Відродження сучасної генетики та її розвиток у другій половині ХХ століття

Датою відродження сучасної генетики в Україні після її фактичної заборони в СРСР у 1948 р. слід вважати, на нашу думку, 1960 рік. У цьому році за ініціативи В.П. Зосимовича (лауреата Ленінської премії і члена-кореспондента НАН України) у Національному ботанічному саду імені М.М. Гришка НАН України (тоді – Центральний республіканський ботанічний сад Академії наук УРСР) було створено відділ генетики, який він і очолив. У новоствореному відділі почали широко розвивати дослідження з поліплоїдії, гетерозису, експериментального мутагенезу, цитоплазматичної чоловічої стерильності. Вибір об’єктів дослідження був дуже широкий: цукрові буряки, зернові культури, плодові та декоративні рослини. Вже у 1961 р. співробітниками відділу було надруковано два методичних посібники з методів отримання і добору тетраплоїдних форм цукрових буряків із цитоплазматичною чоловічою стерильністю і методів її закріплення, прийнято до аспірантури перших аспірантів (Д.М. Голда, С.С. Малюта), а через рік – ще трьох аспірантів (Б.О. Левенко, В.А. Труханов, О.Ф. Андрощук).

У 1963 р. відділ генетики було переведено в Інститут ботаніки імені М.Г. Холодного, де він став осередком активного відродження генетики у всій Україні. У цьому відділі розпочали вивчення індукованого радіаційного і хімічного мутагенезу у озимої пшениці та жита (М.К. Сафін), ярового ячменю (О.Ф. Андрощук), цукрових буряків (В.П. Зосимович). У цих роботах було вирішено низку питань щодо вибору дози опромінення і концентрації мутагенів, виявлено специфічну дію мутагенів і реакцію на них різних сортів, встановлено ступінь радіочутливості хромосомного апарату диплоїдних та тетраплоїдних сортів і форм рослин. Отримані цінні мутації пшениці, жита, буряку були передані селекціонерам.

У середині 1960-х років під керівництвом В.П. Зосимовича були проведені Всеукраїнська нарада з проблем стану та розвитку генетики і селекції, курси із вдосконалення викладання генетики у сільськогосподарських і педагогічних вищих навчальних закладах, видано два томи міжвідомчого збірника наукових праць “Цитология и генетика”, який був предтечею і заклав основи створення широковідомого зараз міжнародного журналу за тією ж назвою.

У ці ж роки під керівництвом члена-кореспондента НАН України Ф.Л. Щепотьєва спочатку у Харкові, а потім – у Донецькому університеті розширились і активізувались дослідження гібридизації у зв’язку з інтродукцією, поліплоїдії та експериментального мутагенезу у деревних порід, видоутворення у рослин тощо (Р.І. Бурда, Л.Н. Лебединська). У Центральному республіканському ботанічному саду М.Ф. Каплуненко та О.К. Дорошенко отримали мутації у дуба, волоського горіха, клена сріблястого та інших порід.

У галузі селекції свійських тварин треба зазначити виведення Л.К. Гребнем у заповіднику Асканія-Нова української степової рябої породи свиней, а також видатні досягнення у селекції овець і великої рогатої худоби. Ця робота була продовженням і розвитком проведених там же досліджень видатного вченого-селекціонера у галузі тваринництва М.Ф. Іванова. У Асканії-Нова були отримані численні гібриди між дикими видами тварин, а також між дикими і свійськими. Ці гібриди є цінними для вирішення питань походження видів тварин і для подальшої розробки теорії віддаленої гібридизації.

Відродження генетики в системі НАН України наблизилось до завершення створенням у 1964 р. Наукової ради НАН України з проблеми “Цитологія і генетика”, яку очолив В.П. Зосимович, та заснуванням премії імені В.Я. Юр’єва (присуджується раз у два роки за роботи в галузі генетики і селекції). Першими лауреатами цієї премії за розробку методики виведення нових поліплоїдних гібридів та впровадження їх у практику стали у 1965 р. В.П. Зосимович та В.О. Панін.

