Дослідження з генетичної інженерії в установах НАН України

Проаналізовано дослідження в галузі генетичної інженерії та її молекулярно біологічного підґрунтя, об’єднані двома програмами НАН України, в яких фундаментальні розробки органічно поєднані з потребами практичних завдань. Особлива увага приділяється дослідженням структурно функціональної організації...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
Datum:	2006
Hauptverfasser:	Гродзинський, Д., Дембновецький, О., Левчук, О., Рудий, Р.
Format:	Artikel
Sprache:	Ukrainian
Veröffentlicht:	Видавничий дім "Академперіодика" НАН України 2006
Schlagworte:	Статті та огляди
Online Zugang:	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/2260
Tags:	Tag hinzufügen Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:	Дослідження з генетичної інженерії в установах НАН України / Д. Гродзинський, О. Дембновецький, О. Левчук, Р. Рудий // Вісн. НАН України. — 2006. — N 8. — С. 3-12. — Бібліогр.: 13 назв. — укр.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-2260
record_format	dspace
spelling	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-22602025-02-23T20:07:16Z Дослідження з генетичної інженерії в установах НАН України Genetic engineering research in Ukranian NAS institutions Гродзинський, Д. Дембновецький, О. Левчук, О. Рудий, Р. Статті та огляди Проаналізовано дослідження в галузі генетичної інженерії та її молекулярно біологічного підґрунтя, об’єднані двома програмами НАН України, в яких фундаментальні розробки органічно поєднані з потребами практичних завдань. Особлива увага приділяється дослідженням структурно функціональної організації геномів у зв’язку з розробкою методів генної діагностики спадкових захворювань і ранніх стадій канцерогенезу у людини. Окреслено коло науково технічних й організаційних проблем, які гальмують розвиток нових напрямів біотехнології в Україні. The authors analyze research works in the field of genetic engineering and its molecular biological fundamentals consolidated by two programs of Ukrainian NAS where fundamental developments are combined with practical application tasks. The attention is focused on structural and functional genome organization research on the grounds of development of human hereditary diseases genetic diagnostics methods. A number of research and development problems as well as organizational problems that hamper new biotechnology trend development is described. 2006 Article Дослідження з генетичної інженерії в установах НАН України / Д. Гродзинський, О. Дембновецький, О. Левчук, Р. Рудий // Вісн. НАН України. — 2006. — N 8. — С. 3-12. — Бібліогр.: 13 назв. — укр. 0372-6436 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/2260 uk application/pdf Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Ukrainian
topic	Статті та огляди Статті та огляди
spellingShingle	Статті та огляди Статті та огляди Гродзинський, Д. Дембновецький, О. Левчук, О. Рудий, Р. Дослідження з генетичної інженерії в установах НАН України
description	Проаналізовано дослідження в галузі генетичної інженерії та її молекулярно біологічного підґрунтя, об’єднані двома програмами НАН України, в яких фундаментальні розробки органічно поєднані з потребами практичних завдань. Особлива увага приділяється дослідженням структурно функціональної організації геномів у зв’язку з розробкою методів генної діагностики спадкових захворювань і ранніх стадій канцерогенезу у людини. Окреслено коло науково технічних й організаційних проблем, які гальмують розвиток нових напрямів біотехнології в Україні.
format	Article
author	Гродзинський, Д. Дембновецький, О. Левчук, О. Рудий, Р.
author_facet	Гродзинський, Д. Дембновецький, О. Левчук, О. Рудий, Р.
author_sort	Гродзинський, Д.
title	Дослідження з генетичної інженерії в установах НАН України
title_short	Дослідження з генетичної інженерії в установах НАН України
title_full	Дослідження з генетичної інженерії в установах НАН України
title_fullStr	Дослідження з генетичної інженерії в установах НАН України
title_full_unstemmed	Дослідження з генетичної інженерії в установах НАН України
title_sort	дослідження з генетичної інженерії в установах нан україни
publisher	Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
publishDate	2006
topic_facet	Статті та огляди
url	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/2260
citation_txt	Дослідження з генетичної інженерії в установах НАН України / Д. Гродзинський, О. Дембновецький, О. Левчук, Р. Рудий // Вісн. НАН України. — 2006. — N 8. — С. 3-12. — Бібліогр.: 13 назв. — укр.
