| Аннотация |
LOV-домены представляют собой рецепторы синего света, присутствующие как у про-, так и у эукариот, и участвующие в ключевых путях сигналлинга,
отвечающих за жизнедеятельность клетки.
Такие преимущества LOV-доменов, как небольшой размер, использование флавиновых кофакторов и модульная структура, позволяют использовать их в
оптогенетических платформах, задачей которых является управление различными
процессами в клетках с помощью световых сигналов. Существующие оптогенетические инструменты позволяют контролировать такие аспекты клеточной
деятельности, как активность генов, системы транспорта соединений, белок- белковые взаимодействия, клеточную подвижность и деление и т.д., благодаря
чему LOV-домены активно используются для исследования и терапии заболеваний на модельных объектах.
Недавние исследования показывают, что LOV-домены могут функционировать даже без некоторых консервативных аминокислот, что указывает на необходимость
дальнейшего изучения их свойств с точки зрения филогенетики и структуры, а также открывает новые возможности для дизайна биомедицинских оптогенетических
конструкций. Новизна данного проекта заключается в проведении первого в мире системного анализа неканонических доменов LOV из разных организмов, а также в
обновлении каталога канонических LOV-доменов, последние данные по которому датируются 2016 годом.
Преимуществом системного исследования в данном случае является выявление широкого спектра изменений, присутствующих у невыявленных гомологов
канонических LOV-доменов, в том числе предсказание для них спектральных характеристик, что обеспечит больший диапазон возможных модификаций LOV-
модулей, чем разрозненные исследования одиночных белков. Для выполнения исследования будет проводиться поиск LOV-доменов среди кастомного датасета
из подмножества белков с доменом PAS, поиск в базах данных Pfam и NCBI_nr/nt, анализ последовательностей, определение вариантов замен консервативных
аминокислот, а также структурный анализ, предсказание спектров и изучение вариантов доменной архитектуры и ближайших эффекторных модулей.
Руководитель проекта имеет опыт участия в проектах, финансируемых РНФ, обладает организационными навыками, имеет необходимые знания в области
биоинформатической характеризации белков. Кроме того, руководитель обладает опытом разработки инструментов генной терапии для наследственных заболеваний,
что позволит ему тщательно оценить перспективы и варианты внедрения исследуемых модулей для биомедицинской сферы.
Лаборатория, в которой работает руководитель, имеет обширный опыт экспериментальных исследований LOV-доменов, а также обладает необходимыми
ресурсами для проведения полномасштабного филогенетического и структурного анализа белковых последовательностей, включая оборудование, программы и
компоненты для биоинформатического исследования.
Планируемая работа позволит впервые выделить полный набор последовательностей неканонических доменов LOV, а анализ структуры и функции найденных доменов
откроет возможности наиболее эффективного применения данных уникальных белков в биомедицинской сфере, прежде всего отечественными исследователями и
разработчиками, создав технологический задел в национальном исследовательском университете. Также предлагаемый анализ откроет возможности создания
искусственных новых флуоресцентных белков данного класса с заранее заданными свойствами, которые потребуются для научных и технических приложений,
методами мутагенеза или de novo на основе новейших методов биоинформатики.
|
