II Международная научно-практическая конференция «БИОЛОГИЧЕСКИЕ ПРЕПАРАТЫ И ПРИЕМЫ БИОЛОГИЗАЦИИ В СОВРЕМЕННОМ ЗЕМЛЕДЕЛИИ»

29 ноября 2024г в рамках празднования 105-летия Института агробиотехнологий и землепользования Казанского государственного аграрного университета состоялась II Международная научно-практическая конференция, посвященная актуальным вопросам применения биологических препаратов и методов биологизации в современном сельском хозяйстве. Конференция организована в том числе на средства гранта «Генетическая технология селекции микроорганизмов и конструирования консорциумов на их основе для создания биопрепаратов в растениеводстве» (Соглашение № 075-15-2021-1395 от «25» октября 2021 г) при поддержке Министерства Науки и Высшего образования РФ, Министерства сельского хозяйства Российской Федерации, Министерства сельского хозяйства и продовольствия Республики Татарстан, а также Академии наук Республики Татарстан. В качестве организаторов выступили: Казанский государственный аграрный университет и ФИЦ Казанский Научный Центр РАН. Цель конференции — объединение ученых, практиков и представителей государственных структур для обсуждения современных тенденций и перспектив в области агрономии, защиты растений и использования биологических средств в сельском хозяйстве. Программа конференции включает пленарные заседания с участием ведущих экспертов из России и зарубежья, которые представят доклады по ключевым темам, таким как эндофитология, халяльное производство кормов, биологические методы контроля вредителей и микробиологизация сельского хозяйства. Важное внимание было уделено вопросам экологии и устойчивого развития агросистем. В конференции приняли участие ученые в области сельскохозяйственной биотехнологии, почвоведения, растениеводства и защиты растений Российской Федерации, Республики Беларусь, Малайзии, Республики Кыргызстан. Участники конференции обменялись опытом, представили результаты своих исследований и обсудили практические аспекты внедрения биологических технологий в агропроизводство.

 

Международная конференция BIOCON 2023

18-20 декабря 2023 в г. Альметьевск (Республика Татарстан) прошла международная конференция промышленной биотехнологии «BIOCON 2023», организованная Университетом ИТМО (г. Санкт-Петербург) при генеральной поддержке  ПАО «Татнефть».

Конференция посвящена новым трендам в области биотехнологий, в которой рассматривались принципы устойчивого развития сельского хозяйства и охраны окружающей среды, пищевой и фармацевтической промышленности, представлены достижения в области генетических и геномных исследований.

В ходе конференции выступили международные эксперты с пленарными докладами в стиле TED: Mirza HasanuzzamanBangladesh (hindex – 87); Meisam TabatabaeiMalaysia (hindex – 83); Amin Mousavi KhaneghahPoland (hindex – 70); Mukesh Kumar AwasthiChina (hindex – 76), а также молодые ученые, студенты и представители бизнеса в области биотехнологий. Более того, были организованы мероприятия для нетворкинга и культурного отдыха.

BIOCON – не просто конференция – это пространство для профессиональной реализации, новых знакомств, сотрудничества и обмена опытом между участниками. Это прекрасная возможность проявить себя и представить свое исследование.

Создание экспрессионных кассет генов

В лаборатории молекулярно-генетических и микробиологических методов идет выполнение проекта «Разработка рекомбинантного штамма на основе Pseudomonas putida PCL1760 для биокаталитической трансформации ароматических производных лигнина». (Соглашение № 075-15-2022-254 от 17.06.2022 г.). В результате выполнения проекта планируется получить генно-инженерные конструкции и штамм, созданный с использованием данных конструкций способный к утилизации производных метил-фенолов, которые возникают при разложении лигнина.

На настоящем этапе работ были созданы конструкции содержащие гены катаболизма катехола (Рис. 1). Данные конструкции были использованы для интеграции в геном штамма PCL1760 за счет гомологичной рекомбинации (Рис.2). А результате был получен штамм Pputida PCL6160 с интегрированными в хромосому генами утилизации катехола.


Рисунок 1. Примеры интегративных векторов с клонированными генами катаболизма катехола. Обе платформы сделаны на основе вектора pK18mobSacB.


Рисунок 2 – Двухступенчатая схема проведения эксперимента интеграции Ptacnah-оперона в состав хромосомальной ДНК штамма Pputida PCL1760.

4-й Российский Микробиологический Конгресс в Томске

24–29 сентября 2023 года в Томске успешно прошёл 4-й Российский Микробиологический Конгресс. Российское микробиологическое общество переживает свое очередное возрождение.

