Адрес e-mail:

Лаборатория теоретических и компьютерных исследований макромолекул и геномов

Лаборатория теоретических и компьютерных исследований биологических макромолекул и геномов является междисциплинарной лабораторией в рамках Центра изучения молекулярных механизмов старения МФТИ, работа которой сфокусирована на различных проблемах в области биоинформатики и вычислительной биологии. Также лаборатория предоставляет вычислительные ресурсы и поддержку другим лабораториям Центра.


Руководитель лаборатории, профессор Франсиско Родригес-Валера, является пионером в области метагеномной сборки микробных геномов (MAG) и одним из ведущих мировых ученых в области систематики и молекулярной биологии архей.


Нашими приоритетными задачами являются:


- Функциональная аннотация метагеномных наборов данных и поиск белков, которые могут быть использованы в биотехнологии и медицине. В частности, выявление новых родопсинов с уникальными свойствами, позволяющими использовать их в качестве оптогенетических средств.

- Изучение взаимосвязи между первичной аминокислотной последовательностью GPCR и микробных родопсинов и их структурными и функциональными особенностями с использованием методов машинного обучения и молекулярного моделирования.

- Изучение механизмов точного распознавания клеток-хозяев вирусами и реконструкция молекулярных моделей белковых комплексов, ответственных за этот процесс.

- Разработка подходов для крупномасштабного моделирования молекулярной динамики и интегративного моделирования крупных биомолекулярных комплексов, в частности, для построения реалистичных моделей мембранных рецепторов эу- и прокариот, а также для моделирования их специфического липидного окружения.

- Виртуальный скрининг низкомолекулярных лигандов GPCR и компьютерный дизайн лекарств. Разработка и применение методов машинного обучения для прогнозирования различных физико-химических и медико-химических свойств низкомолекулярных соединений.


Помимо тесной интеграции с другими лабораториями Центра, наша лаборатория также сотрудничает с исследовательскими группами из Московского государственного университета им. М. В. Ломоносова, Университета Мигеля Эрнандеса (Испания), Института биоорганической химии РАН.

Публикации 2020 г.

1. Viral rhodopsins 1 are an unique family of light-gated cation channels; Dmitrii Zabelskii, Alexey Alekseev, Kirill Kovalev, Vladan Rankovic, Taras Balandin, Dmytro Soloviov, Dmitry Bratanov, Ekaterina Savelyeva, Elizaveta Podolyak, Dmytro Volkov, Svetlana Vaganova, Roman Astashkin, Igor Chizhov, Natalia Yutin, Maksim Rulev, Alexander Popov, Ana-Sofia Eria-Oliveira, Tatiana Rokitskaya, Thomas Mager, Yuri Antonenko, Riccardo Rosselli, Grigoriy Armeev, Konstantin Shaitan, Michel Vivaudou, Georg Büldt, Andrey Rogachev, Francisco Rodriguez-Valera, Mikhail Kirpichnikov, Tobias Moser, Andreas Offenhäusser, Dieter Willbold, Eugene Koonin, Ernst Bamberg & Valentin Gordeliy. Nature Communications (12.121) doi: 10.1038/s41467-020-19457-7

2. The evolutionary success of the marine bacterium SAR11 analyzed through a metagenomic perspective. López-Pérez M., Haro-Moreno J.M., Coutinho F.H., Martinez-Garcia M., Rodriguez-Valera F. mSystems DOI: 10.1128/mSystems.00605-20

3. Genomic Comparison and Spatial Distribution of Different Synechococcus Phylotypes in the Black Sea. Di Cesare A., Dzhembekova N., Cabello-Yeves P.J., Eckert E.M., Slabakova V., Slabakova N., Peneva E., Bertoni R., Corno G., Salcher M.M., Kamburska L., Bertoni F., Rodriguez-Valera F., Moncheva S., Callieri C. Frontiers in Microbiology. Doi: 10.3389/fmicb.2020.01979

4. Microorganisms of Lake Baikal—the deepest and most ancient lake on Earth. Zemskaya T.I., Cabello-Yeves P.J., Pavlova O.N., Rodriguez-Valera F. Applied Microbiology and Biotechnology. Doi: 10.1007/s00253-020-10660-6

5. Microbiome of the deep Lake Baikal, a unique oxic bathypelagic habitat. Cabello-Yeves P.J., Zemskaya T.I., Zakharenko A.S., Sakirko M.V., Ivanov V.G., Ghai R., Rodriguez-Valera F. Limnology and Oceanography. Doi: 10.1002/lno.11401

