УКРАИНСКАЯ БИОТЕХНОЛОГИЯ: ВЕРШИНА АЙСБЕРГА

Гидропоника помогает...
получать фармацевтические белки

Этот метод действительно можно назвать революционным — он не только дарует человечеству принципиально новую технологию получения ценнейших препаратов, но и принципиально изменяет подход к традиционному сельскохозяйственному производству. Важно, что это открытие сделано и запатентовано украинскими учеными. В Институте клеточной биологии и генетической инженерии НАНУ по новому методу уже созданы системы получения биологически активных соединений, в частности, рекомбинантных белков, базирующиеся на использовании культивируемых в условиях in vitro трансгенных растительных клеток или органов. Рекомбинантные белки получены с использованием системы ризосекреции — корневая система трансгенного табака секретировала белки различного происхождения.

Разработанная технология позволяет извлекать рекомбинантные белки из простой среды для гидропоники. При этом процессе не повреждается трансгенное растение, и продукт можно получать в течение его жизни. Эти новейшие технологии открывают перспективы несельскохозяйственного использования растений.

С биосенсором за грибами

Среди важнейших научно-технологических направлений, под знаком которых пройдет ХХІ век, рядом с биотехнологиями называют информатику. А биосенсоры — именно то, что объединяет эти два, казалось бы, совершенно самостоятельные направления. Вскоре чувствительные датчики будут отовсюду присылать сигналы о положении дел, а компьютеры станут их обрабатывать, чтобы человек мог принять оптимальное решение.

Не за горами время, когда биосенсор возьмет на себя функцию своеобразного «домашнего врача»: мгновенно определять состояние здоровья каждого своего пациента и, в случае необходимости, давать рекомендации.

С помощью биосенсоров будет проводиться абсолютно надежный экологический мониторинг. Любое поле, лес, водоем мгновенно «сообщат» о загрязнении, несанкционированной вырубке древесины, нападении вредителей или пожаре. С подобными датчиками можно будет собирать грибы или землянику — они сообщат о наличии радионуклидов в каждом отдельном плоде. Пригодятся биосенсоры и при покупке продуктов — точно определят в продуктах наличие тяжелых металлов, нитритов или других опасных соединений...

И это не беспредметные фантазии. Так, в Институте молекулярной биологии и генетики НАНУ разработана серия аналитических приборов нового поколения на основе ферментов и клеток микроорганизмов и электрохимических преобразователей (потенциометрических, кондуктометрических, амперометрических) для качественного и количественного экспресс-анализов широкого спектра веществ. Приборы работают со сменными биосенсорными микроэлектродами. Они просты в использовании и позволяют выполнять работу в лабораторных и полевых условиях. Их основное преимущество — высокая селективность и чувствительность, миниатюрность и низкая цена... при условии массового производства. Пока они применяются: в медицине (экспресс-определение важнейших метаболитов в крови и моче); экологии (экспресс-анализ состояния окружающей среды); пищевой промышленности (контроль качества и состава пищевых продуктов).

Запатентовано в США

Актуальную работу по поиску и определению характеристики опухолево-специфических антигенов человека выполнили в лаборатории молекулярных механизмов регуляции клеточного роста Института молекулярной биологии и генетики НАНУ. На сегодня одним из наиболее перспективных и эффективных в этом направлении является метод SEREX, разработанный и запатентованный Институтом раковых исследований Людвига (LICR, Нью-Йорк). Принцип его состоит в создании экспрессирующей библиотеки генов на основе опухоли человека с дальнейшим скринированием библиотеки сывороткой крови больного и идентификацией положительных клонов.

Украинские ученые в сотрудничестве с Лондонским отделением Института раковых исследований Людвига, применили этот метод для поиска опухолевых антигенов меланомы, рака щитовидной железы и рака толстой кишки. Полученные результаты запатентованы (USA patent LUD 5528).

Тропические растения в...
украинских лабораториях

В отделе генетики клеточных популяций Института молекулярной биологии и генетики НАНУ получили высокие результаты в клеточной биологии лекарственных растений и фитопрепаратов. Это направление основывается на выращивании вне организма отдельных клеток, тканей и органов растений. Ученым удается получать в необходимом количестве экологически чистое сырье и синтезируемые растениями, в частности редкими, тропическими и т.п., естественные биологически активные соединения.

Безусловное преимущество метода: он избавляет сельское хозяйство от сезонной зависимости, климатических и погодных условий. Более того, эта технология экологически абсолютно безопасна для человека и окружающей среды.

В институте созданы уникальные высокопроизводительные клеточные штаммы редчайших лекарственных растений — женьшеня, родиолы розовой (золотого корня), раувольфии змеиной, арнебии красящей и т.п., продуцирующие красители, пищевые консерванты и другие ценные соединения. Некоторые из этих штаммов, выращенные в промышленных условиях, будут использоваться для выпуска лекарств, напитков и косметических средств (шампуней, лосьонов, биокремов и т.п).

Неисчерпаемый ресурс

Институт микробиологии и вирусологии им. Ф.Заболотного НАНУ известен не только интересными научными разработками, но и тем, насколько эффективно он преобразовывает научные достижения в технологии и быстро внедряет их в производство. Именно лицензии этого института проданы во многие страны мира. К его выдающимся достижениям относится и создание Национальной коллекции микроорганизмов — одной из крупнейших в мире. На базе института функционирует депозитарий микроорганизмов.

Украинская коллекция микроорганизмов (УКМ) внесена в государственный реестр охраняемых государством объектов. Она является фундаментальной базой для сохранения генетического пула и разнообразия микроорганизмов, населяющих нашу планету. Уместно вспомнить, что с тех пор, как Энтони Левенгук впервые увидел «маленьких зверушек», бегающих в капле воды, помещенной под изготовленный им собственноручно микроскоп, многое изменилось в микромире. Под воздействием антибиотиков и влияния цивилизации изменились и сами микробы. Какими они были раньше, можно узнать только из самых старых коллекций микроорганизмов, именно по ним можно узнать, как развивается микромир.

Сегодня рабочие фонды УКМ насчитывают около 20000 штаммов грибов, дрожжей, бактерий, актиномицетов и микоплазм.

Это неисчерпаемый ресурс биотехнологий. Заложена основа коллекции патентных и промышленных штаммов микроорганизмов, являющихся объектами интеллектуальной собственности. Она включает около 70 промышленно важных штаммов.

Институт позаботился об издании Каталога микроорганизмов, включающий свыше 1500 штаммов, представленных в известнейших коллекциях государств мира, для пользователей доступна компьютерная версия каталога.

Клонирование и… пиво

Секреты производства пива уходят корнями в седую старину. Казалось бы, изобрести здесь что-либо новое принципиально невозможно. Но при нынешней конкуренции очень трудно удержаться на мировом рынке, производя пиво по дедовским рецептам. Поэтому неудивительно, что, несмотря на резкое увеличение производства пива в Украине, нас на отечественном рынке потеснили западные производители. Как вернуть утраченные позиции?

В Институте физиологии растений и генетики НАНУ впервые в Украине и странах бывшего Союза разработана интенсивная биотехнология получения оздоровленного посадочного материала хмеля для сортов отечественной селекции. Преимуществом новой технологии по сравнению с известным способом вегетативного размножения хмеля является значительное увеличение выхода посадочного материала. Биотехнология позволяет сократить сроки внедрения новых сортов до двух-трех лет вместо десяти-двенадцати, значительно уменьшить площадь маточных насаждений и избавиться от патогенных организмов, снизить затраты труда и стоимость получаемой продукции.