Институт генетики и цитологии Национальной академии наук Беларуси

1. Государственное научное учреждение «Институт генетики и цитологии Национальной академии наук Беларуси»

Институт генетики и цитологии НАН Беларуси
http://gens.by
Государственное научное учреждение
«Институт генетики и цитологии
Национальной академии наук
Беларуси»
11 февраля 2016 г., Минск,
Институт генетики и цитологии НАН Беларуси

2.

•Институт является ведущим научным учреждением в стране в области
генетики, геномики и биотехнологии.
• В институте 159 сотрудников, в т.ч. 12 докторов и 39 кандидатов наук.
Ученый совет
Совет по защите
диссертаций
Административноуправленческий
персонал
Отдел научноинновационной
работы
Отдел
геномики
растений
Национальный
координационный центр
биобезопасности
Директор
Зам. директора
по научной и
инновационной
работе
Зам. директора
по научной работе
Национальный
координационный центр
по вопросам доступа к
генетическим ресурсам
Зам. директора
по общим
вопросам
Технологический отдел
Научно-исследовательские
лаборатории
Республиканский центр
геномных биотехнологий
Техническая служба
Сектор материального
обеспечения и
обслуживания
Республиканский
банк ДНК
Лаборатория экологической генетики и
биотехнологии
Лаборатория генетики человека
Лаборатория молекулярной генетики
Лаборатория нехромосомной наследственности
Лаборатория генетической и клеточной инженерии
Лаборатория криоконсервации генетических
ресурсов
Лаборатория цитогеномики растений
Лаборатория генетики животных
Лаборатория моделирования генетических
процессов
Лаборатория генетики картофеля

3.

Основные направления исследований
изучение структурно-функциональной
организации геномов растений, животных,
микроорганизмов и человека;
разработка проблем генетической и клеточной
инженерии;
создание геномных и клеточных биотехнологий
для сельского хозяйства, медицины, спорта, охраны
окружающей среды;
изучение проблем биобезопасности.

4.

Направления и результаты геномных исследований
в Институте генетики и цитологии НАН Беларуси
Объекты
Направления
Результаты
Растения
ДНК-маркирование
Трансгенез
ДНК-идентификация с\х культур
Маркер-сопутствующая селекция
Трансгенные растения
Животные
ДНК-маркирование
ДНК-идентификация с\х и диких
животных
Маркер-сопутствующая селекция
Человек
ДНК-маркирование
Микроорганизмы
ДНК-маркирование
ДНК-диагностика, прогнозирование и
мониторинг наследственно
обусловленных заболеваний
ДНК-тестирование в спорте
ДНК-идентификация штаммов
микроорганизмов
Продукты
питания
Детекция ГМО
Определение наличия генетически
модифицированных ингредиентов в
пищевом сырье и продуктах питания

5.

Изучение генетических основ
селекции растений, животных и
микроорганизмов.
Разработка эффективных
геномных биотехнологий для
сельского хозяйства.

6.

Направления исследований по генетической
инженерии растений в Беларуси
Культура
Картофель
Картофель
Картофель
Картофель
Эффект
устойчивый к У-вирусу
устойчивый к грибным болезням
устойчивый к насекомым
синтезируются антимикробные
пептиды
Рапс
синтезируется белок куриного
интерферона
Рапс
устойчивый к глифосату
Лен-долгунец
Лен-долгунец
Клевер луговой
Клюква
Табак,
арабидопсис
Табак
модифицированное строение
клеточной стенки
устойчивый к глифосату
повышенная урожайность
улучшенные вкусовые качества
устойчивые к тяжелым металлам
и нефтепродуктам
с ускоренным развитием и
повышенной продуктивностью
Организация
НПЦ по картофелеводству
Ин-т генетики и цитологии, Ин-т
биофизики и клеточной инженерии
Ин-т генетики и цитологии
Ин-т биофизики и клеточной
инженерии
НПЦ по картофелеводству
БГУ, Ин-т биофизики и клеточной
инженерии
БГУ, Ин-т генетики и цитологии
Ин-т генетики и цитологии,
Ин-т льна, БГТУ
Ин-т генетики и цитологии
ЦБС, Ин-т экспериментальной
ботаники
ЦБС
Ин-т генетики и цитологии
Ин-т генетики и цитологии

7.

