Лаврик Ольга Ивановна

  • профессор (Кафедра молекулярной биологии и биотехнологии ФЕН)

Контактная информация

+7(383)3635195

О себе

Лаврик Ольга Ивановна Член-корреспондент РАН, профессор, доктор химических наук, зав. лабораторией биоорганической химии ферментов Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН, лауреат Государственной премии СССР, лауреат премий Сибирского Отделения РАН, стипендиат государственной стипендии для выдающихся ученых России, иностранный профессор Парижского Университета 6 (имени Пьера и Марии Кюри). Награды и премии: Лауреат Государственной премии СССР (1984 г.), лауреат премии Всесоюзного химического общества им. Д.И. Менделеева (1988), лауреат премий Сибирского Отделения РАН (1985, 1986, 1988, 1990 г.г.); стипендиат государственной стипендии для выдающихся ученых России (1994 – 2000 г.г.), стипендиат фонда Сороса - почетный Соросовский профессор (1994), иностранный профессор Парижского Университета 6 (имени Пьера и Марии Кюри), Почетный знак в честь 115-летия г. Новосибирска (2008), академик РАЕН (1991), член-корреспондент РАН (2008); член редколлегии журнала «Молекулярная биология» (1996-н.в.); член экспертного совета Российского Фонда фундаментальных исследований, рецензент журналов «Proceedings of the National Academy of Sciences», «Nucleic Acids Research», «Biochemical Journal», «BMC Biochemistry», «ChemBioChem», «DNA Repair». Президент Российского Отделения Европейского общества мутагенеза окружающей среды. Диплом Российского фонда фундаментальных исследований за успешную работу в составе Экспертного совета. Серебряная сигма «за успешную работу» в честь 50-летия СО РАН. Памятная медаль «За вклад в развитие Новосибирской области» в честь 75-летия области. Лауреат премии «Академина. Женщина в науке» в честь 55-летия СО РАН. Подготовленные кандидаты и доктора наук: 27 диссертаций кандидатов наук, 3 диссертации докторов наук. Автор и соавтор 320 статей в рецензируемых журналах и 11 монографий и учебников. Индекс цитирования 2604, h-индекс 27 по ISI Web of Knowledge. Основные направления научных исследований: Главным направлением исследований О.И. Лаврик является изучение молекулярных механизмов, обеспечивающих репарацию повреждений в ДНК, а именно эксцизионной репарации нуклеотидов, удаляющей объемные повреждения, создаваемые генотоксикантами окружающей среды, и поврежденных оснований. Исследуется регуляция этих процессов в надмолекулярных комплексах репарации ДНК. Кроме того, важнейшим направлением работы является идентификация новых факторов репликации/репарации в экстрактах клеток и ядер с помощью оригинальной стратегии, разработанной в лаборатории, состоящей в использовании реакционноспособных интермедиатов репарации ДНК и метода МАЛДИ-масс-спектроскопии для идентификации природы белков в составе ДНК-белковых аддуктов. Следующий этап этого направления исследований состоит в установлении функций вновь открытых белковых факторов в процессах репарации ДНК. Основные научные достижения: 1. Созданы новые подходы в аффинной модификации, позволившие исследовать протеомные ансамбли репликации и репарации ДНК на уровне экстрактов клеток и ядер (Bioconjug. Chem. 2005, 16, 215-222, Nucleic Acids Res. 2002, 30, 73; Chemical Probes in Biology (2002), Kluwer Acedemic Publishers, 129, 193-206; Curr. Med. Chem., 2005, 12, 641-655; Subcell Biochem. 2010, 50, 251-277). 2. С помощью фотореакционноспособных ДНК-интермедиатов, синтезированных in situ в процессах репарации и репликации ДНК, были идентифицированы ДНК-связывающие субъединицы репликативных факторов А и С и открыты новые функции поли(АДФ-рибозо)полимеразы 1 (PARP1) и негистонового белка хроматина HMGB1 в процессе репарации оснований (Nucleic Acids Res. 1999, 27, 4235-4240; J. Mol. Recognit. 2001, 14, 239-244; J. Biol. Chem. 2001, 276, 25411-25548; Nucleic Acids Res. 2005, 24, 1222-1229; Mol. Cell. 2007, 27, 829-841, DNA repair 2007, 6, 615-625, Mutat. Res. 2010, 685(1-2), 80-9). 3. Выявлено специфическое взаимодействие ряда белков (HMGB1, Ku70/80, PARP1, XRCC1) с наиболее распространенными повреждениями в ДНК – апуриновыми/апиримидиновыми сайтами – для временной защиты этих участков и их последующей репарации. (Biochim. Biophys. Acta. 2008, 1784, 1777-1785; Mutat. Res. 2009, DNA repair 2007, 6, 254-264, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 2010, 107, 22090-22095). 4. Установлен механизм формирования предрасщепляющего комплекса в процессе удаления повреждений ДНК, создаваемых УФ-облучением и реакционноспособными метаболитами ПАУ (Nucleic Acids Res., 2010, 38, 8083-8094). 5. Открыт новый механизм репарации апуриновых/апиримидиновых сайтов в ДНК, инициируемый тирозил-ДНК-фосфодиэстеразой 1 человека (FEBS Lett., 2011, 585, 683-686; Biochimie, 2012, 94, 1749-1753; DNA repair, 2013, in press).

