Современное состояние и перспективы развития микробиологии и биотехнологии

Современное состояние и перспективы развития микробиологии и биотехнологии

Ю.К. САМОЙЛОВ, заведующий отделом ИТИ «Биотехника», г. Одесса

Конференция на эту тему, посвященная 35-летнему юбилею Института микробиологии НАН РБ, была проведена 4 июня в Минске. Ее организаторами выступили НАН Беларуси, Институт микробиологии, Белорусское общественное объединение микробиологов, Белорусский республиканский фонд фундаментальных исследований. В рамках конференции состоялось заседание Восточно-Палеарк-тической секции Международной организации по биологической борьбе с вредными животными и растениями (ВПРС МОББ).

В работе приняли участие ученые из Белоруссии, России, Украины, Казахстана, Франции, представители фирм-поставщиков на белорусский рынок оборудования, реактивов и др.

Программа конференции включала пленарные заседания, стендовую сессию по секциям: «Микробное разнообразие», «Микробный синтез биологически-активных соединений. Генно-инженерное конструирование штаммов микроорганизмов», «Микробные технологии для сельского хозяйства и медицины», «Биопрепараты для промышленности».

Представлено 42 устных доклада и 69 стендовых сообщений, изданы материалы конференции.

О работе Института микробиологии рассказала его директор, член-корреспондент НАН РБ Э.И. Коломиец. Институт был создан 1 июня 1975 г. Его основателем и первым директором стал академик А. Лобанюк, который руководил им до 2004 г. Ученые института добились весомых результатов во многих отраслях исследований. Были сформированы научные школы по биогенезу ферментов, биоконверсии растительных субстратов, разработке микробных удобрений, средств биологического контроля возбудителей

болезней растений и животных и т.д. Разрабатываются инновационные проекты по созданию биодезинфек-тантов, пробиотических препаратов, по борьбе с биоповреждениями, и существенную поддержку в этих начинаниях институт получает от Республиканского фонда фундаментальных исследований. За время работы фонда сотрудникам института было предоставлено 32 гранта. Сотрудничество в рамках фонда с Институтом ботаники имени М.Г. Холодного НАН Украины, Институтом биохимии и физиологии растений и микроорганизмов РАН позволило пополнить белорусскую коллекцию лекарственных грибов, открыло перспективы дальнейшего взаимодействия и обмена опытом.

В рамках двух проектов, финансируемых БРФФИ, выполнялись фундаментальные исследования фосфорес-центных свойств микроорганизмов различных таксономических групп и оптимизации режимов криоконсерва-ции промышленных штаммов микроорганизмов.

Благодаря высокому научному уровню и инновационному потенциалу исследований возрос международный авторитет института, расширились его научные связи с Высшим техническим университетом (Швеция, г. Лунда), Венесуэльским институтом научных исследований, научными учреждениями России, Украины, Латвии, Молдовы, Казахстана, Вьетнама и других стран.

О признании авторитета белорусских ученых-микробиологов говорит и тот факт, что институт является головной организацией-разработчиком и координатором межгосударственной целевой программы ЕврАзЭС «Инновационные биотехнологии».

Перемены, произошедшие в биологии за последние десятилетия, открыли принципиально новые перспективы в развитии биотехнологии и расширили границы применения биологических процессов производства.

Предполагается, что в результате выполнения программы ученые создадут и освоят в производстве 26 передовых технологий, защищенных патентами и пригодных для последующей коммерциализации.

Разработано 36 конкурентоспособных технологий. Были созданы препараты для животноводства и птицеводства, микробные удобрения гордебак, ризофос, сояриз, клеверин, а также биопестициды.

Первый заместитель министра сельского хозяйства Белоруссии Н.Н. Катковец сообщила, что экспорт продовольственных товаров из республики составил в 2009 г. 1 млрд 900 млн долл. США, и наблюдается тенденция его роста. Урожайность основных зерновых в 2009 г составила 60 ц/га.

Под контролем Президента республики работает программа «Возрождение и развитие села», которая предусматривает выведение отечественных сортов культур для открытого и закрытого грунта, увеличение посевных площадей и продуктивности исконно белорусской сельхозкультуры - льна.

Участники конференции с удовлетворением восприняли сообщение Н.Н. Катковец о том, что в целях стимулирования применения микробиологических средств защиты растений в Белоруссии облегчены условия регистрации этих препаратов. Расходы на эту процедуру оплачиваются теперь из республиканских бюджетных средств. Это делает более востребованными разработки научных учреждений, ускоряется и их внедрение в производство.

С докладом о Стандартах и деятельности ЕОКЗР по безопасному применению пестицидов выступил научный советник Европейской и Средиземноморской организации по карантину и защите растений А.Д. Орлинский.

Об эффективности биоинсектицида на основе вируса гранулеза яблонной плодожорки говорил академик РАСХН В.И. Долженко. Несмотря на большое количество вирусов, изолированных из вредителей, применение их в биологической защите растений ограничено. Всего в мире вирусные препараты применяются против 9 вредителей. Из-за узкого спектра действия

они не находят широкого применения, несмотря на довольно высокую биологическую эффективность (около 95 %). Их целесообразно использовать при вспышках или очаговых повреждениях.

