Должность: ассистент
Учёная степень, звание:
  кандидат физико-математических наук
Телефон: +7 495 955 47 76
Почта: megakrot@mail.ru

Page in English

 


Образование

Окончил МФТИ (ГУ) в 2002 году, факультет молекулярной и биологической физики.

Специальность и квалификация: магистр прикладных математики и физики по направлению «Прикладные математика и физика».

Область научных интересов

  • Биологические и модельные липидные мембраны;
  • Механика и термодинамика мембран;
  • Фазовые переходы в мембранах;
  • Слияние и деление мембран;
  • Порообразование;
  • Смачивание белков липидами.

Учебные курсы, читаемые в университете

Физика жидкокристаллических мембран

Липидные мембраны — основной объект, изучаемый в данном курсе. Мембраны представляют собой бислойную жидко-кристаллическую пленку, макроскопическую в латеральном направлении. В курсе вводятся основы теории упругости жидких кристаллов, разработанной для объемных систем, и адаптированной для описания бислойных мембран. Применительно к биологическим мембранам, содержащим белки и несколько липидных компонентов, излагаются термодинамика и кинетика фазовых переходов в многокомпонентных системах, вводятся фазовые диаграммы Гиббса и рассматриваются различные двумерные решеточные модели. Для описания локальных фазовых переходов, происходящих за счет так называемого явления смачивания вблизи белковых комплексов при отсутствии условий для глобального фазового перехода в остальной части мембраны, излагаются основы теории смачивания, исходно разработанной для трехмерных систем и адаптированной к биомембранам. Рассматриваются различные механизмы белок-липидных взаимодействий и условия формирования макроскопических смачивающих пленок. На примере экзо- и эндоцитоза иллюстрируется зависимость скорости протекания клеточных процессов от энергетики формирующихся мембранных структур.

Наиболее значимые публикации

  1. Sergey A Akimov, Vladimir A J Frolov, Peter I Kuzmin, Joshua Zimmerberg, Yuri A Chizmadzhev, and Fredric S Cohen. Domain formation in membranes caused by lipid wetting of protein. Physical review. E, Statistical, nonlinear, and soft matter physics, 77(5 Pt 1):051901, May 2008. PMID: 18643096.
  2. Sergey A Akimov, Peter I Kuzmin, Joshua Zimmerberg, and Fredric S Cohen. Lateral tension increases the line tension between two domains in a lipid bilayer membrane. Physical review. E, Statistical, nonlinear, and soft matter physics, 75(1 Pt 1):011919, January 2007. PMID: 17358196.
  3. Sergey A. Akimov, Yury A. Chizmadzhev, Joshua Zimmerberg, and Fredric S. Cohen. Line tension of membrane domains calculated from chemical interactions betweem lipids and elastic splay and tilt. Biophysical Journal, 96(3, Supplement 1):607a, February 2009. URL: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0006349508034504, doi: 10.1016/j.bpj.2008.12.3211.
  4. Sergey A. Akimov, Peter I. Kuzmin, and Vadim A. Frolov. Coordination of bending and wedging in membrane fission. Biophysical Journal, 102(3, Supplement 1):322a, January 2012. URL: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0006349511031134, doi: 10.1016/j.bpj.2011.11.1765.
  5. Pavel V. Bashkirov, Sergey A. Akimov, Alexey I. Evseev, Sandra L. Schmid, Joshua Zimmerberg, and Vadim A. Frolov. GTPase cycle of dynamin is coupled to membrane squeeze and release, leading to spontaneous fission. Cell, 135(7):1276–1286, December 2008. URL: http://www.cell.com/abstract/S0092-8674(08)01503-1, doi: 10.1016/j.cell.2008.11.028.
  6. Peter I. Kuzmin, Sergey A. Akimov, Yuri A. Chizmadzhev, Joshua Zimmerberg, and Fredric S. Cohen. Line tension and interaction energies of membrane rafts calculated from lipid splay and tilt. Biophysical Journal, 88(2):1120–1133, February 2005. URL: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0006349505731817, doi: 10.1529/biophysj.104.048223.
  7. Rodion Molotkovsky, Joshua Zimmerberg, Fredric S. Cohen, and Sergey Akimov. A quantitative model for formation of protein-mediated protrusions, based on continuum elasticity theory. Biophysical Journal, 102(3, Supplement 1):500a, January 2012. URL: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0006349511040872, doi: 10.1016/j.bpj.2011.11.2739.
  8. Konstantin V. Pavlov, Sergey A. Akimov, Pavel V. Bashkirov, Ivan A. Boldyrev, William G. Tellford, and Irina M. Molotkovskaya. Influence of ganglioside GM1 on formation and properties of rafts in lipid membranes. Biophysical Journal, 96(3, Supplement 1):448a, February 2009. URL: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0006349508025277, doi: 10.1016/j.bpj.2008.12.2305.
  9. Anna V Shnyrova, Pavel V Bashkirov, Sergey A Akimov, Thomas J Pucadyil, Joshua Zimmerberg, Sandra L Schmid, and Vadim A Frolov. Geometric catalysis of membrane fission driven by flexible dynamin rings. Science (New York, N.Y.), 339(6126):1433–1436, March 2013. PMID: 23520112. doi: 10.1126/science.1233920.
  10. Joshua Zimmerberg, Sergey A Akimov, and Vadim Frolov. Synaptotagmin: fusogenic role for calcium sensor? Nature structural & molecular biology, 13(4):301–303, April 2006. PMID: 16715046. doi: 10.1038/nsmb0406-301.