work_keys_str_mv	AT grodzinsʹkijd doslídžennâzgenetičnoíínženeríívustanovahnanukraíni AT dembnovecʹkijo doslídžennâzgenetičnoíínženeríívustanovahnanukraíni AT levčuko doslídžennâzgenetičnoíínženeríívustanovahnanukraíni AT rudijr doslídžennâzgenetičnoíínženeríívustanovahnanukraíni AT grodzinsʹkijd geneticengineeringresearchinukraniannasinstitutions AT dembnovecʹkijo geneticengineeringresearchinukraniannasinstitutions AT levčuko geneticengineeringresearchinukraniannasinstitutions AT rudijr geneticengineeringresearchinukraniannasinstitutions
first_indexed	2025-11-24T21:57:12Z
last_indexed	2025-11-24T21:57:12Z
_version_	1849710537400647680
fulltext	ISSN 0372�6436. Вісн. НАН України, 2006, № 8 3 СТАТТI ТА ОГЛЯДИ У свідомості більшості людей генетична інженерія 1 асоціюється з генно�модифі� кованими (трансгенними) сортами сільсько� Сьогодні вже немає потреби переконувати суспільство у значущості генно�інже� нерних досліджень. Поява нових відгалужень цієї науки — біоінформатики, ге� номіки, протеоміки — засвідчує стратегію «глибокого буріння» генної інженерії, фундаментальність її досліджень і водночас широкий спектр практичної реалі� зації її здобутків. Це і розв’язання продовольчої проблеми, і лікування спадкових захворювань, й очищення довкілля від різноманітних забруднень, й освоєння не� традиційних енергоресурсів... А чи здатна розвивати генну інженерію і біотехнології країна, де наука фінан� сується за залишковим принципом? Попри високий інтелектуальний потенціал і загалом пристойний рівень виконуваних досліджень, для прориву в цій галузі українським науковцям не вистачає коштів, сучасних лабораторій, інформа� ційної та законодавчої бази. Немає у нас і комерційних структур, здатних упро� ваджувати результати досліджень у сфері генної інженерії. І якщо влада не надасть статусу державного пріоритету науці і зокрема біо� технологіям, неминучий не лише їх занепад, а й втрата державою шансу кардиналь� но трансформувати свою економіку на засадах справді інноваційного розвитку. © ГРОДЗИНСЬКИЙ Дмитро Михайлович. Академік НАН України. Академік�секретар Відділення загальної біології НАН України. ДЕМБНОВЕЦЬКИЙ Олег Федорович. Кандидат біологічних наук. Провідний науковий співробітник Центру досліджень науково�технічного потенціалу та історії науки ім. Г.М. Доброва НАН України. ЛЕВЧУК Олег Миколайович. Кандидат біологічних наук. Старший науковий співробітник�консультант Науково�організаційного відділу Президії НАН України. Вчений секретар Науково�технічної ради Державної науково�технічної програми «Біотехнологія рослин та біобезпека». РУДИЙ Роман Богданович. Кандидат хімічних наук. Учений секретар Сектору хімічних і біологічних наук Науково�організаційного відділу Президії НАН України (Київ). 2006. Д. ГРОДЗИНСЬКИЙ, О. ДЕМБНОВЕЦЬКИЙ, О. ЛЕВЧУК, Р. РУДИЙ ДОСЛІДЖЕННЯ З ГЕНЕТИЧНОЇ ІНЖЕНЕРІЇ В УСТАНОВАХ НАН УКРАЇНИ господарських рослин, тобто сортами, в які штучно вбудовані гени інших організмів для цільового поліпшення їхніх споживчих якос� тей. І це не дивно, бо саме вони можуть роз� в’язати проблему голоду на земній кулі, ос� кільки дають можливість на кілька порядків збільшити обсяги отримання повноцінних, 1 Генетична інженерія — розділ молекулярної біології, пов’язаний із цілеспрямованим конструюванням но� вих, неіснуючих у природі сполучень генів, тобто но� вих геномів [1]. ISSN 0372�6436. Вісн. НАН України, 2006, № 84 екологічно чистих, економічно доступних, збалансованих і збагачених продуктів харчу� вання, зокрема нетрадиційних. Прийнято вважати, що з близько 6,5 млрд населення Землі лише мешканці розвинених країн («золотий мільярд») не мають проблем ані з кількістю, ані з якістю продовольства. Решта ж землян харчується неповноцінно, 50 % — недоїдає, а голодує — 25 %. Тож для роз� винених країн (на тлі невпинного зростання чисельності населення) це питання поки що не набуло актуальності, а для більшості держав, зокрема молодих, є чи не найгострішим [2]. Доцільно згадати, що перший генно�інже� нерний дослід був успішно здійснений ще на початку 70�х років минулого століття, а вже наприкінці 80�х нові сорти сільськогоспо� дарських культур з’явилися на світовому ринку (трансгенні сорти картоплі, рису, сої, кукурудзи, цукрових буряків, помідорів, рап� су, лікарських рослин, квітів тощо). Крім того, вже одержано трансгенні форми тварин і мікроорганізмів із широким спектром ко� рисних для людини якостей, а також доведе� но можливість корекції геному окремої лю� дини шляхом видалення з нього непотрібно� го гена. Нині важко назвати будь�яку галузь науки, що розвивалася б так фантастично швидко, як генетична інженерія. Певною мірою це можна пояснити винятко� во важливим практичним аспектом проблеми. Саме тому в розвинених країнах світу в ХХ ст. протягом кількох десятиліть сформувалися по� тужні комерційні структури, які займалися ви� робництвом агрохімічної, біологічної тощо про� дукції («Монсанто», «Сингента», «Біоконт», «AVL» та ін.) та зуміли досить швидко освоїти і реалізувати досягнення генетичної інженерії. Генно�інженерні технології містять такі основні етапи: виокремлення потрібного гена, його розмноження (клонування), збері� гання (банк генів), визначення місця для вбу� дови гена у геном донора, перенесення і вбу� дова