Институту молекулярной биологии и биохимии им. М.А.Айтхожина – 40 лет!

Институту молекулярной биологии и биохимии им. М.А.Айтхожина – 40 лет!

22 февраля 2023 года исполняется 40 лет со дня создания Института молекулярной биологии и биохимии им. М.А.Айтхожина.

История создания Института

Институт молекулярной биологии и биохимии был создан постановлением Совета Министров Казахской ССР №83 от 22 февраля 1983 года.

Институт, по праву является основателем в Казахстане таких научных направлений как молекулярная биология, генная и клеточная инженерия, молекулярная генетика и молекулярная медицина, космическая биология и биотехнология, молекулярная иммунология и иммунобиотехнология, этно- и палеогеномика.

У истоков основания Института молекулярной биологии и биохимии стояло немало талантливых ученых, но ключевую роль в его организации и становлении сыграл академик Мурат Абенович Айтхожин.

Еще за 15 лет до открытия института, в недрах кафедры физиологии и биохимии растений Казахского государственного университета им. С.М. Кирова зарождались молекулярно-биологические исследования под руководством Т.Б. Дарканбаева. Будучи ректором университета, он предпринял активные шаги по подготовке специалистов в области исследования нуклеиновых кислот. В 1959 году на прохождение учебно-производственной практики в МГУ к выдающемуся биохимику — основоположнику школы по нуклеиновым кислотам, академику А.Н. Белозерскому был направлен студент третьего курса М. Айтхожин, где впоследствии им была защищена дипломная работа. Там же М. Айтхожин поступил в аспирантуру (руководитель А.С. Спирин). В 1962 году на годичную стажировку в Институт биохимии растений АН Германии к крупнейшему специалисту по нуклеиновым кислотам профессору К. Мотесу направлена стажер-исследователь Бибигуль Тулегенова. В 1963 году в аспирантуру Ленинградского государственного университета направлена Рамзия Азимуратова.

В итоге, к 1966-67 гг. Казахстан получает первых высококвалифицированных специалистов в области молекулярной биологии, а в 1968 году Т.Б. Дарканбаев открывает в Институте ботаники АН Каз.ССР лабораторию биохимии белка и нуклеиновых кислот, в состав которой вошли кандидаты наук — М.А. Айтхожин, Б.Т. Тулегенова и Р.Ж. Азимуратова. Годом позже, заведующим этой же лаборатории избирается М.А. Айтхожин и на него возлагается вся дальнейшая ответственность за становление и развитие молекулярной биологии в республике. Своим научным направлением лаборатория определит исследование структурной организации и особенностей функционирования рибонуклеопротеидных частиц (мРНП) в растительной клетке. К концу 70-х годов лаборатория белка и нуклеиновых кислот добивается крупных успехов. Результаты исследований лаборатории приобретают известность не только в стране, но и за рубежом. За обнаружение и изучение функций мРНП частиц в растениях Мурат Абенович был удостоен Ленинской премии СССР, а молодые ученые Хизат Дощанов, Николай Филимонов, Булат Искаков – премии ВЛКСМ. За разработку приборов для молекулярно-биологических и биохимических исследований Валерий Гросс награжден премией Ленинского комсомола Казахской ССР.

В 70-х годах в Казахстане уже появились собственные высококвалифицированные специалисты в области молекулярной биологии: М.А. Айтхожин, А.У. Аханов, А.Б. Беклемишев, Л.М. Назарова, Х.И. Дощанов, Н.Г. Филимонов, Б.К. Искаков, Н.С. Полимбетова, В.Гросс. Здесь создается новая школа молекулярных биологов, которая продолжает расти и, в начале 80-х годов, становится признанным центром молекулярной биологии растений в стране.

Это и послужило основанием организовать в 1983 году на базе ряда лабораторий Института ботаники нового учреждения — Института молекулярной биологии и биохимии в составе АН республики. Соответствующее постановление Совета Министров Казахской ССР №83 вышло 22 февраля 1983 года. Директором института избирается М.А. Айтхожин. Институт был призван содействовать ускорению развития физико-химической биологии и биотехнологии и использованию их достижений в народном хозяйстве.