Основная учебная литература, автором или соавтором которой является сотрудник

УМКД на английском языке по учебному курсу “Physics of liquid-crystal membranes” для англоязычной магистерской программы кафедры ТФКТ МИСиС "Quantum Physics for Advanced Materials Engineering" 2009 г.

Участие в НИР, грантах, разработках и т.д.

  • Госконтракт с Минобрнауки № 8866, ««Фундаментальные механизмы взаимодействия вирусного матриксного белка М1 с клеточными мембранами»», 2012-2013;
  • Госконтракт с Минобрнауки № 14.740.11.1409, «Фундаментальные принципы морфогенеза и структурообразования биомембранных наносистем с участием специализированных клеточных и вирусных белков», 2011-2013;
  • Грант РФФИ № 12-04-01426, «Роль мембранных нанодоменов в индукции апоптоза Т-лимфоцитов опухолевыми ганглиозидами», 2012-2014;
  • Грант РФФИ № 11-04-01001, «Изучение структуры и механизмов действия белок-липидных молекулярных машин, ответственных за вирусное инфицирование клетки», 2011-2013;
  • Грант РФФИ № 11-04-02087, «Исследование механизмов изменения формы мембраны эндоцитозными белками эпсином и динамином и матриксным белком вируса гриппа М1», 2011-2013;
  • Грант NIH R01 GM066837 «Dynamics of raft formation and growth», 2009–2011
  • Грант CRDF GAP RUB1–1297(5)–MO–05, «Electrochemistry of membrane fusion and fission», 2006–н/в
  • Грант РФФИ № 07-04-01145, «Исследование липидных микро- и нанодоменов (рафтов) в модельных мембранах», 2007–2009
  • Грант РФФИ № 08-04-00085а, «Выяснение механизма деления мембранной нанотрубки ГТФазой динамином», 2008–2010
  • Госконтракт с Роснаукой № 02.512.11.2059, «Биомембранные белок-липидные наноструктуры, ответственные за слияние, деление и транспорт», 2007
  • Госконтракт с Роснаукой № 02.512.11.0010, «Экспериментальные и теоретические исследования самоорганизации сложных белковых структур», 2008
  • Госконтракт с Рособразованием № П2362, «Исследование процесса деления биологических мембран в норме и патологии», 2009-2011
  • Госконтракт с Роснаукой № 02.740.11.5011, «Выяснение фундаментальных молекулярных механизмов деления клеточных мембран и поиск методов лечения болезней, связанных с патологией деления», 2009-2010
  • Программа Президиума РАН «Молекулярная и клеточная биология», 2009-2012
  • Грант Президента РФ для поддержки ведущих научных школ РФ, НШ-4181.2008.4, «Изучение мембранных липид-белковых наноструктур, ответственных за слияние, деление и транспорт», 2008-2009

Научные и учебные публикации

Цитирование

  • Total number of papers in referred ISI journals — 17.
  • Conference presentations — 14
  • Citation index — 184
  • h-index — 5

Публикации

  1. S. A. Akimov, E. A. Hlaponin, P. V. Bashkirov, I. A. Boldyrev, I. I. Mikhalyov, W. G. Telford, and I. M. Molotkovskaya. Ganglioside GM1 increases line tension at raft boundary in model membranes. Biochemistry (Moscow) Supplement Series A: Membrane and Cell Biology, 3(2):216–222, June 2009. URL: http://link.springer.com/article/10.1134/S1990747809020159, doi: 10.1134/S1990747809020159.
  2. Sergey A Akimov, Peter I Kuzmin, Joshua Zimmerberg, Fredric S Cohen, and Yuri A Chizmadzhev. An elastic theory for line tension at a boundary separating two lipid monolayer regions of different thickness. Journal of Electroanalytical Chemistry, 564:13–18, March 2004. URL: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0022072803006740, doi: 10.1016/j.jelechem.2003.10.030.
  3. P. V. Bashkirov, K. V. Chekashkina, S. A. Akimov, P. I. Kuzmin, and V. A. Frolov. Variation of lipid membrane composition caused by strong bending. Biochemistry (Moscow) Supplement Series A: Membrane and Cell Biology, 5(2):205–211, June 2011. URL: http://link.springer.com/article/10.1134/S199074781101003X, doi: 10.1134/S199074781101003X.
  4. T. R. Galimzyanov, R. J. Molotkovsky, B. B. Kheyfets, and S. A. Akimov. Energy of the interaction between membrane lipid domains calculated from splay and tilt deformations. JETP Letters, 96(10):681–686, January 2013. URL: http://link.springer.com/article/10.1134/S0021364012220031, doi: 10.1134/S0021364012220031.
  5. T. R. Galimzyanov, R. J. Molotkovsky, P. I. Kuzmin, and S. A. Akimov. Stabilization of bilayer structure of raft due to elastic deformations of membrane. Biochemistry (Moscow) Supplement Series A: Membrane and Cell Biology, 5(3):286–292, August 2011. URL: http://www.ingentaconnect.com/content/maik/11827/2011/00000005/00000003/00004206, doi: 10.1134/S1990747811040039.

Темы НИР и дипломных, квалификационных выпускных работ бакалавров и диссертаций магистров за последние несколько лет

«Стабилизация розетки белков слияния деформациями мембраны», диссертация магистра, ФМБФ МФТИ(ГУ), Молотковский Р.Ю.

Повышение квалификации за последние несколько лет

Повышение квалификации с целью участия в экспериментах по исследованию динамики мембранных доменов и разработке теорий, описывающих наблюдаемые явления; Rush University Medical Center, Chicago, Illinois, USA; 2012.