Завершилося відродження генетики в Україні у 1967 р. заснуванням Українського товариства генетиків і селекціонерів імені М.І. Вавилова, організаторами створення якого були В.П. Зосимович, І.М. Поляков та П.К.Шкварніков. Це дозволило краще координувати дослідження різних наукових закладів, комплексно виконувати важливі роботи із залученням учених різних фахів, ефективніше використовувати результати наукової роботи у практиці.

Ще важливішою організаційною подією 1967 р. було створення Сектора генетики при НАН України, який включав три наукових відділи – генетики рослин (завідувач В.П. Зосимович), генетики тварин (завідувач М.М. Колесник) та новостворений на базі відділу генетики рослин відділ експериментального мутагенезу. Останній відділ і Сектор генетики у цілому очолив П.К.Шкварніков – учень М.С. Навашина і колишній заступник директора (М.І. Вавилова) з наукової роботи в Інституті генетики АН СРСР, якого було запрошено з Інституту цитології і генетики Сибірського відділення АН СРСР (м. Новосибірськ). Сектор генетики у 1968 р. реорганізовано у Сектор молекулярної біології і генетики Інституту мікробіології і вірусології імені Д.К. Заболотного (завідувач С.М. Гершензон), а у 1973 р. – в Інститут молекулярної біології і генетики НАН України (ІМБіГ) (директор у 1973–2003 рр. академік Г.Х. Мацука, з 2003 р. – академік Г.В. Єльська).

Розгорнуті в ІМБіГ дослідження охоплювали питання загальної та молекулярної генетики, цитогенетики і генетичних основ селекції сільськогосподарських рослин і свійських тварин, медичної генетики. Поряд із теоретичними дослідженнями розроблялись теми, актуальні для практики – спрямовані на створення нових високопродуктивних форм сільськогосподарських рослин, підвищення плодючості свійських тварин та пошук способів біологічної боротьби з комахами-шкідниками сільського господарства. Продовжувалась робота з підвищення наукових знань у галузі генетики – у 1968–75 рр. проводився цикл лекцій для науковців і студентів м. Києва спеціалістами інституту (С.М. Гершензон, П.К. Шкварніков, В.П. Зосимович, С.Б. Серебряний та ін.). Видана у 1979 р. С.М. Гершензоном унікальна монографія “Основы современной генетики”, яка, по суті, стала і першим навчальним посібником після відродження генетики в Україні, була удостоєна у 1981 р. Державної премії України. У 1983 р. вийшло друге, виправлене і доповнене видання цієї монографії, яка й донині є однією з настільних книг із генетики.

У новоствореному ІМБіГ продовжувались розпочаті ще у 1930-х роках в Інституті зоології дослідження мутагенної дії ДНК у дрозофіли і бактерій та проведено цикл робіт із вивчення мутагенної дії вірусів. Детально вивчено високу специфічність мутагенної дії екзогенних ДНК, чим уперше відкрито можливість вибіркового викликання мутацій певних генів. Вивчення мутагенної дії на дрозофілу низки вірусів рослин, тварин і людини показало, що віруси слід вважати не лише збудниками інфекційних хвороб, а й мутагенними чинниками (С.М. Гершензон, С.С. Малюта, Ю.М. Александров). Виявлено мутагенну дію ДНК- та РНК-вмісних вірусів і вірусних вакцин на клітини ссавців і людини. Зроблено висновок про необхідність створення нових немутагенних препаратів для профілактики вірусних інфекцій (Т.І. Бужієвська). За цикл робіт з вивчення мутагенної дії екзогенної ДНК і вірусів у 1998 р. було присуджено Державну премію України в галузі науки і техніки. Її лауреатами стали С.М. Гершензон, Т.І. Бужієвська, Ю.М. Александров, С.С. Малюта, К.А. Ларченко, І.С. Карпова.

Іще в першій половині ХХ ст. було висунуто гіпотезу про генетичну природу раку. Відкриття П. Раусом у 1911 р. віруса, що спричиняє саркому курей, а потім інших вірусів, які призводили до раку тварин, стало основою формулювання вірусної гіпотези виникнення та розвитку злоякісних новоутворень. Л. Зільбер об’єднав ці відкриття у вірусно-генетичну теорію раку. Однак невдовзі було показано, що віруси, які спричинюють рак, є РНК-вмісні.

