Лаборатория молекулярной и клеточной биологии

В.Е. Цыганов Лаборатория молекулярной и клеточной биологии была создана в 2006 г. в результате объединения двух исследовательских групп, отделившихся от лаборатории генетики растительно-микробных взаимодействий и лаборатории биологии ризосферы, с группой электронной микроскопии. Создание лаборатории было продиктовано необходимостью повысить уровень исследований в области клеточной и молекулярной биологии, проводимых в ГНУ ВНИИСХМ.

Исследования проводятся на различных бобовых культурах, в том числе с привлечением модельных бобовых лядвенца японского (Lotus japonicus) и диплоидной люцерны (Medicago truncatula). Особое внимание уделяется классическому объекту генетики растений и важнейшей бобовой сельскохозяйственной культуре Европы — гороху посевному (Pisum sativum).

Направления исследований

Лаборатория ведет исследования по трем основным направлениям:

Анализ молекулярно-генетических и структурных механизмов дифференциации клеток при развитии симбиотических клубеньков.

Nodule Cell Существование в клубеньке двух типов клеток: инфицированных и неинфицированных, ставит вопрос о механизмах дифференциации клеток в ходе развития азотфиксирующего клубенька.
В исследования включена обширная коллекция симбиотических мутантов гороха, блокированных на различных стадиях инициации и развития симбиотических клубеньков. Также активно исследуется роль различных биологически активных веществ (перекиси водорода, оксида азота NO, хромосапонина I и др.) в процессе развития симбиотического клубенька. Большое внимание уделяется изучению реорганизации различных клеточных структур (прежде всего цитоскелета), происходящие при развитии клубеньков.

Анализ молекулярно-генетических и клеточных механизмов адаптации бобовых растений и их симбиотических систем к стрессовым факторам.

crt Симбиотические системы бобовых растений, с одной стороны, чувствительны к действию различных стрессов, а с другой — позволяют повышать адаптационный потенциал растений при неблагоприятных условиях.
Исследуются модельные стрессовые факторы: плотные почвы и кадмий, а также изучается роль "стрессового" гормона этилена. Исследования проводятся с использованием адекватных генетических моделей — мутанта гороха SGEcrt, характеризующегося повышенной чувствительностью к плотности субстрата (Tsyganov et al., 2000) и мутанта SGECdt, характеризующегося повышенными устойчивостью к токсичным концентрациям кадмия и его аккумуляцией в биомассе (Tsyganov et al., 2007).

Анализ сигнального обмена в ходе развития азотфиксирующего симбиоза.

chi3 Основным направлением исследований является изучение сигнального обмена между клубеньковыми бактериями (ризобиями) и бобовыми растениями. С целью изучения рецепции Nod-факторов разрабатываются подходы к гетерологичной экспрессии белков-рецепторов в микроорганизмах, а также экспрессии в гомологичной системе — растениях (трансгенные технологии) и изучению их связывающей способности с лигандами. Анализ лиганд-связывающей способности рецепторов позволит выявить их специфичность и аффинность по отношению к Nod-факторам.

Другим направлением исследований является анализ основных транскрипционных регуляторов Nod-фактор-зависимого сигнального пути и компонентов цитокинин-зависимого сигнального пути, экспрессированных в растении, и изучение динамики их активности и локализации в процессе развития симбиоза.