Молекулярної біології і генетики Інститут НАНУ

Визначення і загальна характеристика

МОЛЕКУЛЯ́РНОЇ БІО­ЛО́ГІЇ І ГЕНЕ́ТИКИ Ін­ститут НАНУ Створ. 1973 у Києві на базі однойм. сектору (засн. 1968, очолював академік НАНУ С. Гершензон) Ін­ституту мікробіо­логії і вірусології АН УРСР як Ін­ститут молекуляр. біо­логії та генетики АН УРСР (від 1994 — НАНУ). У структурі Ін­ституту — 13 наук. від­ділів та 8 наук. лабораторій: регулятор. механізмів клітини (лаб. мікроб. екології), сигнал. систем клітини, механізмів транс­ляції генет. інформації (лаб. біо­молекуляр. електроніки, лаб. біо­синтезу білка), молекуляр. генетики (лаб. геноміки людини), генетики людини, молекуляр. онкогенетики (лаб. генетики спадкових патологій), генетики клітин. популяцій, ензимології білк. синтезу (лаб. трансферу технологій, ін­новац. діяльності та інтелектуал. власності, лаб. інструм. методів дослідж.), молекуляр. і квант. біо­фізики, функціонал. геноміки (лаб. біо­синтезу нуклеїн. кислот), синтетич. біо­­регуляторів, білк. інженерії та біо­інформатики, біо­мед. хімії, а також від­діл наук.-тех. інформації, наук. б-ка, архів та віварій. Перший дир. — Г. Мацука, від 2003 — Г. Єльська, від 2019 — М. Тукало. У складі Ін­ституту — 228 н. с., серед яких — 26 д-рів і 97 канд. н., 3 академік та 5 чл.-кор. НАНУ, з них — 1 академік НАМНУ. В Ін­ституті працюють ві­домі вчені — Г. Єльська, В. Кордюм, А. Риндич, М. Тукало, Д. Говорун, В. Кунах, О. Корнелюк, О. Солдаткін. 1982 в Ін­ституті створ. філію каф. біо­хімії біол. факультету Київ. університету. 2016 від­крито каф. біо­логії, де студенти ви­вчають основи молекуляр. біо­логії, генетики та біо­інформатики. Ін­ститут здійснює дослідж. за наук. напрямами: структурна та функціонал. геноміка; протеоміка та білкова інженерія; молекулярні та клітин­ні біо­технології; біо­інформатика, компʼютерне моделюва­н­ня та дизайн. В Ін­ституті досягнуто чимало результатів світ. рівня, створ. наук. школи, кер. яких були провід­ні укр. учені зі світ. ви­зна­н­ням, зокрема академік НАНУ С. Гершензон «Молекулярна генетика», академік Г. Мацука «Механізми транс­ляції генет. інформації», чл.-кор. В. Кавсан «Молекулярна онкогенетика». Так, на ос­нові від­кри­т­тя властивості екзоген. ДНК приводити до вибірк. мутацій генів академік АН УРСР С. Гершензон сформулював інсерційну гіпотезу мутаген. дії ДНК, практ. значе­н­ня якої полягає у формуван­ні принципів направленого мутагенезу, що широко використовують у сучас. ген­ній інженерії, біо­технології та практ. селекції. На основі результатів, отриманих методами квант. хімії, чл.-кор. Д. Говорун висунув гіпотезу щодо фіз.-хім. механізмів спонтан. та індуков. аналогами нуклеотид. основ точк. мутацій. Дослідж. Г. Мацуки, Г. Єльської, М. Тукала та Б. Негруцького зробили сут­тєвий внесок у ро­зумі­н­ня молекуляр. основ біо­синтезу білка, зокрема у вищих евкаріотів. Від­крита ними функціонал. адаптація тРНК до синтезу специф. білків є універсал. фактором, що регулює екс­пресію генів на рівні транс­ляції; виявлене явище канелюва­н­ня (cha­nelling) тРНК до­зволило пояснити один із механізмів компартменталізації біо­синтезу білка у вищих організмів; роз­шифрува­н­ня структури ряду тРНК та АРСаз до­зволила ви­значити структурні елементи білково-нуклеїн. впі­знава­н­ня, каталіт. та редагуючі центри ферментів та їх функціонува­н­ня на атомар. рівні і за­пропонувати оригін. модель виправле­н­ня помилок на рівні транс­­ляції. Ізольовано ряд генів тварин і людини, ви­значено первин­ну структуру, організацію і регуляцію їхньої активності, створ. колекцію генів, онкогенів та кДНК людини і тварин (В. Кавсан). Проводять ідентифікацію нових ДНК маркерів для діагностики зло­якіс. ново­утворень та роз­робле­н­ня під­ходів до генотерапії пухлин, зокрема встановлюють профілі екс­пресії ряду генів, асоці­йов. із раком (В. Кашуба); створ. низку ДНК-тест систем для ідентифікації молекуляр. природи спадк. захворювань (Л. Лівшиць). Під керівництвом чл.-кор. НАНУ А. Риндич отримано результати світ. рівня щодо регуляції екс­пресії генів на стадії альтернатив. сплайсингу, ролі адаптер. білків у формуван­ні та регулюван­ні мультибілк. комплексів у процесах ендоцитозу, пере­даван­ні сигналу, міграції клітин та утворен­ні мета­стазів зло­якіс. пухлин, функціонуван­ні нейронів. Важливі результати отримано під час ви­вче­н­ня сигнал. систем у нормал. і зло­якіс. клітинах — виявлено роль різних форм білка Bcr-Abl у сигнал. шляхах та формуван­ні пухлин. фенотипу при мієло­проліфератив. неоплазмах; ви­вчено особливості структурно-функціонал. організації одного з гол. сигнал. каскадів (Г. Телегєєв, В. Філоненко). Продемонстровано принципову можливість лікува­н­ня інсулінзалеж. цукр. діабету та атеро­склерозу в людини методами ген­ної терапії. Роз­почато роботи з ви­вче­н­ня стовбурових клітин, створе­н­ня клітин. технологій та їх по­єд­на­н­ня з ген­ними технологіями. З викори­ста­н­ням незалежно та одночасно за­стосов. цитокінів і мезенхімал. мультипотент. клітин на під­дослід. тваринах від­працьовано способи запобіга­н­ня ішемії нирок, від­новле­н­ня ушкодж. спин. мозку, слизових оболонок тощо (В. Кордюм). Здійснено наук.