Ақуыз және нуклеин қышқылдарының зертханасы

Зертхананың тарихи негіздері

Ақуыз және нуклеин қышқылдарының зертханасы 1968 жылы құрылған.

АНҚЗ және молекулалық биология және биохимия институтының негізін қалаған – академик Мұрат Әбенұлы Айтхожин  (1983 ж.)

1988 жылдан бастап зертхана меңгерушісі, биология ғылымдарының докторы, профессор Б.Қ.. Искаков.


Искаков Булат Кудайбергенович

1979 жылы жас ғалымдар тобының мүшесі ретінде ғылым мен техника саласында Б.Қ. Искаков Ленин комсомол сыйлығының лауреаты атанды. 1997 жылы Б.Қ. Искаков М.В. Ломоносов атындағы Мәскеу мемлекеттік университетінің диссертациялық кеңесінде 03.00.03 «молекулалық биология» мамандығы бойынша «өсімдіктерде молекулалық механизмдерін зерттеу және ақуыз биосинтезінің реттеу» тақырыбына докторлық диссертациясын қорғады. 2002 жылы Б.Қ. Искаков «Биология» мамандығы бойынша профессор атағы берілді.

Б.Қ. Искаков жетекшілігімен Қазақстанда тұңғыш рет құрғақшылыққа төзімді трансгендік өсімдіктерді (картоп, темекі) алуға арналған биотехнологиясы құрып жетілдірілді және де мәнсіз РНҚ мен РНҚ-интерференция қолдана отырып, фитопатогендік вирустарға төзімді өсімдіктерді тапты. Алғаш рет өсімдіктердің жасушаларында, жануарлар жасушаларына қарағанда, ақуыз факторлары қатысуынсыз трансляция бастай алатын белгілі бір трансляциялық бақылау механизмдері жұмыс істейтіні анықталды.

1994 жылдан бастап 2004 жылға дейін Б.Қ. Искаков INTAS, US AID, INCO COPERNICUS, Royal Society, SCOPUS шетелдік қорларының грантымен қаржыландырылатын көптеген халықаралық жобаларда ғылыми-зерттеулік жұмыстарды басқарды. Бұл жобалар Швейцария, Германия, Ұлыбритания, Ресей және Израиль ғалымдарымен бірге табысты түрде жүзеге асырылды. Б.Қ. Искаков – 200-ден астам жарияланымдардың авторы. Оның қалыпты жағдайда және қоршаған ортаны қолайсыз факторлардың әсерінен өсімдіктердің трансляция реттеудің молекулалық механизмдерінің іргелі зерттелуі халықаралық стандарттар талаптарына сәйкес келеді. Бұл туралы FEBS Letters; Biochimica et Biophysica Acta; European Journal of Biochemistry; Biochimie; Plant Science; Nucleic Acids Research; Молекулалық биология; Биохимия; Өсімдіктер физиологиясы; Биополимерлер және жасушалар халықаралық ғылыми журналдардағы жарияланымдар анық айқындайды. Көптеген халықаралық конференцияларда Б.Қ. Искаков қонақ ретінде сөйлейген, Хирша индексі (h-индексі)  бойынша – 5 және 120-дан астам дәйексөз бар.

Әл-Фараби атындағы ҚазҰУ-де дәріс курсын, сондай-ақ молекулалық биология және генетика кафедрасында арнайы курстарын оқиды.

«Генетикалық инженерия» бойынша  үлгілік оқу жоспарын құрып, 1998 жылдан бастап қазіргі уақытқа дейін әл-Фараби атындағы Қазақ ұлттық университетінің биология және биотехнология факультетінің студенттерін осы курсты және тағы басқа курстарды молекулалық биология және генетика кафедрасында үйретеді. Б.Қ. Искаков жетекшілігімен 6 кандидаттық диссертация, 1 докторлық және 1 PhD диссертация қорғалды және де PhD докторанттарының жетекшілері болып табылады.


