Государственное научное учреждение «Институт микробиологии Национальной академии наук Беларуси» (далее – Институт) находится в подчинении Национальной академии наук Беларуси, закреплено за Отделением биологических наук, входит в состав государственного научно-производственного объединения «Химический синтез и биотехнологии».

Основная область научной и научно-технической деятельности Института – проведение исследований в сфере микробиологии и биотехнологии. Стратегия развития учреждения направлена на обеспечение высокого уровня биотехнологических разработок, увеличение производства наукоемкой инновационной продукции как основы создания конкурентоспособной биотехнологической отрасли промышленности в Республике Беларусь. В соответствии с этим, приоритетными направлениями научных исследований Института являются: изучение биоразнообразия, физиологии, биохимии и генетики микроорганизмов; селекция и генно-инженерное конструирование штаммов – продуцентов практически ценных соединений, развитие ресурсной базы отечественной биотехнологии; разработка микробных биотехнологий для сельского хозяйства, промышленности, медицины, охраны окружающей среды. Основной вид экономической деятельности – научные исследования и разработки в области биотехнологий.

Историческая справка

Институт микробиологии НАН Беларуси создан 1 июня 1975 года на базе Отдела микробиологии, функционировавшего в рамках Академии наук БССР с 1966 года. У истоков организации Отдела микробиологии стоял член-корреспондент, профессор Самцевич Семен Андреевич, который внес значительный вклад в развитие почвенной микробиологии. Основателем и первым директором Института был академик, доктор биологических наук, профессор Лобанок Анатолий Георгиевич, руководивший им с 1975 по 2004 годы. В настоящее время директором Института является кандидат технических наук Шепшелев Александр Анатольевич.

Направления научной деятельности Института развивались в соответствии с потребностями национальной экономики, но исследование физиологии и биохимии микроорганизмов, а также разработка научных основ использования микроорганизмов в промышленности, сельском хозяйстве, медицине и охране окружающей среды всегда оставались ключевыми. Формирование Института, развитие исследований в области микробиологии и биотехнологии связано с именами члена-корреспондента С.А. Самцевича, академиков А.Г. Лобанка и Э.И. Коломиец, членов-корреспондентов Н.И. Астапович, А.И. Зинченко, докторов биологических наук М.В. Залашко, Т.Г. Зименко, С.П. Коваленко, В.Г. Бабицкой, Р.В. Михайловой, А.С. Самсоновой, З.М. Алещенковой, доктора технических наук, профессора И.В. Стахеева, кандидатов биологических наук Е.С. Гуринович, А.А. Малама, Н.И. Мильто, Н.В. Образцовой, Л.А. Суховицкой. В Институте сформировались научные школы по симбиотической и несимбиотической азотфиксации; биогенезу ферментов; липидогенезу микроорганизмов во взаимосвязи с метаболизмом других продуктов углеводного обмена; биоконверсии растительных субстратов в микробный протеин; биогенезу секреторных метаболитов. В стадии формирования находятся школы: направленной трансформации нуклеиновых кислот и их компонентов ферментами микроорганизмов; создания биологически активных добавок к пище на основе лекарственных грибов; разработке биологических средств защиты растений; биодеградации ксенобиотиков.

Структура Института

На момент создания в Институте было четыре лаборатории: физиологии дрожжевых организмов, взаимоотношений микроорганизмов почвы и высших растений, физиологической регуляции ферментов, технологии процессов микробиологического синтеза.

