Молодежная лаборатория молекулярной генетики микробных консорциумов

История подразделения

Молодежная лаборатория молекулярной генетики микробных консорциумов была создана в 2023 году на базе Академии биологии и биотехнологии им. Д.И. Ивановского ЮФУ в рамках молодежного блока исследовательских проектов университета по программе «Приоритет-2030».

Основные вехи развития:
2023 г. — Создание лаборатории
2024 г. — Выигрыш конкурса «Старт-Взлет», успешное открытие малого инновационного предприятия ООО «БиоКодАгро» для коммерциализации разработок
2025 г. — Расширение исследовательской базы, получение междисциплинарного гранта РНФ совместно с МФТИ, запуск нейросетевой платформы EcoPredict4

В составе коллектива — более 80% исследователей младше 39 лет, в том числе аспиранты и студенты.

Входящие подразделения и аффилиации:

• Часть Стратегического проекта «Системы управления почвенными ресурсами» Приоритета-2030.
• Соисполнитель гранта РНФ № 25-66-00009 (2025-2028) Новые рекомбинантные штаммы и консорциумы споровых бактерий — основа биофунгицидных препаратов для агропромышленности».
• Участник программы софинансирования проектов Фонда содействия развития малых форм предприятий в научно-технической сфере
• В число научных партнеров, кроме МФТИ, входят Сеченовский университет, ДГТУ и другие университеты.

Основные направления деятельности:

1. Разработка методов культивирования новых, ранее некультвируемых микроорганизмов
   Коллективом получено несколько патентов на среды и способы культивирования редких групп микроорганизмов из почвенных микробных сообществ.

2. Исследование структуры и функций микробных сообществ
   Лаборатория изучает особенности взаимодействия микроорганизмов в составе природных и искусственных консорциумов, анализируя их генетическое разнообразие, механизмы кооперации и конкуренции.

3. Разработка генетических баз данных и моделей для машинного обучения
   Использование методов современной геномики, биоинформатики, машинного обучения позволило коллективу создать нейросетевую модель EcoPredict4 (доступна по адресу: https://lmgmklab.ru/tools/v9ocd9kdta2xold) для предсказания экологической роли микроорганизмов по геномным и метагеномным данным. В настоящее время (2025) коллектив работает над подходами к инженерии микробных сообществ insilico.

4. Прикладные исследования для биотехнологии и экологии
   Результаты исследований находят применение в создании новых биотехнологических решений для сельского хозяйства, в частности, разработке биопрепаратов для защиты растений.

Основные направления:

• Создание комплексных микробных консорциумов для защиты растений
• Разработка биофунгицидов, биостимуляторов и биоудобрений
• Биотестирование на модели марсианского грунта и на космическом спутнике (партнерство с ИМБП РАН)
• Решение задач биоремедиации и восстановления плодородия почв
• Борьба с грибковыми патогенами сельскохозяйственных культур
• Повышение продуктивности почв черноземной зоны Юга России
• Экстремальные условия (космические испытания, арктические экосистемы)

Образовательная и популяризаторская деятельность

Лаборатория активно вовлекает студентов и молодых ученых в научную работу и регулярно организует открытые семинары. Информация о текущих проектах, событиях и научных достижениях регулярно публикуется в официальном телеграм-канале лаборатории https://t.me/labmolgenmicr

Публикации в прессе:

https://ria.ru/20251120/nauka-2055808725.html

https://dzen.ru/a/aR8X9JN7MEjdf3LO

Современное оборудование: недавно в лабораторию был приобретен нанопоровый секвенатор «Нанопорус», позволяющий секвенировать геномы новых микроорганизмов, выделяемых из почвы, и изучать их свойства.

Коллективом лаборатории за время существования опубликовано несколько десятков статей, защищено несколько патентов и баз данных.

