г. Москва, Ленинский проспект, 47
Телефон: +7 499 137-29-44
Факс: +7 499 135-53-28
9 декабря 2016 г.

Андрей ПЕРЕПЕЛОВ: «Ученый должен жить работой»

Андрей ПЕРЕПЕЛОВ: «Ученый должен жить работой»

Андрей ПЕРЕПЕЛОВ – старший научный сотрудник Института органической химии им. Н.Д. Зелинского РАН. Андрей и его коллеги получили грант РНФ по теме: «Разработка объединенной схемы типирования кишечной палочки и шигелл и улучшение средств диагностики и вакцинопрофилактики дизентерии на основе комплексного исследования О-антигенов». Научно-фундаментальная задача данного проекта заключалась в том, что в его рамках должна была быть создана принципиально новая объединенная классификационная схема всех штаммов важных в медицинском отношении клональных видов кишечных бактерий Escherichia coli и Shigella flexneri (Escherichia coli Flexneri – возбудителя бациллярной дизентерии), основанная на строении их О-антигенных полисахаридов. В практическом плане в ходе реализации проекта будет дополнен набор диагностических антисывороток для определения шигелл Флекснера и серодиагностики дизентерии и будет уточнена формула вакцины против дизентерии Флекснера.


Кандидат химических наук, старший научный сотрудник лаборатории химии углеводов ИОХ РАН Андрей Перепелов занимается изучением грамм-отрицательных энтеробактерий, а именно установлением строения и биосинтеза их О-антигенов – высокомолекулярных углеводных полимеров, входящих в состав липополисахаридов внешней мембраны. Именно строение углеводных цепей липополисахаридов определяет специфичность иммунного ответа макроорганизма на инфекцию микроорганизмами. Таким образом, исследования Андрея Перепелова лежат на стыке органической химии и биологии. Если же добавить, что в рамках тесного сотрудничества с учеными-генетиками из Нанкайского университета для каждого бактериального штамма проводится еще и функциональный анализ генов биосинтеза О-антигенов, то в результате получается сложнейшее междисциплинарное комплексное исследование, значительно превышающее мировой уровень.

Со слов ученого, гранты РНФ действительно принципиально облегчили проведение исследований, поскольку позволили полностью решить проблемы текущего обеспечения реактивами и расходными материалами в малых научных группах. Более того, это позволяет приобретать дорогостоящее лабораторное оборудование для длительного и общелабораторного использования.

— Конечно, это очень существенная материальная поддержка. РНФ позволяет закупать современное оборудование для наших и общелабораторных исследовательских целей. Мы существенно обновили приборный парк лаборатории, например, приобрели поляриметр, лиофильную сушку, ротационный вакуумный концентратор и т.д.

Андрей окончил биофак МГУ и далее аспирантуру в ИОХ РАН:
— Я изначально выбрал биологию. Сейчас я занимаюсь химией углеводов, поступил в аспирантуру ИОХ РАН, защитил кандидатскую диссертацию по специальности «биоорганическая химия». У нас, конечно, химическая работа, но очень тесно связанная с микробиологией и биохимией.

У каждого ученого-химика свое понимание, что такое химия. Для Андрея химия это деструкция - расщепление целого на более мелкие фрагменты, их выделение в индивидуальном виде и изучение их строения. Именно так решается задача установления структур высокомолекулярных биополимеров.

— Химия для меня – в основном две вроде бы элементарные реакции, окисление и сольволиз, а также гидролиз как частный случай сольволиза. Это определяется спецификой исследуемых соединений, представляющих собой высокомолекулярные полисахаридные цепи, построенные из повторяющихся звеньев, включающих моносахариды различной структуры, а также неуглеводные компоненты. В идеальном варианте строение таких полимеров можно установить полностью бездеструктивным методом – с помощью спектроскопии ядерного магнитного резонанса (ЯМР). Но идеальные варианты встречаются нечасто и нам приходится «резать» полисахаридную цепь на фрагменты. А это не просто, поскольку составляющие цепь моносахариды по своей химической природе зачастую отличаются лишь пространственным расположением своих частей относительно асимметричного атома, то есть являются эпимерами с почти одинаковыми химическими свойствами.

