Осташ Богдан Омелянович
Посада: головний науковий співробітник кафедри генетики та біотехнології, професор кафедри генетики та біотехнології
Науковий ступінь: доктор біологічних наук
Вчене звання: професор
Телефони (робочі): (032) 239-44-07, (032) 239-44-75
Електронна пошта: bohdan.ostash@lnu.edu.ua
Профіль у Google Scholar: scholar.google.com.ua
Профіль ORCID: orcid.org
Профіль у Scopus: www.scopus.com
Профіль у Web of Science (Publons): www.webofscience.com
Профіль у ResearchGate: www.researchgate.net
Наукові інтереси
Генетика cпеціалізованого метаболізму актиноміцетів
Актиноміцети – одні із “найобдарованіших” хіміків Природи: вони синтезують величезну кількість хімічно і біологічно різноманітних природних сполук (див. приклади на рисунку внизу), відомих як спеціалізовані (вторинні) метаболіти. Це сполуки не є життєво важливими для організму-продуцента, але, очевидно, надають йому селективну перевагу за певних умов. Антибіотики є, мабуть, найвідомішим і найціннішим класом спеціалізованих метаболітів.
Спеціалізовані метаболіти, біосинтез яких досліджувався чи наразі досліджується в НДЛ-42: нуклеозидний антибіотик пацидаміцин (1), фосфогліколіпід моеноміцин (2), ангуциклічний полікетид ландоміцин А (3), ліпоглікопептид тейкопланін (4), амінокумарин хлоробіоцин (5), макролідний поліен люцензоміцин (6) і лінійний поліеновий полікетид лімокроцин (7). Більшість цих сполук має протимікробну дію, за винятком ландоміцину А (що виявляє також антипроліферативну активність) та лімокроцину (інгібітор вірусних зворотніх транскриптаз).
У фокусі моїх досліджень – регуляція біосинтезу антибіотиків у роді Streptomyces. Зокрема, поточні наукові проекти зосереджено на вивченні усіх аспектів транскрипційної та посттранскрипційної регуляції експресії AdpA (відомого також як BldH) – плейотропного транскрипційного фактора, майстер-регулятора вторинного метаболізму та морфогенезу стрептоміцетів.

Концепція транскрипційно-трансляційного контролю синтезу біологічно активних речовин та морфогенезу в Streptomyces. Гени bldA й bldH складають центральну регуляторну пару – т.зв. “генний перемикач”. За відсутності зрілої тРНКLeuUAA (BldA) – до етапу пізньої експоненційної фази або за умов делеції гена bldA – UUA-вмісний транскрипт bldH не транслюється, або ж містранслюється з низькою частотою. Як результат, не відбувається перехід колонії стрептоміцета з фази субстратного міцелію у фазу росту повітряних гіфів. У цьому стані “генний перемикач” вимкнено (OFF). У стаціонарній фазі відбувається накопичення трансляційно компетентної (зрілої) тРНКLeuUAA. Посттранскрипційні модифікації тРНК (ПТМТ) – зокрема ті, що контролюють гени miaA й miaB – один із факторів появи зрілої тРНКLeuUAA. Остання, у свою чергу, забезпечує ефективну трансляцію мРНК bldH; BldH активує транскрипцію генів морфогенезу та вторинного метаболізму. У цьому стані “генний перемикач” увімкнено (ON)
Крім регуляції біосинтезу спеціалізованих метаболітів, досліджуються гени і білки, що контролюють незвичні біохімічні реакції. У цьому керунку, нами нещодавно висвітлено шлях біосинтезу поліенового антибіотика лімокроцину, що включає пару незвичних полікетидсинтез ІІІ типу та малозрозумілий каскад реакцій окислення-декорування зрілого ланцюга.
Біосинтетична гіпотеза, що окреслює шлях формування молекули противірусного антибіотика лімокроцину.
