Науково-дослідна робота

Науково-дослідна робота в інституті ведеться за такими напрямами:

ВИВЧЕННЯ ПОСТРАДІАЦІЙНИХ ГЕНЕРАЦІЙ РЯДУ ВИДІВ ҐРУНТОВИХ МІКРОМІЦЕТІВ ЗОНИ ВІДЧУЖЕННЯ ЧАЕС ІЗ ОЗНАКОЮ ПОЗИТИВНОГО РАДІОТРОПІЗМУ

Доктор біологічних наук, професор ТУГАЙ ТЕТЯНА ІВАНІВНА

Напрямок досліджень, очолюваний д.б.н., професоркою Тетяною ТУГАЙ, в якому активну участь беруть студенти Університету, визначається актуальністю тематики, яка спрямована на вивчення впливу хронічного іонізуючого опромінення на мікробіоту, яка, як відомо, є первинною ланкою багатьох трофічних ланцюгів, є постійною і активною компонентою біогеоценозу та відіграє значну роль у переміщуванні різного роду поживних речовин та деяких мікроелементів у ґрунті, включаючи радіонукліди. Пріоритетної ваги набувають дослідженням відкритого за її участі вперше в світі унікального нового феномену в біології: позитивного радіотропізму у грибів по відношенню до радіонуклідів з різними типами випромінювання, які є джерелом відносно великих доз опромінення. Створена унікальна колекція мікроміцетів, що мають такі властивості. Дослідження мікроміцетів з ознакою позитивного радіотропізму, частоти їх зустрічальності на територіях з підвищеним радіаційним фоном, особливостей гормезисних ефектів, проводиться при створенні значної кількості модельних систем, які дозволяють імітувати певні дози опромінення, що дозволяє детально вивчати процеси радіоадаптації в таких унікальних умовах, які проявляються у цих грибів.

Отримані Тетяною Тугай з колегами та студентами результати слугують основою для довгострокових прогнозів відносно змін біогеоценозу зони відчуження та впливу мікобіоти, що зазнала мікроеволюційних змін,  на міграцію радіонуклідів в зоні відчуження та на аналогічних територіях, які зазнають дії хронічного опромінення.

 

Кандидат біологічних наук, доцент ТУГАЙ АНДРІЙ ВАСИЛЬОВИЧ

Напрямок досліджень, очолюваний к.б.н., доцентом Андрієм ТУГАЄМ, в якому активну участь беруть студенти Університету, визначається актуальністю тематики, яка спрямована на вивчення віддалених наслідків дії хронічного іонізуючого на прикладі пострадіаційних генерацій раду штамів ґрунтових мікроміцетів території Зони відчуження ЧАЕС у яких було виявлено  ознаку позитивного радіотропізму. Для мікроміцетів характерна швидка зміна генерацій, що робить їх зручною моделлю для вивчення ефектів хронічного опромінення у низці генерацій. Внаслідок Чорнобильської катастрофи у ґрунтах Зони відчуження ЧАЕС досі дозоутворюючими залишаються такі радіонукліди як 137Cs, 90Sr, 238-240Pu та 241Am, що перетворило її на один із найбільших у світі полігонів для дослідження наслідків дії хронічного опромінення на біоту.

Пріоритетної ваги набувають дослідження ним впливу хронічного іонізуючого опромінення на пострадіаційні генерації штамів ґрунтових мікроміцетів отриманих з території Зони відчуження ЧАЕС та встановлення прямих та віддалених ефектів хронічного іонізуючого опромінення за допомогою лабораторно-польового підходу з використанням модельної установки складовою частиною якої є ґрунт 5-км Зони відчуження ЧАЕС.

Проте незважаючи на значний обсяг таких досліджень, ще не з’ясовано наступні питання: які адаптаційні процеси сформувались у пост-радіаційних генерацій мікроміцетів з ознакою позитивного радіотропізму та можливі механізми реалізації їх завдяки особливостям функціонування ферментативного складника їхньої антиоксидантної системи.