6. Alteromonas myovirus v22 represents a new genus of marine bacteriophages requiring a tail fiber chaperone for host recognition. Gonzalez-Serrano R., Dunne M., Rosselli R., Rosselli R., Martin-Cuadrado A.-B., Grosboillot V., Zinsli L.V., Roda-Garcia J.J., Loessner M.J., Rodriguez-Valera F., Rodriguez-Valera F. mSystems https://msystems.asm.org/content/5/3/e00217-20

7. Ecogenomics of the SAR11 clade. Haro-Moreno J.M., Rodriguez-Valera F., Rosselli R., Martinez-Hernandez F., Roda-Garcia J.J., Gomez M.L., Fornas O., Martinez-Garcia M., López-Pérez M. Environmental Microbiology. Doi: 10.1111/1462-2920.14896

8. High-resolution structural insights into the heliorhodopsin family. Kovalev K., Volkov D., Astashkin R., Alekseev A., Gushchin I., Haro-Moreno J.M., Chizhov I., Siletsky S., Mamedov M., Rogachev A., Balandin T., Borshchevskiy V., Popov A., Bourenkov G., Bamberg E., Rodriguez-Valera F., Büldt G., Gordeliy V. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America doi: 10.1073/pnas.2003117117

9. Uncovering a hidden diversity: Optimized protocols for the extraction of dsDNA bacteriophages from soil.Göller P.C., Haro-Moreno J.M., Rodriguez-Valera F., Loessner M.J., Gómez-Sanz E. Microbiome. Doi: 10.1186/s40168-020-0795-2

10. Metagenome mining reveals hidden genomic diversity of pelagimyophages in aquatic environments. Zaragoza-Solas A., Rodriguez-Valera F., López-Pérez M. mSystems doi: 10.1128/mSystems.00905-19

11. Molecular mechanism of light-driven sodium pumping. Kovalev, K., Astashkin, R., Gushchin, I., Orekhov, P., Volkov, D., Zinovev, E., Marin, E., Rulev, M., Alekseev, A., Royant, A., Carpentier, P., Vaganova, S., Zabelskii, D., Baeken, C., Sergeev, I., Balandin, T., Bourenkov, G., Carpena, X., Boer, R., Maliar, N., Borshchevskiy, V., Büldt, G., Bamberg, E., Gordeliy, V. Nature Communications. Doi: 10.1038/s41467-020-16032-y

12. Cationic Antiseptics Facilitate Pore Formation in Model Bacterial Membranes.Kholina, E.G., Kovalenko, I.B., Bozdaganyan, M.E., Strakhovskaya, M.G., Orekhov, P.S. Journal of Physical Chemistry B. https://doi.org/10.1021/acs.jpcb.0c07212

13. Sensor histidine kinase narq activates via helical rotation, diagonal scissoring, and eventually piston-like shifts. Gushchin, I., Orekhov, P., Melnikov, I., Polovinkin, V., Yuzhakova, A., Gordeliy, V. International Journal of Molecular Sciences. Doi: https://doi.org/10.3390/cryst10030149

14. Lipid dynamics in nanoparticles formed by maleic acid-containing copolymers: EPR spectroscopy and molecular dynamics simulations. Colbasevici, A., Voskoboynikova, N., Orekhov, P.S., Bozdaganyan, M.E., Karlova, M.G., Sokolova, O.S., Klare, J.P., Mulkidjanian, A.Y., Shaitan, K.V., Steinhoff, H.-J. Biochimica et Biophysica Acta – Biomembranes. https://doi.org/10.1016/j.bbamem.2020.183207

15. Radioprotectors. org: An open database of known and predicted radioprotectors. Aliper, A.M., Bozdaganyan, M.E., Sarkisova, V.A., Veviorsky, A.P., Ozerov, I.V., Orekhov, P.S., Korzinkin, M.B., Moskalev, A., Zhavoronkov, A., Osipov, A.N. Aging. Doi: 10.18632/AGING.103815

16. Using a viral 2A peptide-based strategy to reconstruct the bovine P450scc steroidogenic system in S. cerevisiae: Bovine P450scc system expression using 2A peptides. Efimova, V. S., Isaeva, L. V., Orekhov, P. S., Bozdaganyan, M. E., Rubtsov, M. A., & Novikova, L. A. Journal of Biotechnology. https://doi.org/10.1016/j.jbiotec.2020.10.028

17. Environmental and dynamic effects explain how nisin captures membrane-bound lipid II. Panina, I., Krylov, N., Nolde, D., Efremov, R., Chugunov, A. Scientific Reports DOI: 10.1038/s41598-020-65522-y