Оскільки біосинтез спеціалізованих метаболітів залежить від потоку первинних (амінокислоти, нуклеотиди, вітаміни тощо), то ми також намагаємося заповнити деякі прогалини у життєво важливих ланках метаболічної карти актиноміцетів. Як приклад, нами запропонована модель асиміляції сульфату клітинами стрептоміцетів на основі результатів генних нокаутів низки генів Streptomyces coelicolor (див. статтю тут)
Організація кластера генів асиміляції неорганічного сульфату в модельного штаму S. coelicolor (зверху) і відповідний асиміляційний шлях (знизу)
Еволюція кодонного складу
Кодувальні послідовності генів складаються з кодонів – трьох нуклеотидів поспіль, які визначають тип амінокислоти, що включатиметься у поліпептид під час трансляції. Багато амінокислот кодуються більше ніж одним кодоном (синоніми), і тому різні нуклеотидні послідовності можуть кодувати ідентичний поліпептид. Синонімічні кодони вживаються нерівномірно у різних видах, в межах одного генома і навіть гена – явище, відоме як переважне вживання кодонів (ПВК). ПВК – своєрідний шар додаткової генетичної інформації, що впливає, наприклад, на фолдинг, час початку і швидкість синтезу білка, а відтак має суттєві фенотипові прояви, зокрема й патологічні в людини (див. Plotkin and Kudla 2011). Нині немає задовільного пояснення глобальних причин і рушійних сил, що зумовили ПВК. Наявні експериментальні моделі (дріжджі, E. coli) – надто складні, і не дозволяють вивчення ПВК за допомогою повного видалення певного кодона (чи нокауту відповідного гена тРНК) з генома. Наші дослідження – внесок у розуміння ПВК на основі вивчення геномів з екстремальним зсувом у бік вживання GC-багатих кодонів. Як модель ми використовуємо Streptomyces albus J1074. Також значні зусилля докладаються до опрацювання нових методів візуалізації зсувів у вживанні та заміщенні кодонів – див. напр. Zaburannyi et al. 2009, а також cTools на http://biotools.online/
Bubble-plot графік, що відображає різні за частотою і типом заміщення кодонів у масиві гомологічних послідовностей. Графік – результат функціонування веб-застосунка X-Rate на сервері cTools (див. основний текст вище)
Курси
Публікації
Внизу подано вибрані наукові публікації за останні 5 років (2020-2024 рр); повний список публікацій – див. https://www.researchgate.net/profile/Bohdan_Ostash/contributions а також https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=ostash+b
Статті
- Zdouc MM, Blin K, Louwen NLL, … Ostash BO, Otani H, Padva L, Paliyal S, Pan X et al. MIBiG 4.0: advancing biosynthetic gene cluster curation through global collaboration. Nucleic Acids Res. 2024 Dec 9:gkae1115. doi: 10.1093/nar/gkae1115
- Piven O, Pokrytiuk V, Kasianchuk N, Ostash B, Dekina S, Panchuk R, Boldyriev O, Bashynska V, Zaremba A, Faidiuk Y, Obolenskaya MY, Polishchuk A, Petrenko O. The resilience of Ukrainian scientists. Cell Syst. 2024 Apr 17;15(4):298-304. doi: 10.1016/j.cels.2024.03.006
- Dolya B, Hryhorieva O, Sorochynska K, Lopatniuk M, Ostash I, Tseduliak VM, Sterndorff EB, Jørgensen TS, Gren T, Dacyuk Y, Weber T, Luzhetskyy A, Fedorenko V, Ostash B. Properties of multidrug-resistant mutants derived from heterologous expression chassis strain Streptomyces albidoflavus. Microorganisms. 2023 Apr 30;11(5):1176. doi: 10.3390/microorganisms11051176
- Ostash B, Stanchak K, Gren T, Fedorenko V. Genetic analysis of sulfate assimilation gene cluster of Streptomyces coelicolor A3(2). Fact Exper Evol Org. Vol. 32. P. 64-68. https://doi.org/10.7124/FEEO.v32.1537
- Ostash B, Makitrynskyy R, Yushchuk O, Fedorenko V. Structural diversity, bioactivity, and biosynthesis of phosphoglycolipid family antibiotics: recent advances. BBA Adv. 2022 Nov 17;2:100065. doi: 10.1016/j.bbadva.2022.100065
