НИИ нейронаук / Структура
Лаборатория генетики развития мозга
Пороки развития головного мозга ведут к широкому спектру нейрокогнитивных расстройств, тяжелых пороков развития и возрастной или функциональной нейродегенерации. В связи с развитием молекулярно-генетических технологий у исследователей появилась возможность идентифицировать отдельные изменения в генах человека, которые приводят к нарушениям функционирования клеток головного мозга.
Целью исследований лаборатории является идентификация новых мутаций генов, вызывающих пороки развития коры головного мозга.
Самый простой способ изучить такие генетические мутации – сломать их, а потом пытаться починить. Этот подход позволяет описать функции видоизмененных генов и найти причины нарушений. Для решения этих задач очень удобны модели in vivo.
Для получения мутантных мышей с нарушенными структурами и функциями головного мозга в лаборатории используется несколько подходов:
ENU-направленный мутагенез.
ENU-направленный мутагенез – мощный инструмент для изучения функций генов млекопитающих. ENU вызывает точечные мутации в генах, часто приводящие к изменению экспрессии целых каскадов белков. Существует несколько моделей эпилептогенеза, основанных на фармакологическом вмешательстве.
Для выявления мутантов применяются два подхода к анализу фенотипа: при первом анализируется структура коры головного мозга и развитие основных аксональных пучков; при втором предусматривается поведенческое фенотипирование с целью отбора мышей с повышенной склонностью к эпилептическим припадкам.
Трансгенез
Генетически модифицированные мыши широко используются в исследованиях в качестве моделей заболеваний человека. У таких животных выключен или изменен один ген, который влияет на развитие эпилептиформной активности. Например, в лаборатории были получены результаты, демонстрирующие зависимые от soc -мутаций изменения в экспрессии генов, кодирующих канальные белки в мембране нейронов. Во время эмбрионального и постнатального развития экспрессия некоторых генов, кодирующих ионные каналы, также снижается in vivo. Данные коллектива лаборатории показывают, что мутация soc вызывает нарушение баланса возбуждения и торможения в мозге и может служить мышиной моделью эпилепсии.
Данные исследования являются фундаментальными и помогут при изучении разнообразных процессов, связанных с аспектами развития и функционирования коры головного мозга. Выявление новых генов, контролирующих развитие коры мозга, позволит определить клинически важный механизм, который контролирует правильное развитие и функционирование не только самих нейронных сетей, но и когнитивных функций коры головного мозга.
2023-2024
- Грант РНФ: «Патогенетика наследственных форм умственной отсталости: клеточные, молекулярные и оптогенетические аспекты»
- Грант РНФ 22-25-00716 “Анализ эффективности активации адаптивного иммунитета при проведении противоопухолевой вакцинации фотоиндуцированными клетками глиомы”
2022-2023
- Приоритеты: «Изучение молекулярных и клеточных основ болезни Паркинсона»5) Поиск механизмов активации и усиления защиты ГАМКергических нейронов мозга от повреждения при ишемии.
- «Отработка современных технологий генетического редактирования генома мышей и получение трансгенных и нокаутных линий мышей при помощи системы CRISPR/Cas».
- Грант РНФ Роль NeuroD2/6 и WWP1/2 в формировании кортико-кортикальных связей2019-2021
- Грант по теме: Молекулярные механизмы контроля роста и навигации аксонов мозолистого тела
- Грант РФФИ: Эволюция кортико-кортикальных нейрональных связей у млекопитающих: сравнительный структурно-функциональный анализ геномов и транскриптомов мыши и опоссума.
2023
- Katsube, S., Koganezawa, N., Hanamura, K., Cuthill, K. J., Tarabykin, V., Ambrozkiewicz, M. C., & Kawabe, H. (2023). The murine ortholog of Kaufman oculocerebrofacial syndrome gene Ube3b is crucial for the maintenance of the excitatory synapses in the young adult stage. Neuroscience Letters, 137059.
2022
- Pärn, A., Olsen, D., Tuvikene, J., Kaas, M., Borisova, E., Bilgin, M., … & Ambrozkiewicz, M. C. (2023). PCSK9 deficiency alters brain lipid composition without affecting brain development and function. Frontiers in Molecular Neuroscience
- Yan, Kuo, et al. “TrkB-dependent EphrinA reverse signaling regulates callosal axon fasciculate growth downstream of Neurod2/6.” Cerebral Cortex 33.5 (2023): 1752-1767.
- Harnett, Dermot, et al. “A critical period of translational control during brain development at codon resolution.” Nature Structural & Molecular Biology (2022): 1-14.
- Turovskaya, Maria V., et al. “Interleukin-10 restores glutamate receptor-mediated Ca2+-signaling in brain circuits under loss of Sip1 transcription factor.” International Journal of Neuroscience 132.2 (2021): 114-125.
