заведующий отделом, член-корреспондент РАН и РАМН, доктор биологических наук, профессор

В структуру отдела входит лаборатория молекулярной эпидемиологии (зав. – дбн Г.Ю. Липская). Среди сотрудников и аспирантов отдела, работавших в нем в разное время, – Г.А. Белов, В.А. Гиневская, А.П. Гмыль, А.Е. Горбаленя, Т.М. Дмитриева, Е.В. Кунин, Т.В. Пестова, Е.В. Пилипенко, Ю.В. Свиткин, Т.Г. Сенкевич, Т.Ю. Угарова, Е.А. Черкасова, И.М. Чумаков, К.М. Чумаков.

Основные направления научных исследований. Репликация и рекомбинация вирусных РНК; трансляция вирусных РНК, ее регуляция и роль в патогенности вирусов; реакция клетки на вирусную инфекцию; молекулярная эпидемиология вируса полиомиелита.

Участие в выполнении научно-исследовательских проектов (программ) и грантовая поддержка. В России выполняются совместные проекты с Институтом полиомиелита и вирусных энцефалитов им. М.П.Чумакова РАМН, Институтом белка РАН. За рубежом: Food and Drug Administration (USA); National Institutes of Health (USA), Univ. of Wisconsin (USA), Univ of Basel (Switzerland), Univ. of Nijmegen (the Netherlands) и др. Гранты: ряд грантов РФФИ, Федеральной программы «Ведущие научные школы», программа "Интеграция", Международный научный фонд, Human Frontier Science Program, INTAS, World Health Organization, Fogarty, Copernicus и др.

Основные научные достижения отдела. Впервые разработана эффективная бесклеточная система для синтеза и процессинга белков пикорнавирусов [Svitkin et al 1978]. Идентифицирована первая протеаза (ныне называемая 3Сpro), участвующая в этом процессинге [Gorbalenya et al., 1979; Svitkin et al., 1979]. Охарактеризованы структурно-функциональные взаимоотношения в трансляционных цис-элементах пикорнавирусных РНК [Pilipenko et al., 1989; 1989a; 1992; 1994; Gmyl et al., 1993]. Выявлена причинная связь между уровнем нейровирулентности пикорнавирусов и структурой регуляторных элементов их РНК, определяющей эффективность трансляции [Svitkin et al., 1985; Pilipenko et al., 1995; 1999], и показано, что эта эффективность зависит от тканеспецифического набора клеточных белков, взаимодействующих с вирусной РНК [Svitkin et al., 1988; 1994; Pilipenko et al., 2000; 2001; Pestova et al., 2001]. Осуществлена бесклеточная трансляция РНК вируса клещевого энцефалита (флавивируса) и показано, что белки этого вируса образуются путем частичного мембранозависимого протеолиза высокомолекулярного предшественника; картированы гены структурных белков этого вируса [Svitkin et al., 1978; 1981; 1984; Lyapustin et al., 1986]. Показано, что механизмы угнетения синтеза клеточных белков существенно различаются у разных пикорнавирусов [Svitkin et al., 1978a]. Получены первые биохимические доказательства существования межмолекулярной рекомбинации между РНК-геномами [Romanova et al., 1980]. Предложены модели механизма этого процесса, основанные на репликативной смене матриц [Romanova et al., 1986; Tolskaya et al., 1987; Pilipenko et al., 1995]. В последнее время обнаружен новый – нерепликативный – способ рекомбинации между вирусными РНК [Gmyl et al., 1999; 2003]. Впервые использован рекомбинантный анализ для картирования функций пикорнавирусов, в частности, для картирования генетических детерминант, отвечающих за аттенуированный фенотип вакцинных штаммов полиовируса [Agol et al., 1984]. Обнаружены кольцевые [Romanova, Agol, 1979] и палиндромные [Senkevich et al., 1980] формы вирусспецифических РНК. Показано, что биосинтез РНК пикорнавирусов происходит при участии белков клетки-хозяина [Dmitrieva et al., 1979]. Показано, что для синтеза комплементарной цепи вирусной РНК критическое значение имеет квазиглобулярная мультидоменная структура 3’-нетранслируемой области вирусного генома, поддерживаемая третичными взаимодействиями между петлями шпилечных элементов [Pilipenko et al., 1992; 1996]. Обнаружено кинетическое сопряжение синтеза субстратов (рибонуклеозидтрифосфатов) и полимеризации пикорнавирусных РНК [Koonin, Agol, 1982; 1984]. Показано, что вирус полиомиелита, с одной стороны, способен включать механизм программированной клеточной смерти (апоптоза), а с другой – может предотвращать апоптоз [Tolskaya et al., 1995]. Гибель зараженной полиовирусом клетки может быть следствием двух разных конкурирующих между собой программ: либо апоптоза, либо канонического цитопатогенного эффекта [Agol et al., 1998; 2000]. Развитие апоптоза связано с вызываемым вирусной инфекцией повреждением митохондрий, выходом из них проапоптозных факторов и активацией каспазы-9; одним их механизмов антиапоптозной активности полиовируса является аберрантный процессинг касапазы-9 [Belov et al., 2003]. Неструктурный вирусный белок 3С уменьшает содержание на клеточной поверхности рецепторов фактора некроза опухолей (и некоторых других рецептров), угнетая тем самым способность этого фактора вызывать апоптозную гибель зараженных клеток [Neznanov et al., 2001]. Показано, что инфекция полиовирусом и некоторыми другими РНК-содержащими вирусами вызывает нарушение барьерной функции ядерной оболочки [Belov et al., 1999]. Охарактеризованы геномы вирусов, выделенных от редких случаев заболевания паралитическим полиомиелитом, ассоциированных с вакцинацией, и показано, что значительная доля таких изолятов представляют собой межтиповые рекомбинанты [Lipskaya et al., 1991]. Показано, что производные вакцинных штаммов полиовируса проявляют значительную способность циркулировать в неиммунных [Korotkova et al., 2003] и иммунных [Cherkasova et al., 2002; 2003] популяциях. На основе олигонуклеотидных микрочипов разработаны метод выявления рекомбинантов среди производных вакцинных штаммов полиовируса и метод для оценки уровня дивергенции этих штаммов от родительских вирусов [Cherkasova et al., 2003]. Охарактеризованы геномы “диких” возбудителей полиомиелита, недавно циркулировавших на территории бывшего СССР, выяснены возможные маршруты их циркуляции [Lipskaya et al., 1995]. Выявлены некоторые общие закономерности эволюции диких и вакцинных штаммов полиовируса [Gavrilin et al., 2000].