потрібного гена (трансгена) у геном до� нора, ідентифікація властивостей штучної генної конструкції, отримання трансгенної рослини, на базі якої створюється відповід� ний сорт. І хоча ці етапи начебто відпрацьо� вані, всі вони потребують удосконалення — здешевлення, підвищення ефективності, пришвидшення виробничих процесів, роз� роблення принципово нових підходів до роз� в’язання окремих наукових, технологічних і практичних питань, зокрема з урахуванням здатності геномів до мінливості [2]. Усе це потребує продовження глибоких фундаментальних досліджень, які, з одного боку, розширюватимуть прикладні можли� вості генетичної інженерії, а з другого — сприя� тимуть поглибленню знань про найтонші ме� ханізми життєдіяльності окремих різновидів живої матерії. Спектр проблем, розв’язання яких сприяє розвитку генної інженерії, без� перервно зростає, про що свідчить поява но� вих наукових напрямів: біоінформатики — створення і використання комп’ютерних про� грам для вивчення геному, геноміки — дослі� дження тонкої структури геному як у ціло� му, так і окремих генів різних представників живої матерії, протеоміки рослин — вивчен� ня молекулярних маркерів тощо. Генетична інженерія (новий термін, запро� понований президентом НАН України ака� деміком НАН України Б.Є. Патоном) — ціле� спрямовані фундаментальні дослідження, оскільки вони є серйозним підґрунтям для роз� роблення нових еволюційних технологій, без чого людство фізично не зможе існувати в умо� вах безперервного погіршення стану довкілля, виснаження невідновлюваних природних ре� сурсів і зростання чисельності населення Землі. Нові технології мають забезпечити от� римання достатньої кількості високоякісної промислової і сільськогосподарської продукції, залучення нетрадиційних ресурсів (зокрема завдяки екобіотехнологіям 2 [3]) разом із роз� 2 Спеціальність «Екобіотехнологія» затверджена нака� зом МОН України № 241 від 08.04.02 як одна з трьох спеціальностей за напрямом 0929 «Біотехнологія». ISSN 0372�6436. Вісн. НАН України, 2006, № 8 5 в’язанням паливно�енергетичних проблем, а також зменшенням ресурсоенергоємності ви� робництва. Окрім того, генна інженерія не суперечить і засадам сучасної біоетики [5], хоча й потре� бує соціального контролю для запобігання її використанню у військових та інших небез� печних для людства цілях. Стосовно українських науковців, то варто згадати, що вони у середині ХХ ст., попри за� силля «вчених�матеріалістів» на кшталт ака� деміка Т.Д. Лисенка (які, використовуючи владу, досить жорстоко, аж до фізичного зни� щення, боролися з прихильниками ідей ве� ликих генетиків ХІХ століття Вейсмана і Моргана), зуміли не тільки вижити, а й пев� ною мірою зберегти свій науковий потенці� ал. Понад 30 років тому вони, поряд з тради� ційними науковими напрямами, одними з перших у світі почали опрацьовувати фунда� ментальні засади генної інженерії й отрима� ли вагомі результати. Вітчизняні вчені взяли активну участь у розробці нового законодавства, пов’язаного з появою генетичної інженерії. Справа в тому, що в світі існує тривога щодо небез� печності практичної реалізації її здобутків. Ця занепокоєність зумовлена недостатнім обґрунтуванням питань біобезпеки щодо ви� користання нових сортів і побоюванням втрати існуючого природного генофонду (він може бути витіснений генетично моди� фікованими формами), відсутністю чіткого визначення безпечності нових сортів, які можуть упроваджуватися без обмеження, хоча потребують жорсткого контролю, не� розв’язаністю соціально�етичних проблем тощо [6]. Окремі країни вже розробили за� конодавство, яке регулює використання ге� нетично модифікованих продуктів. Запро� понований вітчизняними науковцями і правниками відповідний закон, за міжна� родними оцінками, належить до найкращих у цій галузі і прийнятий Верховною Радою України у першому читанні [7]. На нинішньому етапі генно�інженерні до� слідження у НАН України виконуються в ме� жах двох наукових програм: «Фізіолого� біохімічні та молекулярно�генетичні основи функціонування живих систем і розроблен� ня принципів керування ними»; «Генетична та клітинна інженерія як основа «зеленої ре� волюції» в рослинництві». Інститут клітинної біології та генетичної інженерії НАН України досліджує біологічні процеси у генетично модифікованих росли� нах, розробляє нові підходи до створення трансгенних ліній технічних і кормових куль� тур з обґрунтуванням їх безпечного викори� стання, а також опрацьовує наукові основи утримування і збагачення колекцій багато� функціонального банку зародкової плазми з довготривалим терміном зберігання. Зокрема, наші науковці запропонували сис� теми генетичної трансформації та отримання трансгенних рослин (цукрового буряку, кар� топлі, тютюну, ріпаку, капусти, люцерни, сої, горіха, льону, ячменю, дагуси), методи одер� жання трансгенних рослин хрестоцвітих й од� ночасного переносу кількох генів у процесі трансформації рослин. Уперше здійснено пря� мий перенос генів у протопласти з подальшою регенерацією трансгенних рослин, розробле� но систему транзієнтної експресії фармацев� тичних білків для синтезу інтерферону та со� матотропіну людини. Доведено, що в селекції трансгенних рослин як маркерні гени можна використовувати мутантний ген a�тубуліну [8]. Виявлено пришвидшення процесу дивер� генції геному в рослин сосни за умов хроніч� ного опромінення, а в рослин енотери дворіч� ної — збільшення конститутивного вмісту ан� тоціанів і водночас — зменшення синтезу фенольних сполук за їх гострого опромінен� ня, що розширює уявлення про механізми формування протипроменевого захисту рос� лин [9, 10]. Створено ген�модифіковану фор� му рослин, яка використовується у біомоні� торингу екологічного стану довкілля. ISSN 0372�6436. Вісн. НАН України, 2006, № 86 У перспективі науковці інституту зосере� дять свої зусилля на створенні нових гене� тичних конструкцій та отриманні на їхній основі трансгенних рослин методами плас� томної й генетичної інженерії культур сої, льону, пальчастого проса за допомогою висо� коефективної трансформації; пошуку нових генів стійкості до гербіцидів та одержанні но� вих ліній трансгенних культур, а також нау� ковому обґрунтуванні й розробленні біотех� нологічних підходів до розв’язання проблем збільшення продуктивності й адаптаційної здатності рослин [11]. В інституті створена єдина в країні та одна з найбільших у світі (друге місце за кількістю зразків) колекція зародкової плазми рослин флори України та світової флори, яка отрима� ла статус наукового об’єкта і становить націо� нальне надбання. Вона є основою для здійс� нення досліджень як з класичної генетики, так і сучасної біотехнології рослин (зокрема від� творення чисельності рідкісних та зникаючих рослин) із застосуванням новітніх методів. Поряд з дослідженнями молекулярно�біо� логічних питань серйозну увагу генетичній інженерії приділяють науковці Інституту молекулярної біології і генетики НАН Украї� ни. Головні їх досягнення пов’язані з вивчен� ням структурно�функціональної організації окремих ділянок геномів, включаючи геном людини, зокрема молекулярний аналіз діля� нок, відповідальних за розвиток лейкозів, а також з визначенням низки характерних рис регуляції експресії еукаріотичного геному на рівні трансляції 3 та особливостей апарату біосинтезу білка у вищих організмів. Учені створили нову концепцію циклу елонгації 4 поліпептидного ланцюга, досліди� ли сигнальні шляхи за умов злоякісної транс� формації, вивчили структурно�функціональ� ну мінливість геному у процесах де� і дифе� ренціювання. Здійснюються дослідження з молекулярної генетики та генної діагности� ки спадкових захворювань і мультифактор� них хвороб із спадковою компонентою [10]. Для створення ефективних методів діагно� стики вірусних лейкозів і синдрому Дауна протягом наступних років науковці сподіва� ються вивчити відповідні транскрипції 5 ізо� форм генів й охарактеризувати зміни екс� пресії генів, пов’язаних із злоякісними пух� линами головного мозку. Науковці досліджуватимуть експресію генів, які дозують ферменти дезінтоксикації плаценти людини в умовах екологічного тис� ку, а також природу мутацій геному людини, відповідальних за розвиток спадкової пато� логії. Будуть створені безпечні векторні сис� теми доставки генів для боротьби з порушен� нями геному людини на моделях цукрового діабету й атеросклерозу. Співробітники Інституту біології клітини НАН України зосереджують свої зусилля на проблемах метилотрофних дріжджів (Hanso� nula polimorpha, Pichiapactoris, P. metanolica), які живляться метанолом і є перспективни� ми системами експресії гетерологічних білків медичного і технологічного значення (це важливо для їх промислового використання). Упродовж минулих років з використанням спеціально сконструйованих мутантів були вперше клоновані, секвеновані та структур� но�функціонально охарактеризовані гени PDG1 та PDG3, що важливо для розуміння генетичних та біохімічних аспектів досліджу� ваних процесів. Сконструйовано генетично модифіковані штами як біоселективні еле� менти клітинних сенсорів, придатних для аналізу етанолу, метанолу і формальдегіду. 3 Трансляція — завершальний етап реалізації генетич� ної інформації (синтез поліпептидних ланок рибосо� мами з використанням як матриці м�РНК, що містить інформацію про послідовності амінокислот у білку). 4 Елонгація — етап біосинтезу молекул нуклеїнових кислот, який полягає у послідовному приєднанні мономерів до зростаючих ланцюгів макромолекули. 5 Транскрипція — матричний синтез інформаційної РНК, який здійснюється особливим ферментом — РНК�полімеразою. ISSN 0372�6436. Вісн. НАН України, 2006, № 8 7 Виявлено нові регуляторні гени негативно� го та позитивного типів дії, які контролюють біосинтез вітаміну В2 і транспорт заліза у дріжджів. Розпочато вивчення експресії ізо� форм адаптерного білка Ruk у пухлинах лю� дини на рівні мРНК та білка з використан� ням методів Нозерн� і Вестерн�блотингу 6 [11]. У подальшому здійснюватимуться дослі� дження біосинтезу оксидаз діагностичного призначення та експресії базового промотора 7 гена алкогольоксидази; можливостей отри� мання гібридом 8, що продукують анти�Ruk� антитіла; клонування генів біосинтезу фар� мацевтично важливої сполуки — глутатіону. Будуть розроблені нові методи клінічної діаг� ностики з використанням ферментів мікроб� ного і генно�інженерного походження та от� римані гібридоми, які продукують антитіла проти пухлинно�специфічного антигена Ri�67 тощо. Дослідженням з генної інженерії відведе� не чільне місце і в Інституті мікробіології і вірусології ім. Д.