Відділ антибіотиків - ІМВ НАН України 🇺🇦

Керівник відділу: Авдєєва Лілія Василівна

Посада: Завідувач відділу

Звання, ступінь: д.м.н.

Наукові напрямки роботи відділу

На даний час тематика відділу поєднує фундаментальні еколого-таксономічні дослідження бактерій родів Pseudomonas, Bacillus, а також морських Alteromonas-подібних бактерій з вивченням закономірностей продукування біологічно активних речовин, зокрема, антибіотиків, ферментів, пігментів тощо.

Історична довідка

Відділ антибіотиків (завідувач – д-р мед. наук Л.В.Авдєєва) був заснований академіком Д.К. Заболотним у 1928 р. і називався тоді відділом медичної мікробіології, у 1938 р. був перейменований у відділ патогенних мікроорганізмів (у 1930 р. відділом керував д-р. біол. наук, проф. М. І. Штуцер, з 1931 р. до 1962 р. – акад. АН України, проф. В. Г. Дроботько), з 1963 р. став називатися відділом антибіотиків (керівники: 1963-1978 рр. – д-р біол. наук, проф. Б. Ю. Айзенман, 1978-2002 рр. – академік НАН України, д-р мед. наук, проф. В. В. Смірнов, 2003-2006 рр. – канд. біол. наук В. О. Приходько).

Основним напрямком роботи відділу було дослідження біології мікроорганізмів та пошук заходів боротьби із збудниками інфекційних хвороб людини та тварин. Вивчались: біологія та мінливість патогенних бактерій, явище бактеріофагії, розроблялись теоретичні основи пошуку хіміотерапевтичних засобів. Вперше було виділено і вивчено коклюшний та бруцельозний бактеріофаги, розшифровано етіологію, а також розроблено заходи боротьби з невідомим до того часу захворюванням, яке було названо стахіботріотоксикоз.

У відділі проводились фундаментальні дослідження антибіотиків з вищих рослин, з яких одержано антибіотики новоіманін, сальвін, аренарин, цернуол, комплексний антибіотичний препарат цербіден, меротерпеновий фенол бакучіол та ін. Досліджено їх хімічну структуру, вплив на макроорганізм, механізм антимікробної дії. Встановлено явище антимікробної активності збуджених сонячним світлом метаболітів вищих рослин.

Наукова робота

Співробітниками відділу внесено суттєвий вклад у створення еволюційно обгрунтованої систематики бактерій, зокрема роду Pseudomonas. Розроблено критерії аутентичного роду Pseudomonas, охарактеризовано і розширено його видовий склад, уточнено видові діагнози, запропоновано схему його класифікації та ключ для ідентифікації видів. Створено базу даних щодо описаних на цей час видів бактерій роду Pseudomonas за 113 фенотиповими ознаками, відкрито нові види, зокрема P. rathonis.

У тісному зв’язку з біологією та систематикою даної групи мікроорганізмів досліджено різні класи біологічно активних речовин, що синтезуються псевдомонадами. Охарактеризовано антибіотичну активність та фізіологічну роль феназинових пігментів, похідних 2-оксифеназину та флороглюцину, сидерофорів та бактеріоцинів (сепаціацинів), поліазотистих біциклічних антибіотиків-флювіолів тощо. На основі штамів P. aureofaciens створено комплексний інсектофунгіцидний препарат для захисту рослин – гаупсин. Досліджено льодоутворюючі властивості сапрофітних штамів псевдомонад, серед них знайдено перспективні льодоутворювачі та штами-«антифризи».

З нового виду P. batumici отримано протистафілококовий антибіотик батумін. Встановлено його структуру, розшифровано певні етапи механізму дії, підвищено біосинтетичну активність штама-продуцента. На основі цього антибіотика розроблено батумінову мазь для лікування стафілококових інфекцій та боротьби з назальним носійством полірезистентних до антибіотиків штамів Staphylococcus aureus та діагностичний препарат «Діастаф» для експрес-ідентифікаціїї стафілококів.