18. Complex approach for analysis of snake venom α-neurotoxins binding to HAP, the high-affinity peptide. Kudryavtsev, D.S., Tabakmakher, V.М., Budylin, G.S., Egorova, N.S., Efremov, R.G., Ivanov, I.A., Belukhina, S.Y., Jegorov, A.V., Kasheverov, I.E., Kryukova, E.V., Shelukhina, I.V., Shirshin, E.A., Zhdanova, N.G., Zhmak, M.N., Tsetlin, V.I. Scientific Reports DOI: 10.1038/s41598-020-60768-y

19. Dimeric states of transmembrane domains of insulin and IGF-1R receptors: Structures and possible role in activation. Kuznetsov, A.S., Zamaletdinov, M.F., Bershatsky, Y.V., Urban, A.S., Bocharova, O.V., Bennasroune, A., Maurice, P., Bocharov, E.V., Efremov, R.G. Biochimica et Biophysica Acta – Biomembranes doi: 10.1016/j.bbamem.2020.183417

20. Probing temperature and capsaicin-induced activation of TRPV1 channel via computationally guided point mutations in its pore and TRP domains. Lubova, K.I., Chugunov, A.O., Volynsky, P.E., Trofimov, Y.A., Korolkova, Y.V., Mosharova, I.V., Kozlov, S.A., Andreev, Y.A., Efremov, R.G. International Journal of Biological Macromolecules. Doi: https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2020.04.239

21. Tuning of molecular electrostatic potential enables efficient charge transport in crystalline azaacenes: A computational study. Sosorev, A., Dominskiy, D., Chernyshov, I., Efremov, R. International Journal of Molecular Sciences. https://doi.org/10.3390/ijms21165654

22. Sevanol and its analogues: Chemical synthesis, biological effects and molecular docking. Belozerova, O.A., Osmakov, D.I., Vladimirov, A., Koshelev, S.G., Chugunov, A.O., Andreev, Y.A., Palikov, V.A., Palikova, Y.A., Shaykhutdinova, E.R., Gvozd, A.N., Dyachenko, I.A., Efremov, R.G., Kublitski, V.S., Kozlov, S.A. Pharmaceuticals DOI: 10.3390/ph13080163

23. Tuning Scorpion Toxin Selectivity: Switching From K<inf>V</inf>1.1 to K<inf>V</inf>1.3. Gigolaev, A.M., Kuzmenkov, A.I., Peigneur, S., Tabakmakher, V.M., Pinheiro-Junior, E.L., Chugunov, A.O., Efremov, R.G., Tytgat, J., Vassilevski, A.A. Frontiers in Pharmacology DOI: 10.3389/fphar.2020.01010

24. Structure of Supramers Formed by the Amphiphile Biotin-CMG-DOPE. Zalygin, A., Solovyeva, D., Vaskan, I., Henry, S., Schaefer, M., Volynsky, P., Tuzikov, A., Korchagina, E., Ryzhov, I., Nizovtsev, A., Mochalov, K., Efremov, R., Shtykova, E., Oleinikov, V., Bovin, N. ChemistryOpen https://doi.org/10.1002/open.201900276

25. Impact of external amino acids on fluorescent protein chromophore biosynthesis revealed by molecular dynamics and mutagenesis studies. Pakhomov, A.A., Frolova, A.Y., Tabakmakher, V.M., Chugunov, A.O., Efremov, R.G., Martynov, V.I. Journal of Photochemistry and Photobiology B: Biology https://doi.org/10.1016/j.jphotobiol.2020.111853

26. Transmembrane Peptides as Inhibitors of Protein-Protein Interactions: An Efficient Strategy to Target Cancer Cells? Albrecht, C., Appert-Collin, A., Bagnard, D., Blaise, S., Romier-Crouzet, B., Efremov, R.G., Sartelet, H., Duca, L., Maurice, P., Bennasroune, A. Frontiers in Oncology DOI: 10.3389/fonc.2020.00519

27. Antibacterial activity of cardiotoxin-like basic polypeptide from cobra venom. Dubovskii, P.V., Ignatova, A.A., Feofanov, A.V., Utkin, Y.N., Efremov, R.G. Bioorganic and Medicinal Chemistry Letters https://doi.org/10.1016/j.bmcl.2019.126890


Если вы заметили в тексте ошибку, выделите её и нажмите Ctrl+Enter.

© 2001-2021 Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)

Противодействие коррупции | Сведения о доходах

Политика обработки персональных данных МФТИ

Техподдержка сайта | API

Использование новостных материалов сайта возможно только при наличии активной ссылки на https://mipt.ru

МФТИ в социальных сетях