Ще на початку 60-х років минулого століття С.М. Гершензон висловив гіпотезу, що РНК може переписуватися в ДНК, а не тільки навпаки, як це було прийнято вважати в той час. Одночасно з ним подібну гіпотезу запропонував американський вчений Г. Темін, однак догма про те, що транскрибуватися може тільки ДНК, настільки міцно закріпилася у свідомості, що їхнім дослідженням ніхто не довіряв. Треба було залучити молекулярних біологів, щоб довести цю гіпотезу, і С.М. Гершензон залучає до цих досліджень групу молодих учених, у тому числі А.В. Риндич, яка є нині відомим спеціалістом у галузі фундаментальних досліджень в онкогенетиці та молекулярній ретровірусології, член-кореспондент НАН України. Однак матеріальне забезпечення таких робіт у Радянському Союзі було на низькому рівні, й у 1971 р. співробітники двох американських груп Г. Теміна і Д. Балтимора відкривають зворотну транскриптазу, фермент, який синтезує на вірусному РНК-геномі провірусну ДНК, яка потім інтегрує до геному тварин. З’ясувалось, що цю властивість зворотної транскриптази можна використовувати для штучного синтезу генів. Відкриття зворотної транскриптази стало початком ери генної інженерії, і першими двома питаннями були – де взяти фермент і що синтезувати в першу чергу. У відділі біосинтезу нуклеїнових кислот під керівництвом майбутнього члена-кореспондента НАН України В.М. Кавсана було відкрито спеціальну лабораторію для виробництва зворотної транскриптази з вірусу мієлобластозу; фермент у 1970–1980-х роках постачався майже в усі країни Східної Європи та деякі країни Азії. У цьому відділі вперше у колишньому СРСР синтезовано еукаріотний ген. Роботи були відзначені у 1979 р. Державною премією СРСР у галузі науки і техніки. Одним із її лауреатів від українських дослідників став В.М. Кавсан.

Багато досліджень проведено з вивчення мейозу у поліплоїдів культурних рослин із метою виявлення причин аномалій мейозу, що призводять до анеуплоїдії – основної причини зниження насіннєвої продукції поліплоїдів, та пошуку способів запобігання цього небажаного явища. Більшість таких робіт було виконано В.П. Зосимовичем та його учнями і послідовниками (Н.К. Наваліхіна, В.А. Панін, М.П. Драч, С.Г. Машталер, І.А. Шевцов, І.М. Чекаліна, В.А. Труханов, Т.Т. Борисенко та ін.). Вивчали хід мейозу у тетраплоїдів картоплі, конюшини, ячменю, жита, у триплоїдів буряка тощо.

Ці дослідження дали багато нового для розуміння поведінки хромосом під час мейозу у поліплоїдних рослин, визначили шляхи підвищення їхньої плодючості за допомогою добору та інших методів. Зокрема, вивчення особливостей спадковості та мінливості поліплоїдів сільськогоподарських рослин дозволило отримати і дослідити генетично, цитологічно і біохімічно гібриди триплоїдних рослин цукрового і кормового буряку, дослідити комбінаційну здатність диплоїдного і тетраплоїдного цукрового і кормового буряку, успадкування ознак у диплоїдної і триплоїдної редиски тощо. Багато із створених гібридів і поліплоїдів цукрових і кормових буряків використовувались у виробництві. Також було отримано і вивчено генетику тетраплоїдної червоної конюшини (Н.К. Наваліхіна) і тетраплоїдного жита (С.Г. Машталер). Розроблялись методи збереження цінних властивостей гетерозисних гібридів рослин у ряду поколінь (І.А. Шевцов).

Тетраплоїдні форми жита були отримані також М.І. Худяк в Інституті ботаніки, Д.Ф. Лихварем і М.А. Ветлицьким у НДІ землеробства, А.Ф. Шулиндіним, В.М. Чередниченко, А.А. Торопом і В.П. Пахомовою в Інституті рослинництва, селекції і генетики. Деякі з них, зокрема, Поліська тетра, були районовані. Поліплоїди п’яти видів люцерни досліджували Д.М. Щербина та В.В. Буйдін у Полтавському педагогічному інституті. Загалом у 1960–70-ті роки явища поліплоїдії широко вивчали практично в усіх закладах України, де проводили досліди з рослинами.

