ИНСТИТУТ БИОХИМИИ И ФИЗИОЛОГИИ МИКРООРГАНИЗМОВ им. Г.К.Скрябина
Пущинского научного центра Российской Академии наук
ИБФМ РАН
создан в 1965 г. как один из Институтов Центра биологичесских
исследований АН СССР в Пущино.
Основные направления исследований в Институте:
- Микробное разнообразие и его ресурсы
- Физиолого-биохимический потенциал микроорганизмов во
взаимодействии с окружающей средой
- Молекулярные механизмы функционирования генетических систем
микроорганизмов
- Использование микроорганизмов в биотехнологии
В Институте
работают 560 человек, из
них около 200 научных сотрудников, в т.ч. 108 кандидатов и 17
докторов наук, 3 член-корреспондента РАН.
В состав Института входят 4 отдела и 22 лаборатории, в т.ч.:
- Отдел "Всероссийская
коллекция микроорганизмов"
(член-кор. РАН Л.В.Калакуцкий)
- Лаборатория генной систематики микроорганизмов
(к.ф.-м.н. И.А. Сидоров)
- Отдел молекулярной биологии
и генетики микроорганизмов
(член-кор. РАН А.М.Боронин)
- Лаборатория биологии плазмид (член-кор. РАН А.М.Боронин)
Помимо научной, Институт занимается
инновационной деятельностью в области образования, технологических
разработок и их коммерциализации. При Институте функционируют:
- Учебно-образовательный центр наук об окружающей среде и
биотехнологии Пущинского государственного университета (член-кор.
РАН Л.В. Калакуцкий)
- Центр биосферных исследований им.В.И.Вернадского (В.А.Дмитриева)
- Научно-образовательный центр прикладной экологии (чл.-корр.
РАН Л.В.Калакуцкий)
- Экобиотехнопарк (Охотников А.А.)
Основные научные достижения Института
в области фундаментальных
исследований:
- Созданы крупнейшие в России коллекции микроорганизмов, где в
основных фондах сохраняются более 14000, а в рабочих коллекциях
дополнительно более 3000 штаммов актиномицетов, дрожжевых и
мицелиальных грибов, а также генетически модифицированных
микроорганизмов. Созданы и опубликованы Указатели и Каталоги
микроорганизмов.
- В результате сопоставительного анализа поддерживаемого
разнообразия микроорганизмов обнаружены новые вещества или
вещества, выполняющие новые функции. В экстрацеллюлярных
структурах ("гемосомах") бактерии Artrobacter sp.d2 обнаружены
цитохром С и гемопротеин, сходный по спектральным характеристикам
с гемоглобином.
- Впервые достоверно установлено наличие в вечномерзлых грунтах
Сибири жизнеспособных форм дрожжей (6 видов), которые находились
там в анабиотическом состоянии в течение 3-5 млн.лет. Эти данные
открывают новые возможности для решения проблем эволюции
микроорганизмов, а также позволяют по-новому оценить гипотезу о
панспермии в пользу идеи одновременного переноса сообщества
эукариотных и прокариотных организмов, что согласуется с выводами
молекулярной генетики о примерно одинаковой древности трех царств
живых организмов: эубактерий, эукариот, архей.
- Впервые обнаружены и охарактеризованы новые клеточные
структуры микроорганизмов: специфические сложноорганизованные
каналы в клеточной стенке дрожжей; экстрацеллюлярные газовые
баллоны (камеры); экстрацеллюлярные гемосомы (содержащие
гемопротеины); интрамембранные структуры в виде инвертированных
мембран). Эти структуры играют важную роль в трофике клетки и
адаптации микроорганизмов к условиям окружающей среды.
- В рамках многолетних приоритетных исследований в области
биохимии высокомолекулярных полифосфатов завершен цикл работ по
характеристике полифосфатдегидрадирующих ферментов в различных
клеточных органеллах дрожжевой клетки (в ядрах, митохондриях,
вакуолях, цитозоле и в клеточной оболочке) один и тот же фермент
(полифосфатаза) имеет существенно отличающиеся каталитические
свойства. Данный факт свидетельствует в пользу правомерности
теории об эндосимбиотическом происхождении эукариотной клетки.