К. Заболотного НАН Украї� ни. Справа в тому, що мікроорганізми і віру� си є потужним джерелом отримання імуно� модуляторів, діагностикумів, речовин для виготовлення вакцин, стимуляторів росту й інгібіторів різних патогенних станів, а також створення лікарських і ветеринарних препа� ратів, продуктів харчування. Ефективність зазначених процесів можна багаторазово підвищити шляхом застосування генно�інже� нерних технологій. Науковці інституту встановили, що у про� моторних зонах білка оболонки і транспорт� ного білка різних вірусів на відстані від 16 до 79 нуклеотидів локалізований ідентичний 6�нуклеотидний сайт ТТЦ�ГТТ, який може бути одним з елементів промотора. Розроб� лено ефективну систему генетичної транс� формації стрептоміцету — продуцента про� тиракового антибіотика ландоміцину Е, яка включає протопласти мутантних штамів і плазмідні вектори, сконструйовані на основі ендогенної плазміди 9. Ця система відкриває можливість клонування генів біосинтезу ан� тибіотика і конструювання його високоак� тивних штамів [11]. В інституті функціонує колекція мікроор� ганізмів, робочі фонди якої налічують понад 17 тис. штамів грибів, дріжджів, бактерій, актиноміцетів та міколаз. Завдяки своїй уні� кальності та специфічності колекція є неви� черпним ресурсом для створення генно�інже� нерних технологій. У перспективі вчені інституту мають намір інтенсифікувати дослідження мікроор� ганізмів і вірусів як продуцентів важливих біологічно активних речовин для різнома� нітних потреб. Необхідно реалізувати зако� довану в їхньому геномі генетичну інформа� цію і розробити на цій основі нові технології. Будуть вивчені також особливості бацил і деяких грам�негативних бактерій як по� тенційних пробіотиків та продуцентів анти� біотичних речовин, а також досліджені моле� кулярні основи функціонування геномів лю� дини, тварин і рослин для створення нових діагностикумів. Певну увагу генно�інженерним досліджен� ням приділяють і науковці Інституту експе� риментальної патології, онкології і радіобіо� логії ім. Р.Є. Кавецького НАН України. За сучасними уявленнями, у злоякісній транс� 6 Блотинг — перенос електрофоретично розділеної ДНК, РНК та їхніх фрагментів або білків з гелю на папір чи мембрану (нітроцелюлоза та ін.). 7 Промотор — ділянка ДНК, відповідальна за зв’язу� вання РНК�полімерази, що ініціює перший етап реа� лізації генетичної інформації. 8 Гібридома — клітинна лінія, яка утворюється у про� цесі злиття клітини мієломи і лімфоцита, здатна син� тезувати антитіла в необмеженій кількості. 9 Плазміда — позахромосомний генетичний елемент або дуплексна кільчаста молекула, здатна автоном� но реплікуватися в клітинах хазяїна і надавати йому селективних переваг (наприклад, стійкість до анти� біотиків). ISSN 0372�6436. Вісн. НАН України, 2006, № 88 формації клітин провідну роль відіграють онкогени 10 та гени�супресори пухлинного росту, що спонукає дослідників до їх глибо� кого вивчення. З досягнень науковців цього інституту можна відзначити з’ясування участі p70SGK� кінази у процесах канцерогенезу ендометрію людини, що дає змогу розглядати її як потен� ційний онкоген; одержання гібридизаційних карт низки генів лімфоїдних клітин, поява змін в експресії яких може пояснити причи� ни різної чутливості зазначених клітин до протипухлинної терапії; виявлення генетич� них елементів, що контролюють процеси формування, підтримання та реверсії злоякіс� ного процесу пухлинних клітин [10] . Окрім того, у ліквідаторів аварії на ЧАЕС та мешканців прилеглих територій, хворих на В�клітинний хронічний лімфолейкоз, на по� верхні лімфоцитів крові встановлено експре� сію генів CD11c, CD11b та CD25, що свідчить про зростання агресивності перебігу хвороби. В інституті створено клітинний банк з тка� нин людини і тварин, де разом з іншими мате� ріалами зберігаються унікальні гібридоми. Матеріали банку в повному обсязі викорис� товують для генно�інженерних досліджень. У перспективі передбачено вивчення пи� тань структурно�функціональних особливос� тей геному пухлинних клітин, які є ключови� ми у процесі канцерогенезу та прогресії ново� утворень. Ученими Інституту біохімії ім. О.В. Палла� діна НАН України проведено порівняльний аналіз геномів патогенного і вакцинного шта� мів M. bovis та підібрано праймери для клону� вання генів чотирьох їхніх білків — ESAT�6, CFP�10, MPB63 та MPB70, які можуть стати діагностично цінними з метою одержання кожного рекомбінантного білка; змодельова� но рекомбінантну конструкцію на основі плазмідного вектора pET24a. Передбачено також вивчення протеоміксу біологічно ак� тивних білків людини, важливих у діагнос� тиці та лікуванні [12]. Співробітники Інституту фізіології ім. О.