В ІМБіГ досліджували також роль зовнішніх і внутрішніх чинників індукції мутацій за допомогою радіації та хімічних речовин у низки сільськогосподарських рослин, проведено вивчення специфіки дії різних хімічних мутагенів і можливості застосування індукованих мутацій у селекції. Проведено вивчення мейозу та плодючості експериментально отриманих мутантів пшениці, кукурудзи, поліплоїдних форм різних видів рослин під дією гамма-променів, швидких нейтронів, різних хімічних супермутагенів. Виявлено особливості мутагенної дії низки хімічних мутагенів, отримано дані про залежність частоти хромосомних перебудов та інших типів мутацій від фізіологічного стану рослини і різних впливів довкілля (В.П. Зосимович, П.К. Шкварніков, В.В. Моргун, М.І. Кулик, М.К. Сафін, К.А. Ларченко, В.Ф. Логвиненко, В.С. Борейко та ін.).

Під керівництвом П.К. Шкварнікова подальшого розвитку набули розробка методів отримання мутантних форм і вивчення практично значущих мутантів у таких важливих сільськогосподарських культур, як пшениця і кукурудза. Було досліджено вплив фізичних і хімічних мутагенів на ріст і життєздатність рослин, появу хромосомних аберацій і видимих мутацій. При повторній і комбінованій дії мутагенів науковці отримали низку цінних мутацій за кількісними ознаками, а також мутації генів, що рідко мутують. На основі виділених мутантів створено сорт озимої пшениці Киянка, гібриди кукурудзи Ювілейний 60 і Колективний 210. Дослідження з розробки методів експериментального одержання та практичного використання індукованих мутацій у рослин були удостоєні у 1982 р. Державної премії України у галузі науки і техніки (В.В. Моргун, П.К. Шкварніков, В.С. Борейко, І.П. Чучмій, В.Ф. Пересипкін), а за розробку методів селекції і створення ранньостиглих гібридів кукурудзи – Державної премії СРСР (1986 р., В.В. Моргун, В.С. Борейко, С.П. Заїка. І.П. Чучмій).

З 1986 р. ці дослідження успішно продовжують в Інституті фізіології рослин і генетики, створеному на базі Інституту фізіології рослин і відділів експериментального мутагенезу (завідувач В.В. Моргун), генетичних основ гетерозису (завідувач І.А. Шевцов), цитогенетики і поліплоїдії (завідувач В.А. Труханов), молекулярної генетики (завідувач С.М. Гершензон), переведених з ІМБіГ. Новостворений інститут очолив академік В.В. Моргун.

У ті ж 1960-ті рр. в Україні почала бурхливо розвиватися біохімічна генетика рослин. Співробітники Селекційно-генетичного інституту академік НАН України О.О. Созінов, Ф.А. Попереля, В.А. Нецвєтаєв, А.А. Померанцев розробили ефективний метод розділення запасних білків пшениці і ячменю за допомогою електрофорезу на крохмальному гелі, що дозволив значно збільшити об’єм аналізів. Було локалізовано у хромосомах гени, що кодують синтез запасного білка пшениці – гліадину. У гібридів на електрофорограмі запасного білка проявляються усі компоненти обох батьків, а нові білки не виникають. На цій основі зроблено висновок, що за допомогою генотипової формули можливо здійснити реєстрацію сортів і форм пшениці світової колекції.

О.О. Созінов і його співробітники встановили пряму залежність між варіантами блоків білків, хлібопекарськими якостями і силою муки. Внаслідок величезної експериментальної роботи, проведеної під керівництвом та при безпосередній участі академіка О.О. Созінова, було розроблено нові концепції про значення поліморфізму білків у селекції культурних рослин. Основні результати цих робіт опубліковано в монографії: А.А. Созинов “Полиморфизм белков и его значение в генетике и селекции”, М., Наука, 1985.

