!	Это архивная версия сайта кафедры биофизики от 2020 года. Актуальный сайт доступен по адресу https://www.biophys.msu.ru/.

Группа биоэлектрохимии

Комната 305, тел. 939-35-03

• О группе
• Научная работа
• Учебная работа
• Публикации

Сотрудники

Булычёв Александр Александрович
профессор, доктор биологических наук

Крупенина Наталия Анатольевна
старший научный сотрудник, кандидат биологических наук

Черкашин Александр Александрович
старший преподаватель, кандидат биологических наук

                 Алова Анна Владимировна

                 ассистент

О группе

Ведутся исследования мембранных процессов растительной клетки. В отличие от животных клеток, клетки растений способны генерировать гораздо более низкие отрицательные потенциалы за счет работы электрогенного протонного насоса, выводящего избыток Н⁺ из цитоплазмы в среду. Протонный насос обеспечивает регуляцию рН цитозоля, участвует в формировании биологической полярности при морфогенезе, повышает эластичность клеточных стенок и определяет направление транспорта ауксинов. Исследуются клеточные процессы, связанные с активацией Н⁺ насосов при поглощении света пигментными системами фотосинтеза. Работа нацелена на изучение электрохимических и фотобиологических процессов, протекающих в хлоропластах и на плазмалемме клетки в индукционный период фотосинтеза и на стадии стационарного фотосинтеза.

Основные направления научной работы

Изучение светозависимых мембранных и транспортных процессов в растительных клетках и их роли в механизмах внутриклеточной регуляции и дистанционной передачи сигналов. Объектами исследования служат клетки харовой водоросли, листья растений, цианобактерии и модельные системы.

Конкретные задачи, решаемые в рамках фундаментальных направлений исследований

• светозависимое образование пространственных структур; неоднородное продольное распределение фотосинтетической активности и мембранного транспорта ионов у водоросли Chara (Булычев, Комарова, Крупенина);
• влияние электрического возбуждения на пространственные структуры в норме и в присутствии катионных редокс медиаторов с гербицидным действием (Крупенина);
• исследование диссипативных структур в клетках харовых водорослей и модельной системе Белоусова-Жаботинского в АОТ микроэмульсии (Черкашин);
• передача метаболически активных сигналов с потоком цитоплазмы и дистанционная фоторегуляция активности фотосистемы II (Булычев, Комарова);
• ранние физико-химические процессы, вызванные локальными механическими стимулами и микроповреждением клеточной стенки (Комарова, Булычев);
• транспорт электронов в хлоропластах и цианобактериях, выявляемый по индукционным изменениям флуоресценции и редокс состояния пигмента Р700 (Булычев, Черкашин).

Методы исследований

• рН-селективные и капиллярные микроэлектроды;
• микрофлуориметрия с модулированным освещением;
• микроперфорация клеток;
• локальная фотостимуляция на удалении от области измерения;
• измерения индукционных кривых флуоресценции и редокс состояния пигмента Р700⁺;
• видеомикроскопия;
• наноразмерные датчики кислорода и АФК.

Научные контакты

- группа мат. моделирования каф. биофизики биологического факультета (Г.Ю. Ризниченко, Н.Е. Беляева),

- кафедра генетики биологического факультета (И.В. Еланская),

- химический факультет МГУ (А.С. Ерофеев),

- биологический ф-т Нижегородского университета (В.С. Сухов, В.А. Воденеев),

- институт физики Магдебургского университета (А. Еремин),

- университет г. Зальцбург (Prof. Ilse Foissner)

- университет им. И. Канта (Калининград) (В.К. Ванаг).

Ключевые слова

УДК 577.352: 3-5	Биофизика мембран: Природные мембраны; Проницаемость биологических мембран. Транспорт веществ через мембраны; Биоэлектрические явления в биологических мембранах. Биопотенциалы
УДК 577.345	Фотофизические процессы в биологических системах
ГРНТИ 34.17.23; УДК 577.3'32/.'36	Биофизика клетки
ГРНТИ 34.17.27; УДК 577.352.2; 577.352.3	Искусственные и биологические мембраны
ГРНТИ 34.31.17; УДК 581.132	Фотосинтез
ГРНТИ 34.03.23; УДК 57:51-76; 57.02.001.57	Математическая биология и теоретическое моделирование биологических процессов

Учебная работа

• Биофизика мембранного транспорта (Булычев А.А.) Лекции, 4 курс, 8 семестр, 22 часа, экзамен.
• Основы электроники (Черкашин А.А.) Лекции, 3 курс, 6 семестр, 10 часов, зачет; летняя практика, зачет.
• Большой практикум (Булычев А.А., Комарова А.В.)
• Практикум по нанотехнологиям (Черкашин А.А., Крупенина Н.А.)
• Малый практикум по биофизике (Булычев А.А., Черкашин А.А., Крупенина Н.А.) 3 курс, 5-6 семестр, зачет

Студенты и аспиранты

• аспирант Комарова А.В. (рук. Булычев А.А.); закончила аспирантуру в 2016 г.

