Лаборатория физиологии микроорганизмов

Зав. лабораторией д.б.н., профессор Олег Владимирович ИгнатовЛаборатория была организована в 2000 году по решению Ученого совета ИБФРМ РАН. С момента организации и до настоящего времени лабораторию возглавляет д.б.н., проф. О.В. Игнатов.

Основные направления исследований
– Развитие методов электрофизического анализа бактериальных клеток при биоспецифическом взаимодействии (с антителами, бактериофагами и миниантителами) для решения вопросов детекции микроорганизмов и определения их жизнеспособности.
– Изучение электрофизических свойств микробных клеток при воздействии различными лекарственными веществами, в том числе антибиотиками и сульфаниламидными препаратами.
– Выделение и изучение бактериофагов из почвенных микроорганизмов рода Azospirillum.
– Изучение роли бактериофагов почвенных микроорганизмов в растительно-микробном взаимодействии.
– Развитие методов индикации бактериофагов на основе методов электрооптического и электроакустического анализа.

Наиболее важные результаты
Коллектив лаборатории (слева направо): зав. лабораторией д.б.н., профессор О.В.Игнатов, младший научный сотрудник, к.б.н. О.А. Караваева, ведущий научный сотрудник, д.б.н. О.И. Гулий, ведущий инженер Л.Н. МаркинаРазработаны новые методические подходы изучения метаболического статуса и ферментативной активности микробных клеток, основанные на оптической детекции эффектов поляризуемости клеток при действии на них электрического зондирующего поля.
Разработан новый способ определения и идентификации бактерий при взаимодействии со специфическими биоселективными агентами (антителами, бактериофагами и миниантителами) с помощью методов электрооптического и электроакустического анализа клеточных суспензий.
Разработаны принципы применения метода электрооптического анализа клеточных суспензий для экспрессного мониторинга жизнеспособности микробных клеток. Впервые решена задача определения жизнеспособности бактерий при их инфицировании специфическим бактериофагом с использованием метода электрооптического анализа.
Изучены электрофизические свойства микробных клеток при взаимодействии с некоторыми лекарственными веществами, в том числе с бета-лактамными и аминогликозидными антибиотиками, а также тетрациклином и хлорамфениколом. Установлено, что электрооптические свойства микробных суспензий при действиибета-лактамных антибиотиков у чувствительных и резистентных штаммов E. coli коррелируют с наличием плазмид устойчивости к данным антибиотикам. Впервые предложен метод определения устойчивости микробных клеток к действию антибиотиков с помощью электрооптического анализа клеточных суспензий.
Показана возможность определения спектра литической активности бактериофагов с использованием методов электрооптического и электроакустического анализа.
Из микробных клеток Azospirillum brasilense штаммов Sp7 и SR75, A. lipoferum штаммов Sp59b и SR65 с использованием индуцирующего фактора – низкой температуры впервые выделены бактериофаги, обозначенные как ΦAb-Sp7, ΦAb-SR75, ΦAl-Sp59b и ΦAl-SR65, соответственно. Изучены основные биологические свойства и характеристика выделенных бактериофагов и определено их таксономическое положение. У клеток A.brasilense штаммов Sp7 и SR75 и A. lipoferum штаммов Sp59b и SR65 обнаружено явление лизогении.
На примере бактериофагов ΦAl-Sp59b и ΦAl-SR65 показана возможность детекции вирусных частиц с помощью методов электрооптического и электроакустического анализа. Разработаны основы использования методов электрооптического и электроакустического анализа микробных суспензий для детекции бактериофагов в смеси бактериофагов и в присутствии посторонней микрофлоры.

Дополнительные сведения
Зав. лабораторией д.б.н., профессор Олег Владимирович ИгнатовЗав. лабораторией, д.б.н., профессор Игнатов О.В. состоит в диссертационном совете Д 002.146.01 при ИБФРМ РАН. Д.б.н., профессор Игнатов О.В. состоит в комиссии по биохимическим методам анализа научного совета РАН по аналитической химии.

Ведущий научный сотрудник, д.б.н. Ольга Ивановна ГулийВед. н.с., д.б.н. Гулий О.И. включена в состав экспертного совета Высшей аттестационной комиссии (ВАК) при Министерстве образования и науки РФ по биологическим наукам (приказ Министерства образования и науки РФ от 31.12.2013 года № 1452). Вед. н.с., д.б.н. Гулий О.И. в 2012 г. аккредитована в Федеральном реестре экспертов научно-технической сферы (решение аттестационной комиссии от 18.07.2012 г. Протокол №7). С 2009 по 2015 гг. вед. н.с., д.б.н. Гулий О.И. состояла в диссертационном совете Д 220.061.04 при ФГБОУ ВПО «Саратовский ГАУ им. Н.И.Вавилова». С 2008 г. по настоящее время вед. н.с., д.б.н. Гулий О.И. состоит в диссертационном совете Д 002.146.01 при ИБФРМ РАН.

