Лаборатория клеточной инженерии

Утеулин Кайрат Ризабекович

Заведующий лабораторией 

Утеулин Кайрат Ризабекович, доктор биологических наук, ассоциированный профессор. 

Тел/факс: +7 (727) 393-93-57

E-mail: gen_uteulink@mail.ru

Состав лаборатории — ФИО, должность, ученая степень и ученое звание

Кершанская О.И. — главный научный сотрудник, доктор биологических наук,  ассоциированный профессор

Терлецкая  Н. В. — ведущий научный сотрудник, кандидат биологических наук, ассоциированный профессор

Ли Т.Е. — ведущий научный сотрудник, кандидат биологических наук

Есенбаева Г. Л. — старший научный сотрудник, кандидат сельскохозяйственных наук

Мукиянова Г.С. — научный сотрудник, РhD.

Бари Г.Т. — научный сотрудник, PhD докторант

Джобулаева А.К. — научный сотрудник, магистр

Алтаева Н.А. — научный сотрудник

Кули Ж.  —  старший лаборант, магистр

Мауленбай А. – старший лаборант, магистр

Садуллаева З. Н. – лаборант

 

Цель-стратегия деятельности лаборатории — разработка и внедрение в практику физиолого-биохимических и биоинженерных методов ускоренного создания, оценки и размножения устойчивых к стрессам и урожайных сельскохозяйственных культур.

Основные направления научных исследований лаборатории клеточной инженерии:

— Разработка и внедрение современных прорывных биотехнологий генетической инженерии,  метаболической инженерии, …омикс технологий, редактирования генов и геномов растений для создания высокопродуктивных, устойчивых к болезням и вредителям элитных генотипов и сортов приоритетных сельскохозяйственных культур.

— Изучение биохимических и молекулярно-генетических механизмов устойчивости зерновых и зернобобовых культур к абиотическим стрессам, повышение качества и продуктивности.

— Разработка технологий введения в культуру кок-сагыза – отечественного продуцента натурального каучука.

 Основные результаты деятельности (за последние 5 лет):

— Созданы генетические конструкции ключевых генов для борьбы с микропатогенами и вирусами ячменя: Ас ген – хитиназа, разрушающая клеточную стенку микрогрибов; конструкция для CRISPR/Cas9 редактирования генома для нокаута гена эукариотического фактора инициации трансляции вирусов (eIF4E), участвующего в трансляции многих вирусов, вызывающих болезни растений. Разработан протокол новой простой и эффективной генотип-независимой germ-line биотехнологии генетической трансформации ячменя. Разработаны подходы генетического редактирования гена eIF4E ячменя, включающие баллистическую и агробактериальную трансформации. Проводится генетическое редактирование (модификация) гена eIF4E. Будут созданы отредактированные CRISPR/ Cas9 линии ячменя с модификацией гена eIF4E, устойчивые ко многим вирусным заболеваниям.

— Разработаны подходы к улучшению природной устойчивости сои к биотическим стрессам и созданы устойчивые к болезням линии сои путем генетической инженерии фенилпропаноидного цикла — повышения биосинтеза лигнина – натурального анти-микробного компаунда улучшения борьбы с микро-патогенами, вызывающими болезни. Созданы и применены в генетической трансформации сои генетические конструкции транскрипционного фактора Cs/MYB4 sens. и основных генов лигнификации: 35S/PAL5,C4H/F5H, 35S/CAD1, а также генаантиокислитеьного стресса — FeSOD. Оптимизирована биотехнология A. tumefaciens mediated germ-line генетической трансформации растений сои для интродукции ключевых генов биосинтеза лигнина и устойчивости к биотическим стрессам и использована для получения трансгенов Т0 с эффективностью формирования бобов 90% от числа трансформированных семян. Метаболический профайлинг трансгенных растений сои показал изменение состава и увеличение содержания важнейших метаболитов фенилпропаноидного цикла: флавонолов, фенольных кислот, генистина и сапонинов — антиоксидантов, участвующих в защите растений от биотических стрессов.

