ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПО РАЗВИТИЮ ГОСУДАРСТВЕННОЙ ПОДДЕРЖКИ СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫХ ЦЕНТРОВ МИКРОБНЫХ ГЕНЕТИЧЕСКИХ РЕСУРСОВ И.Б. Ившина Институт экологии и генетики микроорганизмов. - презентация

1 ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПО РАЗВИТИЮ ГОСУДАРСТВЕННОЙ ПОДДЕРЖКИ СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫХ ЦЕНТРОВ МИКРОБНЫХ ГЕНЕТИЧЕСКИХ РЕСУРСОВ И.Б. Ившина Институт экологии и генетики микроорганизмов УрО РАН Пермский государственный университет Россия, Пермь, ул. Голева, 13. Тел.: +7 (342) Е-mail: REGIONAL SPECIALISED COLLECTION OF ALKANOTROPHIC MICROORGANISMS Комитет Государственной Думы по науке и наукоемким технологиям. Круглый стол

2 Специализированные центры микробных генетических ресурсов ключевой элемент инфраструктуры российской биотехнологии и биоиндустрии Необходимые действия по обеспечению и развитию государственной поддержки специализированных центров микробных генетических ресурсов 2 Основные положения

3 МИКРОБНЫЕ ГЕНЕТИЧЕСКИЕ РЕСУРСЫ: международные инициативы Конвенция о биологическом разнообразии – CBD Международная приоритетная программа DIVERSITAS Глобальная информационная система по биоразнообразию - GBIF Концепция Биологических Ресурсных Центров - BRCs Международная программа доступа к микроорганизмам - MOSAICC 3

4 Organization for Economic Co-operation and Development (OECD): Biological Resource Centres Underpinning the future of Life Sciences and Biotechnology. OECD Science & Information Technology V N. 7. Р Организация по Экономическому Сотрудничеству и Развитию (ОЭСР) 2001 г. Концепция «Биологические Ресурсные Центры» БРЦ – хранилища и провайдеры высококачественного биологического материала и ценной информации. В соответствии с требованиями времени принимают на себя функции предоставления услуг не только в сфере консервации и распределения биотехнологически ценных микробных культур, но и полезной научной информации по вопросам, отражающим текущую ситуацию в микробном разнообразии и перспективах его использования в различных областях биотехнологии. 4

5 World Directory of Collections of Cultures of Microorganisms WDCM STATISTICS DATE: June 2, 2011 There are 592 culture collections in 68 countries registered with WDCM 227 collections produce catalogues of holdings 3,051 people work in these culture collections There are totally 1,751,439 microorganisms in the above culture collections: 760,874 of them are bacteria 506,408 of them are fungi 18,743 of them are virus 11,649 of them are cell line 5

6 Российские коллекции культур, зарегистрированные в WFCC WFCC#337, RIA Коллекция культур ГНЦА Москва 1558 штаммов бактерий 394 штамма грибов WFCC#641, PGC Петергофская коллекция водорослей, С.-Петербург 700 штаммов водорослей WFCC#588, VKPM В сероссийская коллекция промышленных микроорганизмов, Москва штаммов бактерий 750 штаммов грибов 2300 штаммов дрожжей WFCC#342, VKM Всероссийская коллекция микроорганизмов, Пущино 3662 штаммов бактерий 3355 штаммов грибов 2300 штаммов дрожжей WFCC#760, VIZR Государственная коллекция энтомопатогенных и фитопа- тогенных микроорганизмов Санкт-Петербург 765 штаммов бактерий 11 штаммов грибов WFCC#966, RCAM Всероссийская коллекция с/х микроорганизмов, Санкт-Петербург 3926 штаммов бактерий 671 штамм грибов, 184 штамма дрожжей WFCC#554, LTI Криобанк микроорганизмов - деструкторов, С.-Петербург 250 штаммов бактерий 65 штаммов грибов 8 штаммов дрожжей WFCC#644, KMM Коллекция морских микроорганизмов Владивосток 4000 штаммов бактерий 1000 штаммов грибов

7 Российские коллекции культур, зарегистрированные в WFCC WFCC#936, ACCS Коллекция культур водорослей, Красноярск 90 штаммов бактерий WFCC#602, BOROK Коллекция водорослей, Ярославская обл. 15 штаммов водорослей WFCC#836, CCIBSO Коллекция светящихся микроорганизмов Красноярск 700 штаммов бактерий WFCC#974, EMTC Коллекция экстремофильных микроорганизмов и типовых культур, Новосибирск 747 штаммов бактерий 74 штамма вирусов WFCC#768, IEGM Региональная коллекция алканотрофных микроорганизмов, Пермь 2000 штаммов актинобактерий WFCC#596, IPPAS Коллекция штаммов и мутантов одноклеточных водорослей, Москва 300 штаммов водорослей 30 штаммов бактерий WFCC#890, CIAM Коллекция микроорганизмов с/х назначения, С.-Петербург 3926 штаммов бактерий 671 штамм грибов 184 штамма дрожжей WFCC#461, CALU Коллекция водорослей, Санкт-Петербург 704 штамма водорослей 22 штамма грибов