Младший научный сотрудник, к.б.н. Ольга Александровна КараваеваВ 2012 г. м.н.с., к.б.н Караваева О.А. защитила кандидатскую диссертацию. М.н.с., к.б.н Караваева О.А. активно участвовала в выполнении работы, финансируемой грантами РФФИ №09-02-12442-офи_м, президента РФ для государственной поддержки молодых российских ученых – докторов наук МД-57.2008.4 (2008-2009 гг., руководитель – Гулий О.И.), Министерства образования РФ (соглашение № 8852 (2012-2013 гг.))

Аспирант Сергей Александрович ПавлийВ рамках соглашения между учебно-научным центром при Саратовском государственном университете им. Н.Г. Чернышевского на базе лаборатории ИБФРМ РАН выполняет диссертационную работу аспирант биологического факультета СГУ Павлий С.А., научные руководители: д.б.н., профессор Коннова С.А., д.б.н. Гулий О.И. Павлий С.А. в качестве исполнителя активно принимал участие в выполнении проектов, финансируемых РФФИ №09-02-12442-офи_м, а также по гранту Министерства образования РФ (соглашение № 8852 (2012-2013 гг.))

Ведущий инженер Маркина Любовь НиколаевнаВедущий инженер Олег Владимирович КофтинВ течение многих лет в структуре лаборатории функционирует стерилизационный блок, который обеспечивает возможность работы со стерильным материалом другим подразделениям института. За данное направление работы лаборатории отвечают ведущий инженер – Маркина Любовь Николаевна и ведущий инженер Кофтин Олег Владимирович.

Участие в редакционных коллегиях научных журналов:
С 2007 г. вед. н.с., д.б.н. Гулий О.И. является рецензентом журнала «Letters in Applied Microbiology».
С 2013 вед. н.с., д.б.н. Гулий О.И. состоит в Senior Editorial Board (SEB) Member of the American Journal of Current Microbiology
С 2015 г. вед. н.с., д.б.н. Гулий О.И. состоит в редакционной коллегии журнала «Научная жизнь»

Международное сотрудничество
Одним из важных вопросов современной жизни является борьба с террористическими угрозами, в том числе с биотерроризмом. Международное научное сотрудничество позволяет объединить усилия ученых из различных стран для создания систем предупреждения террористических атак. Для развития международной кооперации в Мадриде 26-29 мая 2004 года было организовано рабочее совещание НАТО-Россия «Защита от биотеррора: технологии детекции, стратегии реализации и коммерческие возможности» (NATO Advanced Research Workshop “Defense against Bioterror: Detection Technologies, Implementation Strategies and Commercial Opportunities”).
3-6 Сентября 2006 в Брно (Чехия) был проведен NATO-Russia advanced reseach workshop “Commercial and pre-commercial cell detection technologies for defence against bioterror – technology, market and society.
Продолжается сотрудничество с научным руководителем фирмы EloSystems GbR (Берлин, Германия) д.т.н. В.Д. Буниным.
В рамках межакадемического обмена между РАН и Национальной академией наук Украины проводятся совместные исследования с сотрудниками Института микробиологии и вирусологии имени Д.К. Заболотнева НАН Украины.

Научное сотрудничество с российскими учеными
Продолжаются совместные работы с сотрудниками лаборатории физической акустики Саратовского филиала Федерального государственного бюджетного учреждения науки Институте радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова (г. Саратов).