- Разработана теория материально-энергетического баланса роста и
синтеза продуктов, имеющая фундаментальное значение и одновременно
являющаяся основой для эффективных технологических расчетов
процессов микробного синтеза. Введены энергетические
характеристики этих процессов, которые вошли в числе терминов,
рекомендованных IUPAC для использования в микробиологии. Создано
представление о биохимическом механизме сверхсинтеза; результаты
легли в основу разработок новых технологических методов получения
ценных метаболитов.
- На основании теоретического анализа ингибирования репродукции
ретровирусов нуклеиновыми кислотами сформулирован принципиальный
подход для терапии ретровирусных инфекций , который заключается в
одновременном применении нескольких лекарств (ингибиторов
репродукции ретровирусов), выбранных таким образом, чтобы одни из
них вызывали мутации, восстанавливающие чувствительность вируса к
другим.
- Впервые показано, что ген segE фага Т4 является "мобильным
эндонуклеазным геном" и что высокая частота переноса гена segE с
плазмиды в геном фага RB30 зависит от сайт-специфической
эндонуклеазной активности белка, кодируемого этим геном. Таким
образом, впервые представлены доказательства способности генов
внеинтронной и внеинтеиновой локализации, кодирующих
сайт-специфические эндонуклеазы, к высокоэффективному переносу из
донорного end+ (endonuclease+) аллеля в реципиентный end- аллель.
В области
научно-прикладных исследований:
- Поддерживается свыше 1000 культур микроорганизмов,
перспективных для биотехнологии защиты окружающей среды.
Проводится работа по гарантированному сохранению заявленного фонда
микроорганизмов. Созданы коллекционные фонды и рабочие коллекции
микроорганизмов: - деструкторов устойчивых чужеродных соединений;
полихлорированных ароматических поллютантов, S- и P-содержащих
пестицидов, нефти и полиароматических углеводородов; - продуцентов
антибиотиков, полисахаридов, алкалоидов, микотоксинов; -
штаммов-экстремофилов, включая обитателей рубца жвачных животных и
продуцентов щелочестабильных целлюлаз; - метилотрофных бактерий и
дрожжей; - PGPR Pseudomonas, обладающих набором полезных в
агробиотехнологии свойств; - ингибиторов гниения фруктов.
- На основе изучения закономерностей формирования и
функционирования гранулированных консорциумов анаэробных бактерий
предложены эффективные технологические методы их использования в
очистных сооружениях.
- На основе фундаментальных исследований физиологии, биохимии и
молекулярно-генетических особенностей метаболизма микроорганизмов
созданы лабораторные модели биосенсоров для детекции различных
классов соединений, которые могут служить прототипом для
использования в биотехнологии, медицине, пищевой промышленности и
оценке состояния окружающей среды.
- С использованием штамма-деструктора ортофталиевой кислоты на
производсте "Пластификатор" (г.Караганда) запущена опытная
установка по биологической очистке промышленных стоков и газовых
выбросов производства каучука.
- Разработаны опытно-промышленные технологии получения: -
медицинских препаратов (стероидные - преднизолон, гидрокортизон,
лизоамидаза - полисахарид-ферментный комплекс, обладающий
бактериолитическим, некролитическим действием); - экологически
безопасных биопрепаратов защитного и стимулирующего действия для
растениеводства (иммунофит - природный продукт, стимулирует
естественный иммунитет растений к болезням; псевдобактерин -
биопрепарат на основе штамма Pseudomonas sp.BS1393, подавляет рост
почвенных патогенов, защищая систему растений от корневых гнилей),
авермектин и актинин - экологически чистые препараты для борьбы с
паутинными клещами и другими вредителями сельского хозяйства.
- Разработаны научные основы создания комплексной экологически
безопасной технологии детоксикации иприта и люизита, включающей
деградацию до промежуточных продуктов с последующей биоутилизацией
их до экологически безопасных соединений.
- Разработан способ утилизации гидролизного лигнина,
обеспечивающий его 30%-ную убыль и получение обогащенного
микробным белком препарата, перспективного для использования в
качестве кормового продукта для сельскохозяйственных животных или
компоста для структурирования почв.
- Разработаны крупномасштабные технологии получения лимонной
кислоты и ее натриевых солей. Адаптируется к пилотному уровню
технология получения поли-b-оксибутирата
- основы биодеградабельного пластика.