В 2013 году при Институте генетики и цитологии НАН
Беларуси введено в эксплуатацию специальное опытное
поле для испытания трансгенных растений при их первом
высвобождении в окружающую среду.
Создание опытного поля позволяет перейти к следующей стадии
работы с полученными генно-модифицированными растениями.

8.

Международный
исследовательский
безопасности генной инженерии
центр
Создан в 2015 году
Цель – проведение исследований и разработка методического
обеспечения в области безопасности генно-инженерной
деятельности
Задачи:
разработка, совершенствование и использование технологий и
методов детекции и идентификации ГМО;
разработка методического обеспечения в сфере безопасности генноинженерной деятельности (создание, высвобождение в окружающую
среду и коммерциализация ГМО);
при необходимости осуществление мониторинга использования и
распространения ГМО;
осуществление международных контактов по вопросам проведения
совместных
исследований
и
разработке
методического
регулирования в области генно-инженерной деятельности;
проведение тренингов и консультаций для специалистов в области
генно-инженерной деятельности.

9.

Маркер-сопутствующая селекция
Разработаны методы ДНК-идентификации наиболее важных для селекции
генов устойчивости, продуктивности и качества с/х растений и животных
С/х
культура
Картофель
Томат
Пшеница
Тритикале
Яблоня
Рапс
Соя
Ячмень
Лен
Хозяйственно-ценный
признак
С/х
животное
устойчивость к болезням
(фитофтора, X, Y, L- вирусы) и
вредителям (нематода)
содержание каротиноидов,
длительность хранения плодов,
устойчивость к кладоспориозу
твердозерность,
хлебопекарные качества,
устойчивость к бурой ржавчине,
короткостебельность
хлебопекарные качества,
короткостебельность,
устойчивость к предуборочному
прорастанию зерна
сроки созревания и хранения
плодов; устойчивость к парше,
мучнистой росе,
красногалловой яблонной тле
содержание жирных кислот в
семенах
Крупный
рогатый
скот
фотопериодическая реакция
пивоваренность
низколиноленовость
Хозяйственно-ценный
признак
устойчивость к
иммунодефициту, пороку
позвоночника и ранней
абортируемости;
молочная продуктивность,
содержание жира и белка в
молоке
Свиньи
Лошади
устойчивость к
колибактериозу и стрессу;
откормочная и мясная
продуктивность;
многоплодие;
устойчивость к
иммунодефициту и
параличу
В 2015 г. протестировано более 1000 животных.
Всего за 2008-2015 гг. выполнено анализов по
генетическому тестированию животных на
сумму более 2,3 млрд. рублей

10.

Генетическая паспортизация растений и животных
Разработаны системы генетической паспортизации:
Созданы 170
эталонных
генетических
паспортов:
Сорта и гибриды с/х
растений
пшеница
ячмень
томаты
картофель
подсолнечник
груша
яблоня
лен
соя
сахарная свекла
пшеница - 38 сортов
томат – 33 сорта и гибридов
картофель – 60 сортов
лен – 39 сортов
С/х животные
крупный рогатый скот
свиньи
лошади
За период 2008-2015 гг. выдано
более 2200 генетических
паспортов племенного животного
ДНК-паспорта позволяют идентифицировать сорта растений,
контролировать генетическую чистоту сортов; оценивать уровень
гибридности; подтверждать достоверность происхождения племенных
животных; способствуют ускорению и повышению качества селекционного
процесса.

11.

Разработаны технологии ДНК-идентификации
рыб семейства осетровых и продукции из них
ДНК-идентификация проводится:
для
установления (подтверждения) видовой (популяционной)
принадлежности рыб семейства осетровых и продукции из них;
для выдачи генетического сертификата в соответствии с
требованиями СИТЕС.
В основе экспертизы лежит методика проведения молекулярногенетического анализа высокополиморфных областей ядерной и
митохондриальной ДНК.
Услуга предназначена для рыбоводных заводов
и хозяйств, природоохранных организаций и
ведомств, предприятий, фирм и частных
предпринимателей, занимающихся
выращиванием и переработкой осетровых видов
рыб и продукции из них, а также для органов
таможенного контроля при экспорте, импорте,
реэкспорте.

12.