За розробленою схемою поетапного селективного відбору бактерій за певними диференційними ознаками з води, водоростей та молюсків ізольовано та ідентифіковано методами поліфазного таксономічного аналізу галофільні бактерії Alteromonas macleodii, A. stellipolaris, Pseudoalteromonas citrea, P. haloplanktis, Shewanella colwelliana, S. affinis, S. baltica, Psychrobacter glacincola, вперше виявлені у Чорному морі. Серед шеванел та альтеромонад вперше знайдено продуценти антибіотично активних речовин. Описано нові види морських бактерій: Oceanimonas smirnovii Ivanova, Onishchenko, Kiprianova et al., 2005 і Marinomonas pontica Onishchenko, Kiprianova, Lysenko et al., 2005.

Дослідження іншої групи мікроорганізмів – бактерій роду Bacillus – стало основою сформованого у відділі наукового напрямку – розробка пробіотиків та інших біопрепаратів з живих культур аеробних спороутворюючих бактерій. В результаті фундаментальних досліджень бактерій роду Bacillus удосконалено методи диференціації мікроорганізмів цього таксону. Створено новий ключ для швидкої ідентифікації бацил за фенотиповими ознаками. Описано новий вид бацил – B. endophyticus та новий ендофітний екотип виду B. amiloliquefaciens.

Серед штамів бацил, ізольованих з різних екологічних джерел, виявлено штами-антагоністи патогенних та фітопатогенних мікроорганізмів, продуценти позаклітинних органічних кислот, антибіотичних речовин, ферментів тощо. Створено пробіотики ветеринарного призначення бактерин-СЛ, ендоспорин, а також медичного призначення – біоспорин та субалін, біопрепарат для рослинництва – фітоспорин та ін. Досліджено біологічну ефективність пробіотиків, доведено їх позитивний вплив на імунний статус макроорганізму, розшифровано деякі антибіотичні речовини.

Враховуючи досвід з розробки препаратів для біозахисту рослин, а також наявність в колекції мікроорганізмів відділу значної кількості штамів бактерій роду Pseudomonas і Bacillus, досліджується спектр їх екзометаболітів фітозахисної і фітостимулюючої дії (фітогорони, гормоноподібні сполуки, жирні кислоти тощо), а також антибіотично активних сполук за допомогою молекулярно-генетичних маркерів; досліджується вплив абіотичних факторів на біосинтез цих сполук; оцінюється ефективність отриманих з бактерій метаболічних профілів з використанням різних модельних систем; розробляються способи підсилення біосинтезу екзометаболітів різної фізіологічної спрямованості з метою підвищення ефективності асоціативних взаємодій в системах мікроорганізм-рослина; на основі метаболічних профілів досліджуваних мікроорганізмів проводиться відбір штамів для створення на їх основі біопрепаратів.

Новим напрямком, що проводиться у відділі є фундаментальні дослідження процесу формування і деградації біоплівки P. aeruginosa, а також пошук речовин, що пригнічують ріст цих мікроорганізмів у складі біоплівки.

Перспективним напрямком відділу є вивчення впливу антибіотика батуміну на біоплівкоутворення стафілококів та мікроорганізмів інших таксономічних груп.

В результаті досліджень, проведених протягом останніх років, описано нові види бактерій – Pseudomonas batumici, до якого входять 4 штами – продуценти антибіотика батуміна з типовим штамом УКМ В-321, а також Alteromonas tavrii з типовим штамом УКМ В-11103, що ізольовані з води Чорного моря. Показано, що фенотипові, хемотаксономічні та генетичні ознаки штамів морських бактерій Alteromonas macleodii залежать від ареалу їх мешкання – на поверхні або в глибинах Світового океану.

Встановлено, що синтез позаклітинних фітогормонів вільноіснуючим сапробіонтом і ендофітним штамом бацил суттєво відрізняється як за рівнем, так і за спектром синтезованих сполук, що обумовлено, ймовірно, різним типом взаємовідносин досліджуваних мікроорганізмів з рослиною-хазяїном.

Показано, що ефективність бацилярних препаратів для рослинництва залежить не тільки від рівня антагоністичної активності штамів щодо бактеріальних і грибних фітопатогенів, а також від фітостимулюючої активності, що обумовлена гормонсинтезувальною здатністю бактерій роду Bacillus.

Поглиблено уявлення про етапи біоплівкоутворення P. aeruginosa та виявлено речовини, здатні пригнічувати ріст клітин P. aeruginosa у складі сформованої біоплівки.