- Koshla O, Vogt LM, Rydkin O, Sehin Y, Ostash I, Helm M, Ostash B. Landscape of post-transcriptional tRNA modifications in Streptomyces albidoflavus J1074 as portrayed by mass spectrometry and genomic data mining. J Bacteriol. 2023 Jan 26;205(1):e0029422. doi: 10.1128/jb.00294-22
- Tseduliak VM, Dolia B, Ostash I, Lopatniuk M, Busche T, Ochi K, Kalinowski J, Luzhetskyy A, Fedorenko V, Ostash B. Mutations within gene XNR_2147 for TetR-like protein enhance lincomycin resistance and endogenous specialized metabolism of Streptomyces albus. J Appl Genet. 2023 Feb;64(1):185-195. doi: 10.1007/s13353-022-00738-4
- Tsugita A, Uehara S, Matsui T, Yokoyama T, Ostash I, Deneka M, Yalamanchili S, Bennett CS, Tanaka Y, Ostash B. The carbohydrate tail of landomycin A is responsible for its interaction with the repressor protein LanK. FEBS J. 2022 Oct;289(19):6038-6057. doi: 10.1111/febs.16460
- Shemediuk AL, Dolia BS, Ochi K, Fedorenko VO, Ostash BO. Properties of spontaneous rpsL mutant of Streptomyces albus KO-1297. Cytol Genet. 2022;56(1):31-36. doi: 10.3103/S009545272201011X
- Melnyk S, Stepanyshyn A, Yushchuk O, Mandler M, Ostash I, Koshla O, Fedorenko V, Kahne D, Ostash B. Genetic approaches to improve clorobiocin production in Streptomyces roseochromogenes NRRL 3504. Appl Microbiol Biotechnol. 2022 Feb;106(4):1543-1556. doi: 10.1007/s00253-022-11814-4
- Hrab P, Rückert C, Busche T, Ostash I, Kalinowski J, Fedorenko V, Yushchuk O, Ostash B. Complete genome sequence of Streptomyces cyanogenus S136, producer of anticancer angucycline landomycin A. 3 Biotech. 2021 Jun;11(6):282. doi: 10.1007/s13205-021-02834-4
- Koshla O, Lopatniuk M, Borys O, Misaki Y, Kravets V, Ostash I, Shemediuk A, Ochi K, Luzhetskyy A, Fedorenko V, Ostash B. Genetically engineered rpsL merodiploidy impacts secondary metabolism and antibiotic resistance in Streptomyces. World J Microbiol Biotechnol. 2021 Mar 17;37(4):62. doi: 1007/s11274-021-03030-5
- Yushchuk O, Ostash I, Mösker E, Vlasiuk I, Deneka M, Rückert C, Busche T, Fedorenko V, Kalinowski J, Süssmuth RD, Ostash B. Eliciting the silent lucensomycin biosynthetic pathway in Streptomyces cyanogenus S136 via manipulation of the global regulatory gene adpA. Sci Rep. 2021 Feb 10;11(1):3507. doi: 10.1038/s41598-021-82934-6
- Silov S, Zaburannyi N, Anisimova M, Ostash B. The Use of the rare TTA codon in Streptomyces genes: significance of the codon context? Indian J Microbiol. 2021 Mar;61(1):24-30. doi: 10.1007/s12088-020-00902-6
- Yushchuk O, Ostash B, Truman AW, Marinelli F, Fedorenko V. Teicoplanin biosynthesis: unraveling the interplay of structural, regulatory, and resistance. Appl Microbiol Biotechnol. 2020 Apr;104(8):3279-3291. doi: 10.1007/s00253-020-10436-y
Монографії
- Yushchuk O, Ostash B. Glycopeptide antibiotics: genetics, chemistry, and new screening approaches // In: “Natural products from actinomycetes”; Eds.: R.V. Rai, J.A. Bai– Springer Nature Singapore Pte Ltd, 2022. – P. 411–446. ISBN: 978-981-16-6132-7 (eBook); https://doi.org/10.1007/978-981-16-6132-7_16
- Ostash B., Anisimova M. Visualizing codon usage within and across genomes: concepts and tools //In: “Statistical modeling and machine learning principles for bioinformatics techniques, tools and applications”. Algorithms for Intelligent Systems; Eds.: K.G. Srinivasa, G.M. Giddesh, S.R. Manisekar – Springer Nature Singapore Pte Ltd, 2020. – P. 213–288. ISBN: 978-981-15-2444-8 (Print); https://doi.org/10.1007/978-981-15-2445-5_13
Патенти
- International application № WO/2008/021367 (PCT/US2007/01799), C07K 14/00 (2006.01), C12N 15/52 (2006.01). Moenomycin biosynthesis-related compositions and methods of use thereof / Inventors: B. Ostash, S. Walker. Filed and owned by Harvard University. – № WO/2008/021367, filed on 08.2007; published on 25.08.2015. Valid until 2031. https://patents.google.com/patent/US20100279980A1/en