О. Бо� гомольця НАН України дослідили роль каль� цієвих каналів, кодованих геномом людини HERG та minK, які зумовлюють статевий ди� морфізм параметрів реполяризації серцевого потенціалу дії та чутливість до аритмогенно� го побічного впливу низки клінічно викорис� товуваних фармакологічних препаратів. Окрім того, виявлено вплив на цей процес тес� тостерон�опосередкованої регуляції експресії, біофізичних властивостей та фармакологічної чутливості зазначеного каналу [10]. У перспективі передбачено дослідження молекулярних механізмів функціонування геному, що зумовлюють специфічність діяль� ності фізіологічних систем організму за нор� ми та патології. Зокрема, планується дослі� дити механізм дії цитокінінів на іонні провід� ності, які забезпечують спектр збудливості клітин нервового походження при стимуля� ції «генів ранньої відповіді». Науковці Інституту фізіології рослин і ге� нетики НАН України створили нову схему попереднього відбору трансгенних рослин, стійких до гербіцидів, що дає змогу проводи� ти ефективніший відбір трансгенних рослин та відмовитися від використання маркерних генів стійкості до антибіотиків. Учені цієї ус� танови експериментально довели, що за пері� од старіння листків цукрового буряку дифе� ренційна експресія генів супроводжується змінами рівня метилювання цитозину у сайт� специфічних послідовностях ДНК. Це свід� чить про участь таких змін у процесах генетич� ної регуляції старіння. Також встановлено відсутність плейотропного ефекту 11 інтро�10 Онкоген — ген, який перетворює нормальні ткани� ни на злоякісні через кодування специфічних біл� ків — онкобілків, що змінюють обмін речовин у клітині. Онкогени входять до складу вірусів і ге� номів клітин. 11 Плейотропізм — множинна дія гена через взаємопо� в’язаний вплив різних генів. ISSN 0372�6436. Вісн. НАН України, 2006, № 8 9 дуктивних генів гербіцидостійкості; отрима� но генетично модифіковані рослини гречки звичайної і винограду, які містять ген стійкості до гербіциду фосфінотрицину, а також росли� ни винограду та сої, в геномі котрих методом полімеразної ланцюгової реакції ідентифіко� вано трансген [11]. В інституті сформована колекція ліній сортів і популяцій озимої пшениці та кукуруд� зи, яка використовується у вивченні мутацій� ного процесу, генетичної природи мутацій, а також для розробки нових біотехнологій. Надалі науковці установи працюватимуть над створенням сильних за якістю зерна сор� тів озимої пшениці шляхом використання і методів генної інженерії, вивчатимуть роль генів, що контролюють транспорт кальцію у клітинах і метаболізм проліну 12, у реалізації адаптаційного потенціалу трансгенних рос� лин тютюну й озимої пшениці до впливу ни� зьких температур. В Інституті біоорганічної хімії та нафто� хімії НАН України на основі сортів вітчиз� няної селекції отримано трансгенні рослини тютюну і картоплі. Інші установи НАН України (ботанічні сади, дендропарки, заповідники тощо) зосе� редили свою увагу на вивченні генофонду рослин як на регіональному, так і загально� державному рівні, на дослідженнях з інтро� дукції, акліматизації та селекції рослин, а та� кож на розробці ефективних заходів із збе� реження їх різноманітності. В установах НАН України створено наукові банки біологічних об’єктів та колекції: мікро� організмів, шапинкових грибів, гідробіонтів Світового океану, зародкової плазми рослин, культурних рослин і рослин світової флори, тварин тощо, які включені до Державного реє� стру наукових об’єктів, що становлять націо� нальне надбання. З їх використанням здійс� нюються перелічені вище дослідження, збері� гається генофонд біологічних об’єктів та за� безпечується біорізноманіття цінних сіль� ськогосподарських і декоративних культур. Характеризуючи загалом стан генно�інже� нерних досліджень в установах НАН Ук� раїни, можна стверджувати, що вони охоплю� ють досить широке коло проблем. Орієнтов� но — це створення трансгенних рослин, роз� в’язання медичних питань, поглиблення фундаментальних знань. Рівень вітчизняних досліджень в окремих напрямах генетичної інженерії можна назвати пристойним. Про це свідчить запрошення наших учених на між� народні наукові форуми, відзначення окре� мих науковців зарубіжними преміями та обрання їх дійсними членами престижних академій, співробітництво зі світовими до� слідними центрами. Однак підтримувати на� лежний рівень за існуючого обладнання, ма� теріально�технічного та інформаційного за� безпечення з кожним роком стає дедалі складніше. Тим часом у світі генно�інженерні дослі� дження характеризуються великою практич� ною віддачею. На жаль, стосовно вітчизняних цього стверджувати не можна. Таку ситуацію, крім відсутності державного механізму реа� лізації результатів наукових досліджень, можна пояснити ще й іншими причинами. Передусім ідеться про фінансування науки державою. Відомо, що в розвинених країнах воно сягає майже 2% ВВП. Наприкінці ХХ ст. зростання ВВП у цих державах забезпечува� лося наукою на 80% порівняно з 10% на його початку. Навіть ті країни, які нібито обходилися без науки (держави Південно�Східної Азії та ін.), усвідомили необхідність розвивати вітчизня� ну науку, широко впроваджувати її практичні результати і збільшувати в економіці частку високих технологій для забезпечення у ко� роткий термін стандартів життя розвинених країн. 