Как признался А. Перепелов, ИОХ — его второй дом, это определенная среда, где сотрудники занимаются не просто работой:
— Я здесь дневал и ночевал, работал без выходных и праздников, особенно на этапе подготовки кандидатской диссертации. Серьезная химия была и до ИОХа, но именно здесь я почувствовал себя на своем месте. ИОХ я воспринимаю как очень существенную часть моей жизни, почти как второй дом, а коллектив лаборатории – как членов семьи.

Ученые из Лаборатории химии углеводов (№21) под руководством проф. Ю.А. Книреля с 2004 года занимаются изучением родственных видов кишечных бактерий (энтеробактерий) – эшерихий (Escherichia coli), сальмонелл (Salmonella enterica) и шигелл (Shigella dysenteriae, S. boydii, S. flexneri). За это время были полностью охарактеризованы в структурно-генетическом отношении все штаммы сальмонелл и шигелл (кроме S. flexneri), а также достигнут существенный прогресс в исследовании E. coli (изучено более 50-ти штаммов). Именно для того, чтобы полностью завершить исследование всей этой группы близкородственных и медицински значимых бактерий, Андрей и его коллеги подали заявку в фонд РНФ и выиграли конкурс 2014 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами», получив грант «Разработка объединенной схемы типирования кишечной палочки и шигелл и улучшение средств диагностики и вакцинопрофилактики дизентерии на основе комплексного исследования О-антигенов».
Дизентерия - инфекционное заболевание, характеризующееся общей интоксикацией организма, поносом и своеобразным поражением слизистой оболочки толстого кишечника. Она является одним из наиболее частых острых кишечных заболеваний в мире. Возбудителями собственно дизентерии является большая группа биологически сходных бактерий, объединенных в род Shigella. Шигеллы имеют различные по специфичности полисахаридные О - антигены: общие для семейства Enterobacteriaceae, родовые, видовые, групповые и типоспецифические, а также капсульные К-антигены; белковых Н-антигенов у них нет.

Для решения поставленных задач будет проведена всесторонняя структурная, генетическая и серологическая характеристика О-антигенов эшерихий и шигелл Флекснера. Отметим, что научная новизна результатов обусловлена объединением в рамках одного комплексного исследования беспрецедентно широкого круга (более 200) близкородственных клонов бактерий, различающихся О-антигенными формами. Это позволит охарактеризовать новые эпитопы в составе О-антигенов, связанные с О-ацетилированными и фосфорилированными моносахаридами, обнаружить новые антигенные взаимосвязи между кишечными бактериями и выявить новые генетические механизмы формирования наблюдаемого у них широкого О-антигенного разнообразия.
Во время исследования авторы сталкивались с различными сложностями:

— Сложности есть всегда. Каждая структура уникальна, кроме того постоянно обнаруживаются в составе исследуемых О-антигенных полисахаридов новые ранее неизвестные компоненты и моносахаридные производные. Есть общая отработанная нами схема установления строения сложных высокомолекулярных гетерополисахаридов, но в каждом случае в зависимости от компонентного состава приходится использовать заново оптимизировать схему исследования, выбирать последовательность экспериментов и аналитических процедур. В ряде случаев приходится разрабатывать новые методы и подходы – так, нами в 2014 году был предложен и успешно апробирован метод селективного сольволитического расщепления полисахаридов безводной трифторуксусной кислотой по остаткам 6-дезоксисахаров и N-ацетил--гексозаминов.



Важнейший результат проекта — создание принципиально новой объединенной классификационной схемы эшерихий и шигелл на основе схем типирования этих бактерий, которые будут уточнены и расширены в рамках проекта. Кроме того, на основании полученных данных будет дополнен набор диагностических антисывороток для определения шигелл Флекснера и серодиагностики дизентерии и будет уточнена формула вакцины против дизентерии Флекснера.