8 Коллекции микробных культур Сервисные – предназначены для сохранения эталонных/типовых культур известных видов микроорганизмов. Специализированные – предназначены для сохранения микроорганизмов конкретной таксономической группы и их ценных биотехнологических свойств. Исследовательские – предназначены для сохранения штаммов определенных видов для использования их преимущественно в узкоспециальных научно-поисковых проектах. 8

9 REGIONAL SPECIALISED COLLECTION OF ALKANOTROPHIC MICROORGANISMS 9

10 МЕТАБОЛИЗИРУЕМЫЕ ПОЛЛЮТАНТЫ Предельные углеводороды Газообразные: С 3 -С 4. Летучие: С 5 -С 10 Жидкие: С 11 -С 16 Твердые: С 17 -С 20 Ароматические амины Анилин, толуидины (о-, м-, р-) Алифатические спирты Одноатомные: этанол, пропанол-1, бутанол-1, пента- нол-1, октанол-1, гексанол-1, изопро- панол, изобутанол Природные горючие газы Смеси газообразных углеводородов Эфиры фталевых кислот Диметилфталат, дибутилфталат, диметилтерефталат, диэтилгексилфталат Сырая нефть Нефти различного состава, нефтепродукты Ароматические углеводороды и их производные Метилбензол, технический ксилол, нафталин Природные жиры и масла Смазочно-охлаждаю- щие жидкости различного состава Ароматические кислоты м-Оксибензойная, р-оксибензойная, салициловая, тере- фталевая Сурфактанты Алкамон-Д, алкил- сульфонат, алкил- бензолсульфонат Изопреноиды Дегидроабиетиновая, изопимаровая к-ты, β-ситостерол Антимикробные вещества Оксациллин, хлорамфеникол, эритромицин REGIONAL SPECIALISED COLLECTION OF ALKANOTROPHIC MICROORGANISMS 10 Микробиология 1995, 50, ; 1998, 53, Нефтяное хозяйство, 1998, 11, Журнал прикладной биохимиии и микробиологии, 1999, 70, Химия в интересах устойчивого развития, 2000, 8, Mendeleev Commun., 2005, 11, Экология, 2008, 1, Soil & Sediment Contamination, 2009, 12, Биотехнология 2010, 1,

11 БИОРАЗНООБРАЗИЕ СОХРАНЯЕМЫХ БАКТЕРИАЛЬНЫХ КУЛЬТУР Rhodococcus Gordonia Dietzia Nocardia Micrococcus Kocuria Dermacoccus Tsukamurella REGIONAL SPECIALISED COLLECTION OF ALKANOTROPHIC MICROORGANISMS 11

12 REGIONAL SPECIALISED COLLECTION OF ALKANOTROPHIC MICROORGANISMS 1212

13 REGIONAL SPECIALISED COLLECTION OF ALKANOTROPHIC MICROORGANISMS 13

14 REGIONAL SPECIALIZED COLLECTION OF ALKANOTROPHIC MICROORGANISMS Биодеструкция органических загрязнителей: углеводородов, растворителей, ПАВ, нефти и нефтепродуктов Биомониторинг углеводородного загрязнения биосферы Интенсификация вторичной добычи нефти Нефтегазопоисковые работы (биоиндикаторы залежей нефти и газа) Биоремедиация нефтезагрязненной воды и почвы 14 Получение белка, аминокислот, иммуномодуляторов, ферментов, биополимеров, биосурфактантов

15 ДЕТЕКЦИЯ И КОЛИЧЕСТВЕННОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВИДОВОГО СОСТАВА RHODOCOCCUS В ПРИРОДНЫХ ОБРАЗЦАХ МЕТОДОМ НЕПРЯМОЙ ИММУНОФЛУОРЕСЦЕНЦИИ, клеток/мл(г) 15

16 16 Технологическая схема биоремедиации (Патенты РФ ; )