2021
Труды (тезисы) конференции
- Рыбакова В.П., Митина Н.Н., Жидкова Н.М., Бабаев А.А., Тарабыкин В.С. ФЕНОТИПИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА МУТАНТНОЙ ЛИНИИ МЫШЕЙ S5-1, ПРОЯВЛЯЮЩЕЙ ЭПИЛЕПТИФОРМНУЮ АКТИВНОСТЬ // Материалы тезисов и докладов 26 НИЖЕГОРОДСКАЯ СЕССИЯ МОЛОДЫХ УЧЕНЫХ (ТЕХНИЧЕСКИЕ, ЕСТЕСТВЕННЫЕ, ГУМАНИТАРНЫЕ НАУКИ). Издательство: Государственное бюджетное учреждение дополнительного профессионального образования “Нижегородский научно-информационный центр” (Нижний Новгород),. 2021. С. 177-179.
Публикации в научных журналах
- Mitroshina E.V., Loginova M.M., Savyuk M.O., Krivonosov M.I., Mishchenko T.A., Tarabykin V.S., Ivanchenko M.V., Vedunova M.V. Neuroprotective Effect of Kinase Inhibition in Ischemic Factor Modeling In Vitro // International Journal of Molecular Sciences. № 4. V. 22. 2021. P. 1885.
- Rybakova V.P., Mitina N.N., Zhidkova N.M., Babaev A.A., Tarabykin V.S. PHENOTYPICAL CHARACTERISTICS OF THE MUTANT MICE STRAIN S5-1 PRONE TO EPILEPTIFORM ACTIVITY // Opera Medica et Physiologica. 2021. [принято к печати]
- Babaev A.A., Tarabykin V.S., Turovskii E.A., Turovskaya M.A., Fedotova E.I., Varlamova E.A. Role of Satb1 and Satb2 Transcription Factors in the Glutamate Receptors Expression and Ca2+ Signaling in the Cortical Neurons in Vitro // International Journal of Molecular Sciences. № 5968. V. 22. 2021. P. 1-31.
2020
Труды (тезисы) конференции
- Рыбакова В.П., Жидкова Н.М., Белоусова И.И., Бабаев А.А., Тарабыкин В.С. Идентификация новых мутантных линий мышей, проявляющих признаки эпилепсии // Материалы тезисов и докладов XXV Нижегородской сессии молодых ученых (технические, естественные, гуманитарные науки). Издательство: Государственное бюджетное учреждение дополнительного профессионального образования “Нижегородский научно-информационный центр” (Нижний Новгород), 3страницы. 2020. С. 206-208.
- Рыбакова В.П., Жидкова Н.М., Белоусова И.И., Бабаев А.А., Тарабыкин В.С. Идентификация новых мутантных линий мышей, проявляющих признаки эпилепсии // Материалы XXI Зимней молодежной школы ПИЯФ по биофизике и молекулярной биологии. Издательство: НИЦ «Курчатовский институт» – ПИЯФ, 2 том, 2страницы. 2020. С. 188-189.
- Федулина А.А., Матвеева М.В., Мальцева К.Е., Гарифуллина Т.Х., Рыбакова В.П., Кастальский И.А., Бабаев А.А., Тарабыкин В.С., Лебедева А.В. ИССЛЕДОВАНИЕ СИНАПТИЧЕСКОЙ ПЕРЕДАЧИ И ПЛАСТИЧНОСТИ В ГИППОКАМПЕ МУТАНТНОЙ ЛИНИИ МЫШЕЙ С ЭПИЛЕПТИФОРМНОЙ АКТИВНОСТЬЮ, ВОЗНИКАЮЩЕЙ В РЕЗУЛЬТАТЕ ТОЧЕЧНЫХ МУТАЦИЙ // Материалы тезисов и докладов XXV НИЖЕГОРОДСКАЯ СЕССИЯ МОЛОДЫХ УЧЕНЫХ (ТЕХНИЧЕСКИЕ, ЕСТЕСТВЕННЫЕ, ГУМАНИТАРНЫЕ НАУКИ). Издательство: Государственное бюджетное учреждение дополнительного профессионального образования “Нижегородский научно-информационный центр” (Нижний Новгород), 4 страницы. 2020. С. 221-224.
- Рыбакова В.П., Жидкова Н.М., Белоусова И.И., Бабаев А.А., Тарабыкин В.С. Идентификация новых мутантных линий мышей, проявляющих признаки эпилепсии // Сборник тезисов Всероссийского молодежного научного форума Open Science. 2 стр. 2020. С. 186-187.
Публикации в научных журналах
- Mitroshina E.V., Mishchenko T.A., Loginova M.M., Tarabykin V.S., Vedunova M.V. Identification of Kinome Representatives with Neuroprotective Activity // NEUROCHEMICAL JOURNAL. № 4. V. 14. 2020. P. 394-407.