В настоящее время структура Института представлена следующими научно-исследовательскими структурными подразделениями:

• лаборатория ферментов — изучение закономерностей образования ферментов микроорганизмами различных таксономических групп, исследование механизмов регуляции синтеза ферментов, структуры и свойств ферментных белков, разработка способов получения и применения ферментных препаратов, в 2010 году лаборатория аккредитована в области определения ферментативной активности и микробиологических показателей ферментных препаратов различного назначения;
• отраслевая лаборатория молекулярных био- и нанотехнологий —  селекция и генно-инженерное конструирование штаммов микроорганизмов, продуцирующих ферменты нуклеинового обмена, изучение каталитических свойств рекомбинатных ферментов, создание биокатализаторов и разработка рациональных способов их применения для синтеза хозяйственно важных соединений нуклеиновой природы; 
• лаборатория взаимоотношений микроорганизмов почвы и высших растений — исследование структуры и физиолого-биохимической деятельности ризосферных и почвенных микробоценозов, роли микробных популяций в повышении продуктивности земледелия и экологической стратегии интродуцируемых штаммов микроорганизмов, обеспечивающих высокий уровень снабжения растений биологическим азотом и фосфором;
• лаборатория молочнокислых и бифидобактерий — изучение секреторных продуктов метаболизма, их функциональной роли и биологической активности у микроорганизмов различных таксономических групп, использование микроорганизмов для создания новых продуктов и препаратов;
• лаборатория природоохранных биотехнологий — изучение структуры и микробного разнообразия экосистем, нарушенных в результате техногенеза, исследование метаболической активности микроорганизмов – деструкторов органических ксенобиотиков, создание биотехнологий детоксикации природных и производственных сред;
• лаборатория »Коллекция микроорганизмов» — оптимизация условий консервации и гарантированное хранение микроорганизмов различных таксономических групп, идентификация и изучение практически ценных свойств коллекционных и выделенных из природных источников культур микроорганизмов, формирование отечественного фонда  микробных биотехнологических ресурсов; 
• лаборатория «Центр аналитических и генно-инженерных исследований»  — конструирование рекомбинантных штаммов-продуцентов биологически активных соединений и анализ синтезируемых метаболитов, секвенирование геномов бактерий и вирусов, молекулярная фитопатология;
• «Научно-производственный центр биотехнологий» (ранее – лаборатория ферментационных процессов с опытно-промышленным производством, Биотехнологический центр), оснащенный современным технологическим оборудованием, которое позволяет оптимизировать процессы глубинного культивирования микроорганизмов различных таксономических групп, нарабатывать опытные образцы биопрепаратов целевого назначения. Исходные данные, полученные в результате использования ферментационного оборудования, являются основой для разработки нормативной документации на созданные в лабораториях технологии. Среди основных задач отдела: повышение эффективности научно-технической и инновационной деятельности Института и коммерциализация разработок, имеющих приоритетное народнохозяйственное значение.
• В Институте функционируют секторы сопровождения научных программ, кадровой работы и делопроизводства, инженерно-технический сектор, группа патентно-лицензионной работы и маркетинга, отдел материально-технического обеспечения и сбыта, планово-экономический отдел, бухгалтерия. Структура Института периодически оптимизируется исходя из основных направлений научных исследований и текущих задач учреждения.

На базе Института создана Белорусская коллекция непатогенных микроорганизмов – центральный депозитарий типовых и промышленно ценных культур микроорганизмов в Республике Беларусь, являющаяся объектом национального достояния страны (постановление Совета Министров Республики Беларусь от 11.06.2002 № 758), входящая в состав Всемирной федерации коллекций культур микроорганизмов (акроним BIM, регистрационный № 909). Деятельность Центра аналитических и генно-инженерных исследований и Научно-производственного центра биотехнологий, укомплектованных новейшим оборудованием, обеспечивает возможность создания объектов биотехнологий мирового уровня и внедрение их в производство. С 2010 г. действует испытательная лаборатория, аккредитованная на соответствие требованиям СТБ ИСО/МЭК 17025 (аттестат аккредитации № BY/112.02.1.0.1681 от 08.11.2010), оказывающая на договорной основе услуги по определению ферментативных активностей. В 2015 г. создан лабораторно-экспериментальный участок по выделению, очистке и лиофилизации рекомбинантного лактоферрина человека из молока коз-продуцентов.