17 РАЗРАБОТКА И ВНЕДРЕНИЕ КОМПЛЕКСА БИОТЕХНОЛОГИЙ И СИСТЕМ ВОССТАНОВЛЕНИЯ И ЗАГРЯЗНЕННЫХ УГЛЕВОДОРОДАМИ ТУНДРОВЫХ И СЕВЕРО-ТАЕЖНЫХ БИОГЕОЦЕНОЗОВ Выдвигающая организация Институт экологии и генетики микроорганизмов Уральского отделения Российской академии наук Постановление от 10 марта 2009 г. 221 «О присуждении премий Правительства Российской Федерации 2008 года в области науки и техники» 17

18 Ликвидация последствий Усинской катастрофы в Республике Коми - самого крупного в мире аварийного разлива сырой нефти Фрагмент загрязненного участка ДО ПОСЛЕ восстановительных работ 18

19 В ходе ликвидации аварии разработаны и внедрены высокоэффективные технологии экологической реабилитации северных территорий с применением методов биоремедиации 19

20 Уровень 1 Городской биологический лицей (10-11 кл.) Коллекция - научно-образовательный центр Уровень 2 Кафедра микробиологии и иммунологии ПГУ Уровень 3 Аспирантура ПГУ и ИЭГМ УрО РАН Уровень 4 Предприятия и учреждения региона 20

21 21

22 Every established Collection requires a Catalogue REGIONAL SPECIALISED COLLECTION OF ALKANOTROPHIC MICROORGANISMS 22

23 ОРГАНИЗАЦИИ / ПОЛЬЗОВАТЕЛИ ОтечественныеЗарубежные Ин-т катализа, Ин-т органической химии СО РАН, Новосибирск Ин-т микробиологии НАН, Минск, Белоруссия Ин-т по изысканию новых антибиотиков РАН, Москва Ин-т микробиологии и вирусологии АН, Киев, Украина Ин-т технической химии, Ин-т экологии и генетики микроорганизмов УрО РАН, Пермь Напиер университет, Отделение биотехнологии защиты окружающей среды, Эдинбург, Великобритания Государственный университет, Ижевск, Пермь, Санкт-Петербург, Ярославль Эдинбургский университет, Центр ремедиации земель, Великобритания Государственная сельскохозяйственная академия, Ижевск, Пермь Варвикский университет, Ковентри, Великобритания Государственная медицинская академия, Оренбург, Пермь Ин-т микробиологии, Аахен, Германия Государственный педагогический университет, Пермь Национальный центр биотехнологии, Бразилия ЗАО НПС «Элита-Комплекс», Центр биологических технологий, Екатеринбург Национальный коллекции промышленных и морских микроорганизмов, Абердин, Великобритания REGIONAL SPECIALISED COLLECTION OF ALKANOTROPHIC MICROORGANISMS 23

24 Реальные денежные затраты: руб Число подготовленных документов: 27 Временные затраты 2 месяца Объявленная стоимость природного изолята: 1800 руб Вывоз коллекционных штаммов за границу по заявкам пользователей 24

25 Наша команда 25

26 ALKANOTROPHIC MICROORGANISMS ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ОСНОВНЫХ НАПРАВЛЕНИЙ РАБОТЫ ПО ИЗУЧЕНИЮ И СОХРАНЕНИЮ МИКРОБНОГО ГЕНОФОНДА Отбор природных образцов, выделение и сбор штаммов Идентификация (с использованием современных методов бактериальной таксономии) Исследование Оценка биотехнологического потенциала Сохранение (усовершенствование известных и разработка новых методов хранения) Обеспечение непрерывности в передаче штаммов и полезной информации о них Сотрудничество с другими коллекциями, обмен культурами Обучающие курсы по выделению, культивированию, идентификации, методам хранения Компьютеризованные базы данных Программы по сохранению микробного разнообразия 26

27 Адекватное комплектование штата. Адекватное обеспечение рабочими помещениями и оборудованием. Информационный обмен и передача знаний посредством разработки баз данных. Пути ускорения процесса обмена культурами через гармонизацию правил выдачи культур. Финансовое «здоровье» и финансовая стабильность (государственная и частная помощь; доходы, получаемые коллекций; исследовательские контракты). Проблемы биологических ресурсных центров 27

28 Разработка системы оценок и идентификация коллекций. Формирование национальных центров микробных генетических ресурсов с целевым долгосрочным финансированием. Принятие закона о микробных генетических ресурсах. Формирование национального коллекционного фонда микробных ресурсов для биотехнологии. Совершенствование правовой базы в разделах: доступ к микробных генетическим ресурсам, защита прав интеллектуальной собственности, справедливое распределение прибылей от использования ресурсов в ходе биотехнологических разработок. ПРЕДЛОЖЕНИЯ по развитию государственной поддержки микробных коллекций 28

29 Где я найду этот микроб ? Соединить воедино микро- и макро- организм Никому не нужен… В коллекции алканотрофов R.ruber