Стараниями организаторов Микробилогического конгресса, а именно Елизаветы Александровны Бонч-Осмоловской (Президент Межрегионального микробиологического общества, заведующая кафедрой микробиологии МГУ имени М.В. Ломоносова, заведующая отделом ФИЦ Биотехнологии РАН, член-корреспондент РАН, профессор, доктор биологических наук), Николая Викторовича Пименова (Заведующий лабораторией реликтовых микробных сообществ, заместитель директора по научной работе Федерального исследовательского центра «Фундаментальные основы биотехнологии» Российской академии наук, доктор биологических наук) и Ольги Викторовны Карначук (Заведующая кафедрой физиологии растений, биотехнологии и биоинформатики Томского Государственного Университета, доктор биологических наук, профессор) конгресс был великолепно организован, был представительным и очень научным.

Выбор города не случаен – Томск город с полумиллионным населением славится своими научными школами и высшими учебными заведениями, а природа этого сибирского города и архитектура украсили конгресс. В работе конгресса участвовало много казанцев. Мне доверили пленарный доклад на тему «Биологическая защита растений: от штаммов к консорциумам и далее к супрессивным почвам». Я также не забыл отправить почтовую открытку, и это вторая наша открытка.

Валидов Шамиль

Экспрессия наиболее активных ферментов CYP255A в E. coli

В лаборатории молекулярно-генетических и микробиологических методов идет выполнение проекта «Разработка рекомбинантного штамма на основе Pseudomonas putida PCL1760 для биокаталитической трансформации ароматических производных лигнина». (Соглашение № 075-15-2022-254 от 17.06.2022 г.). В результате выполнения проекта планируется получить генно-инженерные конструкции и штамм, созданный с использованием данных конструкций способный к утилизации производных метил-фенолов, которые возникают при разложении лигнина.

На данном этапе были проанализированы последовательности GcoA и AgcA, относящиеся к семейству О-деметилаз CYP255A. Дендрограмма родства отдельных представителей семейства представлена на Кластерирование показывает, что несмотря на несомненное общее происхождение GcoA и AgcA, различаются значительно, причем сходство между GcoA белками выше, чем между представителями AgcA белков.

Сходство последовательностей белков GcoA, AgcA и SyoA обуславливает их структурное сходство (см. рисунок 1).


Рисунок 1 – Структуры белков GcoA, AgcA и GcoA и AgcA наложены друг на друга. Голубым цветом обозначен GcoA, зелены цветом – AgcA, а молекула белка SyoA приведена в оранжевом цвете. Субстрат (гваякол) обозначен маджентой, а порфириновое кольцо нарисовано желтым цветом.

В результате проделанной работы были анализированы последовательности белков GcoA, AcgA SyoA из разных микроорганизмов показано их сходство как на уровне аминокислотных последовательностей, так и на уровне третичной структуры. Белки SyoA и SyoВ были экспрессированы, выделены и очищены в системе E. coli BL21 в объеме 10 мл каждый с концентрацией 16 мг/мл и 4,1 мг/мл соответственно. Определена специфичность полученного белка SyoA. Показана кинетика насыщения субстратом для белка SyoA. Показана стабильность белков GcoA, GcoВ, AgcA, AgcВ, SyoA и SyoВ при различных значениях рН и термостабильность белка SyoA, которая была определена как температура денатурации 51,8°С. условия кристаллизации белков GcoA, AcgA и SyoA.

Персистенция по-Оренбургски

20-22 сентября 2023 года в городе Оренбурге прошла Х конференция «Персистенция и симбиоз микроорганизмов». С докладами выступили заведующий лабораторией Шамиль Завдатович Валидов на тему «Факторы гибернации рибосомы и их роль в персистенции микроорганизмов на примерах патогенеза и колонизации растений» и младший научный сотрудник Айнур Камилевич Мифтахов на тему «Значение гибернационного фактора RsfS для персистенции и биозащитных свойств почвенной бактерии P. putida PCL1760″. По итогам конференции опубликована статья в «Бюллетене Оренбургского научного центра УрО РАН».

Оренбург – небольшой, прибранный город в южных степях на границе с Казахстаном. Город основан Анной Иоановной в 1743 году и в начале был военной крепостью. Своему названию обязан речке Орь. Город с тех пор избавился от крепости, поскольку она мешала расширению, но так и не стал «бурлящим мегаполисом». По своему спокойствию и скромности Оренбург можно вполне назвать персистирующим городом, который развивается в меру сил и возможностей. Протекающая по южной окраине города река Урал – является в этом месте естественным разделителем Европейской и Азиатской частей Евразии. Осознание того, что на фуникулёре можно переехать из Европы в Азию и обратно меньше чем за 10 минут – весьма забавляет.

Аттестация аспирантов ФИЦ КазНЦ РАН

На днях наши аспиранты Комиссаров Эрнест и Суханов Артемий успешно прошли аттестацию на ученом совете КИББ. В целом процедура занимала менее 5 минут на аспиранта и не требовала показа презентации или каких-либо других свидетельств полученных результатов.  Аспиранты кратко рассказывали о задачах отчетного периода и «на пальцах» отчитывались о своих успехах. Слушатели старательно задавали по крайней мере один вопрос. Далее следовала характеристика от руководителя – положительная для всех заслушанных аспирантов.