Ұжымның құрамы – 15 адам; биология ғылымдарының докторы – 1; биология ғылымдарының кандидаты – 5; PhD докторы – 1; магистрлер – 5; PhD докторант – 1; 35 жасқа дейінгі ғалымдар саны – 6. АНҚЗ зерттеушілерінің тобы жоғары теориялық және әдістемелік деңгейге ие. Әлемдік деңгейдегі ғылыми зерттеулерді қамтамасыз ету үшін, молекулалық биология бойынша жетекші орталықтарда, оның ішінде Швейцарияда, Ұлыбританияда, Израильде, Германияда, Францияда және Венгрияда тағылымдамадан өтетін ғылыми қызметкерлерді тәжірибеден өту бойынша үлкен жұмыс жүргізілді.

Б.Қ. Искаковтың басшылығымен ғылыми мектептің бағыттары мен тақырыптары бойынша жоғары білікті мамандарды даярлау саласында 6 қызметкер, 1 ғылым докторы және 1 философия докторы PhD докторлық диссертациялар қорғалды.


Зерттеудің негізгі бағыттары:;

  • өсімдіктердегі ақуыз биосинтезінің молекулалық механизмдерін және реттелуін зерттеу;
  • 18S рРНҚ дискретті фрагментациялауымен трансляцияның ақуызды факторларының реттеу механизмдерін зерттеу;
  • трансляцияның тиімділігін анықтайтын мРНҚ құрылымдық элементтерін зерттеу;
  • өсімдік вирусының геномының құрылымы мен экспрессиясын зерттеу, РНҚ- интерференциясы;
  • фитопатогенді вирустарға (PVY, PVM, PVS) және теріс экологиялық факторларға (құрғақшылық, тұздану, төтенше температура) төзімді трансген өсімдіктерін өндіру;
  • рекомбинантты вакциналарды, медициналық мақсаттар үшін ақуыздарды шығаратын трансгенді өсімдіктерді өндіру.

Ғылыми-зерттеу жобалар (2018-2020 жж.)

AP05130800 жобасы «Бактериялық және өсімдіктер гендерінің экспрессия жүйелері үшін әмбебап трансляция күшейткіштерді анықтау және зерттеу», жетекшісі – биология ғылымдарының кандидаты А.В. Жигайлов.

AR05131133 жобасы «Вируспен өсімдіктің арақатынасын зерттеу және вирус материалды оңалту мақсатында, ие жасушаларының РНҚ-интерференциясын төмендететін картофельдің S вирусының белоктарын айқындау», жетекшісі – биология ғылымдарының кандидаты О.В. Карпова.

AP05132066 жобасы «Транспластомды өсімдіктерде  қой  шешек вирусының рекомбинантты антигендері экспрессиясының технологиясын жасау», жетекшісі – биология ғылымдарының кандидаты Г.Э. Станбекова.

Зерттеу әдістері

Рекомбинантты гендерді экспрессациялауға мүмкіндік беретін құрылым құру үшін молекулалық биология және генетикалық инженерия әдістері.

РОТ-ПТР, in vitro-мутагенез әдісімен амплификациялау, ПАА-гельдің электрофорезі мен радиоавтографиясын бөлу және талдау, спецификалық антиденелерді пайдалана отырып иммуноблотинг.