Цими дослідженнями в Україні започатковано новий напрям у генетиці, селекції і біотехнології – застосування молекулярних генетичних маркерів, на першому етапі розвитку – білкових, а з кінця 1970-х років – ДНК- і РНК-маркерів. Нині цей напрям найбільш інтенсивно і продуктивно розвивається під керівництвом академіка УААН Ю.М. Сиволапа у Південному біотехнологічному центрі у рослинництві (м. Одеса), а також в ІМБіГ (В.М. Кавсан, Л.А. Лівшиць, А.В. Риндич, В.А. Кунах, І.О. Андрєєв) та в Інституті фізіології рослин і генетики (О.М. Тищенко).

У ті ж 1960-ті рр. в Україні почали інтенсивно розробляти ще один новий напрям – біотехнологія рослин на основі методу культури клітин, тканин і органів.

У 1968 р. в Інституті ботаніки імені М.Г. Холодного за ініціативи П.Г. Сидоренка при відділі цитоембріології, очолюваному членом-кореспондентом НАН України Я.С. Модилевським, було створено лабораторію структури і функції клітини. Саме тут було виконано перші в Україні досліди з клонування із використанням окремих ізольованих клітин (М.К. Павлова), гістохімічні та цитохімічні (Т.М. Олейнікова, Н.В. Опаріна (Сідорова)), біохімічні із застосуванням вітального прижиттєвого фарбування (П.Г. Сидоренко, Г.С. Степура), електронно-мікроскопічні (П.Г. Сидоренко, О.М. Недуха, Г.О. Уваров, В.А. Сідоров, Н.В. Беліцер), цитологічні та цитогенетичні (П.Г. Сидоренко, В.А. Кунах, Н.В. Вікторова, М.М. Півень) та інші дослідження культивованих іn vіtro клітин рослин. У 1970 р. лабораторію реорганізували у відділ цитології, у якому під керівництвом д.б.н. В.І. Малюка на початку 1970-х років уперше було отримано важливі дані про можливість регуляції генетичної структури клітинних популяцій складниками живильного середовища. Зокрема, використовуючи методи математичного моделювання мінерального складу живильного середовища, було підібрано способи управління темпом розмноження клітин в культурі іn vіtro та вибіркового стимулювання клітин певної плоїдності (В.І. Малюк, М.К. Павлова, М.М. Півень та ін.). Узагальнені результати цих та подальших досліджень під керівництвом члена-кореспондента НАН України Є.Л. Кордюм опубліковано у монографії “Структурно-функциональная характеристика растительной клетки в процессах дифференцировки и дедифференцировки”, К., Наук. думка, 1980 (автори Є.Л. Кордюм, О.М. Недуха, П.Г. Сидоренко).

У 1969 р. за ініціативи і безпосередньої участі В.П. Зосимовича інтенсивні генетичні дослідження культивованих іn vіtro клітин, зокрема тих, які походили від рослин, органів і клітин різних рівнів плоїдності, в тому числі з пиляків, розпочали у Секторі (з 1973 р. – Інститут) молекулярної біології і генетики НАН України у відділі цитогенетики і поліплоїдії. Тут уперше в Україні були відпрацьовані методи отримання із культивованих іn vіtro пиляків та ізольованого пилку гаплоїдів, подвоєних гаплоїдів та рослин інших рівнів плоїдності тютюну і цукрового буряку, отримані калюсні тканини й індуковано регенерацію тютюну, гороху, пшениці, томатів, скереди, зингернії, гаплопапуса та інших рослин, проведено всебічне цитогенетичне дослідження калюсних тканин і рослин-регенерантів (В.А. Кунах, Б.О. Левенко, Г.Н. Юркова, О.В. Новожилов, О.В. Захленюк та ін.). Тут виконано і у 1975 р. захищено першу на теренах СРСР кандидатську дисертацію з генетики культивованих клітин рослин, у якій вперше застосовано популяційно-еволюційний підхід до вивчення динаміки генетичної структури клітинних популяцій іn vіtro, чим започатковано новий науковий напрям – генетику клітинних популяцій (В.А. Кунах).