Основные научные публикации отдела:
1.    Svitkin YV, Agol VI. Complete translation of encephalomyocarditis virus RNA and faithful cleavage of virus-specific proteins in a cell-free system from krebs-2 cells. FEBS Lett. 1978; 87: 7-11.
2.    Svitkin YV, Gorbalenya AE, Kazachkov YA. Agol VI. Encephalomyocarditis virus-specific polypeptide p22 possessing a proteolytic activity. FEBS Lett. 1979; 108: 6-9.
3.    Romanova LI, Tolskaya EA, Kolesnikova MS, Agol VI. Biochemical evidence for intertypic genetic recombination of polioviruses. FEBS Lett. 1980; 118: 109-12.
4.    Agol VI, Grachev VP, Drozdov SG, Frolova MP, Kolesnikova MS, Kozlov VG, Ralph NM, Romanova LI, Tolskaya EA, Tyufanov AV, Viktorova EG. Construction and pro-perties of intertypic poliovirus recombinants: First approximation mapping of the major determinants of neurovirulence. Virology. 1984; 136: 41-55.
5.    Svitkin YV, Maslova SV, Agol VI. The genomes of attenuated and virulent poliovirus strains differ in their in vitro translation efficiencies. Virology. 1985; 147: 243-52.
6.    Romanova LI, Blinov VM, Tolskaya EA, Viktorova EG, Kolesnikova MS, Guseva E A, Agol VI. The pimary structure of crossover regions of intertypic poliovirus recombinants: a model of recombination between RNA genomes. Virology. 1986; 155: 202-13.
7.    Svitkin YV, Pestova TV, Maslova SV, Agol VI. Point mutations modify the response of poliovirus RNA to a translation initiation factor: a comparison of neurovirulent and attenuated strains. Virology. 1988; 166: 394-404.
8.    Pilipenko EV, Blinov VM, Romanova LI, Sinyakov AN, Maslova SV, Agol VI. Conserved structural domains in the 5'-untranslated region of picornaviral genomes: an analysis of the segment controlling translation and neurovirulence. Virology. 1989; 168: 201-9.
9.    Pilipenko EV, Blinov VM, Chernov TM, Agol VI. Conservation of the secondary structure elements of the 5'-untranslated region of cardio- and aphthovirus RNAs. Nucl Acids Res. 1989; 17: 5701-11.
10.    Lipskaya GYu, Muzychenko AR, Kutitova OK, Maslova SV, Equestre M, Drozdov SG, Perez-Bercoff R, Agol VI. Frequent isolation of intertypic poliovirus recombinants with serotype 2 specificity from vaccine-associated polio cases. J Med Virol. 1991; 35: 290-6.
11.    Pilipenko EV, Gmyl AP, Maslova SV, Svitkin YV, Sinyakov AN, Agol VI. Prokaryotic-like cis element in the cap-independent internal initiation of translation on picornavirus RNA. Cell. 1992; 68: 119-31.
12.    Teterina NL, Kean KM, Gorbalenya AE, Agol VI, Girard M. Analysis of functional significance of amino acid residues in the putative NTP-binding pattern of the poliovirus 2C protein. J Gen Virol. 1992; 73: 1977-86.
13.    Cho MW, Richards OC, Dmitrieva TM, Agol VI, Ehrenfeld E. RNA duplex unwinding activity of poliovirus RNA-dependent RNA polymerase 3Dpol. J Virol. 1994; 67: 3010-8.
14.    Tolskaya EA, Romanova LI, Kolesnikova MS, Gmyl AP, Gorbalenya AE, Agol VI. Genetic studies on the NTP-binding pattern containing 2C protein of poliovirus: Possible mechanism of guanidine effect on 2C function and evidence for importance of 2C oligomerization. J Mol Biol. 1994; 236: 1310-23.
15.    Pilipenko EV, Gmyl AP, Maslova SV, Belov GA, Sinyakov AN, Huang M, Brown TDK, Agol VI. Starting window, distinct element in the cap-independent internal initiation of translation on picornaviral RNA. J Mol Biol. 1994; 241: 398-414.
16.    Tolskaya EA, Romanova LI, Kolesnikova MS, Ivannikova TA, Smirnova EA, Raikhlin NT, Agol VI. Apoptosis-inducing and apoptosis-preventing functions of poliovirus. J Virol. 1995; 69: 1181-9.
17.    Pilipenko EV, Poperechny KV, Maslova SV, Melchers WJG, Bruins Slot HJ, Agol VI. Cis-element, oriR, involved in the initiation of (-) strand poliovirus RNA: a quasi-globular multi-domain RNA structure maintained by tertiary ("kissing") interactions. EMBO J. 1996; 119: 5428-36.
18.    Gmyl AP, Belousov EV, Maslova SV, Khitrina EV, Chetverin AB, Agol VI. Nonreplicative RNA recombination in poliovirus. J Virol. 1999; 73: 8958-65.
19.    Belov GA, Evstafieva AG, Mikitas OV, Vartapetian AB, Agol VI. Early alteration of nucleo-cytoplasmic traffic induced by some RNA viruses. Virology. 2000; 275: 244-8.
20.    Pilipenko EV, Pestova TV, Kolupaeva VG, Khitrina EV, Poperechnaya AN, Agol VI, Hellen CUT. A cell-cycle dependent protein serves as a template-specific translation initiation factor. Genes Dev. 2000; 14: 2028-45.

