Научные направления кафедры генетики

Первые научно-исследовательские работы на кафедре генетики и дарвинизма Мордовского университета были выполнены в 60-е годы, посвященные разработке теории и методов экспериментального мутагенеза. На различных видах растений исследовалась эффективность как традиционно применяемых, так и новых биологически активных индукторов изменчивости, в числе которых мутагены физической и химической природы, в частности гамма-излучения, коронные разряды, алкилирующие соединения и биопрепараты. При чем среди них особый интерес представляют алколойдосодержащие и другие биопрепараты, способные у растений индуцировать различные изменения, в том числе ценные для практической селекции. Вместе с тем они безопасны в экологическом отношении, не загрязняют окружающую среду. С помощью разработанных методов экспериментального мутагенеза получена большая коллекция измененных растений люпина и проса, отдельные из которых перспективны для возделывания на территории Мордовии. В их составе скороспелые, устойчивые к неблагоприятным условиям произрастания и другие. С целью создания исходного материала для селекции на кафедре генетики были начаты исследования по разработке методов клеточной инженерии. В течение многих лет ведутся исследования мутагенного действия различных видов загрязнений окружающей среды. В реализации эффекта генотоксичности определена доминирующая роль тяжелых металлов, распространенных на территории Мордовии загрязнителей окружающей среды. В результате отработаны методы оценки уровня загрязненности по тесту хромосомных аберраций с использованием в качестве тест объектов лука-батуна (Allium fistulosum), плодовой мушки (Drosophila melanogaster), костного мозга мышей и культуры лимфоцитов периферической крови человека.

В настоящее время научно-исследовательская деятельность кафедры ведется по нескольким направлениям: «Молекулярные механизмы регуляции генетических процессов в норме и патологии», «Эколого-генетическая характеристика живых организмов», «Анализ мутаций в ключевых генах, определяющих развитие социально-значимых заболеваний», «Маркерная селекция: анализ мутаций, отягощающих генотип свиней разных пород», «Генетическая инженерия прокариот и получение новых штаммов микроорганизмов с заданными свойствами». Кроме того, кафедрой проводятся научные исследования по методике преподавания биологии и генетических дисциплин. В научно-исследовательскую деятельность внедрены современные методы молекулярно-генетического и цитогенетического анализа, позволяющие анализировать на молекулярном уровне, как генотип, так и фенотип. Изучается роль липидов в регуляции генетических процессов (апоптоза, транскрипции генов и других). Приоритетными стали исследования полиморфизма ДНК, выявление однонуклеотидных замен, лежащих в основе различных заболеваний у людей, выявление точечных мутаций у сельскохозяйственных животных, генетическое тестирование микроорганизмов, с целью выявления новых штаммов, экологическая сертификация и выявление геномодифицированных продуктов.

Продолжена разработка методов тестирования загрязнений окружающей среды с применением модельных тест-систем (лук-батун, лимфоциты человека, половые и соматические клетки моллюсков и др.), позволяющих выявлять и анализировать механизмы различных типов хромосомных аберраций. Проводятся эколого-генетическое тестирование, направленное на выяснение механизмов нарушения генотипов популяций, обитающих в экологически измененных условиях, а также медико-генетические исследования, направленные на анализ спектра и частоты наследственных заболеваний.

В настоящее время научно-исследовательская деятельность кафедры ведется по нескольким направлениям: «Молекулярные механизмы регуляции генетических процессов в норме и патологии», «Эколого-генетическая характеристика живых организмов», «Анализ мутаций в ключевых генах, определяющих развитие социально-значимых заболеваний», «Маркерная селекция: анализ мутаций, отягощающих генотип свиней разных пород», «Генетическая инженерия прокариот и получение новых штаммов микроорганизмов с заданными свойствами». Кроме того, кафедрой проводятся научные исследования по методике преподавания биологии и генетических дисциплин. В научно-исследовательскую деятельность внедрены современные методы молекулярно-генетического и цитогенетического анализа, позволяющие анализировать на молекулярном уровне, как генотип, так и фенотип. Изучается роль липидов в регуляции генетических процессов (апоптоза, транскрипции генов и других). Приоритетными стали исследования полиморфизма ДНК, выявление однонуклеотидных замен, лежащих в основе различных заболеваний у людей, выявление точечных мутаций у сельскохозяйственных животных, генетическое тестирование микроорганизмов, с целью выявления новых штаммов, экологическая сертификация и выявление геномодифицированных продуктов.