Ключевые публикации сотрудников

1. Demin K. A., Prazdnova E.V. et al. Sulfate-reducing bacteria unearthed: ecological functions of the diverse prokaryotic group in terrestrial environments //Applied and Environmental Microbiology. – 2024. – V. 90. – №. 4. – P. 00. Q1, РИНЦ, ядро РИНЦ
2. Чистяков В. А., Денисенко Ю.В., Празднова Е.В. и др. Старение и надежность: как вариации во времени интенсивности отказов влияют на форму кривых дожития стареющих организмов //Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Естественные науки. – 2024. – №. 2 (222). – С. 144-155. РИНЦ, ядро РИНЦ
3. Ranjan A., Rajput V.D., Prazdnova E.V. et al. Augmenting abiotic stress tolerance and root architecture: The function of phytohormone-producing PGPR and their interaction with nanoparticles //South African Journal of Botany. – 2024. – V. 167. – P. 612-629. Q2, РИНЦ, ядро РИНЦ
4. Ranjan A., Arora J., Chauhan A., Basniwal R. K., Kumari A., Rajput V. D., Prazdnova E. V. et al. Advances in characterization of probiotics and challenges in industrial application //Biotechnology and Genetic Engineering Reviews. – 2024. – V. 40. – №. 4. – P. 3226-3269. Q2
5. Emelyantsev S., Prazdnova E., Chistyakov V. Solubilizer of bacterial origin surfactin increases the biological activity of C60 fullerene //Biotechnology and Applied Biochemistry. – 2025. – V. 72. – №. – P. 311-319. Q2
6. Arora J., Ranjan A., Chauhan A., Rajput V. D., Sushkova S., Prazdnova E. V. et al. A novel study on anionic surfactant degradation potential of psychrophillic and psychrotolerant Pseudomonas spp. identified from surfactant-contaminated river water //Applied Biochemistry and Biotechnology. – 2024. – V. 196. – №. 5. – P. 2612-2629. Q2
7. Neurov A. M., Zaikina A. A., Prazdnova E. V. et al. Modulation of Stress-Related Protein in the African Catfish (Clarias gariepinus) Using Bacillus-Based Non-Ribosomal Peptides //Microbiology Research. – 2024. – V. 15. – №. 4. – P. 2743-2763. Q3
8. Ranjan A., Rajput V. D., Chauhan A., Prazdnova V. et al. Extremophiles for Sustainable Agriculture and Soil Health Improvement. – Springer Nature Switzerland, 2024.
9. Rath P., Ranjan A., Kumari A., Rajput V. D., Prazdnova et E. V. al. Nanoremediation: A Promising Reclamation Method for the Removal of Organic Pollutants From Different Environmental Sites //Nano-Bioremediation for Water and Soil Treatment. – Apple Academic Press, 2024. – С. 237-257.
10. Demin K., Prazdnova, E., Kulikov, M., Mazanko, M., & Gorovtsov, A. et al. Alternative agar substitutes for culturing unculturable microorganisms //Archives of Microbiology. – 2024. – Т. 206. – №. 10. – С. 405. https://link.springer.com/article/10.1007/s00203-024-04139-5
11. Arora J., Kumari, A., Ranjan, A., Rajput, V. D., Shende, S., Prazdnova, E. V.et al. Microbial Adaptation in Different Extreme Environmental Conditions and Its Usefulness in Differently Polluted Soil //Extremophiles for Sustainable Agriculture and Soil Health Improvement. – Cham : Springer Nature Switzerland, 2024. – С. 47-62. https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-3-031-70203-7_3
12. Ranjan, A., Rajput, V. D., Shende, S. [et al.]. Eco‐friendly fabrication of Zn‐based nanoparticles: implications in agricultural advancement and elucidation of toxicity aspects // Journal of the Science of Food and Agriculture. – 2025. – DOI: 10.1002/jsfa.14243
13. Statsenko, V. N., Prazdnova, E. V., Kulikov, M. P. Influence of rifampicin-resistance mutations on the synthesis of antioxidant, DNA-protective, and SOS-inhibitory metabolites // Applied Biochemistry and Microbiology. – 2025. – P. 1–9. – DOI: 10.1134/S0003683824607066.
14. Silina, E. V., Manturova, N. E., Chuvilina, E. L. [et al.]. Development of a Collagen–Cerium Oxide Nanohydrogel for Wound Healing: In Vitro and In Vivo Evaluation // Biomedicines. – 2025. – Vol. 13, iss. 11. – Art. 2623. – DOI: 10.3390/biomedicines13112623.
15. Demin, K. A., Kulikova, D. B., Kulikov, M. P., Mazanko, E. V., Prazdnova, E. V. Alternative agar substitutes for culturing unculturable microorganisms // Archives of Microbiology. – 2025. – DOI: 10.1007/s00203-025-04537-3.
16. Vasilchenko N. et al. In Silico and In Vitro Analysis of Antifungal Compounds of Ten New Bacillus and Paenibacillus Strains //Applied Microbiology. – 2025. – Т. 5. – №. 4. – С. 120.

Патенты:

1. Патент № 2818084 C1 Российская Федерация, МПК C12N 1/00.  Питательная среда для культивирования почвенных микроорганизмов : № 2023134873 : заявл. 25.12.2023 : опубл. 24.04.2024 / К. А. Демин, Е. В. Празднова, М. С. Мазанко, М. П. Куликов ; заявитель Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Южный федеральный университет». – EDN XWRBJN.
2. Патент № 2822694 C1 Российская Федерация, МПК C12Q 1/00. Способ культивирования почвенного микробного сообщества : № 2023134709 : заявл. 22.12.2023 : опубл. 11.07.2024 / К. А. Демин, Е. В. Празднова, М. С. Мазанко, М. П. Куликов ; заявитель Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Южный федеральный университет». – EDN LTKEET.

Гранты и награды:

• М.н.с. Дёмин К.А. – лауреат Стипендии Президента РФ 2024
• М.н.с. Куликов М.П. – победитель конкурса «Старт-Взлёт»
• Лаборант Покусаев Д. – победитель конкурса «Умная стипендия от Центр-Инвест»