Поряд з фундаментальними дослідженнями активно проводиться робота із створення на основі бактерій родів Pseudomonas і Bacillus біологічних препаратів для тваринництва і рослинництва. Так, на основі пробіотичних штамів B. subtilis, лактиту та лактулози створено синбіотичний препарат «Бацилакт™», а також 2 препарати для біологічного захисту рослин, зокрема, зернобобових культур, від фітопатогенних грибів і бактерій та композицію для утилізації пожнивних решток, розроблено біотехнологічні основи створення і отримано меланін-вмісний препарат з бацил.

Розробки відділу, де на сьогодні працює 3 доктори, 8 кандидатів наук, виконують дисертаційні роботи 2 аспіранти, впроваджуються у різні галузі народного господарства України. За останні декілька років з українськими та російськими підприємствами підписано 6 ліцензійних угод на випуск пробіотиків та біопрепаратів для захисту рослин.

Співробітниками відділу за останні 5 років опубліковано понад 60 статей у вітчизняних і 16 в іноземних журналах, отримано 8 патентів на корисну модель і 1 на винахід, 4 приоритетні довідки на знак для товарів та послуг.

Публікації
2013
  1. Драговоз І.В., Леонова Н.О., Лапа С.В., Піскова О.В., Крючкова Л.О., Авдєєва Л.В. Синтез позаклітинних фітогормонів штамами Bacillus, виділеними з різних природних джерел // Мікробіол. журн. – 2013. – Т. 75, № 3. – С. 65–71.
  2. Леонова Н.О., Данькевич Л.А., Драговоз І.В. Синтез позаклітинних фітогормонів-стимуляторів бульбочковими та фітопатогенними бактеріями сої // Доповіді НАН України. – 2013. – № 3. – С. 165–171.
  3. Балко О.І., Балко О.Б., Авдєєва Л.В. Формування біоплівки колекційними штамами Pseudomonas aeruginosa // Мікробіол. журн. – 2013. – Т. 75, № 2. – С. 58–64.
  4. Балко О.І., Авдєєва Л.В., Балко О.Б. Етапи біоплівкоутворення Pseudomonas aeruginosa // Ukrain. Food J. – 2013. – Т. 2, № 1. – С. 23–26.
2012
  1. Klochko V. V., Zelena L. B., Voychuk S. I., Ostapchuk A. N. Peculiarities of Аlteromonas macleodii strains reflects their deep/surface habitation rather than geographical distribution // J. Gen. Appl. Microbiol. – 2012. – № 58. – P. 129 – 135.
  2. Safronova L.A., Zelena L.B., Klochko V.V., Reva O.N. Does the applicability of Bacillus strains in probiotics rely upon their taxonomy? // Can. J. Microbiol. – 2012. – Vol. 58. – P. 212 – 219.
  3. Авдеева Л. В., Осадчая А. И., Хархота М. А. Композиционное соотношение пробиотических штаммов B. subtilis и пребиотиков для синбиотического препарата // Мікробіологія і біотехнологія. – 2012. – № 4. – С. 18–24.
  4. Хархота М. А., Осадчая А. И., Авдеева Л. В. Пребиотические свойства лактита и лактулози // Мікробіологічний журнал. – 2012. – № 1. – С.
  5. Балко О.Б., Авдєєва Л.В. Cкринінг продуцентів бактеріоциноподібних речовин, активних щодо Pseudomonas aeruginosa // Мікробіол. журн. – 2012. – Т. 74, № 2. – С. 8–13.
  6. Larisa N. Churkina, Svetlana I. Bidnenko, Guido Lopes dos Santos Santiago, Mario Vaneechoutte, Lilja V. Avdeeva, Olga B. Lutko, Nadya M. Oserjanskaja Application of the antibiotic batumin for accurate and rapid identification of staphylococcal small colony variants // BMC Research Notes – 2012. – N 5. – P. 374 .
  7. Бухарин О. В., Л. Н. Чуркина, Н. Б. Перунова, Л. В. Авдеева и др. Влияние антистафилококкового антибиотика батумина на биопленкообразование микроорганизмов – Журн. микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии – 2012. – № 2. стр. 8-12.

Powered by Google Translate