Приоритетное направление
Биопроспектинг и прикладная молекулярная нейробиология

Институт живых систем БФУ им. И. Канта
Биопроспектинг и прикладная молекулярная нейробиология
Исходя из трендов глобального научного и технологического развития, можно сделать заключение о том, что новые базовые принципы и решения находятся в областях пересечения различных направлений. Одной из самых динамично развивающихся междисциплинарных областей является направление исследований мозга ввиду отсутствия понимания механизмов его функционирования как целостной системы с одной стороны, и видением мозга как основной модели искусственных когнитивных систем с другой. В то же время, до сих пор остаются не решенными большинство проблем, связанных с мозгом как с органом человека. Вследствие этого, сегодня практически отсутствуют целостные представления о механизмах патогенеза болезней мозга и, в конечном итоге, способах их лечения. Более того, остается в полной мере не изученной функциональная связь двух основных подсистем мозга: нервной и глиальной. Причинами последнего является с одной стороны господствующая нейрональная парадигма (до 90% все ученых, изучающих мозг, сфокусированы на нейронах), а с другой - отсутствие инструментария для направленного изучения ненейрональной части мозга.

Для развития подобного инструментария требуются исследования широкого круга природных сообществ с целью поиска молекулярных функций и дальнейшего их внедрения через вновь создаваемые методы и подходы. В связи с этим, мы планируем применять биопроспектинг в качестве основного технологического вектора при поиске новых молекулярных функций, обладающих потенциалом внедрения в нейробиологические исследования. Под биопроспектингом понимаются скрининговые исследования природных сообществ заданных территорий. Наш же подход базируется на тотальном биопроспектинге с изначально заданными параметрами геномного и метаболомного скрининга с последующими разработками протоколов применения функциональных молекулярных детекторов и модификаторов клеточных функций, главным образом, в исследованиях мозга.
Научные направления
Исследования будут сосредоточены на молекулярных аспектах функционирования глии, представленной астроцитами, микроглией и олигондроцитами, а также клеток кровеносных сосудов головного мозга и направлены на решение следующих задач:
Поиск новых молекулярных мишеней клеток глии.
Ключевая гипотеза: клетки глии экспонируют большое орфанных (до сих пор неизвестных) рецепторов, обладающих высоким терапевтическим потенциалом для лечения широкого спектра болезней мозга.
Трансдифференцировка астроцитов для терапевтических целей.
Ключевая гипотеза: астроциты могут быть трансдифференцированы в нейроны определенного фенотипа, что потенциально может являться способом лечения нейродегенеративных и других болезней мозга.
Исследование транскриптомных профилей НСК для поиска
терапевтических мишеней психиатрических болезней.
Ключевая гипотеза: психические заболевания являются следствием некорректной дифференцировки НСК в периоды активного развития мозга.
Поиск новых способ лечения глиом и медуллобластом с
использованием молекулярных модификаторов клеточных функций
.
Ключевая гипотеза: возможна разработка молекулярных инструментов для подавления роста клеток глиальных опухолей головного мозга как в режиме единовременной терапии, так и перманентно.
Поиск новых ферментов и других макромолекулярных «машин»
для селективной модификации заданных функций или мишеней
.
Ключевая гипотеза: природные сообщества обладают широким потенциалом ферментативных активностей и других молекулярных функций, потенциально применимых как в научных исследованиях, так и в биотехнологиях.
Поиск заданных функциональных характеристик глиальной
активности через анализ геномных, метаболомных,
протеомных и липидомных данных.
Ключевая гипотеза: в базах данных собрано большое количество информации, что делает возможным при применении соответствующих алгоритмов «data mining» выявлять те или иные функциональные характеристики не прибегая к экспериментам.
Ведущие учёные

Сергей Каспаров
профессор-исследователь
Area of research: Physiological Genomics of Central Cardio-Vascular Control.
Юрий Панкратов
профессор-исследователь
Areas of research:
- Role for neuronal-glial communication in brain disorders and brain ageing with particular focus pathological signaling mediated by astroglial NMDA and P2X receptors;
- Expression pattern and functional properties of glutamate and ATP receptors in brain astrocytes;

Филипп Хайтович
профессор-исследователь
Areas of research:
- Molecular mechanisms of human longevity and aging
- Molecular basis of human-specific cognition
- General principles of regulatory evolution with a focus on humans and closely related primate species

Михаил Якимов
профессор-исследователь
National Research Council, Rome
Areas of research: Microbial Ecology, DNA, RNA.