Магнитные наночастицы биологического происхождения для диагностики и терапии

1. Научная сессия Отделения нанотехнологий и информационных технологий РАН «Нанотехнологии для биологии и медицины» Магнитные наночастицы биологического происхождения для диагностики и терапии к.б.н. Дзюба М.В., Груздев Д.С., к.х.н. Курек Д.В., к.б.н. Кузнецов Б.Б., акад. Скрябин К.Г. 28-29 марта - 2013 – Санкт-Петербург-Академический университет

2. Магнитотактические бактерии и магнитотаксис Магнитотактические бактерии (МТБ) способны двигаться по направлению силовых линий внешнего магнитного поля (магнитотаксис) (Faivre and Schuler, 2008) Основная гипотеза: с помощью магнитных включений клетки МТБ ориентируются в пространстве и достигают оптимальной для размножения зоны с пониженным содержанием кислорода (Bazylinski and Frankel, 2004)

3. Магнетосомы – внутриклеточные наноразмерные магнитные кристаллы МТБ ориентируются в магнитном поле благодаря наличию в клетках наноразмерных магнитных включений По Schueleret al., 1999 В природе встречаются МТБ различной формы

4. Строение цепочки магнетосом Komeili, 2007.

5. Формы кристаллов магнетосом

6. За синтез магнетосом отвечает магнетосомный геномный остров (MAI) (по Jogler and Schueler, 2009)

7. Белки, закодированные в MAI, отвечают за все стадии синтеза магнетосом Komeili et al., 2010

8. Новые штаммы МТБ Magnetospirillum SO-1 р. Ольховка (г. Кисловодск) р. Пшада (Краснодарский край) Magnetospirillum SP-1 оз. Селигер (Тверская область) Magnetospirillum Sel-1 Dziuba et al. Mikrobiologiia, 2013. – in press

9. Магнетосомный геномный остров Magnetospirillum SO-1

10. Терапия опухолей методом гипертермии Ch-EDTA - цепочки магнетосом, выделенные из МТБ, выращенных с добавлением ЭДТА; SPION@CITRATE – синтетические суперпарамагнитныенаночастицы магнетита, покрытые ионами цитрата; SPION@PEG - синтетические суперпарамагнитныенаночастицы магнетита, покрытые полиэтиленгликолем. Alphanderyet al., 2011

11. Модификация мембраны магнетосом Иммобилизация различных функциональных молекул на поверхности мембраны магнетосом Schueler and Jogler, 2008

12. Штаммы МТБ, использовавшиеся для биотехнологического применения Magnetospirillum mgneticum AMB-1 Magnetospirillum gryphiswaldense MSR-1

13. МагнетосомыMagnetospirillumSO-1 АСМ магнетосом с мембраной Магнетосомы штамма SO-1 (ПЭМ высокого разрешения) Намагниченность магнетосом EDX кристаллов

14. Разработка метода магнитного ИФА Белок Мbb Встраивание IG-связывающего белка в мембрану магнетосом Выделение магнетосом из разрушенных клеток на магнитном стенде Биомасса клеток SO-1 Сравнение магнитного и твердофазного ИФА D. S. Grouzdev, M. V. Dziuba, A. S. Gerasimov, B. B. Kuznetsov// Appl. Biochem. Microbiol. 2013, 49 (3): 220–226

15. Создание ДНК-связывающих магнетосом (TEOS) Выделение геномной ДНК с помощью ДНК-связывающих магнетосом (Груздев Д.С., неопубликованные данные) (Bruce et. al., 2008)

16. Мечение клеток с помощью магнитных наночастиц Mazzucchelliet al., 2010

17. Перспективные направления исследований • Поиск и выделение новых МТБ, отбор наиболее перспективных штаммов-продуцентов магнетосом; • Исследования в области геномики МТБ – анализ генов, ответственных за синтез магнетосом; • Разработка методов генетической инженерии МТБ; • Биотехнология МТБ – развитие методов промышленного культивирования МТБ;

18. Сотрудники группы молекулярной диагностики, участвующие в проекте «Магнетосома» м.н.с. к.б.н. Дзюба Марина Владимировна н.с. к.б.н. Сухачева Марина Владимировна м.н.с. к.б.н. Андрианова Екатерина Павловна аспирант Груздев Денис Сергеевич аспирант Козяева Вероника Валерьевна аспирант Бурганская Екатерина Игоревна Руководитель группы: с.н.с. к.б.н. Кузнецов Борис Борисович Руководитель проекта: акад. Скрябин Константин Георгиевич

19. Спасибо за внимание!