— Т.о. осуществлен переход от Геномики к Метаболомике путем улучшения важнейшего метаболического процесса – фенилпропаноидного цикла в растениях сои методами генетической инженерии для улучшения устойчивости к биотическим стрессам — болезням, вызываемым микропатогенами.

— Получены новые межвидовые засухоустойчивые гибриды пшеницы с высоким качеством зерна для различных целей пищевой промышленности.

— Разработаны технологии размножения кок-сагыза.

— Разработаны методы экстракции каучука из корней кок-сагыза.

 

Проекты и программы (за последние 5 лет):

— Руководитель проекта Кершанская О.И. 2018-2020. Программа 217 «Развитие науки». 102 «Грантовое финансирование». Приоритет — Науки о жизни и здоровье. Проект ИРН AP05132774 «Разработка и внедрение новых биотехнологий редактирования генов CRISPR/Cas9 и germ-line генетической трансформации для создания элитных устойчивых к болезням сортов ячменя в Казахстане».

— Руководитель проекта Кершанская О.И. 2013-2015. Подпрограмма 101 Грантовое финансирование научных исследований. Приоритет —  Интеллектуальный потенциал страны. 0553/ГФЗ. «Улучшение устойчивости сои к биотическим стрессам путем генетической инженерии фенилпропаноидного цикла».

— Руководитель проекта Терлецкая Н.В. 2018-2020. АР05131734 «Физиологические и молекулярно-генетические особенности функционирования фотосинтетического аппарата аллоплазматических линий пшеницы, полученных в результате межвидовых скрещиваний, в связи с их засухоустойчивостью».

— Руководитель проекта Ли Т.Е. «Выявление высокобелковых линий сои на заключительных этапах селекционного процесса» — проект грантового финансирования МОН РК 1107/ГФ4 (2015-2017).

Руководитель проекта Утеулин К.Р. Республиканская бюджетная программа 008 (2018-2020).  «Прикладные научные исследования в области космической деятельности». Научно-технический проект «Исследование природы загрязнения растений несимметричным диметилгидразином и токсичными продуктами его трансформации». Руководитель проекта Утеулин К.Р. «Выращивание дикорастущих видов растений в экспериментальных условиях». Аэрокосмический комитет Министерства оборонной и аэрокосмической промышленности Республики Казахстан.

Руководитель проекта Утеулин К.Р. 2013-2015. «Получение высокопродуктивных форм Taraxacum kok-saghyz Rodin – отечественного продуцента каучука», проекта Всемирного Банка и Министерства Образования и Науки   Республики Казахстан «Коммерциализация технологий».

Научное сотрудничество c международными и отечественными организациями:

Институт Джеймса Хаттона, Данди, Шотландия, Великобритания. Др. Дженифер Стефенс, зав. Отделом Функциональной геномики, область совместных интересов:   CRISPR/Cas9 технологии растений.

Политехнический Университет Валенсии, Испания. Др. Ана Фита, руководитель Отдела Селекции и Биотехнологии. Область совместных интересов: Селекция и Биотехнология; CRISPR/Cas9 технологии растений. Совместная Программа Эрасмус- Мундус.

Университет Иллинойса в Урбане-Шампэйн, Иллинойс, США. Зав. Лаб. Проф. Джэк Видхолм, Проф. Вера Лозовая. Область совместных интересов: Устойчивость приоритетных сельскохозяйственных культур к биотических стрессам, вызванным микропатогенами и вредителями, генетическая инженерия, метаболомикс.

University of Tokyo, Japan. Коллаборатор – Prof. Kazuko Yamaguchi-Shinozaki. Ответные реакции растений на абиотические стрессы. Сигнальная трансдукция АБК.

Tun Abdul Razak Research Centre (http://www.tarrc.co.uk/) —  Британский центр исследования натурального каучука.

Россия, Новосибирский институт цитологии и генетики Российской академии наук. Др. Софья Герасимова, СНС лаб. Генетической инженерии. Область совместных интересов: CRISPR/Cas9 геномное редактирование ячменя для устойчивости к болезням.

