Бацили, пожирачі нафти і фабрики антибіотиків. Чому Українська колекція мікроорганізмів є національним надбанням

Пам’ятник навпроти Інституту мікробіології та вірусології на вулиці Академіка Заболотного неможливо роздивитися з дороги. Доведеться звернути і зайти у двір. Витесаний із каменю трішки сутулий літній чоловік із гострою борідкою в одній руці тримає мікроскоп, а іншу поклав на папери. Його фігуру оточує викарбуваний напис російською, адже пам’ятник встановили 40 років тому: «Шлях до щастя лежить через науку, що веде до пізнання істини й ствердження правди».

Він присвячений Данилові Заболотному — видатному мікробіологу, який присвятив життя вивченню чуми та інших інфекційних захворювань і боротьбі з ними. Свого часу Заболотний очолював головну наукову установу України — Національну академію наук — і заснував цей самий інститут, названий на його честь. 

Про те, навіщо тут досліджують абсолютно безпечних для людини мікробів, а також про унікальну Українську колекцію мікроорганізмів, яка має статус національного надбання, — у матеріалі hromadske.

Чим пахне земля

Докторка біологічних наук Людмила Білявська відкриває одну з шухлядок шафи на зразок тих, де зазвичай зберігаються картотеки. Але замість паперів вона дістає закриту скляну пробірку зі світлим порошком. Це один зі штамів стрептоміцетів — великої групи бактерій, дослідженням яких займається очолюваний нею відділ інституту.

Як і будь-яких інших бактерій, їх неможливо побачити неозброєним оком. Зате багато з нас знайомі з їхнім характерним запахом.

«Коли почуєте запах землі, знайте, що його дають стрептоміцети. А якщо земля не пахне, то це значить, що там уже нічого живого немає — сама “хімія”», — каже Людмила Білявська.

Ґрунт — дуже складна система, де живе величезна кількість мікробів різних видів, багато з яких досі невідомі науці. У їхньому світі точиться постійна боротьба не на життя, а на смерть. А «зброя», яку бактерії здобули впродовж багатьох мільйонів років боротьби, сьогодні рятує безліч людських життів.

Відкриття поруч із полем для гольфу

У середині 70-х років минулого століття японський біохімік Сатоші Омура досліджував властивості бактерій, які містились у зразку ґрунту, зібраного поруч із полем для гольфу. Виявилося, що одна з них синтезує невідому до того речовину — аверміктин, який згубно діє на різних паразитів. На початку 80-х одну з його похідних — івермектин — почали застосовувати у ветеринарії, а кілька років по тому — для боротьби з гельмінтами у людей. Сьогодні з його допомогою успішно борються із такими страшними хворобами, як річкова сліпота, стронгілоїдоз, трихоцифальоз та інші, спричинені паразитичними червами.

Відкриття та дослідження цих речовин має таке важливе значення, що у 2015 році Сатоші Омура разом з американським дослідником Вільямом Кемпбеллом отримали за це Нобелівську премію з фізіології та медицини.

Цього року стався новий сплеск інтересу до цієї речовини у зв’язку з пандемією COVID-19. Попри відсутність вагомих доказів нею намагалися лікувати нову коронавірусну інфекцію — звісно, без успіху. Популярності їй додала публічна підтримка таких відомих людей, як американський ведучий подкастів Джо Роган. Як і у випадку з гідроксихлорохіном, яким також намагалися лікувати COVID-19, маємо черговий приклад того, що ліки можуть бути ефективними проти одних захворювань, але це в жодному разі не означає, що їх можна чи варто застосовувати для лікування інших.

Невидимі паразити

Але історія відкриття, зробленого Сатоші Омурою, на тому не завершилася. Авермектин продовжували вивчати дослідники в різних країнах, зокрема і в українському Інституті мікробіології та вірусології. Результатом їхньої роботи став препарат «Аверком», який застосовується в рослинництві. З його допомогою успішно борються зі шкідниками сільськогосподарських культур — комахами й нематодами, або круглими червами.