Біографія
Народився в 1977р. В 1994р. вступив до Львівського державного університету ім. І. Я. Франка (тепер – Львівський національний університет імені Івана Франка (ЛНУ)). В 1999 р. закінчив ЛНУ і в цьому ж році вступив до аспірантури на кафедру генетики та біотехнології ЛНУ. Кандидатську дисертацію (спеціальність – 03.00.15) на тему “Генетичний контроль окремих етапів біосинтезу ландоміцину Е в Streptomyces globisporus 1912″ (науковий керівник – проф. Федоренко В.О.) захистив восени 2003 р. Докторську дисертацію (спеціальність – 03.00.22) на тему “Комбінаторний біосинтез нових антибіотиків у актиноміцетів” захистив восени 2012. З 2003 по 2004 р. – м.н.с. лабораторії генетики, селекції та генетичної інженерії продуцентів антибіотиків ЛНУ (НДЛ-42). З 2004 по 2007 рр. працював у відділі мікробіології та молекулярної генетики Гарвардської медичної школи (лабораторія проф. С’юзен Уокер). З 2007 р. – с.н.с. НДЛ-42, а з 2011 (за сумісництвом) – викладач кафедри генетики та біотехнології. Викладає спецкурси “Геноміка”, “Молекулярна філогенетика” та “Біоінформатика”. Галузі наукових інтересів – генетика бактерій, молекулярні механізми трансляційної регуляції метаболізму, біосинтез антибіотиків актинобактеріями. Перелік наукових публікацій і доступ до них – див. розділ Наука. Під керівництвом Осташа Б.О. захищено п’ять дисертацій на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук (доктора філософії: Марія Рабик, 2012; Нестор Забуранний, 2013; Галина Мутенко 2017; Ігор Рокицький 2019, Оксана Кошла 2020). Наразі під керівництвом Осташа Б.О. працює два аспіранти.
Проекти
М/51-2024: “Регуляторні системи у первинному метаболізмі Streptomyces albidoflavus J1074: відкриття та біотехнологічне застосування”, 2024 -2025 рр, МОН України
135/0009: “Drosophila melanogaster як платформа скринінгу нових противірусних сполук та вивчення клітинних механізмів захисту від вірусів”, 2023 -2025 рр, Національний фонд досліджень України
БГ-21Ф: “Ген фосфорибозилізомерази, priA, як нове знаряддя метаболічної інженерії стрептоміцетів”, 2022-2024 рр, МОН України
Нагороди
1998 р. – стипендія Марії Ліон (Канада) для талановитих студентів з сільської місцевості
2002 р. – стипендія INTAS, що передбачала піврічне стажування в ун-ті Ов’єдо, Іспанія
2008 р. – премія Львівської облради для молодих науковців
2009 р. – стипендія Кабінету Міністрів України для талановитих молодих вчених
2009-2010 – стипендія від Броуд-інституту (США) у межах програми SPARC #2740563, що передбачала річне стажування у відділі мікробіології та молекулярної генетики Гарвардської медичної школи
2011 – індивідуальна стипендія Німецької служби академічних обмінів (DAAD) A/12/04489, що передбачала двомісячне стажування в Гельмгольц-інституті фармацевтичних досліджень (Саарбрюкен, ФРН)
2013 р. – іменна стипендія Верховної Ради України для найталановитіших молодих вчених
2014 р. – грамота ЛНУ ім. І. Франка за багаторічну сумлінну наукову діяльність
2017 р. – індивідуальна стипендія Німецької служби академічних обмінів (DAAD) N91655938, що передбачала двомісячне стажування в Центрі біотехнології ун-та м. Білефельд (ФРН)
2017 р. – премія Львівської міської ради талановитим вченим
2019 р. – стипендія Львівської системи дослідників
2020 р. – індивідуальна стипендія Німецької служби академічних обмінів (DAAD) N57507437, що передбачала двомісячне стажування в Майнцькому університеті (Німеччина).
2024 р. – премія Київської коли економіки (KSE)
Методичні матеріали
Великий практикум з генетики, генетичної інженерії та аналітичної біотехнології мікроорганізмів
Біоінформатика. Аналіз генетичних послідовностей
Розклад
Сторінка розкладу викладачів не знайдена!