Научно-исследовательский центр «Ғарыш-Экология».

Аэрокосмический комитет Министерства оборонной промышленности   Республики Казахстан.

 

Научно-педагогическая деятельность (преподавание, подготовка кадров — темы магистерских, докторских и т.п.)

Утеулин К.Р. Руководство PhD докторанта Габит Бари (2019-2021 гг).

«Получение высокопродуктивных форм кок-сагыза (Taraxacum kok-saghyz) на основе вариабельности морфо-физиологических признаков»

Терлецкая Н.В.  Руководство PhD докторанта Ережетова Улжан (2019-2021 гг). «Влияние засухи на анатомо-морфологические и фотосинтетические параметры различных видов и межвидовых гибридов пшеницы в агроценозе»

Кершанская О.И.  В 2018г. Со-Руководство 2 защищенных магистерских диссертации: Кули Ж.Т., Мауленбай А.Д. Специальность Магистр технических наук, 6М070100 — Биотехнология.

Есенбаева Г.Л. В 2019г. – Руководство Дипломной работы бакалавра в КазНАУ: Садуллаева З.Н.

 

Зарубежные стажировки, почетные научные звания, награды и стипендии

Кершанская О.И. — действительный член Петровской Академии наук и искусств (ПАНИ), Россия, РА № 1227 от 22 июня 2006г.

Член EBTNA (European Biotechnology Thematic Network Association – Европейской биотехнологической тематической ассоциации).

Член Общероссийского Общества физиологии растений (ОФР).

Дважды удостоена звания Стипендиат Программы Фулбрайт (2003-2005; 2013-2015), являлась Visiting Senior Researcher в Университете Иллинойса в Урбана – Шампэйне США.

Удостоена Медали Ветеран Труда в 2019г.

Терлецкая Н.В. удостоена в 2018 году ученого звания ассоциированного профессора.

 

Основные публикации (наиболее значимые за все время и за последние 5 лет)

Kershanskaya O.I. New breakthrough CRISPR/Cas9 biotechnology of genome editing for creation of elite barley cultivars in Kazakhstan // European Biotechnology Congress, Valencia, Spain, April 11-13, 2019. Oral Presentation. Chair of Session.

Kershanskaya O.I., Nelidova D.S., Esenbaeva G.L., Mukiyanova G.S., Karabekova A.N., Nelidov S.N. Genome Editing CRISPR/Cas9 Biotechnology is a New Great Opportunity for Elite Crops Creation. The Eurobiotech Journal. 2019. N2. In press.

Кершанская О.И., Мукиянова Г.С., Нелидова Д.С., Есенбаева Г.Л., Нелидов С.Н., Утеулин К.Р., Стефенс Дж. CRISPR/Cas9 редактирование генома с-х культур в развитии биологии и сельского хозяйства. Материалы XI Съезда ОФР, Казань, 2019. В печати.

Kershanskaya O.I., Kuli Zh., Maulenbay A., Nelidova D., Nelidov S.N., Stephens J. New CRISPR/Cas9 gene editing technology for development of Agricultural Biotechnology // Proceedings of the All-Russian International Scientific Conference, Irkutsk. — 2018. — P. 1434-1437.

Kershanskaya O.I., Kuli Zh., Maulenbay A., Nelidova D., Uteulin K.R., Nelidov S.N., Stephens J. Establishment of new gene editing CRISPR/Cas9 technology for creation of elite barley cultivars in Kazakhstan and UK // Genes and Cells. — 2018. — N 2. — P. 35-36.

Kershanskaya O.I. New breakthrough CRISPR/Cas9 biotechnology of genome editing for creation of elite crops in Kazakhstan. Review // Proceedings of the National Academy of Science of RK (Доклады НАН РК). — 2018. — N 5. — P. 24-40.