Продолжена разработка методов тестирования загрязнений окружающей среды с применением модельных тест-систем (лук-батун, лимфоциты человека, половые и соматические клетки моллюсков и др.), позволяющих выявлять и анализировать механизмы различных типов хромосомных аберраций. Проводятся эколого-генетическое тестирование, направленное на выяснение механизмов нарушения генотипов популяций, обитающих в экологически измененных условиях, а также медико-генетические исследования, направленные на анализ спектра и частоты наследственных заболеваний.

В настоящее время при кафедре генетики функционируют Научно-технический центр «ДНК-диагностики и генной инженерии» , лаборатории «ПЦР-анализа», «Молекулярной генетики и генной инженерии», «Цитогенетики», «Экологической генетики», «Дрозофильного практикума». На их основе ведутся занятия по общим и специальным курсам, выполняется научно-исследовательская работа.

Проводились исследования по грантам РФФИ и Министерства образования Российской Федерации по темам «Мембранные белки - компоненты рецепторного комплекса (SNARE - комплекса) для белка, связывающегося с фактором, чувствительным к N-этилмалеимиду: особенности их участия в селекционном экзоцитозе внутриклеточных гранул нейтрофилов человека», «Исследование мембранных белков - медиаторов экзоцитоза в нейтрофилах человека» (руководитель С.М. Набокина). По гранту «Интеграция» Минобразования работала по теме «Исследование влияния эндотоксинов на апоптоз перитонеальных макрофагов в ходе стажировки в Институт Фундаментальных проблем биологии РАН» О.Н.Аксенова, также ею был получен вузовский грант.

Ромашкиной М.В. получен стажерский грант в Институте общей генетики РАН "Геногеографическое изучение финно-угорских и тюркских популяций Центральной России» (совместно с Медико-генетическим центром РАМН). Лопуховой Е.Н. и Трофимовым А.В. получен грант по программе У.М.Н.И.К. «Участник молодежного научно-инновационного конкурса» на тему «Биотехнология повышения физиологической активности сперматозоидов млекопитающих invitro».

На базе кафедры генетики Мордовского университета проведено несколько межвузовских научных семинаров и симпозиумов, посвященных актуальным вопросам экспериментального мутагенеза и биофизики, в работе которых приняли участие представители ведущих университетов и научных центров страны. Значимыми событиями для кафедры генетики являются проведение научно-практических конференций "Проблемы региональной генетики" (2009 г.), где была принята широкая и обоснованная программа по охране генофондов и генетическому тестированию загрязнений окружающей среды, «Генетико-биохимические аспекты современной биологии клетки» (2010 г.), а также региональная научно-практическая конференция «Современные генетические технологии в области медицины, биологии и ветеринарии» (2011 г.).

Сотрудниками кафедры ежегодно публикуют статьи в центральных изданиях и местной печати, участвуют в международных симпозиумах и конференциях, региональных конференциях. За период 2007-2013 г.г. сотрудниками кафедры опубликовано более 150 статей и тезисов, 7 монографий, 1 учебник, 26 учебных пособий и методических рекомендаций. Учебные пособия Контроль знаний по дисциплине «Генетика и селекция» (2011), «Практикум по генетике» (2007, 2009 гг.) изданы с грифом УМО.

За период 2007-2013 г.г. получено 4 патента на изобретения. Изданы сборники научных трудов «Генетико-биохимические аспекты современной биологии клетки» (2012 г.) «Проблемы региональной генетики», посвященные 75-летию со дня рождения профессора, доктора биологических наук Н.Ф. Санаева (2009 г.).

На базе кафедры генетики образованы:

  • Научно-образовательный центр «ДНК-диагностики и геномных исследований» 
  • Банк ДНК наследственных, мультифакториальных патологий и популяций Республики Мордовия
  • Лаборатория «Молекулярной генетики и клеточной биологии»
  • Лаборатория «Генной инженерии»

Направления научно-исследовательской деятельности:

  • культивирование клеток, получение мутаций и использование мутантных клеток в эксперименте;
  • анализ мутационной изменчивости, исследование полиморфизмов генов, располагающих к различным заболеваниям;
  • изучение молекулярных дефектов и нарушений метаболизма при различных заболеваниях;
  • компьютерное моделирование генетических процессов;
  • изучение экспрессивной активности генов в норме и при патологии;
  • экологическая сертификация (выявление генетически модифицированных источников, анализ генотоксичности факторов окружающей среды и т.п.);
  • генетическая инженерия прокариот. Получение новых штаммов микроорганизмов с заданными свойствами;
  • маркерная селекция: анализ мутаций, влияющих на хозяйственно-полезные признаки свиней и крупного-рогатого скота.