ДНК-тестирование животных-компаньонов по генам,
ассоциированным с окрасом и наследственными
заболеваниями
ДНК-диагностика наследственных
заболеваний СОБАК:
Синдром эпизодического
падения
Связан с периодическими
приступами
ДНК-тест рекомендуется
проводить для породы кавалер
кинг чарльз спаниелей.
Чувствительность к
медикаментам
(ряду антипаразитных и
противоопухолевых
препаратов).
ДНК-тест рекомендуется
проводить для пород: колли,
уипеты, австралийские
овчарки, белые швейцарские
овчарки и некоторых другие.
ДНК-диагностика наследственных
заболеваний КОШЕК:
Наследуемый поликостоз почек
(анализ на наличие мутации в гене PKD1).
ДНК-тест рекомендуется проводить для пород:
персидская, экзотическая
короткошерстная, гималайская и
британская короткошерстная,
американские короткошерстные,
скоттишфолд, бурмилла, бомбейская и др.
кроссбреды персов.

13.

Разработка ДНК-технологий для
мониторинга состояния
окружающей среды и сохранения
биоразнообразия

14.

Геномные технологии для охраны окружающей
среды и борьбы с браконьерством
Разработчики: Институт генетики и
цитологии НАНБ
НПЦ по биоресурсам
С использованием ДНК-технологий проведен
анализ генетической структуры популяции
беловежского зубра.
Даны рекомендации по подбору более удаленных пар для скрещивания. Это позволит
увеличить гетерогенность микропопуляций зубра и избежать последствий
близкородственных скрещиваний.
Геномные подходы использованы
для изучения популяций
больших белоголовых чаек,
благородного оленя и косули.
Для ряда охраняемых и ресурсных видов (европейский зубр,
европейская косуля, благородный олень, дикий кабан) подобраны
видоспецифические ДНК-маркеры, позволяющие с высокой
степенью
достоверности
идентифицировать
биологический
материал, установив его видовую принадлежность.

15.

Определение генов, ответственных
за различные индивидуальные
особенности человека.
ДНК-технологии в медицине и
спорте.

16. ДНК-диагностика генетической предрасположенности к заболеваниям

Разработчики: Институт генетики и цитологии НАНБ
РНПЦ «Мать и дитя»
ДНК-диагностики
РНПЦ «Кардиология»
Разработаны технологии
генетической предрасположенности к
мультифакторным заболеваниям
сердечно-сосудистые
заболевания (тромбофилии,
ишемичская болезнь сердца, инфаркт миокарда и др.);
венозные тромбозы (тромбофлебиты);
эндокринные заболевания (сахарный диабет 2 типа,
ожирение);
болезни метаболизма костной ткани (остеопороз,
ревматоидный артрит);
нарушения нормального физиологического течения
беременности (невынашивание беременности, гестозы, резусконфликт).
Разработаны технологии ДНК-диагностики врожденной или наследственной
тугоухости; митохондриальных патологий; гемохроматоза (нарушение обмена железа);
индивидуальной чувствительности к лекарственным препаратам.
За период 2010-2014 гг. выдано 2 752 генетических паспорта
В 2015 г. выдано 2 967 генетических паспортов

17.

ДНК-диагностика причин невынашивания
беременности
Разработана технология ДНК-диагностики риска невынашивания
беременности по 14 генетическим маркерам, ассоциированным с
нарушениями нормального физиологического течения беременности.
Анализируются гены:
сердечно-сосудистой системы
фолатного цикла
FI,FII,FV,FXIII, ACE, eNOS(4a/4b),
MTHFR (С677Т) и
eNOS (Glu298Asp), PAI-1,
MTHFR(А1298С), MTR
VEGF,HIF,APOE (Cys 112Arg+Arg158Cys)
Выявляются неблагоприятные варианты генов, эффекты
которых корректируются медиками с помощью
антитромботических средств и препаратов фолиевой
кислоты. Это способствует успешному завершению
беременности.
За время работы протестировано более 2 000 пациенток с неизвестными
причинами привычного невынашивания беременности. Клиентки,
обследованные год назад и ранее, успешно родили детей, у многих
других беременность находится на поздних сроках, что обеспечивает
рождение жизнеспособных младенцев.

18.