С 2013 г. Институт работает в условиях сертифицированной системы менеджмента качества (СТБ ISO 9001-2009, сертификат соответствия № BY 1120501.07703248).

Институт как головная организация-исполнитель подпрограммы «Новые биотехнологии» ГПНИ «Фундаментальные основы биотехнологий», ГНТП «Промышленные биотехнологии» и Подпрограммы 1 «Инновационные биотехнологии в Республике Беларусь» Межгосударственной целевой программы ЕврАЗЭС «Инновационные биотехнологии»  по праву является ведущим научно-исследовательским центром республики в области микробиологии и биотехнологии. В числе  инновационных разработок Института – субстанции для лекарственных и диагностических средств, биоконсерванты, кормовые и пищевые добавки, биодезинфектанты, пробиотики, средства защиты растений, микробные удобрения, востребованные экономикой технологии очистки сточных вод и объектов окружающей среды, рекомендации по борьбе с биоповреждениями.

Научная деятельность Института микробиологии НАН Беларуси соответствует приоритетным направлениям научно-технической деятельности Республики Беларусь и ориентирована на решение актуальных социально-экономических проблем страны – охраны окружающей среды и создания конкурентоспособных, экологически чистых и энергосберегающих биотехнологий получения медицинских и ветеринарных препаратов, пищевых и кормовых добавок, средств защиты растений, биоудобрений на основе высокоактивных штаммов микроорганизмов.

Успешная реализация планов научно-исследовательских работ оказалась возможной благодаря высококвалифицированному кадровому составу Института, включающему 153 человека, из которых 100 научных сотрудников, в том числе 4 доктора наук (1 академик, 2 члена-корреспондента) и 31 кандидата наук. За годы существования Института через аспирантуру и соискательство подготовлено 11 докторов наук и свыше 70 кандидатов наук.

Учеными Института получены существенные результаты в области физиологии, биохимии и генетики микроорганизмов, имеющие фундаментальное и прикладное значение.

В лаборатории ферментов под руководством к.б.н., доцента Л.И. Сапуновой отобраны и охарактеризованы продуценты практически значимых для Беларуси ферментов – целлюлаз, пектиназ, декстраназ, эстераз, глюкозооксидаз, глюкозоизомераз, каталаз, пероксидаз, β-галактозидаз. С использованием методов генетической инженерии проводятся исследования по усовершенствованию продуцентов глюкозооксидаз и глюкозоизомераз: совместно с Белорусским государственным университетом и Институтом генетики и цитологии НАН Беларуси выделены, секвенированы, амплифицированы и клонированы гены указанных ферментов, сконструированы новые конкурентоспособные рекомбинантные штаммы-продуценты.
Разработаны опытно-промышленные регламенты получения ферментных препаратов декстраназы и пектиназы, а также способы получения целлюлазы, эстеразы, каталазы и пероксидазы. Производственными испытаниями доказана эффективность использования препарата каталазы для детоксикации остаточных количеств пероксида водорода в текстильной промышленности. Разрабатывается технология производства ферментного препарата глюкозооксидаза, эффективного в составе реагентов для определения глюкозы в биологических жидкостях и в производстве отечественных биосенсоров «Глюкосен» для экспресс-анализа глюкозы анализаторами Глюкометр ГМ-1 и ГМ-2. Разработан лабораторный регламент производства препарата глюкозоизомераза для периодического процесса получения глюкозо-фруктозного сиропа – натурального заменителя сахара диетического и лечебно-профилактического назначения. Проводятся исследования по иммобилизации клеток штамма-продуцента и синтезируемого им фермента с целью создания технологии непрерывной изомеризации глюкозы во фруктозу.