12 Пролін — гетероциклічна незамінна амінокислота, що входить до складу всіх природних білків; використо� вується для синтезу проламінів у насінні злаків. ISSN 0372�6436. Вісн. НАН України, 2006, № 810 Фінансування наукової сфери в Україні на тлі демагогічних гасел «наука — державний пріоритет» здійснюється за так званим за� лишковим принципом і становить менше 0,5% ВВП. Більше того, час від часу, так би мовити, «незаангажовані» ЗМІ оприлюдню� ють думки такого штибу: «А навіщо нам та наука?» М’яко кажучи, байдуже ставлення до на� уки з боку держави не забезпечує для дослі� дників, особливо молодих, пристойних рівня життя й умов праці (матеріально�технічна база наукових, особливо біологічних, установ НАН України морально застаріла і багато років майже не оновлюється). Це постійно звужує можливості наших науковців уповні виявляти свої здібності й отримувати зна� чущі наукові результати. Попри певне підви� щення останніми роками рівня заробітної платні, вони змушені вже протягом двох де� сятиліть шукати кращі умови праці та життя у розвинених країнах. (Цікаво відзначити, що заробітна платня пересічного науковця на рівні кандидата — доктора наук, якого він досягає за 10–20 років після закінчення се� редньої школи, порівнянна із заробітною платнею різноробочих, котрим узагалі не по� трібне додаткове навчання.) З одного боку, можна вважати, що в такій ситуації немає нічого прикрого, оскільки в ці� лому світова наука зберігає потенціал здіб� них науковців — вихідців з бідних країн. А з другого — не слід забувати, що на підготовку за рахунок держави кваліфікованого науков� ця Україна витрачає 10–20 і більше тисяч доларів США (залежно від спеціалізації). Ці кошти є своєрідною інвестицією, яка через працю вченого на батьківщині має поверну� тися до бюджету в багаторазовому вимірі. Натомість виходить, що коли науковець від’їжджає за кордон, ці інвестиції працюють на економіку інших країн. Виникає дивний парадокс — молода неза� лежна Україна, яка навіть не має повноцін� ного ринкового статусу, є донором кваліфі� кованих науковців для розвинених країн і сприяє посиленню їхнього економічного зро� стання. Така ситуація знижує зацікавленість мо� лоді науковою працею, що зрештою може призвести до небезпечного звуження сфери і ролі науки в Україні на тлі швидкого про� гресу розвинених країн саме завдяки проду� куванню наукоємних технологій. Проблему загострює і поглиблення вікового розриву між науковою молоддю і вченими старшого покоління, що порушує спадкоємність транс� феру добутих знань і загрожує існуванню наукових шкіл [13]. Є ще одна перешкода на шляху реалізації в нашій країні прикладних результатів дослі� джень з генної інженерії. Справа ось у чому. Головне завдання Академії наук — це прове� дення фундаментальних досліджень на пер� спективу. Тому вона економічно і фізично (через відсутність відповідної матеріально� технічної бази) не може опрацьовувати суто прикладні питання, зокрема виведення транс� генних сортів сільськогосподарських культур з рослин, отриманих у її установах. Одержан� ня ж нових сортів є прерогативою галузевої науки, причому не слід забувати і про зумов� лені державою міжгалузеві бар’єри. Існує ще й правовий аспект. У світі діє прак� тика захисту прав інтелектуальної власності, тому всі відомі сьогодні етапи, методи й окремі операції генної інженерії є комерційно захище� ними, використовувати їх без належного фінансово�правового оформлення неможли� во. З огляду на це нашим фахівцям необхідно не тільки повторювати вже досягнуте в інших країнах, а й розробляти принципово нові під� ходи до розв’язання наукових, технологічних та практичних питань генної інженерії, які б мали комерційний захист. Загальновідомо, що ці дослідження кош� тують досить дорого, і не кожна країна може дозволити собі їх здійснювати. Тому не див� но, що всі глобальні досягнення генної інже� нерії були отримані в наукових підрозділах ISSN 0372�6436. Вісн. НАН України, 2006, № 8 11 великих транснаціональних компаній, ос� кільки тільки вони виявилися здатними за� безпечити їх виконання й ефективну реалі� зацію прикладних результатів, починаючи з пошуку рослин з необхідним геном і закін� чуючи маркетингом готової продукції — сортів, продуктів харчування, препаратів тощо. Однак слід нагадати, що обсяги фінан� сування таких структур можна порівняти з бюджетами окремих країн світу. На жаль, сьогодні в нашій державі немає об’єктивних умов для створення таких струк� тур через недосконалість відповідного зако� нодавства, з одного боку, і психологічну та моральну неготовність вітчизняних бізнес� менів вкладати свої капітали у перспективні наукові напрями, — з другого. Варто зазначити, що ринкова економіка в світі функціонує вже понад 200 років, тоді як інтенсивне та оперативне використання нею наукових результатів почалося трохи більше півстоліття тому. Звичайно, нам не можна чекати так довго, вже нині держава має по� дбати про створення таких економічних умов, які б стимулювали формування й роз� виток вітчизняних комерційних структур. Як правило, в розвинених країнах визначальним з цих умов є забезпечення сприятливого по� даткового та інвестиційного клімату. Один із можливих шляхів пришвидшення цього про� цесу в Україні — заохочення до роботи все� світньо знаних фірм (наприклад, створення українських філіалів таких фірм, холдингів, організація на базі вітчизняних установ дер� жавних концернів за участю іноземних ком� паній тощо). Це, у свою чергу, потребує серйозного пе� регляду системи управління економікою і наукою. Значну роль у цьому має відіграти виважене державне регулювання, яке в роз� винених країнах успішно застосовується як у науково�технічній сфері, так і в новітніх наукоємних галузях