Зертхананың ғылыми жетістіктері

  1. Алғаш рет peIF2 өсімдіктерін GDP (KdGDP= 150 nM) трансляциялауға бастамашылық факторының ұқсастығы оның GTP (KdGTP = 1500 nM) ұрпағынан тек 10 есе артық екендігі көрсетілген, ал сүтқоректілер жасушаларынан (meIF2) ұқсас фактор үшін 100 есе және одан көп. Бірінші рет, өсімдіктердің peIF2 факторында  GDP GTP-ге айырбасталуы гуанилдік нуклеотидтермен алмасу үшін міндетті болып табылатын eIF2B қосымша факторының қатысуынсыз орын алуы мүмкін екендігі айтылды. Біріншіден, өсімдік жасушаларында peIF2 факторында GDP GTP-ге айырбасталуы, peIF2 факторы фосфорилирленген немесе жоқ екеніне қарамастан болуы мүмкін. Басылым: Shaikhin S.M., Smailov S.K., Lee A.V., Kozhanov E.V., Iskakov B.K. (1992) Biochimie, V. 74, P. 447-454. Болашақта біздің нәтижелеріміз бен тұжырымдарымыз басқа зерттеу топтарының жұмыстарында толығымен расталған және одан кейін өсімдіктердің ақуызды синтезі туралы барлық ғылыми шолулар мен мақалаларда келтірілген. (IF 3.188; Times Cited 17)
  2. Алғаш рет өсімдіктер жасушаларында фосфопротеинкиназа жоқ екендігі, 2 (peEF2) трансляция элонгациясының ерекше фосфорилизациялаушы ақуыздық факторы бар болғаны анықталды. Бұл деректер жануарларға қарағанда өсімдіктерде кері фосфорлану арқылы peEF2 трансляциясын элонгациялаудың негізгі элонгация факторының қызметін реттейтін тетігі жоқ екенін көрсетеді. Басылым:  Smailov S.K., Lee A.V., Iskakov B.K. (1993) FEBS Letters, V. 321, P. 219-223. Кейіннен біздің нәтижелеріміз бүкіл әлемде танылды және өсімдіктердің биосинтезі туралы ғылыми шолулар мен мақалаларда келтірілген. (IF 2.999; Times Cited 14)
  3. Түйе-тікенек (Alhagi kirgisorum S.) фенолдық қосылысының  – полипроантоцианиид (ППA) механизмі өсімдіктер мен жануарлардың ақуыз синтезінің ингибиторы ретінде алғаш рет зерттелді. 1-10 mМ шоғырлануы кезінде ППА арнайы eIF2 коэффициентіне байланысты және ақуыз синтезінің блоктауымен бірге жүретін белсенділікті тежейді. Осылайша, ППA эукариоттық жасушалардағы  трансляцияның инициациясының тетіктерін зерттеудің ыңғайлы құралы болып табылады. Препарат ППА бізге түрлі елдердің (АҚШ, Ұлыбритания) ғалымдарының ғылыми-зерттеу жұмыстары үшін берілген және жоғары бағаланды. Бұл жұмысқа проф. Р.М. Кунаеваның зертханасы және Ресей мен АҚШ ғалымдары қатысты. Нәтижелері 2 халықаралық журналдарда жарияланады: Smailov S.K., Mukhamedzhanov B.G., Lee A.V., Iskakov B.K., Denisenko O.N. (1991) FEBS Letters, V. 275, P. 99-101; (IF 2.999; Times Cited 8) Kudlicki W., Picking W., Kramer G., Hardesty B., Smailov S., Mukhamedzhanov B., Lee A., Iskakov B. (1991) European Journal of Biochemistry, V. 197, P. 623-629. (IF 4.530; Times Cited 5)
  4. Бидайдың ұрық жасушаларында тұңғыш рет 45S рибонуклеопротеин (РНП) кешендерін таптық және зерттедік. 45S РНП – кіші (40S) рибосомалық қосалқы бөлігінің, ақуызды трансляциялық инициаторлық факторлардың барын және РНП түріндегі  мРНҚ бар алдын-ала  трансляциялық инициаторлық кешендер болып табылатынын анықтады. 45S РНП кешендерінде біз алғаш рет 134 нуклеотидті ұзындығы бар жаңа шағын РНҚ (5.3S РНҚ) таптық. Бұл мақала халықаралық журналда жарияланды: Iskakov B.K., Madin K.I. (1994) Plant Science, V. 96, P. 99-108. (IF 3.712; Times Cited 4)