На тот момент руководством Института определены три основных направления научной деятельности. Это — исследования молекулярных механизмов биосинтеза белка и его регуляции в растительном организме; разработка биохимических основ улучшения качества зерна зерновых культур; синтез и обмен физиологически активных веществ и ферментов растительного происхождения. Были созданы лаборатории генетической инженерии, трансгеноза, а позже клеточной инженерии.

Через год после создания института на его базе проходил международный симпозиум Федерации европейского биохимического общества «Перспективы биоорганической химии и молекулярной биологии». В работе симпозиума приняли участие лауреаты Нобелевской премии — Л. Поллинг и Д. Ходжкин, ведущие ученые в области молекулярной биологии и биоорганической химии – А.С. Спирин, Г.П. Георгиев, Ю.А. Овчинников, В.П. Скулачёв.

Благодаря управленческому таланту и личному авторитету, Мурату Абеновичу Айтхожину удалось собрать в Институте сильный коллектив. Руководителями основных научных направлений стали такие известные ученые, как академик АН Каз.ССР Т.Б. Дарканбаев, член-корреспондент АН Каз.ССР Л.К. Клышев. Лаборатории были оснащены необходимым и сверхсовременным оборудованием. М.А. Айтхожин за время своего руководства смог довести авторитет института до всесоюзного уровня, взрастить целую плеяду талантливых ученых, которые продолжают его дело и сегодня. В 1987 году Мурата Абеновича не стало. В 1988 году на основании Постановления Совета Министров Казахской ССР Институту присвоено имя академика Мурата Абеновича Айтхожина.

Неоценимый вклад в период становления и развития Института молекулярной биологии и биохимии им. М.А. Айтхожина и его признания на международном уровне, внесли академик АН Каз.ССР Дарканбаев Б.Т., чл.-корреспондент АН Каз.ССР Клышев Л.К., академик НАН РК Айтхожина Н.А., академик НАН РК Гильманов М.К., доктор биологических наук Искаков Б.К., доктор биологических наук Карабаев М.К., доктор биологических наук Беляев Н.Н., доктор биологических наук Кунаева Р.М., доктор биологических наук Фурсов О.В., доктор биологических наук Балмуханов Т.С., кандидат биологических наук Жардемали Ж.К. и многие другие.

Развитие Института в период независимости Казахстана

С 1988 по 2019 гг. Институт молекулярной биологии и биохимии им. М.А. Айтхожина возглавляла академик НАН РК Нагима Абеновна Айтхожина. При ней, впервые в Казахстане, были организованы лаборатория генома и лаборатория структурной и функциональной геномики, в которых были развиты новые направления исследований, такие как геном человека и молекулярные механизмы возникновения и предрасположенности к наследственным заболеваниям, экспрессия генов, структурно-функциональная организация генома злаковых культур, молекулярные механизмы устойчивости пшеницы к фитопатогенам, энто- и палеогеномика, биологические процессы в живых клетках, подверженных влиянию микрогравитации (космическая биология и биотехнология). Несмотря на то, что это были нелегкие годы распада СССР, перестройки и становления суверенного Казахстана, институт продолжал работать и развивать новые научные направления.

С 2019 года директором Института является д.б.н., профессор Камалидин Орынбаевич Шарипов, который продолжает научные традиции одного из ведущих научных институтов страны. На сегодняшний день, основной деятельностью ИМББ им. М.А. Айтхожина является проведение научных исследований в области общей и молекулярной генетики и клеточной биологии человека, животных, растений и микроорганизмов, развитие современных направлений генной и клеточной биологии, персонализированной медицины, разработка диагностикумов и тест-систем для медицины, экологии и сельского хозяйства.

В настоящее время в Институте функционирует 7 научных лабораторий. Сотрудники института это – высококвалифицированные специалисты в области молекулярной и клеточной биологии, биотехнологии, генной инженерии, иммунологии, этно- и персонализированной геномики. Кроме того, ежегодно, в лабораториях Института проходят стажировку десятки студентов отечественных вузов под руководством опытных ученых. Институт сотрудничает с профильными университетами и научно-исследовательскими институтами Казахстана, России и Великобритании, что способствует проведению совместных проектов, стажировок и обмену опытом.