Карьера

  • Институт химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН, заведующая лабораторией биоорганической химии ферментов (с 1984)

Публикации

  1. Статья. Yuliya S. Krasikova, Nadejda I. Rechkunova, Ekaterina A. Maltseva, Pavel E. Pestryakov, Irina O. Petruseva, Kaoru Sugasawa, Xuejing Chen, Jung-Hyun Min, Olga I. Lavrik Comparative Analysis of Interaction of Human and Yeast DNA Damage Recognition Complexes with Damaged DNA in Nucleotide Excision Repair  // J Biol Chem The human XPC-RAD23B complex and its yeast ortholog, Rad4-Rad23, are the primary initiators of global genome nucleotide excision repair. The interaction of these proteins with damaged DNA was analyzed using model DNA duplexes containing a single fluorescein-substituted dUMP analog as a lesion. An electrophoretic mobility shift assay revealed similarity between human and yeast proteins in DNA binding. Quantitative analyses of XPC/Rad4 binding to the model DNA structures were performed by fluorescent depolarization measurements. XPC-RAD23B and Rad4-Rad23 proteins demonstrate approximately
    equal binding affinity to the damaged DNA duplex (KD (0.50.1) and (0.60.3) nM, respectively). Using photoreactive DNA containing 5-iodo-dUMP in defined positions, XPC/Rad4 location on damaged DNA was shown. Under conditions of equimolar binding to DNA both proteins exhibited the highest level of cross-links to 5I-dUMP located exactly opposite the damaged nucleotide. The positioning of the XPC and Rad4 proteins on damaged DNA by photocross-linking footprinting is consistent with x-ray analysis of the Rad4-DNA crystal complex. The identity of the XPC and Rad4 location illustrates the common principles of structure organization of DNA damage-scanning
    proteins from different Eukarya organisms.
  2. Статья. Krasikova YS, Rechkunova NI, Maltseva EA, Anarbaev RO, Pestryakov PE, Sugasawa K, Min JH, Lavrik OI. Human and yeast DNA damage recognition complexes bind with high affinity DNA structures mimicking in size transcription bubble.  // J Mol Recognit The human XPC-RAD23B complex and its yeast ortholog, Rad4-Rad23, are the primary initiators of global genome nucleotide excision repair. In this study, two types of DNA binding assays were used for the detailed analysis of interaction of these proteins with damaged DNA. An electrophoretic mobility shift assay revealed that human and yeast orthologs behave similarly in DNA binding. Quantitative analyses of XPC/Rad4 binding to the model DNA structures were performed using fluorescent depolarization measurements. The XPC-RAD23B and the Rad4-Rad23 proteins bind to the damaged 15 nt bubble-DNA structure mimicking in size the “transcription bubble” DNA intermediate with the highest affinity (KD values ~10-10 M or less) that is reduced in the following order: damaged bubble > undamaged bubble > damaged duplex > undamaged duplex. The affinity of XPC/Rad4 for various DNAs was shown to correlate with DNA bending angle. The results obtained show clearly that more deviation from regular DNA structure leads to higher XPC/Rad4 affinity.
  3. Статья. Kutuzov MM, Khodyreva SN, Amé JC, Ilina ES, Sukhanova MV, Schreiber V, Lavrik OI. Interaction of PARP-2 with DNA structures mimicking DNA repair intermediates and consequences on activity of base excision repair proteins.  // Biochimie Poly(ADP-ribosyl)ation is a posttranslational protein modification significant for genomic stability and cell survival in response to DNA damage. Poly(ADP-ribosyl)ation is catalyzed by poly(ADP-ribose) polymerases (PARPs). Among the 17 members of the PARP family, PARP-1 and PARP-2 are described as enzymes whose catalytic activity is stimulated by some types of DNA damages.