  1. Алғашқы рет трансляция басталған кезде өсімдік объектілері үшін 40S рибосомалық бөлімшесі үшін жаңа кэп-тәуелсіз мРНҚ байланыс механизмі орнатылды. Бұл механизм 18S рРНҚ-дағы орталық доменімен мРНҚ 5′-трансляцияланбаған дәйектілігінің (5′-НТП) қосымша өзара әрекеттесуінен тұрады. 18S рРНҚ осы аймағына 5′-НТП-дағы комплементарлылық деңгейін жоғарылату мРНҚ аудармасының тиімділігін бірнеше есеге арттыруына эксперименталды түрде дәлелденді. Нәтижелер тек қана іргелі, бірақ практикалық маңызы ғана емес, өйткені олар өте жоғары трансляциялық белсенділікпен жасанды түрде мРНҚ құруға мүмкіндік береді. Осындай жоғары белсенді мРНҚ құнды ақуыздар шығаратын трансгенді өсімдіктерді өндіру үшін гендік инженерияда, жасуша еркін ақуыз синтезі технологиясында қажет. 2 халықаралық жарияланған мақалалары жарияланды: Akbergenov R.Z., Zhanybekova S.S., Polimbetova N.S., Madin K.I., Hohn T., Iskakov B.K. (2003) Complementary interaction between the central domain of 18S rRNA and the 5’ untranslated region of mRNA enhances translation efficiency in plants. In: “Cell-Free Protein Expression”, James R. Swartz (Ed.), ISBN 3-540-05041-8, Springer Verlag Berlin Heidelberg New York, pp. 199-208. Akbergenov R.Z., Zhanybekova S.S., Kryldakov R.V., Zhigailov A., Polimbetova N.S., Hohn T., Iskakov B.K. (2004) ARC-1, a sequence element complementary to an internal 18S rRNA segment, enhances translation efficiency in plants when present in the leader or intercistronic region of mRNAs. Nucleic Acids Research, Vol. 32, No. 1, p. 239-247. (IF 11.237, Times Cited 63)
  2. 40S рибосомалық бидай ұрықтары суббөлшектерінде алғаш рет жаңа 5,3S РНҚ табылды және оның қасиеттері зерттелді. 5,3S РНҚ көлемі температураның төмендеуі жағдайында 5 есе артады. 5,3S РНҚ эндогендік нуклеаздардың әрекеті нәтижесінде пайда болатын 18S рРНҚ-да арнайы 5-фрагменті екендігі анықталды. Ресейлік және отандық журналдарда: Zhanybekova S., Polimbetova N., Nakisbekov N., Iskakov B. (1996) Biochemistry (Moscow), V. 61, P. 621-627; (IF 1.724, Times Cited 3), Полимбетова Н.С., Жаныбекова С.Ш., Ли А.В., Искаков Б.К. (1996) Физиология растений, Т. 43, С. 887-893; (IF 0.816)
  1. Фитопатогендік вирустарға, құрғақшылыққа және суыққа төзімді трансгенді өсімдіктерді алудың биотехнологиясы анықталды. Картоптың Y вирусының геномдық РНҚ-ның әртүрлі аймақтарын толтыратын мәнсіз РНҚ білдіретін трансгенді темекі және картоп өсімдіктері алынды. Трансгендік картоптың бірнеше желісі Қазақстан Республикасы Ауыл шаруашылығы министрлігінің картоп және көкөніс шаруашылығы институтына (НИИКОХ) тестілеуге жіберілді. Трансгендік картоптың көптеген желілері Y-вирусының картопына айтарлықтай қарсылық көрсетті және одан әрі іріктеу процесі үшін өте перспективалы деп танылды. РНҚ интервенциясын индукция арқылы PVY, PVM, PVS вирустарына көптеген қарсылықтары бар ГМ картоптары алынған.
  2. Трансгендік бактериялар мен өсімдіктерді өндіру үшін технологиялар табылды, сондай-ақ транспластомдық өсімдіктерге де, олар қой терісі препараттарына (SPPV) қарсы рекомбинантты вакцина ақуыздарын,  және медицинаға маңызды ақуыздарды (hAFP) өндіреді.

Show More
Close