В отраслевой лаборатории молекулярных био- и нанотехнологий (зав. лабораторией д.б.н., проф., чл.-корр. А.И. Зинченко) успешно разрабатывается высокоэффективный химико-энзиматический подход к получению фармакологически важных модифицированных нуклеозидов и нуклеотидов, синтез которых только химически или ферментативно затруднен или не возможен. Этот подход заключается в рациональном сочетании химических и ферментативных процессов и объединяет преимущества химической и биологической технологий. При этом в качестве биокатализаторов используются, как правило, не малодоступные очищенные ферменты, а целые клетки микроорганизмов. В рамках этого направления совместно с Институтом биоорганической химии НАН Беларуси разработаны в рамках ГНТП «Лекарственные средства» и внедрены в производство оригинальные химико-ферментативные технологии получения фармсубстанций высокоэффективных отечественных противоопухолевых препаратов «Лейкладин» и «Флударабел». Часть этих исследований вошла в цикл работ «Химико-энзиматическая модификация компонентов нуклеиновых кислот и биохимическое моделирование как научно-практическая основа поиска, создания и производства противовирусных и противоопухолевых лекарственных средств», отмеченный Государственной премией Республики Беларусь в области науки и техники 2004 года. В стадии разработки находятся технологии промышленного получения субстанций для противоопухолевого препарата «Гуаран» и препарат «Лейковир», предназначенного для терапии рассеянного склероза.
Совместно с Институтом генетики и цитологии НАН Беларуси сконструированы генно-инженерные штаммы – суперпродуценты уридинфосфорилазы, тимидинфосфорилазы и пуриннуклеозидфосфорилазы – ферментов, необходимых для получения нуклеозидных и нуклеотидных лекарственных субстанций. Использование этих штаммов, кото-рые в десятки раз превосходят по эффективности штаммы, получаемые традиционными методами селекции, могут значительно улучшить перспективы масштабирования производства «Лейкладина», «Флударабела» и др. препаратов нуклеиновой природы при выходе их на зарубежные рынки сбыта.
На основе использования ферментов бактерий и микроскопических грибов разработан оригинальный метод синтеза всех четырех дезоксинуклеотидов, необходимых для постановки полимеразной цепной реакции (ПЦР), широко использующейся при диагностики инфекционных заболеваний человека, животных и растений. Полученные результаты планируется использовать для организации набора нуклеотидов для ДНК-анализа методом ПЦР. Это позволит исключить закупку дорогостоящих нуклеотидов за рубежом и будет способствовать разработке отечественных диагностических наборов на основе ПЦР для экспресс-диагностики самых различных инфекционных заболеваний.

В лаборатории молочнокислых и бифидобактерий под руководством к.б.н., доцента  Н.А. Голоневой получили развитие исследования фундаментальных и прикладных аспектов продукции этими микроорганизмами биологически активных соединений – ферментов, бактериоцинов, поли- и олигосахаридов, органических кислот, и др., направленные на выяснение механизма пробиотического действия и разработку теоретических основ современных технологий получения высокоэффективных биопрепаратов. Проведена работа по изоляции из природных источников культур молочнокислых бактерий, перспективных для биотехнологии, селекция высокоактивных штаммов бифидо- и молочнокислых бактерий, обладающих специфической биологической активностью. Разработаны технологии получения пробиотического препарата Лактимет (совместно с РНИУП «Институт экспериментальной ветеринарии им. С.Н. Вышелесского НАН Беларуси»), бактериального препарата Лактомит для улучшения качества мясных продуктов, поликомпонентного пробиотика Билавет (совместно с УО «Гродненский государственный аграрный университет»), который рекомендуется в качестве лечебно-профилактического препарата, способствую-щего интенсификации обменных процессов организма животных и птиц. Использование высокоэффективного экологически чистого пробиотика Билавет позволит снизить заболеваемость молодняка крупного рогатого скота с поражением желудочно-кишечного тракта бактериальной этиологии на 40-45%, повысить сохранность животных, сократить длительность болезни на 3-4 дня. Разработана и утверждена нормативно-техническая документация на препарат Лаксил на основе живых культур молочнокислых бактерий, предназначенный для силосования трудносилосуемого растительного сырья. Использование препарата Лаксил позволяет получить корма I класса, повысить привесы молодняка крупного рогатого скота на 10-13%. Получено регистрационное свидетельство, разрешающие производство биопрепарата на территории Республики Беларусь. В 2006 году во исполнение поручения Совета Министров Республики Беларусь от 19 июля № 05/540/264 о создании в республике производства биопрепаратов для силосования растительного сырья Институтом микробиологии НАН Беларуси совместно с ООО «Актив БиоТех» (лицензионный договор № 2555) освоен промышленный выпуск препарата Лаксил.

