Продовольственную, энергетическую, экологическую, лекарственную безопасность любой страны невозможно обеспечить без развития биотехнологической отрасли. Решать глобальные проблемы, направленные на экологизацию экономики Беларуси путем внедрения биотехнологических разработок в различные отрасли экономики — сельское хозяйство, здравоохранение, промышленность, помогает коллектив Института микробиологии НАН Беларуси. Об отечественных научно-технических разработках в сфере биотехнологии, увеличении производства наукоемкой продукции как основы создания конкурентоспособной биотехнологической отрасли промышленности республики узнавала журналист «Р».
Симбиоз молодости и опыта
Говорить о достижениях института можно много. Симбиоз молодости и опыта, а здесь 57 процентов от общего числа исследователей составляют молодые ученые, дает впечатляющий результат. Так, Институтом микробиологии создано и внедрено в производство свыше 70 востребованных экономикой биопрепаратов. Это пищевые и кормовые добавки, средства защиты растений, биоудобрения, пробиотики, ферменты, препараты для защиты окружающей среды от промышленных загрязнений.
Как рассказала заместитель директора института по научной работе Наталья Сверчкова, залог высокого научного уровня исследований и успешной коммерциализации разработок — это созданные в институте инновационные структуры. В их числе, например, Белорусская коллекция непатогенных микроорганизмов.
— Это объект национального достояния, который насчитывает в своем составе более 2600 штаммов микроорганизмов различных таксономических групп. Без этой коллекции создание нашей инновационной продукции было бы невозможным, — подчеркивает Наталья Сверчкова.
В институте функционирует Центр аналитических и генно-инженерных исследований. Его сфера деятельности — это молекулярно-генетическая идентификация промышленно ценных микроорганизмов, конструирование генно-инженерных штаммов-продуцентов биологически активных соединений, секвенирование и редактирование геномов бактерий и вирусов. Впрочем, назвать институт академической единицей в чистом виде невозможно.
— Инновации должны приносить результаты на практике. Понимая это, мы запустили опытно-промышленное производство для разработки и освоения новых технологий, выпуска опытных партий биопрепаратов различного назначения мощностью 30 тонн жидких препаратов в год, — сообщила заместитель директора института. — А также создали технологическую линию по производству ферментов для химико-ферментативного синтеза лекарственных субстанций и получения диагностикумов, полностью обеспечивающую потребность внутреннего рынка нашей страны в данной продукции. Наши ферменты не уступают зарубежным аналогам по ключевым биохимическим показателям — активности, специфичности, стабильности. При этом выигрывают по стоимости, которая на 10—15 процентов ниже.
Проектная мощность НПЦ биотехнологий Института микробиологии НАН — 20,5 тонны сухих пробиотических препаратов и 43,5 тонны жидких комплексных микробных препаратов для растениеводства в год.Наука на практике
Начало работы Научно-производственного центра биотехнологий по выпуску сухих форм пробиотических препаратов для кормопроизводства и жидких комплексных микробных препаратов для растениеводства Наталья Сверчкова называет знаковым событием для института. В создании продукта принимают участие все лаборатории учреждения. К слову, от момента поиска и получения активного штамма микроорганизма до создания биотехнологии на его основе затрачивается три года. Затем работа оказывается в руках ученых Научно-производственного центра, осуществляется период ее освоения в производстве.
— Отличительная черта центра в том, что это биотехнологическое производство полного цикла, — акцентирует ученый. — То есть мы проходим путь от культивирования штамма микроорганизма до получения продукта в уже готовой товарной форме. Проектная мощность НПЦ биотехнологий — 20,5 тонны сухих пробиотических препаратов и 43,5 тонны жидких комплексных микробных препаратов для растениеводства в год. Использование указанного объема пробиотиков в кормопроизводстве обеспечит получение свыше 40 тысяч тонн высококачественных сбалансированных отечественных комбикормов для всех направлений животноводства. Экономический эффект от применения наших препаратов составляет около 10 миллионов рублей в год.
— Применение разработанных в институте микробных препаратов позволяет решать широкий спектр вопросов, связанных с биоремедиацией, биооздоровлением, повышением плодородия почвы и получением полноценного урожая, главное достоинство которого — качество, — отмечает Наталья Сверчкова. — Высокоэффективный полифункциональный биопрепарат Полибакт, созданный учеными института, помогает решить сразу ряд задач: восстановить микробоценоз почв, снизить численность патогенной микрофлоры, повысить урожайность сельскохозяйственных культур. К слову, технология получения биопрепарата Полибакт послужила основой для разработки биопрепаратов-аналогов Биокомпозит-коррект для Российской Федерации и INMI-Phytostim для Китайской Народной Республики. Есть интерес со стороны ряда стран Европы. В целом экспорт препарата и его аналогов за несколько лет составил свыше 750 тысяч долларов США.
— Анализ геномов микробных культур позволяет увидеть, есть ли у штамма гены, ответственные за продукцию антимикробных метаболитов, можно ли его применять как основу биопрепарата. Кроме этого, ученые освоили метод идентификации возбудителей болезней растений по ДНК. Мы разработали праймеры для идентификации наиболее вредоносных бактериальных и грибных возбудителей болезней растений, создали коллекцию штаммов и банк ДНК фитопатогенных микроорганизмов, которые можно задействовать как для разработки новых диагностических подходов, так и биопрепаратов для защиты растений.
Тайны микробиома
Есть еще одно перспективное мировое направление, курс на которое взял институт, говорит Наталья Сверчкова. Это исследование микробиома человека и животных как источника генетических ресурсов для развития инновационных биотехнологий.
— Микробиом — это фактически весь набор микроорганизмов, которые населяют конкретную среду обитания, и их генов. Например, только желудочно-кишечный тракт взрослого человека содержит в среднем 50 триллионов микроорганизмов суммарной массой более 2 килограммов, а количество микробных генов достигает 3,3 миллиона, что в 100—150 раз превышает весь геном человека. Можно представить, какой потенциал таит в себе эта структура!
В этой связи, по словам Натальи Сверчковой, поиск уникальных штаммов бактерий с высокой биологической активностью в составе микробиома человека и животных и его направленная коррекция являются предметом интенсивных исследований ученых высокоразвитых стран мира.
— Исследование микробиома — стратегия и тактика поиска новых продуктов, которые используются в фармакологии, медицине, пищевой промышленности. Эту работу в институте мы сейчас не начинаем с нуля. У нас есть большой задел, — поделилась Наталья Сверчкова. — В частности, изучен микробиом здоровых людей и пациентов с онкогематологическими заболеваниями, исследована динамика восстановления кишечного микробиома пациентов после трансплантации гемопоэтических стволовых клеток, апробирована фекальная бактерио-
терапия для коррекции дисбиотических нарушений. Более того, в качестве основы новых препаратов (Полибакт, Биодегистин-С) задействованы микроорганизмы, выделенные из микробиома рубца козы, крупного рогатого скота, лося и кишечника растительноядной рыбы белого амура.
— Ставится задача на основе исследования микробиома человека и животных получить высокоактивные штаммы — продуценты биологически активных веществ и сформировать инновационную платформу для разработки технологий производства новых кормовых добавок, ветеринарных, лекарственных препаратов, продуктов функционального питания.
arteaga@sb.by