Людмила Білявська розповідає, що останні — мікроскопічні тварини, які дуже шкодять посівам різних культур, але фермери часто не здогадуються, що проблема саме в нематодах.

«Я працювала з одним господарством, де сильно впав урожай кукурудзи. Коли ми взяли на аналіз корені рослини, то виявилося, що лише в одному грамі міститься півтори тисячі нематод», — розповідає Людмила Білявська.

Ці паразити можуть шкодити бурякам та іншим сільськогосподарським культурам.

Тим часом Людмила разом із колегами продовжує шукати й досліджувати інші речовини, які продукують стрептоміцети, — вони можуть бути потенційно корисними для сільського господарства. Сьогодні колекція стрептоміцетів у її відділі налічує приблизно 200 штамів. Штам — це популяція бактерій, що виросли з однієї клітини, а отже, є однаковими з погляду генетики. У межах одного виду бактерій може бути багато штамів, які відрізняються між собою властивостями — наприклад, здатністю синтезувати ту чи іншу антибактеріальну речовину.

Корисні бацили

Крім стрептоміцетів, в Інституті досліджують інші групи мікробів, які можуть бути корисними з того чи іншого погляду. Наприклад, ще за радянських часів працівники інституту брали участь в експедиції до Абхазії, де вивчали кишкову мікрофлору тамтешніх довгожителів. Результатом їхньої спільної роботи з Інститутом геронтології НАМН України стала закваска для відомого кисломолочного продукту «Геролакт».

Також свого часу в інституті розробили пробіотики — препарати на основі бацил. Це група бактерій, яка внаслідок еволюції також виробила арсенал «зброї» для боротьби з конкурентами. Деякі з цих конкурентів можуть розмножуватись у шлунково-кишковому тракті, що призводить до розладу травлення. А бацили наводять там лад, коли потрапляють до організму людей у складі пробіотиків.

Пожирачі нафти

Актинобактерії — ще одна група мікробів, яку досліджують в Інституті мікробіології та вірусології. Серед них є такі, що здатні «харчуватися» нафтопродуктами. В інституті виділили приблизно 600 штамів таких бактерій. На основі найактивніших із них створили препарати, здатні очищати довкілля від забруднень нафтопродуктами. Коли такі бактерії виконують свою роботу на місці розливу нафти, то згодом просто зникають, оскільки їм уже немає чим харчуватися, і ніяк не шкодять довкіллю.

Дев’ять тисяч штамів

Від часу заснування Інституту 90 років тому різні відділи зберігали колекції мікроорганізмів, з якими працювали. А наприкінці 1980-х років їх об’єднали — так утворилася Українська колекція мікроорганізмів.

Сьогодні вона налічує приблизно 9 тисяч штамів і не має аналогів в Україні. Тут зберігаються мікроби, знайдені у ґрунті, воді, на певних рослинах, у кишківнику людини й організмах найрізноманітніших тварин. А от небезпечних патогенних мікробів тут немає, адже інститут ними не займається і, відповідно, не пристосований для такої роботи.

Мікробів із колекції інститут безкоштовно надає вишам для навчання, а також на комерційній основі — фармацевтичним компаніям, які використовують їх для перевірки ліків.

З погляду вітчизняної науки колекція має таке важливе значення, що в 1999 році держава надала їй статус Національного надбання України. Згідно з законодавством, такий статус отримує «унікальний об’єкт, що не піддається відтворенню, втрата або руйнування якого матиме серйозні негативні наслідки для розвитку науки та суспільства».

Статус національного надбання можуть мати музейні фонди, архіви, колекції, заповідники тощо. Його, наприклад, мають Національний гербарій Інституту ботаніки імені М. І. Холодного НАН України, частина фондів Національної бібліотеки України імені В. І. Вернадського, колекція Музею коштовного і декоративного каміння та десятки інших об’єктів.