З початку 19803х років у лабораторії (з 1988 р. – відділ) генетики клітинних популяцій ІМБіГ, очолюваній В.А. Кунахом, інтенсифікувалися дослідження геномної мінливості у процесах дедиференціації та диференціації рослинних клітин, процесів геномної мінливості та добору в клітинних популяціях іn vіtro та іn vіvo, вивчають механізми регуляції мінливості у популяціях культивованих клітин, розробляють генетичні основи клітинної селекції штамів-продуцентів сполук, важливих для медицини. Теоретично обґрунтовано і експериментально підтверджено положення про те, що культивовані іn vіtro клітини є новою, експериментально створеною системою, що характеризується своєрідністю низки властивостей і особливостей, і, разом з тим, підкоряється загальнобіологічним популяційним закономірностям, зокрема закону гомологічних рядів у спадковій мінливості М.І. Вавилова. Ґрунтуючись на результатах фундаментальних досліджень, тут створено кілька десятків унікальних клітинних штамів цінних лікарських рослин, зокрема створені та впроваджені у промисловість перші в світі високопродуктивні клітинні штами раувольфії зміїної (джерело протиаритмічного алкалоїду аймаліну), женьшеню, родіоли рожевої, унгернії Віктора тощо (В.А. Кунах, О.Г. Алхімова, С.І. Губар, О.В. Захленюк, О.О. Пороннік, Л.П.Можилевська, Л.К. Алпатова та ін.). Підготовлено та видано у 2003 р. перший в Україні підручник “Біотехнологія рослин”, удостоєний у 2005 р. Державної премії України в галузі науки і техніки (автори – М.Д. Мельничук, Т.В. Новак, В.А. Кунах). Результати багаторічних до сліджень узагальнено в монографії В.А. Кунаха “Біотехнологія лікарських рослин. Генетичні та фізіолого-біохімічні основи”, К., Логос, 2005, 730 с.

У 1975 р. в Інституті ботаніки імені М.Г. Холодного за ініціативи академіка К.М. Ситника організовано лабораторію цитофізіології та конструювання рослинних клітин, яку очолив Ю.Ю. Глеба. Співробітниками цієї лабораторії отримано пріоритетні наукові результати в галузі цитоплазматичної генетики рослин на основі розроблених методів парасексуальної гібридизації і генетичного конструювання клітин різних рослин. Шляхом злиття ізольованих протопластів створено міжродові гібриди тютюну та арабідопсису, арабідопсису та капусти і навіть гібридні клітини від злиття ізольованих протопластів вищих рослин із клітинами лімфоцитів людини. Монографії “Слияние протопластов и клеточная инженерия растений” (Ю.Ю. Глеба, К.М. Сытник, 1982), “Соматическая гибридизация пасленовых” (В.А. Сидоров, Н.М. Пивень, Ю.Ю. Глеба, К.М. Сытник, 1985), “Биотехнология растений. Клеточная селекция” (В.А. Сидоров, 1990), “Генетическая инженерия высших растений” (Н.В. Кучук, 1997) та низка методичних посібників і на сьогодні є настільними книгами генетиків, селекціонерів, біотехнологів, клітинних біологів. Цикл робіт з одержання соматичних гібридів рослин і доведення генетичної новини цих форм удостоєно у 1984 р. Державної премії СРСР (К.М. Ситник, Ю.Ю. Глеба, В.А. Сідоров, І.К. Комарницький, А.А. Кучко), а цикл робіт “Організація і експресія генетичного матеріалу в реконструйованих клітинних системах” удостоєно у 1989 р. Державної премії України в галузі науки і техніки (Ю.Ю. Глеба, І.К. Комарницький, В.А. Сідоров, М.М. Півень, О.С. Пароконний, М.В. Борисюк). Закономірним наслідком розширення досліджень у галузі клітинної біології і генетичної інженерії та значної наукової цінності отриманих результатів стало створення у 1990 р. на базі лабораторії Інституту клітинної біології і генетичної інженерії НАН України, директором якого було обрано академіка Ю.Ю. Глебу.