Kershanskaya O.I., Kuli Zh., Maulenbay A., Esenbaeva G.L., Nelidova D., Nelidov S.N., Stephens J. CRISPR/Cas9 biotechnology for creation of elite diseases resistant barley cultivars in Kazakhstan and UK // Proceedings of International Symposium Astana Biotech 2018. Astana, 2018. P. 93.

Кершанская O.И., Нелидова Д.С., Лозовая В.В., Зернова О.В., Лыгин А.В., Видхолм Дж.М. Перспективы развития …омикс технологий как нового этапа биотехнологии растений в пост-геномную эру. Сборник материалов докладов. Годичное собрание Общества физиологов растений России. Экспериментальная биология растений: фундаментальные и прикладные аспекты. 18-24 сентября 2017 года, Крым, Судак. С. 189.

Kershanskaya O., Stephens J. Establishment and evaluation of new gene editing and germ-line transformation agricultural technologies for creation of new elite disease resistant barley cultivars in the UK and Kazakhstan. Сборник материалов докладов. Годичное собрание Общества физиологов растений России. Экспериментальная биология растений: фундаментальные и прикладные аспекты. 18-24 сентября 2017 года, Крым, Судак. С. 190.

Кершанская О.И., Абдулжанова М.А., Есенбаева Г.Л., Нелидова Д.С., Исмаилова М.М., Даулетбаева С.К., Исабекова А.Ш. Перспективы развития …омикс технологий как новый этап развития биотехнологии растений в пост-геномной эре VI Всероссийский симпозиум «Трансгенные растения: технологии создания, биологические свойства, применение, биобезопасность» Москва, 16-21 ноября 2016. С. 73-76.

Kershanskaya O.I., Zernova O.V., Abdulzhanova M.A., Nelidova D.S., Lozovaya V.V. Improvement of soybean innate resistance to stress through enhancing lignification by genetic engineering. VI Всероссийский симпозиум и сборник «Трансгенные растения: технологии создания, биологические свойства, применение, биобезопасность» Москва, 16-21 ноя. 2016. С. 77-80.

Kershanskaya О.I. Perspective of …omics research development in Kazakhstan as a new step of plant biotechnology in post-genomics era. Proceedings of the National Academy of Sciences of the Republic of Kazakhstan. 2015. N 3. P. 158-178.

Kershanskaya О.I., Abdulzhanova М.А., Ismailova М.М., Dauletbaeva S. K., Gulevich А. А. Anti-oxidative stress fe-sod gene cloning for soybean genetic transformation. The National Academy of Sciences of the Republic of Kazakhstan Series of Biological And Medical. ISSN 2224-5308. Volume 1, Number 307 (2015), 99 – 109.

Kershanskaya О.I., Abdulzhanova М.А., Esenbaeva G.L., Nelidova D.S., Zernova O.V., Lozovaya V.V., Widholm J.M. Improvement of inner soybean diseases resistance by genetic engineering of phenylpropanoid cycle: molecular detection of transgenic plants. Biotechnology. Theory and practice. 2015. N 1. P. 35-47.

Kershanskaya O. I., Esenbaeva  G.L., Nelidova D.S., Ismailova M.M., Dauletbaeva S.K., Abdulzhanova M. A., Isabekova  A.Sh. Germ-line genetic transformation technique improve soybean innate resistance to stress through enhancing lignification. Transgenic Research, Springer. 2015.

Kershanskaya O.I. Perspective of …omics research development as a new step of plant biotechnology in post- genomics era. 8th Euro Biotechnology Congress August 18-20, 2015. Frankfurt, Germany.

Kershanskaya O.I. A new step of plant biotechnology in post- genomics era via genetic engineering of the key metabolic pathways. The World Congress of Agriculture-2015. More Advanced, More Healthy, and More Safety. 13-15, Nov. 2015. Qingdao, China.

Kershanskaya O.I. A new step of plant biotechnology in post- genomics era via genetic engineering of the key metabolic pathways. 3rd conference of cereal biotechnology, November 2-4, 2015. Berlin, Germany.