Эрнест с Артемием в ожидании своей очереди

От себя могу сказать, что наши ребята очень хорошо доложились. На вопросы, которые нашим ребятам задавали, по большей части, были даны достойные ответы.

Валидов Ш.

Поездка в Пушкин

Город Пушкин фактически является одним из районов Санкт-Петербурга, расположен в получасе езды от аэропорта Пулково и представляет великолепные образцы парковой архитектуры России.

 

Парки и здания Царско-Сельского лицея в городе Пушкине

В Пушкине находятся два научных учреждения интересных нам в качестве партнеров: ФГБНУ Всероссийский НИИ Сельскохозяйственной Микробиологии (ВНИИСМ) и ФГБНУ Всероссийский НИИ защиты растений (ВИЗР). Данные институты являются старейшими научными учреждениями, история которых начинается еще в дореволюционной России, и которые работают в области сельскохозяйственной микробиологии и фитопатологии. По стечению обстоятельств оба института находятся в одном хотя и очень большом здании на окраине г. Пушкин.

Здание институтов ВИСМ и ВИЗР, недостроенный (с советских времен) корпус биотехнологии, который, видимо, планируется снести.

В результате переговоров с научным руководителем ВНИИСМ академиком РАН, д.б.н. Игорем Анатольевичем Тихоновичем и руководителем лаборатории ризосферных микроорганизмов Андреем Алексеевичем Белимовым было решено провести тестирование консорциума штаммов эффективных агентов биологической защиты в лабораторной модельной системе ячмень-Fusarium culmorum. Целью работы является сравнение эффективности консорциума и составляющих его штаммов в подавлении фузариозной корневой гнили зерновых культур.

В ВНИИСМ также имеется официальная коллекция сельскохозяйственных микроорганизмов, депонирование штаммов в которой позволяет их дальнейшее патентование. По результатам переговоров было решено депонировать ряд штаммов, выделенных в процессе выполнения проекта «Генетическая технология конструирования искусственных консорциумов микроорганизмов для создания биопрепаратов в растениеводстве» (Соглашение № 075-15-2021-1395 от «25» октября 2021 г (вн. № 15.ИП.21.0020). Было решено провести на базе ВИСМ недельное обучение сотрудников лаборатории молекулярно-генетических и микробиологических методов ФИЦ КазНЦ РАН.

Также были проведены переговоры с сотрудниками лаборатории микологии и фитопатологии ВИЗР в.н.с. Татьяной Юрьевной Гагкаевой и с.н.с. Ольгой Павловной Гавриловой. Коллеги углубленно занимаются изучением фитопатогенных грибов, в частности видами фитопатогенных фузариев. В результате переговоров коллеги готовы предоставить нам ряд штаммов для изучения и использования в качестве патогенного фона при тестировании наших потенциальных агентов биологической защиты в лабораторных модельных системах. Также обсуждались возможные совместные исследования по разработке биопрепаратов для защиты картофеля в хранилищах. Грибковые раневые поражения клубней являются огромной проблемой, а химические обработки крайне нежелательны для картофеля, предназначенного для питания. Биологические средства защиты могли бы быть привлекательным решением проблемы хранения картофеля. Огромная на сегодняшний день коллекция микроорганизмов, полученная в ходе выполнения нашего проекта может послужить основой для такого рода работы.

Силами лаборатории микологии и фитопатологии ВИЗР 9-13 октября будет проведена школа «Биоразнообразие и идентификация возбудителей болезней растений», где по предварительной договоренности могут пройти обучение сотрудники нашей лаборатории.

Ольга Павловна Гаврилова также отметила уверенный доклад и большое количество вопросов на конференции в Иркутске от Михаила Фролова.

Валидов Шамиль

25 августа 2023

Клонирование генов катаболизма катехола

В лаборатории молекулярно-генетических и микробиологических методов идет выполнение проекта «Разработка рекомбинантного штамма на основе Pseudomonas putida PCL1760 для биокаталитической трансформации ароматических производных лигнина». (Соглашение № 075-15-2022-254 от 17.06.2022 г.). В результате выполнения проекта планируется получить генно-инженерные конструкции и штамм, созданный с использованием данных конструкций способный к утилизации производных метил-фенолов, которые возникают при разложении лигнина.

На данном этапе работы ведется клонирование генов деградации ароматических соединений, которые необходимы для утилизации катехола. Изучены опероны и произведен отбор генов пути мета-расщепления катехола плазмиды pWW0, из штаммов R. rhodochrorus и pNAH7 из P. putida KT2440.

 

Рисунок 1 — Экспрессия генов салицилатного пути плазмиды pNAH7 в клетках Ecoli.

В результате экспериментов были клонированы гены из плазмиды pWW0, из штаммов R.rhodochrorus и pNAH7 из P.putida KT2440. Наиболее перспективными для гетерологичной экспрессии оказались гены плазмиды pNAH7, поддерживаемой в штамме P.putida KT2440.