Как считают ученые, создание единой классификационной схемы эшерихий и шигелл на основе О-антигенов повысит эффективность и надежность идентификации штаммов, серодиагностики инфекций и эпидемиологического мониторинга, необходимого для выявления наиболее распространенных патогенных клонов кишечных бактерий, против которых целесообразно проводить вакцинопрофилактику. Понимание механизмов диверсификации генных кластеров биосинтеза О-антигенов прольет свет на эволюционную историю кишечных бактерий, в том числе на пути формирования патогенных клонов из комменсальных бактерий. Результатом комплексного структурного и серологического исследования О-антигенов шигелл Флекснера будет расширение набора средств для диагностики дизентерии путем включения в него антисыворотки к новым эпитопам, которые будет охарактеризованы в рамках проекта. В результате иммунологического исследования будет уточнена формула вакцины против дизентерии Флекснера, основанной на О-антигенах, что может способствовать ее скорейшему лицензированию.

— Какими качествами должен обладать молодой ученый? Какой совет могли бы им дать?

— Настоящий ученый должен жить работой. Если необходимо для проведения сложного и длительного эксперимента – изволь сидеть в лаборатории и в выходные. «Понедельник начинается в субботу» - вот так, да, и никак иначе. Всё определяется интересом к науке и увлеченностью своим делом. Именно это и делает ученого ученым.

В дальнейших планах у молодого исследователя продолжить развивать данное направление фундаментальной науки – а именно структурно-генетическое изучение важных патогенов человека (например, холеного вибриона) и фитопатогенных пектобактерий, а также защитить докторскую диссертацию.

[1] Andrei V. Perepelov, Quan Wang, Sof'ya N. Senchenkova, Ye Qian, Alexander S. Shashkov, Lei Wang, Yuriy A. Knirel. "Structural and genetic studies of the O-antigen of Escherichia coli O163". Carbohydrate Research, 2015, doi: 10.1016/j.carres.2014.11.006.
[2] Guo X., Senchenkova S. N., Shashkov A. S., Perepelov A. V., Liu B., Knirel Y. A. "Structure and gene cluster of the O antigen of Escherichia coli O96, Carbohydrate Research", 2015, doi:10.1016/j.carres.2015.11.005.
[3] Perepelov A. V., Guo X., Filatov A. V., Shashkov A. S., Liu B., Knirel Y. A. "Structure and gene cluster of the O-antigen of Escherichia coli O43", Carbohydrate Research, 2015, doi:10.1016/j.carres.2015.08.008.
[4] Perepelov A. V., Shashkov A. S., Guo X., Filatov A.V., Widmalm G., Knirel Y. A. "Structure and genetics of the O-antigen of Escherichia coli O169 related to the O-antigen of Shigella boydii type 6". Carbohydrate Research, 2015, doi: 10.1016/j.carres.2015.05.016.
[5] Perepelov A. V., Wang Q., Senchenkova S. N., Mei Z., Shashkov A. S., Wang L., Knirel Y. A. "Structure and gene cluster of the O-antigen of Escherichia coli O140". Carbohydrate Research, 2015,
doi: 10.1016/j.carres.2015.04.004.
[6] Shashkov A. S., Wang T., Perepelov A. V., Weintraub A., Liu B., Widmalm G., Knirel Y. A. "Structure elucidation and biosynthesis gene cluster organization of the O-antigen of Escherichia coli O170". Carbohydrate Research, 2015, doi: 10.1016/j.carres.2015.08.013.
[7] Y. A. Knirel, Q. Sun, S. N. Senchenkova, A. V. Perepelov, A. S. Shashkov, J. Xu "O-Antigen modifications providing antigenic diversity of Shigella flexneri and underlying genetic mechanisms" Biochemistry (Moscow) (Биохимия), 2015, doi: 10.1134/S0006297915070093.
[8] Knirel Y.A., Qian C., Senchenkova S.N., Guo X, Shashkov A.S., Chizhov A.O., Perepelov A.V., Liu B. "Structure of the β-l-fucopyranosyl phosphate-containing O-specific polysaccharide of Escherichia coli O84". International Journal of Biological Macromolecules, 2016, doi: 10.1016/j.ijbiomac.2016.04.025.
[9] Shashkov A.S., Yang B., Senchenkova S.N., Perepelov A.V., Liu B., Knirel Y.A. "Structures and genetics of biosynthesis of glycerol 1-phosphate-containing O-polysaccharides of Escherichia coli O28ab, O37, and O100". Carbohydrate Research, 2016, doi: 10.1016/j.carres.2016.03.011.
[10] Senchenkova S.N., Zhang Y., Perepelov A.V., Guo X., Shashkov A.S., Weintraub A., Liu B., Widmalm G., Knirel Y.A. "Structure and gene cluster of the O-antigen of Escherichia coli O165 containing 5-N-acetyl-7-N-[(R)-3-hydroxybutanoyl]pseudaminic acid". Glycobiology, 2016, doi: 10.1093/glycob/cwv106.