Kershanskaya O.I., Abdulzhanova M.A., Lozovaya V.V., Widholm J.M. Soybean genomics improving for innate resistance to biotic stresses via genetic engineering of the phenylpropanoid pathway. Crops 2015. Improving Agriculture through Genomics. May 18-21, 2015. Huntsville, Alabama, USA.

Kershanskaya О., Nelidova D. Wheat crop improvement via genetic modification of photosynthesis. International wheat congress 2015. 20-25 September, 2015. Sydney, Australia.

Kershanskaya O.I., Abdulzhanova М.А., Esenbaeva G.L., Nelidova D.S., Zernova O.V., Lozovaya V.V., Widholm J.M. Genetic engineering of phenylpropanoid cycle for improvement of inner soybean diseases resistance. VIII Congress of All-Russia Society of Plant Physiologists «Plants in conditions of the global and local natural-climatic and anthropogenic treatments», 21-26 Sept. 2015. Petrozavodsk, Karelia, Russia.

Kershanskaya O.I. A new step of plant biotechnology in post- genomics era. II International Scientific Conference «Genetics and biotechnology of XXI century: problems, achievements, perspectives», 13-16 Oct. 2015. Minsk, Belarussia.

Kershanskaya O.I. Perspective of …omics research development as a new step of plant biotechnology in post- genomics era. II International Scientific Conference «Genetics and biotechnology of XXI century: problems, achievements, perspectives», 13-16 October 2015. Minsk, Belarussia.

Терлецкая Н.В., Зорбекова А.Н., Алтаева Н.А., Бари Г.Т., Ережетова У. Влияние засухи на ростовые параметры и пигментный комплекс линий пшеницы, полученных от межвидовых скрещиваний // Вестник. Серия биол. — № 3 (76). — 2018. — С.130-139.

Terletskaya N., Zobova N., Stupko V., Shuyskaya E. Growth and photosynthetic reactions of different species of wheat seedlings under drought and salt stress // Periodicum Biologorum. – 2017. − V. 119, №1. − 37–45. DOI: 10.18054/pb.v119i1.4408.

Терлецкая Н.В., Курманбаева М.С. Изменение анатомических параметров листьев у проростков различных видов пшеницы в условиях засухи и солевого стресса // Pak. J. Bot. — 2017. — 49 (3).  — Р. 857-865.

Терлецкая Н.В., соавторы. Изучение устойчивости фотосинтетического аппарата мягкой пшеницы (T.aestivum L.) и ее диких сородичей к абиотическим стрессорам  in vivo  и in vitro: Монография. — Алматы, 2017. -172 с.

Хайленко Н.А., Алтаева Н.А., Искакова А.Б. Морфофизиологические цитогенетические особенности межвидовых гибридов пшеницы: Монография. – Алматы, 2017. – 232 с.

Lee T., Spankulova  Z., Orazbayeva U., Didorenko S., Atabayeva S. Polyunsaturated Fatty Acids Content in Soybean Oil. // Advance Journal of Food Science and Technology. – 2016. – N.12 (10). – P. 568-573.

Atabayeva  S., Akmaral Nurmahanova, Aygul Akhmetova, Meyramkul Narmuratova, Saltanat Asrandina, Aizhan Beisenova, Ravilya Alybayeva and Tamara Lee. Anatomical peculiarities in wheat (Triticum Aestivum l.) varieties under copper stress // Pak. J. Bot., 2016. 48(4): 1399-1405.

Lee T.E.; Spankulova Z.B.; Orazbayeva U.M.; Didorenko S., Atabayeva S. Amino Acid Profiles and Sucrose Content in Developing Soybean Seeds. European Biotechnology Congress. 05-07 May 2016, (Рига, Латвия) // Journal of Biotechnology. 231. P.: S41-42.

Li T., SauleAtabayeva, Ultash Orazbayeva,  Zere Spankulova. Amino Acids Profiling in Developing Seeds. European Biotechnology Congress.25-27 May 2017, (Дубровник, Хорватия).