Отримані Андрієм Тугаєм з колегами та студентами результати по оцінки віддалених наслідків дії опромінення у наступних генераціях включають проведення досліджень по вивченню впливу хронічного іонізуючого опромінення у пострадіаційних генерацій на прооксидантну систему захисту: і її складову – систему перекисного окиснення ліпідів (ПОЛ) у низці пострадіаційних генерацій досліджуваних штамів; та на антиоксидантну систему: і її ключові ферменти (супероксиддисмутазу, каталазу та пероксидазу). Та функціонування комплексу прооксидантно-антиоксидантного захисту, що є складовою частиною механізму адаптації до дії хронічного іонізуючого опромінення у пострадіаційних генерацій ґрунтових мікроміцетів з ознакою позитивного радіотропізму.

МУТАЦІЙНИЙ СТАТУС ТА ЕКСПРЕСІЯ ДЕЯКИХ ГЕНІВ У ХВОРИХ НА ХРОНІЧНУ ЛІМФОЦИТАРНУ ЛЕЙКЕМІЮ, ЯКІ ПОСТРАЖДАЛИ ВНАСЛІДОК АВАРІЇ НА ЧОРНОБИЛЬСЬКІЙ АЕС; ВИЗНАЧЕННЯ ЕКСПРЕСІЇ ЛЕГКИХ ЛАНЦЮГІВ ІМУНОГЛОБУЛІНІВ ЗАЛЕЖНО ВІД СТЕРЕОТИПІЇ В-КЛІТИННОГО РЕЦЕПТОРА ТА ВПЛИВУ ІОНІЗУЮЧОГО ВИПРОМІНЕННЯ І SARS-COV-2

Доктор медичних наук, професор,член-кореспондент НАМН України ЧУМАК АНАТОЛІЙ АНДРІЙОВИЧ

Напрямок досліджень, очолюваний д.м.н. Чумаком А.А., в якому активну участь беруть студенти Університету, визначається актуальністю тематики, яка спрямована на підвищення ефективності діагностики і прогнозування перебігу патологічного процесу у хворих на хронічну лімфоцитарну лейкемію.

Хронічна лімфоцитарна лейкемія (ХЛЛ) В-клітинного походження належить до найбільш поширених онкогематологічних захворювань у групі учасників ліквідації наслідків аварії (ЛНА) на Чорнобильській АЕС. Одним із найважливіших маркерів прогнозу ХЛЛ є мутаційний статус генів важких ланцюгів імуноглобулінів (IGHV генів). Експресія на поверхні лейкемічних клітин немутованих (UM) IGHV генів асоційована зі скороченням безрецидивного і загального виживання хворих. Причини цього остаточно не з’ясовані. Припускається, що у випадках ХЛЛ з UM IGHV генами відбувається

більш інтенсивна передача внутрішньоклітинного сигналу при зв’язуванні В-клітинного рецептора (ВКР), який пов’язаний із кіназою ZAP-70. Це призводить до підвищеної проліферативної активності лейкемічних клітин і більш агресивного перебігу хвороби. Крім наявності білка ZAP-70, лейкемічні клітини при немутованому статусі IGHV генів характеризуються активацією експресії гена ліпопротеїнліпази (lipoprotein lipase, ЛПЛ). ЛПЛ

– центральний фермент метаболізму ліпідів. У вигляді гомодимера він гідролізує тригліцериди та ліпопротеїди дуже низької щільності. Вважають, що ЛПЛ відіграє суттєву роль у реалізації негативного прогностичного значення UM IGHV генів: вона активує ліполіз, використання ліпопротеїдів як джерела енергії та сприяє проліферації клітин. Водночас ЛПЛ сприяє зв’язку В-лімфоцитів при ХЛЛ із мікрооточенням та отриманню додаткових проліферативних і антиапоптичних стимулів, з’єднуючи протеоглікани на поверхні злоякісно трансформованих В-клітин та інших клітин (макрофагів, Т-лімфоцитів, ендотелії судин тощо.