    Whereas the role of PARP-1 in response to DNA damage has been widely illustrated, the contribution of another DNA-dependent PARP, PARP-2, is less documented. To find out specific DNA targets of PARP-2 we evaluated by EMSA Kd values of PARP-2-DNA complexes for several DNA structures mimicking intermediates of different DNA metabolizing processes. In addition, we tested these DNA as activators of PARP-1 and PARP-2 in poly(ADP-ribose) synthesis. Like PARP-1, PARP-2 doesn’t show correlation between
    activation efficiency and Kd values for DNA. PARP-2 displayed the highest affinity for flap-containing DNA, but was more efficiently activated by 50-overhang DNA. Evaluating the influence of PARP-1 and PARP-2 on DNA repair synthesis catalyzed by DNA polymerase b revealed that both PARPs inhibit DNA polymerase b activity. However, unlike PARP-1, poly(ADP-ribosyl)ation of PARP-2 does not result in
    restoration of DNA synthesis efficiency. Similarly, both PARPs proteins inhibited FEN1 activity, but only activation of PARP-1, not PARP-2, could restore FEN1 activity, and only when PARP-2 was not present. Taken together, our data show that PARP-2 can directly regulate BER proteins but also can modulate the influence of PARP-1 on these BER proteins, by decreasing its poly(ADP- ribosyl)ation activity.
  4. Статья. Alexey Evdokimov, Irina Petruseva, Aleksandra Tsidulko, Ludmila Koroleva, Inna Serpokrylova, Vladimir Silnikov, Olga Lavrik New synthetic substrates of mammalian nucleotide excision repair system  // Nucleic Acids Res DNA probes for the studies of damaged strand
    excision during the nucleotide excision repair
    (NER) have been designed using the novel nonnucleosidic phosphoramidite reagents that contain N-[6-(9-antracenylcarbamoyl)hexanoyl]-3-amino-
    1,2-propandiol (nAnt) and N-[6-(5(6)-fluoresceinylcarbamoyl) hexanoyl]-3-amino-1,2-propandiol (nFlu) moieties. New lesion-imitating adducts being inserted into DNA show good substrate properties in NER process. Modified extended linear nFlu– and nAntr–DNA are suitable for estimation of specific excision activity catalysed with mammalian whole cell extracts. The following substrate activity range was revealed for the model 137-bp linear doublestranded DNA: nAnt–DNA&nFlu–DNA>Chol–DNA (Chol–DNA—legitimate NER substrate that contains non-nucleoside fragment bearing cholesterol residue). In vitro assay shows that modified DNA can be a useful tool to study NER activity in whole-cell extracts. The developed approach should be of general use for the incorporation of NER-sensitive distortions into model DNAs. The new synthetic extended linear DNA containing bulky non-nucleoside modifications will be useful for NER mechanism study and for applications.
  5. Статья. Rashid O. Anarbaev, Inna A. Vasil’eva, Olga I. Lavrik Synthesis of the conjugates of DNA polymerase b with cadmiumsulfide nanoparticles and their activity in reverse micelles  // Journal of Molecular Catalysis B Enzymatic Poly(ADP-ribosyl)ation is a posttranslational protein modification significant for genomic stability and cell survival in response to DNA damage. Poly(ADP-ribosyl)ation is catalyzed by poly(ADP-ribose)polymerases (PARPs). Among the 17 members of the PARP family, PARP-1 and PARP-2 are described as enzymes whose catalytic activity is stimulated by some types of DNA damages. Whereas the role of PARP-1 in response to DNA damage has been widely illustrated, the contribution of another DNA-dependent PARP, PARP-2, is less documented. To find out specific DNA targets of PARP-2 we evaluated by EMSA Kd values of PARP-2-DNA complexes for several DNA structures mimicking intermediates of different DNA metabolizing processes. In addition, we tested these DNA as activators of PARP-1 and PARP-2 in poly(ADP-ribose) synthesis. Like PARP-1, PARP-2 doesn't show correlation between activation efficiency and