Агапов О.А., Федорина О.А., Атыгаев А.Б., Утеулин К.Р., Жексенбай А., Казкеев Д., Алдасугурова Ч.Ж., Курбатова Н.В. Влияние несимметричного диметилгидразина на всхожесть семян, рост и анатомические параметры проростков дикорастущих видов растений. Научно-технический журнал «Новости науки Казахстана». Алматы 2019. № 1 (139). С.210-22.

Утеулин К.Р.  с соавторами. Технология размножения кок-сагыза  (Taraxacum kok-saghyz) в Казахстане. Новые методы и результаты исследований ландшафтов в Европе, Центральной Азии и Сибири. Монография. Том IV Оптимизация сельскохозяйственных ландшафтов. Глава IV/18: С. 95-96. В содружестве с Академией почвенного плодородия Митчерлиха (МИТАК), Паулиненауэ, Германия. Российская Академия Наук ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт агрохимии имени Д.Н. Прянишникова». Главные редакторы: Виктор Г. Сычёв и Лотар Мюллер. Москва 2018.

Утеулин К.Р., Байтулин И.О. О необходимости восстановления деградированных популяций Кок-Сагыза // Доклады Национальной академии наук Республики Казахстан. — 2017. — №2. — С. 56-61.

Утеулин К.Р., Бари Г.Т., Рахимбаев И.Р.  Дражированные семена Одуванчика кок-сагыз (Taraxacum kok-saghyz) – продуцента натурального каучукак. Решение проблемы мелкосемянности кок-сагыза // Доклады Национальной академии наук Республики Казахстан. 2016,  № 2. С.   123- 127.

Патенты:

Кершанская О.И., Есенбаева Г.Л., Мукиянова Г.С., Нелидова Д.С., Садуллаева З.Н. Принята заявка и успешно завершена формальная экспертиза патента на изобретение «Новый способ генетической трансформации ячменя» 2019.0184.1 от 11.03.2019.

Терлецкая Н.В., Алтаева Н.А., Зорбекова А.Н. Способ создания аллоплазматической засухоустойчивой линии пшеницы. Номер полезной модели: 107266. Опубликовано 21.12.2018 г.

Терлецкая Н.В., соавторы. Способ получения фотосинтезирующей каллусной культуры пшеницы. Номер полезной модели: 1642. Опубликовано: 15.09.2016.

Алтаева Н.А., Хайленко Н.А. Способ определения гибридных растений пшеницы в межвидовых скрещиваниях с видом T.kiharae. Номер полезной модели: 1751. Опубликовано  26.09.2016.

Утеулин К.Р., Жамбакин К.Ж., соавторы. Удостоверение автора селекционного достижения. Сорт одуванчика, кок-сагыз «Сарыжаз»  № 4395 (2018 год).

Утеулин К. Р., соавторы. Способ получения оригинальных семян “TKS-1″ – прототипа сорта кок-сагыза (Taraxacum kok-saghyz). Номер bнновационного патента: 31285. Опубликовано 30.06.2016.

Ли Т.Е.,  соавторы. Способ идентификации зернобобовых культур с высоким содержанием белка. Номер полезной модели 30716. Опубликовано 25.12.2015.

Ли Т.Е.,  соавторы. Способ идентификации зернобобовых культур с высоким содержанием белка. Номер полезной модели 30716. Опубликовано 25.12.2015.

 

Услуги (которые может оказывать лаборатория по коммерциализации и т.п.):

Уникальные генетические конструкции для генетической инженерии и редактирования генома растений. Методы клонирования генов.

Тренинг и обучение владения современными методами геномики, метаболомики, генетической инженерии, редактирования генов и генома.

Коммерческая лаборатория по производству посадочного и посевного материала ряда сельскохозяйственных культур.

 

Имиджевая продукция:

Семена и растения приоритетных высокоурожайных сельскохозяйственных культур, устойчивых к болезням и вредителям.

Патенты методов генетической трансформации и редактирования генома приоритетных сельскохозяйственных культур.

 

123456