Сотрудниками лаборатории взаимоотношений микроорганизмов почвы и высших растений (заведующий лабораторией к.б.н., доцент Ананьева И.Н.) получены новые штаммы и высокоэффективные двухкомпонентные микробные инокулянты бобовых и зерновых культур с высокой колонизирующей и конкурентной способностью, фитостимулирующим и защитным действием, азотфиксирующей и фосфатмобилизующей активностями. Показана принципиальная возможность направленного регулирования ризосферных микробоценозов применением новых искусственных бактериальных ассоциаций, обладающих множественным эффектом. Проверка новых инокулянтов в научно-производственных опытах, проведенная совместно с сотрудниками Республиканского научно-исследовательского предприятия «Институт земледелия и селекции НАН Беларуси», Белорусской государственной сельскохозяйственной академии, Витебской, Минской и Брестской областных сельскохозяйственных опытных станций НАН Беларуси, показала их высокую эффективность: урожай зерновых увеличился на 12-18 %, бобовых – на 7-14 % в сравнении с моноинокуляцией. Установлена устойчивость компонентов искусственных бактериальных ассоциаций к ряду химических средств защиты бобовых и зерновых культур, что свидетельствуют о возможности и целесообразности совмещения инокуляции и протравливания семян системными фунгицидами (фундазол, раксил). Разработаны и внедрены на РУП «Бобруйский гидролизный завод» концерна «Белбиофарм» энергосберегающие технологии получения биопрепаратов Ризобактерин-С и Фитостимофос, альтернативных минеральным азотным и фосфорным удобрениям, и организовано их опытно-промышленное производство. Биопрепараты зарегистрированы в Госхимкомисии и разрешены к применению в РБ.

Решение вопросов охраны окружающей среды в Институте связано с деятельностью лаборатории природоохранных биотехнологий (зав. лабораторией к.б.н., доцент Е.М. Глушень) основными направлениями исследований которой являются изучение метаболических путей превращения ксенобиотиков микроорганизмами и разработка биотехнологий очистки почвы, воды, сточных вод и воздушной среды производственных помещений от ксенобиотиков. На основе фундаментальных исследований механизмов деградации стойких ксенобиотиков (2-, 3- и 4-хлорфенолов) бактериями-деструкторами родов Rhodococcus, Bacillus, Pseudomonas разработаны способы биоремедиации почвы и очистки сточных вод, обеспечивающие степень разложения указанных химических токсикантов до 100%. С использованием бактерий Rhodococcus разработан препарат «Экобел» и методика применения его для разрушения аварийных разливов нефти на почве и воде. Показана высокая эффективность использования препарата для ускорения очистки почвы и воды от нефти и нефтепродуктов. Разработана технология разложения жировых отходов и нефтепродуктов с помощью микроорганизмов. Технология испытана на Минской очистной станции в полупроизводственных условиях на пилотной установке. Разработанные технологии очистки сточных вод от токсических органических соединений внедрены на ряде производств Беларуси, России и Кореи.

Институт микробиологии НАН Беларуси обладает высоким научным потенциалом и вносит значительный вклад в развитие таких отраслей национальной экономики как сельское хозяйство, пищевая, фармацевтическая промышленность, а также в охрану окружающей среды. Разработанные и разрабатываемые в Институте биотехнологии не только позволяют решать проблемы импортозамещения, но могут стать источником экспорта, прежде всего в развивающиеся страны мира, не имеющие собственной научной и производственной базы в данной области.