Гранты
Сотрудникам лаборатории Н.А. Хоркиной и О.И. Гулий было присвоено звание «Соросовский аспирант». О.И. Гулий является победителем конкурса «Лучшие ученые РАН: кандидаты и доктора наук за 2004 год» по специальности «биология».
В 2005 году Гулий О.И. получила медаль и премию Европейской Академии наук для молодых ученых по специальности «Биология».
Исследования, проводимые в лаборатории, поддерживались двумя грантами Президента РФ для молодых докторов наук, грантом Президента РФ для молодых кандидатов наук, грантом фонда содействия отечественной науки для молодых докторов наук, двумя грантами фонда содействия отечественной науки для молодых кандидатов наук, грантами РФФИ, CRDF, НАТО и др.
В 2013-2013 гг. сотрудниками лаборатории был выигран Грант Министерства образования и науки РФ (исследования, проводимые под руководством приглашенного ученого), (соглашение №8852 от 14 ноября 2012 года), тема проекта «Разработка методологии и приборного обеспечения электрооптического анализа вирусов микроорганизмов». Руководитель гранта, приглашенный ученый, д.т.н. Бунин В.Д. В ходе практической реализации проекта подготовлена теоретическая и экспериментальная база для работы с бактериофагами, которая включает в себя отработку методик получения вирусных частиц и получение в препаративных количествах фаговых миниантител и поликлональных кроличьих антител к выделенным бактериофагам. Отработан морфологический контроль вирусных частиц и комплексов с помощью электронной микроскопии, как контрольного метода для аттестации результатов электрооптических измерений бактериофагов и их комплексов с клетками. Разработан метод электрооптической детекции субмикронных частиц и анализа взаимодействия бактериофаг-клетка. Для этого осуществлен переход от электрооптического анализа микронных объектов к электрооптическому анализу субмикронных объектов. Результаты НИР могут быть использованы: для изучения процессов инфицирования микробных клеток бактериофагами; разработки нового метода детекции бактериофагов с помощью метода электрооптического анализа; для разработки метода детекции бактериофагов в присутствии других вирусов и клеток посторонних микроорганизмов с использованием метода электрооптического анализа. В результате выполнения проекта разработаны и переданы в ИБФРМ РАН 2 новых прототипа электрооптических анализаторов лабораторного типа EloAnalyser и EloNanoAnalyser (производства EloSystem GbR, Berlin, Germany). Новые устройства не имеют мировых аналогов.

Подготовка научных кадров
В 2001 г. – защита кандидатской диссертации Гулий Ольги Ивановны на тему «Определение фосфорорганических нитроароматических инсектицидов с помощью респираторной активности микробных клеток»
2002 г. – защита кандидатской диссертации Гречкиной Елены Владимировны на тему «Респираторная активность микробных клеток по отношению к н-алканам и нефтям»
2006 г. Гулий Ольга Ивановна успешно защитила докторскую диссертацию «Электрооптический анализ микробных клеток для изучения метаболической активности клеток и их детекции».
В 2012 г. Караваева О.А. защитила кандидатскую диссертацию на тему «Детекция бактерий рода Azospirillum с помощью бактериофагов, выделенных из Azospirillum brasilense штаммов Sp7 и SR75».
В 2013 г. Макарихина С.С. защитила кандидатскую диссертацию на тему «Выделение бактериофагов из бактерий Azospirillum lipoferum Sp59b и SR65 и их детекция методами электрофизического анализа»
В 2016 г. планируется защита кандидатской диссертации аспиранта Саратовского государственного университета им. Н.Г. Чернышевского Павлий С.А., который выполняет работу на базе лаборатории

Педагогическая деятельность
С 2012 г. вед. н.с., д.б.н. Гулий О.И. совмещает научную работу с работой в должности профессора кафедры микробиологии и химии ФГБОУ ВПО «Саратовский государственный аграрный университет им. Н.И. Вавилова
В работе лаборатории активное участие принимают студенты и аспиранты биологического факультета Саратовского госуниверситета им. Н.Г. Чернышевского. В рамках Учебно-научного центра в лаборатории ведутся исследовательские работы по подготовке курсовых и дипломных работ студентов СГУ им. им. Н.Г. Чернышевского

Представление материалов на конференциях
Сотрудники лаборатории неоднократно представляли результаты исследований на российских и международных конференциях в форме устных и стендовых докладов.

Разработки лаборатории защищены патентами
Патент РФ №2103366 от 27.01.98. Способ определения ферментативной активности биокатализаторов / Игнатов О.В., Хоркина Н.А., Щеголев С.Ю., Игнатов В.В. Приоритет от 25.06.96 г.
Патент РФ №2112978 от 10.06.98. Способ определения нитрилов алифатических карбоновых кислот с углеводородной цепью С1-С4 в водных растворах / Рогачева С.М., Игнатов О.В., Игнатов В.В. Приоритет от 6.01.97 г.
Патент РФ №2175352. Способ определения концентрации инсектицида метафоса и продукта гидролиза фосфорорганических нитроароматических инсектицидов пара-нитрофенола в водной среде / Гулий О.И., Игнатов О.В., Щербаков А.А., Игнатов В.В. За-явл. 11.05.2000. Опубл. 27.10.2001. Бюл. № 30.

Основные публикации за 2005-2015 гг.