Основные результаты фундаментальных и прикладных исследований Института:

Фундаментальные и прикладные исследования молекулярных механизмов регуляции трансляции у растений в норме и при воздействии неблагоприятных факторов среды и патогенов (вирусов);
Налажена биотехнология, в т.ч. цисгенная, получения трансгенных растений, устойчивых к фитопатогенным вирусам и грибам. Получены трансгенные растения табака и картофеля, экспрессирующие антисмысловые РНК, комплементарные к различным участкам геномной РНК Y-вируса картофеля. Несколько линий трансгенного картофеля переданы на испытание в Институте картофельного и овощного хозяйства МСХ РК. Получены трансформированные линии пшеницы и картофеля с усиленным синтезом собственных генов хитиназы и глюканазы;
Заложены основы молекулярной и популяционной генетики человека в Казахстане, молекулярной медицины, позволяющие установить механизмы возникновения наследственных заболеваний и их генодиагностику, имеющие важное фундаментальное и практическое значение;
На основе распределения гаплогрупп и микросателлитной вариабельности Y-хромосомы изучена родоплеменная структура казахов, проведен анализ межродовых генетических связей, дана оценка вклада Евразийских линий в генофонд казахов, дана оценка возрасту казахских линий, дана оценка генетической составляющей в жузовую организацию;
Впервые в Казахстане проведены исследования ДНК из материала археологических раскопок, включая молекулярно-генетический анализ останков древних кочевников, живших на территории современного Алтая 2500 лет назад, сохранившихся в условиях вечной мерзлоты и обнаруженных во время уникальных археологических раскопок степной цивилизации (пос. Берел, Восточный Казахстан), в сравнении с геномом современных казахов и мировым GenBank;
Разработана первая в Казахстане программа по космической биологии и биотехнологии, реализованная в полетах казахстанских космонавтов Т.Аубакирова, Т. Муссабаева, ряда российских экипажей и последующих экспериментов на Земле. Была разработана программа научных экспериментов казахстанских космонавтов Ғарыш для выполнения на борту Международной космической станции. На основе космической биологии и биотехнологии созданы два сорта картофеля «Тохтар» и «Орбита» с высокой устойчивостью к фитопатогенам и засухе, которые используются в фермерских хозяйствах юго-востока и центра Казахстана;
Совместно с селекционерами КазНИИ земледелия и растениеводства на основе разработанного в лаборатории биохимического метода отбора выведен устойчивый к прорастанию в колосе на корню и к полеганию сорт пшеницы Лютесценс 470;
Совместно с Национальным научным центром хирургии им. А.Н. Сызганова и НИИ кардиологии и внутренних болезней МЗ РК разработан способ усиления регенеративной активности ГСК в условиях культивирования in vitro для использования их при лечении инфаркта миокарда;
Доказано участие мелоидных супрессорных клеток (MDSC) костного мозга в иммунорегуляции и детально изучен ее молекулярный механизм.

За последние 5 лет учеными Института всего опубликовано более 120 статей, в том числе в высокорейтинговых международных журналах (Genes, International Journal of Molecular Sciences, Pland Science, Medicina, Annals of Human Biology, Biotechology Advances, Clinical Immunological, Biodiversity, Journal of Investigative Dermatology, Immunological Investigation, Ticks and Tick-borne diseases, International Journal of Biology and Chemistry, Molecular Biotechnology, Journal for ImmunoTherapy of Cancer, Drug and chemical toxicology, Inflammation, Emerging Infectious Diseases) из них 21 статья в журналах Q1, 16 статей в журналах Q2, 9 статей в журналах Q3 в базах WoS и Scopus, а также 55 статей из перечня КОКСОН.

За 40 лет в Институте молекулярной биологии и биохимии им. М.А. Айтхожина были проведены важные научные исследования в области молекулярной биологии и биохимии, некоторые из них проводились впервые и дали толчок развитию целых научных направлений. Здесь работали и продолжают работают талантливые и преданные своему делу ученые, внесшие большой вклад в развитие таких научных направлений как молекулярная генетика и клеточная биология человека, животных, растений и микроорганизмов, генная инженерия, иммунобиотехнология, онкоиммунология, этно- и персонализированная геномика.