економіки. Стосовно проведення фундаментальних досліджень з генної інженерії, слід визнати, що за умов подальшого морального старіння матеріально�технічної бази наукових установ вони в Україні можуть втратити свою зна� чущість, особливо коли йдеться про опрацю� вання новітніх проблем генної інженерії. Збереженню в Україні і підвищенню рівня фундаментальних генно�інженерних до� сліджень влада може допомогти наданням та� ким дослідженням найвищого державного пріоритету, виділенням бюджетного фінансу� вання для докорінного переоснащення їхньої матеріально�технічної бази найсучаснішим обладнанням, істотного поліпшення коорди� нації дій зацікавлених наукових установ різ� них відомств тощо. Усім владним структурам країни (і сьогодні, і в майбутньому) необхідно усвідомити, що науково�технічний прогрес, використання до� сягнень науки є одним з найвищих пріори� тетів у їхній діяльності, яких слід дотримува� тися незалежно від економічного становища держави. І чим воно важче, тим з більшою енергією треба розв’язувати життєво необхід� ні завдання в науковій сфері. Без розвиненої науки Україна ніколи не стане розвиненою країною. Коли ці прості істини усвідомлять на дер� жавному рівні, то і генна інженерія, як важ� ливий складник сучасного науково�техноло� гічного прогресу, здатна зробити справді ре� волюційний прорив у забезпеченні економіч� ного піднесення України. Якщо ж і далі уряд недооцінюватиме ви� няткову роль науки в житті країни, не поліп� шить радикально фінансування наукової сфери, істотно не зросте внутрішній попит на результати досліджень, то наука в нашому суспільстві не стане провідною продуктив� ною силою. А це загрожує катастрофою не тільки для неї, а й для держави [4]. 1. Глазко В.І., Глазко Г.В. Російсько�англо�україн� ський тлумачний словник з прикладної генетики, ДНК�технологій та біоінформатики. — К.: КВІЦ, 2001. — 588 с. 12 ISSN 0372�6436. Вісн. НАН України, 2006, № 8 2. Гродзинський Д., Глазко В. Еколого�генетичні пріо� ритети інтенсифікації рослинництва // Вісн. НАН України. — 2005. — № 9. — С. 57–62. 3. Кухар В., Кузьмінський Є., Ігнатюк О., Голуб Н. Екобіотехнологія та біоенергетика: проблеми ста� новлення і розвитку // Там само. — С. 3–18. 4. Патон Б.Є. Найцінніший капітал — знання // Де� мократична Україна. — 2003. — № 91. — С. 5. 5. Кундієв Ю., Дембновецький О., Чащин М., Рудий Р. Біоетика — новий ступінь інтеграції природничих і гуманітарних наук // Вісн. НАН України. — 2002. — № 11. — С. 11–17. 6. Гродзинський Д.М., Дембновецький О.Ф., Рудий Р.Б. Розв’язання проблем екологічної безпеки вчени� ми Національної академії наук України // Пробле� ми науки. — 2001. — № 6. — С. 44–54. 7. Костюк П.Г. Внесок вчених НАН України у вирі� шення проблем біобезпеки // НАН України: Ко� роткий річний звіт. 1997. — К.: Март, 1998. — С. 6. 8. Блюм Я., Сиволап Ю., Рудий Р., Созінов О. Нова хвиля «зеленої революції» (Перспективи засто� сування в Україні досягнень молекулярної біо� технології та геноміки) // Вісн. НАН України. — 2006. — № 3. — С. 21–31. 9. Гродзинский Д.М. Развитие научных направлений: Общая биология // НАН Украины: Краткий го� довой отчет. 2004. — К.: Март, 2005. — С. 20. 10. Національна академія наук України в 1999–2003 рр. Найважливіші підсумки. — К.: ВД «Академперіо� дика» НАН України, 2004. — 110 с. 11. Розвиток наукових досліджень у галузі хімії та біо� логії в Національній академії наук України. 1999– 2003. До 85�річчя Національної академії наук Ук� раїни. — К.: ВД «Академперіодика» НАН Украї� ни, 2003. — 190 с. 12. Звіт про діяльність Національної академії наук Ук� раїни у 2004 р. — К.: ВД «Академперіодика» НАН України, 2005. — Ч. 1. — С. 332. 13. Бубенко П.Т., Прядкін К.К. Академічна наука: го� ловний резерв «на исходе» // Проблеми науки. — 2000. — № 8. — С. 4—10. Д. Гродзинський, О. Дембновецький, О. Левчук, Р. Рудий ДОСЛІДЖЕННЯ З ГЕНЕТИЧНОЇ ІНЖЕНЕРІЇ В УСТАНОВАХ НАН УКРАЇНИ Р е з ю м е Проаналізовано дослідження в галузі генетичної інже� нерії та її молекулярно�біологічного підґрунтя, об’єд� нані двома програмами НАН України, в яких фундамен� тальні розробки органічно поєднані з потребами практичних завдань. Особлива увага приділяється дос� лідженням структурно�функціональної організації ге� номів у зв’язку з розробкою методів генної діагностики спадкових захворювань і ранніх стадій канцерогенезу у людини. Окреслено коло науково�технічних й органі� заційних проблем, які гальмують розвиток нових на� прямів біотехнології в Україні. D. Grodzynsky, O. Dembnovetsky, O. Levchuk, R. Rudyi GENETIC ENGINEERING RESEARCH IN UKRAINIAN NAS INSTITUTIONS S u m m a r y The authors analyze research works in the field of genetic engineering and its molecular�biological fundamentals consolidated by two programs of Ukrainian NAS where fun� damental developments are combined with practical appli� cation tasks. The attention is focused on structural and functional genome organization research on the grounds of development of human hereditary diseases genetic diagnos� tics methods. A number of research and development prob� lems as well as organizational problems that hamper new biotechnology trend development is described.

Дослідження з генетичної інженерії в установах НАН України

Institution

Ähnliche Einträge