Основные публикации за последние 3 года:
1.    Pestova TV, Kolupaeva VG, Lomakin IB, Pilipenko EV, Shatsky IN, Agol VI, Hellen CU. Molecular mechanisms of translation initiation in eukaryotes. Proc Natl Acad Sci USA. 2001; 98: 7029-36.
2.    Neznanov N, Kondratova A, Chumakov KM, Angres B, Zhumabayeva B, Agol VI, Gudkov AV. Poliovirus protein 3A inhibits TNF-induced apoptosis by eliminating TNF receptor from the cell surface. J Virol. 2001; 75: 10409-20.
3.    Pilipenko EV, Viktorova EG, Guest ST, Agol VI, Roos RP. Cell-specific proteins regulate viral RNA translation and virus-induced disease. EMBO J. 2001; 20: 6899-908.
4.    Cherkasova EA, Korotkova EA, Yakovenko ML,. Ivanova OE, Eremeeva TP, Chumakov KM, Agol VI. Long-term circulation of vaccine-derived poliovirus that causes paralytic disease. J Virol. 2002; 76: 6791-9.
5.    Agol VI. Picornavirus genome: An overview. In: B. Semler, E. Wimmer, Eds. Molecular Biology of Picornаviruses. ASM Press, Washington, DC, 2002; 127-48.
6.    Agol VI. Picornavirus genetics: An overview. In: In: B. Semler, E. Wimmer Eds Molecular Biology of Picornаviruses. ASM Press, Washington, DC, 2002; 269-84.
7.    Belov GA, Romanova LI, Tolskaya EA, Kolesnikova MS, Lazebnik YA, Agol VI. The major apoptotic pathway activated and suppressed by poliovirus. J Virol. 2003; 77: 45-56.
8.    Cherkasova EA, Laassri M, Chizhikov V, Korotkova EA, Dragunsky E, Agol VI, Chumakov KM. Microarray analysis of evolution of RNA viruses: Evidence of circulation of virulent highly divergent vaccine- derived polioviruses. Proc Natl Acad Sci USA 2003; 100: 9398-403.
9.    Gmyl AP, Korshenko SA, Belousov EV, Khitrina EV, Agol VI. Nonreplicative homologous RNA recombination: Promiscuous joining of RNA pieces? RNA. 2003; 9: 1221-31.
10.    Korotkova EA, Park R, Cherkasova, EA, Lipskaya GYu, Chumakov KM, Feldman EV, Kew OM, Agol VI. Retrospective analysis of a local cessation of vaccination against poliomyelitis: a possible scenario for the future. J Virol. 2003; 77: 12460-5.