Kd values for DNA. PARP-2 displayed the highest affinity for flap-containing DNA, but was more efficiently activated by 5'-overhang DNA. Evaluating the influence of PARP-1 and PARP-2 on DNA repair synthesis catalyzed by DNA polymerase β revealed that both PARPs inhibit DNA polymerase β activity. However, unlike PARP-1, poly(ADP-ribosyl)ation of PARP-2 does not result in restoration of DNA synthesis efficiency. Similarly, both PARPs proteins inhibited FEN1 activity, but only activation of PARP-1, not PARP-2, could restore FEN1 activity, and only when PARP-2 was not present. Taken together, our data show that PARP-2 can directly regulate BER proteins but also can modulate the influence of PARP-1 on these BER proteins, by decreasing its poly(ADP-ribosyl)ation activity.
  6. Статья. Lavrik OI., Rechkunova Nadejda Ivanovna The mechanism of human tyrosyl-DNA phosphodiesterase 1 in the cleavage of AP site and its synthetic analogs.  // DNA REPAIR
  7. Статья. Lebedeva NA, Rechkunova NI, Ishchenko AA, Saparbaev M, Lavrik OI. The mechanism of human tyrosyl-DNA phosphodiesterase 1 in the cleavage of AP site and its synthetic analogs.  // DNA Repair The mechanism of hydrolysis of the apurinic/apyrimidinic (AP) site and its synthetic analogs by using tyrosyl-DNA phosphodiesterase 1 (Tdp1) was analyzed. Tdp1 catalyzes the cleavage of AP site and the synthetic analog of the AP site, 3-hydroxy-2(hydroxymethyl)-tetrahydrofuran (THF), in DNA by hydrolysis of the phosphodiester bond between the substituent and 5' adjacent phosphate. The product of Tdp1 cleavage in the case of the AP site is unstable and is hydrolyzed with the formation of 3'- and 5'-margin phosphates. The following repair demands the ordered action of polynucleotide kinase phosphorylase, with XRCC1, DNA polymerase β, and DNA ligase. In the case of THF, Tdp1 generates break with the 5'-THF and the 3'-phosphate termini. Tdp1 is also able to effectively cleave non-nucleotide insertions in DNA, decanediol and diethyleneglycol moieties by the same mechanism as in the case of THF cleavage. The efficiency of Tdp1 catalyzed hydrolysis of AP-site analog correlates with the DNA helix distortion induced by the substituent. The following repair of 5'-THF and other AP-site analogs can be processed by the long-patch base excision repair pathway.
  8. Статья. Л. В. Скосарева, Н. А. Лебедева, О. И. Лаврик, Н. И. Речкунова РЕПАРАЦИЯ ОБЪЕМНЫХ ПОВРЕЖДЕНИЙ ДНК – ПРОИЗВОДНЫХ ПОЛИЦИКЛИЧЕСКИХ АРОМАТИЧЕСКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ  // Молекулярная биология Геномная ДНК повреждается под действием различных факторов, оказывающих негативное влияние на организм человека, таких как повышенный уровень загрязнения окружающей среды, ультрафиолетовое
    и ионизирующее излучение, токсические вещества. Загрязнение воздуха продуктами неполного сгорания углеводородного топлива, а также отходы различных производств считаются основными источниками полициклических ароматических углеводородов – соединений, продукты метаболизма которых способны повреждать ДНК, образуя с ней объемные аддукты, что может привести к возникновению мутаций и некоторых форм рака. Эксцизионная репарация нуклеотидов – основной путь исправления таких повреждений в клетках эукариот. Эффективность вырезания поврежденных участков ДНК зависит
    от многих факторов, в том числе от структуры объемного заместителя и степени вносимой им дестабилизации в двойную спираль ДНК. Наибольшую опасность для клетки представляют кластерные повреждения ДНК, для исправления которых необходима кооперация различных систем репарации ДНК. В обзоре рассмотрены особенности механизмов восстановления структуры ДНК с объемными повреждениями, как одиночными, так и в составе кластеров, на примере природного канцерогена бенз[а]пирена
Добавить в избранное