Избранные публикации за 5 лет

A.A. Bulychev, A.V. Komarova. Implication of long-distance cytoplasmic transport into dynamics of local pH on the surface of microinjured Chara cells. Protoplasma 2016. DOI 10.1007/s00709-016-0975-x. Published online 18 April 2016.

 A.A. Bulychev, A.V. Komarova. Photoinduction of cyclosis-mediated interactions between distant chloroplasts. Biochim. Biophys. Acta 2015, 1847, N 4-5, 379-389.

 A.A. Bulychev, A.V. Komarova. Proton flows across the plasma membrane in microperforated characean internodes: tonoplast injury and involvement of cytoplasmic streaming. Protoplasma 2014, 251, N 6, 1481–1490. DOI 10.1007/s00709-014-0650-z

А.А. Булычев, А.В. Комарова. Дистанционная передача сигналов и регуляция фотосинтеза в клетках Characeae. Биохимия, 2014, 79, вып. 3, 353-363.

 A.A. Bulychev, A.V. Alova, T.N. Bibikova. Strong alkainization of Chara cell surface in the area of cell wall incision as an early event in mechanoperception. Biochim. Biophys. Acta - Biomembranes 2013, 1828, N 11, 2359–2369.

 A. Eremin, A. Bulychev, M.J.B. Hauser. Cyclosis-mediated transfer of H₂O₂ elicited by localized illumination of Chara cells and its relevance to the formation of pH bands" Protoplasma 2013, 250, N 6, 1339–1349 (DOI: 10.1007/s00709-013-0517-8).

 A.A. Bulychev, A.V. Alova, A.B. Rubin. Propagation of photoinduced signals with the cytoplasmic flow along Characean internodes: evidence from changes in chloroplast fluorescence and surface pH. Eur. Biophys. J. 2013, 42, N 6, 441–453. DOI 10.1007/s00249-013-0895-z.

 A.A. Bulychev, V.A. Osipov, D.N. Matorin, W.J. Vredenberg. Effects of far-red light on fluorescence induction in infiltrated pea leaves under diminished ΔpH and Δφ components of the proton motive force. J. Bioenergetics and Biomembranes, 2013, 45 No. 1, 37–45. DOI 10.1007/s10863-012-9476-6.

 A.A. Bulychev. Membrane excitation and cytoplasmic streaming as modulators of photosynthesis and proton flows in Characean cells. In: Plant Electrophysiology. Methods and Cell Electrophysiology. A. G. Volkov (ed.), DOI: 10.1007/978-3-642-29119-7_12, Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2012. Chapter 12. pp. 273-300.

 A.A. Bulychev. Induction changes in photosystems I and II in plant leaves upon modulation of membrane ion transport. Biochemistry (Moscow) Supplement Series A: Membrane and Cell Biology, 2011, Vol. 5, No. 4, pp. 335–342. DOI: 10.1134/S1990747811050035

 A.A. Bulychev, S.O. Dodonova. Effects of cyclosis on chloroplast-cytoplasm interactions revealed with localized lighting in Characean cells at rest and after electrical excitation. Biochim. Biophys. Acta – Bioenergetics. 2011, 1807, N 9, 1221-1230. doi: 10.1016/j.bbabio.2011.06.009

 S.O. Dodonova, A.A. Bulychev. Effect of cytoplasmic streaming on photosynthetic activity of chloroplasts in internodes of Chara corallina. Russ. J. Plant Physiol. 2012, 59, N 1, 35-41. DOI: 10.1134/S1021443711050050

 S.O. Dodonova, A.A. Bulychev. Cyclosis-related asymmetry of chloroplast–plasma membrane interactions at the margins of illuminated area in Chara corallina cells. Protoplasma, 2011, 248, N 4, 737-749.

 N.A. Krupenina, A.A. Bulychev, U. Schreiber. Chlorophyll fluorescence images demonstrate variable pathways in the effects of plasma membrane excitation on electron flow in chloroplasts of Chara cells. Protoplasma. 2011, 248, N 3, 513-522.