Справка ИОХ РАН:

Перепелов Андрей Вячеславович

дата рождения: 23 марта 1973 г.

Опыт работы:

Октябрь 1997 - Октябрь 2000: аспирантура Института органической химии им. Н.Д. Зелинского, лаборатория химии углеводов, Москва.
2001 год: зашита диссертации на соискание степени «кандидат химических наук» по специальности Биоорганическая химия.
2001 – 2005 гг.: научный сотрудник.
2005 г. – по наст. время: старший научный сотрудник.

Научные интересы: грам-отрицательные бактерии, углеводы, липополисахариды, O-антигены, структура, спектроскопия ЯМР, биосинтез антигенов, генный кластер

 

 

 

 

Конференции, проводимые институтом:

Все конференции »

Важные события:

Ученые  из ИОХ РАН разработали «бильярдный» способ производства лекарств Ученые из Института органической химии имени Н.Д. Зелинского РАН обнаружили значимое влияние металла на реакционную способность азид-аниона в органических превращениях, использующихся в производстве лекарственных препаратов. Также химики предложили способ, который позволяет безопасно использовать взрывчатые азиды металлов для изготовления фармсубстанций. Исследования, поддержанные грантом Российского научного фонда, опубликованы в журнале Chemistry – A European Journal.
В Институте состоялась лекция профессора Нейдига 15 марта, в среду, в Институте органической химии им. Н.Д. Зелинского РАН состоялась лекция Prof. Michael L. Neidig (Rochester, New York, USA).
«Химия» искусства и искусство химии Книга «Четыре портрета» (часть1) академика РАХ художника Александра Толстикова и академика РАХ искусствоведа Марии Вяжевич написана на основе впечатлений, полученных авторами во время общения с Народным художником СССР, академиком РАХ Петром Павловичем Оссовским, Народным художником СССР, академиком РАХ Виктором Ивановичем Ивановым, Народным художником РСФСР (РФ), академиком РАХ Дмитрием Дмитриевичем Жилинским и Народным художником РФ, академиком РАХ Андреем Андреевичем Тутуновым – выдающимися отечественными живописцами, яркими представителями изобразительного искусства второй половины XX столетия, так называемыми «шестидесятниками».
Молодые сотрудники ИОХ РАН удостоены  медали Российской академии наук по итогам конкурса 2016 года Коллективу молодых ученых Лаборатории №13 ИОХ РАН присуждена медаль Российской академии наук по итогам конкурса 2016 года для молодых ученых в области общей и технической химии за цикл работ "Пероксидирование и окислительное С-О сочетание карбонильных соединений для синтеза медицинских и агрохимических препаратов".
Руководитель ФАНО России Михаил Котюков поздравляет женщин с Международным женским днем Дорогие, прекрасные и неповторимые! От всего сердца поздравляю вас с замечательным весенним праздником – Международным женским днем!
Все события »