-тех. роз­робки та отримано низку прототипів новіт. аналітич. приладів (біо- та хемосенсорів) на основі різноманіт. електрохім. та оптич. пере­творювачів і біол. матеріалу або біо­міміків синтет. походже­н­ня для потреб біо­технології, медицини та екол. моніторингу (Г. Єльська, О. Солдаткін). В Ін­ституті створ. першу в Україні віртуал. лаб. молекуляр. динаміки, що є частиною Укр. нац. ґріду та Європ. ґрід-інфра­структури. Ефективно працює про­грам. комплекс для проведе­н­ня віртуал. скринінгу низькомолекуляр. орган. речовин для пошуку та роз­робле­н­ня потенц. ліків. Впровадже­н­ня нових досягнень молекуляр. біо­логії та біо­технології в медицину до­зволить проводити ранню діагностику та від­повід­не персоніфіков. лікува­н­ня найпоширеніших захворювань, зокрема онкології, серц.-судин. хвороб та інфекцій. Біо­інформат. під­ходи та ком­пʼютерне моделюва­н­ня дають змогу роз­робити лікар. препарати нового поколі­н­ня з високою селективністю і низькою токсичністю. Осн. напрями дослідж.: структурна та функціонал. геноміка; протеоміка і білк. інженерія; молекулярні та клітин­ні біо­технології; біо­інформатика, ком­пʼютерне моделюва­н­ня та дизайн. Учені Ін­ституту встановили, що функціонал. адаптація тРНК є універсал. ланкою регуляції біо­­синтезу спец. білків на рівні транс­ляції, що забезпечує високу швидкість і макс. вихід продукту біо­синтезу; ви­значили первин­ну структуру й елементи простор. організації 3-х ізо­акцептор. лейцин. тРНК тварин. походже­н­ня; описали будову іРНК і генів інсулінів та інсуліноподіб. факторів росту; ви­вчили структуру й особливості реплікації ДНК бакуловірусів; впровадили в с.-г. виробництво новий противірус., протипухлин., антилейкоз. препарат «Ізатізон»; довели пер­спективність за­стосува­н­ня створених комплексів та аналогів «Ізатізону» в клiнiці; створили віртуал. лаб. MolDynGrid із метою роз­робки ефектив. інфра­структури для проведе­н­ня in silico роз­рахунків молекуляр. динаміки біол. макромолекул; виділили й культивували первин­ні фібробласти шкіри людини; роз­робили й впровадили гідрогелеві пе­ревʼязувал. матеріали на основі наноцелюлози бактерій для лікува­н­ня опіків і ран; роз­робили протитуберкульозні сполуки нового класу; нові ефективні інгібітори протеїнкіназ СК2, FGFR1 і ASK1; прототипи тест-систем для екс­прес-аналізу спектра стійкості до антибіо­тиків у мікроорганізмів, диференц. діагностики і моніторингу лейкемії крові, діагностики та скринінгу гетерозигот. носіїв мутацій у генах-детермінаторах тяжких спадкових захворювань; електрохім. та оп­тичні біо­сенсори для потреб медицини, моніторингу довкі­л­ля, контролю якості харч. продуктів; технологію тотал. скринінгу геному з викори­ста­н­ням мікрочіпів як сучас. метод діагностики онкол. захворювань для ви­значе­н­ня індивідуал. порушень та проведе­н­ня «таргет.» (мішен.) терапії. 2016 Ін­ститут отримав ліцензію на провадже­н­ня освіт. діяльності: для під­готовки здобувачів вищої освіти на 3-му (освіт.-наук.) та наук. рівнях вищої освіти з метою здобу­т­тя ступеня д-ра філософії та д-ра наук створ. каф. біо­логії (зав. — Т. Сергєєва). Крім цього, у рамках договорів про спів­працю Ін­ститут має спільні каф. молекуляр. біо­технології та біо­інформатики з Ін­ститутом високих технологій Київ. університету, а також спеціалізацію «молекулярна біо­­логія» — з каф. біо­хімії ННЦ «Ін­ститут біо­логії і медицини» Київ. університету. Ви­да­н­ня Ін­ституту: ж. «Цитология и генетика», «Біо­полімери і клітина», «Вісник Українського товариства генетиків і селекціонерів», «Ukrainica Bioorganica Acta», «Bio­polymers and Cell», зб. «Фактори екс­периментальної еволюції організмів».

Літ.: Єльська Г. В. Біо­технологія — пріоритетний напрям роз­витку сучасного су­спільства // Держ. справа. 2006. № 5; Нові біо­аналітичні системи медичного при­значе­н­ня // Світ. 2015. № 35–36; Національна академія наук України: До 100-річчя від дня заснува­н­ня. К., 2018.

М. А. Тукало, Г. В. Єльська

Завантажити статтю