У цьому інституті продовжують досліди з таких напрямів клітинної та генної інженерії, як отримання асиметричних соматичних гібридів і цибридів із новими наборами генів цитоплазми, гібридизація філогенетично віддалених видів рослин, вивчення організації та експресії генетичного матеріалу в гібридах, отримання трансгенних рослин, пошук нових фізіологічно активних речовин рослинного походження для фармації тощо. Зокрема, у 1990-ті роки вперше у світі за допомогою технології соматичної гібридизації отримано фертильні віддалені гібриди, які поєднують генетичний матеріал різних таксономічних груп рослин; шляхом клітинної селекції отримано мутанти вищих рослин, стійкі до гербіцидів – руйників мітозу; методами генетичної інженерії отримано гербіцидостійкі форми гороху, буряку та інших рослин (Ю.Ю. Глеба, Я.Б. Блюм, М.В. Кучук, В.А. Сідоров, Н.М. Страшнюк, А.І. Ємець та ін.). В інституті створена та функціонує колекція клітинних культур та зародкової плазми рослин, якій надано статус Національного надбання. Вона налічує кілька тисяч видів рослин.

Успішні досліди зі створення нових векторних систем для генної інженерії та отримання трансгенних рослин було проведено в Інституті біоорганічної хімії та нафтохімії НАН України, де клоновано низку регуляторних елементів генів – промоторів із бульбо- і коренеспецифічною експресією (А.П. Галкін). В Інституті фізіології рослин і генетики отримано стійкі до гербіцидів форми деяких видів рослин, розроблено новий простий метод генетичної трансформації рослин іn vіtro (Б.О. Левенко).

В Інституті мікробіології і вірусології імені Д.К. Заболотного виконано низку досліджень із генетики актиноміцетів, зокрема побудовано кільцеву карту геному одного з видів актиноміцетів, яка за повнотою інформації була другою картою актиноміцетів у світі. В актиноміцетів ізольовано плазмідну ДНК, яка детермінує синтез антибіотика і стан фертильності, а також контролює спільно із хромосомними генами процес морфогенезу (Б.П. Мацелюх). Під науковим керівництвом члена-кореспондента Б.П. Мацелюха у відділі генетики мікроорганізмів цього інституту на сьогодні розробляються фундаментальні та прикладні проблеми генетики стрептоміцетів. Науковці відділу побудували ряд генетичних карт стрептоміцетів – Streptomyces olіvaceus VKX, S. grіseus 773 (продуцент стрептоміцину), S. Antіbіotіcus (продуцент олеандоміцину), показали двонаправлену реплікацію хромосоми цих мікроорганізмів, відкрили нові антибіотики, селекціонували і впровадили у виробництво високоактивні штами бактерій, стрептоміцетів і грибів – продуцентів антибіотиків і бета-каротину. У співпраці з проф. Ю. Рором із Інституту органічної хімії Геттінгенського університету (ФРН) встановлено молекулярну структуру ландоміцину Е. У співробітництві із вченими Інституту біології клітини НАНУ і Інституту досліджень раку Віденського університету з’ясовано механізм протиракової активності ландоміцину Е. Важливою властивістю антибіотика є його активність проти ракових клітин із множинною лікарською резистентністю. Розроблено наукову основу біотехнології одержання антибіотика. За допомогою мутагенезу і генетичної інженерії одержано високоактивні штами продуцента ландоміцину Е. Селекціоновано штами бактерій, стрептоміцетів і грибів – промислових продуцентів поліміксину В, хлортетрацикліну, олеандоміцину, канаміцину і бета-каротину, які захищені авторськими свідоцтвами і патентами.

Науковців відділу Б.П. Мацелюх, Г.М. Стрижкова і А.С. Стенько нагороджено Державною премією України в галузі науки і техніки за цикл робіт “Генетика, селекція та впровадження у виробництво промислових мікроорганізмів – продуцентів антибіотиків і бета-каротину” (1991), а Б.П. Мацелюха – премією імені Д.К. Заболотного за монографію “Генетические карты микроорганизмов” (1990).

В Інституті молекулярної біології і генетики у 1970–1980-х роках клоновано гени біосинтезу лізину сінної палички. За допомогою рекомбінантних плазмід прокартовано відомі ауксотрофні мутації, показано кластерне розташування структурних генів біосинтезу лізину цього мікроорганізму; ці гени було клоновано у бактеріальних плазмідах і виявлено їхню експресію у кишковій паличці, сконструйовано систему експресії цих генів у дріжджах сахароміцетах. Отримано п’ять класів регуляторних мутацій (два з них – уперше), вивчено декілька метаболічних шляхів і ферментних систем біосинтезу лізину у бацил (С.С. Малюта).