ДНК-тестирование спортсменов
Разработчики: Институт генетики и цитологии НАНБ
Институт биоорганической химии НАНБ
НИИ физкультуры и спорта МСиТ,
Полесский государственный университет
Разработаны технологии ДНК-паспортизации спортсменов по
комплексу основных генов, оказывающих существенное
влияние на состояние опорно-двигательного аппарата, выносливость,
скорость, силу, адаптацию к гипоксии,
способность к восстановлению после физических нагрузок.
Создан банк ДНК элитных спортсменов 19 национальных команд
Беларуси различной профилизации.
Протестированы
• олимпийская сборная команда Беларуси по биатлону,
• национальные команды Беларуси по хоккею, теннису,
• представители национальной сборной легкоатлетов,
• хоккейная команда спортивного клуба «Динамо Минск».
Разработаны Программы отбора начинающих спортсменов по
4 специализациям.
Выявление у представителей
команд неблагоприятных
вариантов генов позволяет проводить медико-биологическую
корректировку эффектов этих генов и способствует повышению
результативности спортсменов.

19.

Республиканский центр геномных биотехнологий
Область аккредитации
Цель создания - коммерциализация
геномных биотехнологий
Аккредитован в Госстандарте
(BY/112 02.1.01.1599 от 07.12.2009 г.).
Лицензия Минздрава на право
осуществления медицинской
деятельности (№02040/6875 от
17.06.2011г.).
Сертификат на соответствие
системы менеджмента качества
СТБ ISO 9001–2009 от 05.12.2011г.
•определение наличия генетически
модифицированных ингредиентов (ГМИ) в
продовольственном сырье и пищевых
продуктах;
• определение наличия ГМИ в
сельхозпродукции, кормах и в семенном
материале;
• определение ДНК-маркеров для
идентификации и паспортизации сортов
сельскохозяйственных культур;
•определение генов, ответственных за
хозяйственно ценные признаки и
наследственные заболевания животных;
•определение генов, ответственных за
различные индивидуальные особенности
человека.
За время существования выполнено более 50 тысяч генетических
анализов на сумму более 16 млрд.руб.

20.

Республиканский центр геномных биотехнологий
определение генов, ответственных за
различные индивидуальные особенности
человека.
Область
аккредитации
Объем реализации услуг по генетическому тестированию человека
Показатели
2010
2011
2012
2013
Объем
реализации услуг,
млн. руб.
3,0
16,5
110,4
703,9 2 786,7 5 418,9
2014
Год
Количество человек, прошедших
генетическое тестирование
физ. лица
мед. центры
всего
2010
2011
2012
2013
2014
2015
16
15
80
659
1953
3070
16
15
80
427
1412
2901
232
541
169
2015

21. ЦКП «Геном»

Уникальное оборудование
Вид анализа
Полногеномный секвенатор MiSeq,
(Illumina, США)
Генетический анализатор 3500
(Applied Biosystems, США)
Роботизированная станция TECAN
EVO 75 для масштабного выделения
ДНК.
Амплификатор в режиме реального
времени нового поколения CFX96
(Bio-Rad, США)
Автоматическая станция для
разрушения и гомогенизации
биологических образцов – TissueLyser
II (Qiagen, Germany)
Считывающее устройство для
флуоресцентной детекции конечных
продуктов ПЦР– SpeedScan
(Аnalytikjena, Germany)
Масштабное
выделение ДНК
для геномного
анализа
ДНК
секвенирование
ПЦР-анализ
Потенциальные
заказчики
Учреждения
НАН Беларуси,
Минздрава,
Минобразования,
учреждения судебномедицинского
профиля,
коммерческие
организации медикобиологического
профиля,
другие
заинтересованные
учреждения
государственного и
коммерческого
сектора экономики

22.

Республиканский Банк ДНК
человека, животных, растений и микроорганизмов
Создан для длительного и
централизованного хранения и
использования уникальных образцов
ДНК для
• научных исследований
• медицины и сельскохозяйственной практики
• биотехнологии
Состоит из 5 разделов:
•Банк ДНК человека
•Банк ДНК животных
•Банк ДНК растений
•Банк ДНК микроорганизмов
•Банк ДНК редких и находящихся по
угрозой
исчезновения
растений
и
животных Республики Беларусь

23. Благодарю за внимание!

Институт генетики и цитологии НАН Беларуси
Благодарю за
внимание!