторов и подбора оптимальных криозащитных сред актуальным является изучение биохимических механизмов естественной низкотемпературной устойчивости организмов. Особый интерес представляют вещества, выделенные из зимоспящих животных и способные снижать уровень метаболизма ткани (или органа), т.к. в гипометаболическом состоянии клетки более устойчивы к стрессовым воздействиям. Впервые удалось показать, что пептид TSKY (Thr-Ser-Lys-Tyr), выделенный из мозга зимоспящих сусликов Spermophillus undulates, может проявлять нейропротекторные (но не криозащитные) свойства и оказывать гипометаболический эффект в процессе криоконсервации мозга моллюска, увеличивая жизнеспособность ткани [10, 11, 12]. По данной теме защищена кандидатская диссертация (Ивличева, 2013).

    1. Ивличева Н.А., Крамарова Л.И., Зиганшин Р.Х., Цыганова В.Г., Рогачевский В.В., Гахова Э.Н. «Влияние пептида Thr-Ser-Lys-Tyr на жизнеспособность изолированных нейронов Lymnaea stagnalis L.». Биологические мембраны, 2012, Т.29 (3). Cтр.195-199.
    2. Kramarova L. I., Ivlicheva N. A., Ziganshin R. H., Andreev A. A., Gakhova E. N. «The hibernation-related peptide TSKY acts as a neuroprotector in cultured pond snail neurons». Living in a Seasonal World: Thermoregulatory and Metabolic Adaptations. R. Bieber, A. Millesi (Eds.) Springer-Verlag GmbH. Heidelberg. Deutschland, 2012, Сhapter 18. P.201-210.
    3. Крамарова Л.И., Зиганшин Р.Х., Гахова Э.Н. «Эндогенные гипометаболические-гипотермические факторы и их возможное применение для жизни в холоде». Биоорганическая химия, 2009, Т.35 (5). Стр.597-609.
  • С помощью новейшего метода time-domain spectroscopy был проведен анализ спектров воды и водных растворов электролитов в терагерцовой области частот (0,15 – 2,5 ТГц). На основании разработанной спектральной модели удалось с высокой точностью выделить из спектра новую релаксационную полосу. Было показано, что амплитуда этой полосы прямо коррелирует со степенью структурированности воды в растворе. Это позволяет использовать указанную амплитуду как параметр, отражающий структурированность воды при различных физико-химических условиях [13, 14, 15, 16]. По данной теме защищена кандидатская диссертация (Пеньков, 2014). Работа поддержана программой № 28 президиума РАН.

    1. Пеньков Н.В., Яшин В.А., Швиpcт Н.Э., Феcенко Е.Е.(мл.), Феcенко Е.Е. Расчёт количества свободных молекул воды в водных растворах с помощью спектральных параметров из терагерцовой области с учётом процессов экранировки. Биофизика 2014, том 59, вып. 3, c. 428-431.
    2. Пеньков Н.В., Яшин В.А., Швиpcт Н.Э., Феcенко Е.Е.  (мл.), Феcенко Е.Е. Об особенностях температурных зависимостей спектров воды в терагерцовой области частот. Биофизика, 2014, том 59, вып. 2, c. 271–273
    3. Пеньков Н.В., Швирст Н.Э., Яшин В.А., Фесенко Е.Е. Об особенностях молекулярной релаксации в водных растворах.  Биофизика, 2013  Т. 58 (6), стр. 933-941.
    4. Пеньков Н.В., Швирст Н.Э., Яшин В.А., Фесенко Е.Е. Расчёт доли свободных молекул воды в водных растворах с помощью спектрального анализа». Биофизика, 2013. Т. 58 (6), стр. 942- 946.
  • Предложены методы практической дозиметрии миллиметровых волн (ММВ) в биологическом эксперименте. Впервые показано, что для точного определения удельной поглощаемой мощности необходимо экспериментальную кинетику нагрева кожи аппроксимировать уравнением биотеплопроводности. Предложен новый метод определения диэлектрических свойств биологических тканей и их моделей, основанный на измерении кинетики нагрева во время ММВ-облучения. Впервые, используя методы исследования отражения ММВ от кожи, определены диэлектрические свойства разных слоев кожи. Рассчитаны глубина проникновения ММВ в многослойную кожу, распределение плотности мощности и удельной поглощаемой мощности в разных слоях кожи [17, 18, 19]. По данной теме защищена докторская диссертация (Алексеев, 2013).

    1. Алексеев С.И., Зискин М.С., Фесенко Е.Е. Механизмы противоболевого действия миллиметровых волн. Биомедицинская радиоэлектроника, 2014,  №6, стр. 55-65.
    2. Chahat N, Zhadobov M, Sauleau R, Alekseev SI: New method for determining dielectric properties of skin and phantoms at millimeter waves based on heating kinetics. IEEE Trans Microwave Theory Tech 2012, 60(3): 827-832.
    3. Zhadobov M, Augustine R, Sauleau R, Alekseev S, Di Paola A, Le Quement C, Mahamoud YS, Le Drean Y: Complex permittivity of representative biological solutions in the 2-67 GHz range. Bioelectromagnetics, 2012, 33(4): 346-355.
  • Сотрудники подразделения регулярно организуют и проводят научные мероприятия (совещания и конференции), посвященные криобиологии. Всего, начиная с 1982 года, проведено 20 таких мероприятий. 28-30 октября 2014 была проведена Международная конференция «Криоконсервация генетических ресурсов. Современное состояние, проблемы и перспективы». Данные мероприятия освещают последние достижения в области фундаментальных и прикладных направлений криобиологии, помогают установлению контактов между исследователями разных специальностей, обмену информациями, организации совместных исследований.