Гомологію з противірусними антитілами, найчастіше – з антитілами проти антигенів вірусу імунодефіциту людини та анти-SARS-CoV-2 антитілами виявлено у 33(25 %). хворих на ХЛЛ. Ризик гомології з противірусними антитілами був в 5,34 раза вищим (довірчий інтервал 2,14–13,36) серед послідовностей з мутованими IGHV генами порівняно з випадками з експресією немутованих IGHV генів. У переважній більшості випадків гомологія з противірусними антитілами визначалась наявністю близької структури HCDR3 регіону IGHV генів, тоді як за експресією генів легких ланцюгів IGKV/LV вони значно відрізнялись. На цій підставі висунуто припущення, що лейкемічні клітини при ХЛЛ належать до популяції наївних поліреактивних В-лімфоцитів з неостаточно сформованим В-клітинним рецептором, який детермінований до розпізнавання обмеженої кількості інфекційних (або інших) антигенів.

Таким чином, на даному етапі проводиться дослідження експресії гена ЛПЛ та впливу COVID-19 на патогенез та перебіг хронічної В-клітинної лімфоцитарної лейкемії у постраждалих внаслідок аварії на Чорнобильській АЕС.

МОЛЕКУЛЯРНО-ГЕНЕТИЧНІ ТА  БІОІНФОРМАТИЧНІ ДОСЛІДЖЕННЯ МІКРООРГІНІЗМІВ І ВІРУСІВ

К.б.н. Зелена Любов Борисівна

Молекулярно-генетичний та біоінформатичний аналіз стали невід’ємною частиною сучасних досліджень властивостей та ознак мікроорганізмів і вірусів. Результати таких досліджень дозволяють вивчити особливості їх функціонування і життєдіяльності, встановити процеси і механізми, які зумовлюють вибір організмом тієї чи іншої адаптивної стратегії.

Актуальність та необхідність проведення молекулярно-генетичних і біоінформатичних аналізів зумовила формування окремого напрямку досліджень, що проводяться в Інституті біомедичних технологій. Експериментальні роботи, що виконують здобувачі освіти кафедри мікробіології, сучасних біотехнологій, екології та імунології, які очолює к.б.н. Зелена Л.Б., виконуються у трьох напрямках:

  1. Ідентифікація та філогенетичний аналіз.

З використанням методів і підходів молекулярно-генетичного аналізу (полімеразна ланцюгова реакція (ПЛР), сиквенування), баз даних (ГенБанк) та біоінформатичних програм та алгоритмів (MEGA, Clustal, BLAST) здійснюється ідентифікація мікроорганізмів та вірусів, вивчаються філогенетичні взаємовідносини між представниками різних таксономічних категорій.

  1. Особливості організації геномів мікроорганізмів і вірусів.

Проводиться аналіз повногеномних нуклеотидних послідовностей, побудова генетичних карт, пошук функціональних послідовностей (генів, кластерів генів), мобільних елементів у геномах організмів на основі даних Генбанку та за використання інструментів біоінформатичного аналізу (antiSMASH, Proksee, CARD та ін.).

  1. Структурно-функціональні характеристики мікроорганізмів і вірусів.

З використанням методів ПЛР, пов’язаної зі зворотньою транскрипцією (ЗТ-ПЛР), кількісної ПЛР, кількісної ЗТ-ПЛР проводиться вивчення та порівняння експресії генів мікроорганізмів і вірусів, серед яких: гени промислово значимих властивостей; гени, що зумовлюють антибіотикорезистентність та вірулентність, інфекційні властивості вірусів та ін.;  здійснюється кількісна оцінка бактерій та вірусів, наявних у різних еконішах; вивчається вплив біотичних та абіотичних факторів на структурно-функціональні характеристики геномів мікроорганізмів і вірусів.

Освоєння здобувачами освіти сучасних методів молекулярно-генетичного та біоінформатичного аналізу сприяє кращому засвоєнню теоретичного матеріалу дисциплін, що викладаються на кафедрі, здобувачі освіти набувають навичок та досвіду роботи у лабораторіях та виконання комплексних біологічних завдань.