С докладом о перспективах применения препаратов на основе дельта-эндотоксина Bacillus thuringiensis выступила Л.К. Каменек из Ульяновского государственного университета. Известно, что ответственным за комплекс патологических проявлений бактерий является белковый кристаллический эндотоксин, который способен взаимодействовать с чувствительными к нему рецепторами эпителиальных клеток кишечника и формировать поры, имеющие сродство к токсинам в 20-30 раз большее, чем к растворенным электролитам. Проникая в клетку, токсины действуют разобщающе на процессы окислительного фосфорилирования и дыхания в митохондриях, обусловленное его протонофорными свойствами. Способность разобщать при этом не зависит от источника происхождения токсина, но прямо пропорциональна его концентрации. Изученные закономерности позволили разработать серию препаратов на основе очищенного и активированного дельта-эндотоксина Bacillus thuringiensis под рабочим названием дельта.

Л.В. Коломбет (Федеральный токсикологический центр, Россия) в своем выступлении коснулась рисков при работе с опасными биологическими агентами. До недавнего времени считалось, что обеспечение безопасной работы с биологическими агентами касается защиты от микроорганизмов, вызывающих заболевания человека и животных. Но в последнее время все больше говорят об опасности, исходящей от организмов, ранее считавшихся непатогенными. Эти заболевания называют оппортунистическими инфекциями (ОПИ), причем они могут проявляться как в легкой форме, так и в форме диссеминированной инфекции, подчас заканчивающейся инвалидизаци-ей или летальным исходом.

Инфекционные микроорганизмы делят на группы риска. К первой относятся микроорганизмы с низким уров-

нем риска, которые потенциально не являются возбудителями болезней человека или животных, а к четвертой - патогены, обычно вызывающие серьезные заболевания человека и животных и легко распространяющиеся от больного к здоровому прямо или опосредованно. Эффективных лечебно-профилактических мер в большинстве случаев нет.

Способность агентов биоконтроля вызывать оппортунистические инфекции человека обсуждалась на специальных конференциях в США. В итоговом документе одной из них подробно изложены все аспекты этого вопроса и представлены данные о микроорганизмах - агентах биоконтроля, способных вызывать ОПИ у людей с иммуносупрессией.

Определенный интерес вызвал доклад, представленный сотрудниками ИТИ «Биотехника» (Одесса, Украина) Ю.К. Самойловым, В.Д. Лемзой и О.Б. Николаенко «Оборудование региональных биолабораторий», в котором были представлены нетрадиционные подходы к стерилизации оборудования. За основу приняты «холодные» способы стерилизации. Рассмотрены исследования по созданию энергосберегающих ферментационных комплексов на основе тонкостенных ферментеров и/или на основе переделанных вертикальных автоклавов, создающих единый технологический модуль. Энергопотребление в этом случае на порядок меньше, чем при качалочном производстве.

Массообменные аппараты комплектуются высокоэффективными фильтрами для очистки воздуха и воды. Интенсификация массообмена осуществляется за счет дополнительной установки циркуляционных насосов. Такой технологический модуль может быть рекомендован в первую очередь для биолабораторий тепличных комбинатов, где их окупаемость составляет не более одного года для 6-гектарного комплекса, не говоря о больших площадях сооружений закрытого грунта.

О новых модификациях препаратов псевдобактерин-2 и елена рассказал О.П. Горбунов (ОООБФ «Биофарм», Россия). Помимо высокой биологической активности препараты обладают ферментативной активностью про-

тив грибных патогенов. Так, на озимой пшенице повышение качества достигается за счет полновесности зерна, увеличения содержания клейковины до 32 е. и экологической чистоты конечного продукта. Чередование применения этих препаратов уменьшает вероятность возникновения резистентности патогенов к ним.

Доклад Н.Р. Гончарова (ВИЗР, Россия) был посвящен управлению интеллектуальной собственностью в научном учреждении. Было отмечено, что ключевым моментом инновационной деятельности ученых является организация эффективной охраны интеллектуальной собственности. Поэтому процесс создания и использования интеллектуальной собственности регулируется в ВИЗР и ВНИИБЗР внутренними нормативными документами. В настоящее время в России появилась возможность представлять объекты коммерческой тайны в качестве нематериальных активов, которые подлежат амортизации, но не облагаются налогом на имущество. Благодаря этому созданы опытно-промышленные установки, отработаны регламенты производства биопрепаратов, наработаны опытные образцы, проведена полевая апробация, а для ряда из них - государственные испытания и регистрация. Практика показывает целесообразность активного участия разработчиков инновационного продукта на правах совместительства.

Л.И. Сваровская (Институт химии нефти СО РАН, г. Томск) рассказала о ремедиации нефтезагрязненных почв с применением светокорректирую-щих пленок. Наиболее перспективные и экологически безопасные методы восстановления нефтезагрязненных почв основаны на окислительной активности микроорганизмов.

Участники конференции отметили актуальность изучения генетики, физиологии микроорганизмов и рационального использования их потенциала для создания разнообразной биотехнологической продукции. Они подтвердили необходимость проведения конференций по проблемам биотехнологий и высказали пожелание встретиться на одной из них в 2011 г. в БелНИИЗР.