Институт биоорганической химии РАН

Институт биоорганической химии имени академиков М. М. Шемякина и Ю. А. Овчинникова Российской академии наук (ИБХ РАН) — крупнейшее научно-исследовательское учреждение России, специализирующееся на фундаментальных и прикладных исследованиях в области биоорганической химии, молекулярной биологии, биотехнологии и смежных дисциплин. Институт является ведущим центром по изучению структуры и функций биополимеров (белков, нуклеиновых кислот, углеводов, липидов), а также по разработке новых лекарственных препаратов и диагностических систем.

История

Основание и первые годы

Институт был основан в 1959 году как Институт химии природных соединений Академии наук СССР. Инициатором создания выступил выдающийся химик-органик академик Михаил Михайлович Шемякин, который и стал первым директором института (1959—1970). Первоначально учреждение располагалось в Москве, на улице Вавилова, и его основной задачей было изучение химической структуры природных веществ — антибиотиков, алкалоидов, витаминов и гормонов.

Развитие в 1970—1980-е годы

В 1970 году, после смерти М. М. Шемякина, институт возглавил академик Юрий Анатольевич Овчинников (1970—1988). Под его руководством произошла переориентация исследований на молекулярную биологию и биоорганическую химию. В 1974 году институт был переименован в Институт биоорганической химии АН СССР. В этот период были достигнуты значительные успехи в расшифровке первичной структуры ряда белков (в том числе мембранных рецепторов), а также в синтезе пептидов и нуклеотидов. В 1984 году институту было присвоено имя М. М. Шемякина, а в 2008 году — также имя Ю. А. Овчинникова.

Современный этап

С 1988 по 2017 год институт возглавлял академик Вадим Тихонович Иванов. В 2017 году директором избран член-корреспондент РАН Александр Габриэльевич Габибов. В постсоветский период институт существенно расширил тематику исследований, включив генную инженерию, клеточную биологию, нейробиологию, биоинформатику и нанобиотехнологии. В 2010-е годы был построен новый корпус института на территории Научного парка МГУ на Воробьёвых горах, что позволило оснастить лаборатории современным оборудованием.

Структура и основные направления деятельности

Научные подразделения

Институт состоит из нескольких десятков лабораторий и отделов, объединённых в тематические отделения. Ключевые направления включают:

• Химия и биология пептидов и белков: синтез пептидов, изучение структуры и функции белков, протеомика.
• Молекулярная генетика и генная инженерия: создание рекомбинантных ДНК, экспрессия генов в различных системах (бактерии, дрожжи, клетки млекопитающих).
• Биоорганическая химия нуклеиновых кислот: синтез олигонуклеотидов, изучение ДНК-белковых взаимодействий.
• Углеводы и гликопротеины: химия и биология гликанов, гликозилирование белков.
• Липиды и мембранная биология: структура и функции биологических мембран, липидные рафты.
• Нейробиология и нейрохимия: изучение нейрорецепторов, ионных каналов, нейротоксинов.
• Биоинформатика и структурная биология: компьютерное моделирование биополимеров, рентгеноструктурный анализ, ЯМР-спектроскопия.
• Биотехнология и фармакология: разработка лекарственных препаратов (в том числе противоопухолевых, противовирусных, иммуномодулирующих), ферментов для промышленности, биосенсоров.

Научные школы

В институте сложились несколько признанных научных школ, в том числе школы М. М. Шемякина (химия природных соединений), Ю. А. Овчинникова (молекулярная биология), В. Т. Иванова (пептидная химия и иммунология), а также школы по биоорганической химии нуклеиновых кислот и углеводов.

Ключевые достижения

Фундаментальные исследования

• Расшифровка первичных структур белков: в 1970-е годы сотрудниками института впервые в СССР была определена полная аминокислотная последовательность ряда белков, включая нейротоксины змей и мембранные рецепторы.
• Синтез пептидных гормонов: разработаны методы синтеза аналогов соматостатина, энкефалинов, вазопрессина и других регуляторных пептидов.
• Изучение структуры рибосомы: в 1980-е годы институт внёс вклад в расшифровку трёхмерной структуры рибосомы (совместно с зарубежными лабораториями).
• Открытие новых нейротоксинов: выделены и охарактеризованы токсины ядов змей, пауков, скорпионов, которые стали инструментами для изучения ионных каналов и рецепторов.
• Разработка методов генной инженерии: созданы эффективные системы экспрессии рекомбинантных белков в клетках млекопитающих и дрожжах.

Прикладные разработки

• Лекарственные препараты: на основе исследований института разработаны и внедрены в медицинскую практику препараты «Циклоферон» (иммуномодулятор), «Амиксин» (противовирусное средство), «Тималин» (иммуностимулятор), а также ряд пептидных противоопухолевых средств.
• Диагностические системы: созданы тест-системы для выявления ВИЧ, гепатитов, туберкулёза, онкологических заболеваний на основе моноклональных антител и ПЦР.
• Ферменты для промышленности: разработаны технологии получения рекомбинантных ферментов (протеазы, липазы, ДНК-полимеразы), используемых в пищевой, текстильной и фармацевтической промышленности.
• Биосенсоры: созданы электрохимические и оптические сенсоры для детекции токсинов, патогенов, лекарственных веществ.

Образовательная деятельность

Институт является базой для подготовки научных кадров высшей квалификации. С 1970-х годов при институте действует аспирантура и докторантура по специальностям «биоорганическая химия», «молекулярная биология», «биотехнология». Многие сотрудники института являются профессорами ведущих московских вузов, в том числе Московского государственного университета имени М. В. Ломоносова, Московского физико-технического института, Российского химико-технологического университета имени Д. И. Менделеева. Институт регулярно проводит научные школы, конференции и семинары для молодых учёных.

Международное сотрудничество

ИБХ РАН поддерживает научные связи с десятками зарубежных университетов и исследовательских центров, включая:

• Институт Макса Планка (Германия),
• Национальные институты здравоохранения (США),
• Институт Пастера (Франция),
• Центр молекулярной медицины (Германия),
• Университеты Оксфорда, Кембриджа, Токио.

Совместные проекты охватывают такие области, как структурная биология, нейронауки, разработка вакцин и лекарств, биоинформатика. Институт участвует в международных программах (например, «Геном человека», «Протеом человека») и грантах (РФФИ, РНФ, программы Европейского союза).

Инфраструктура

Институт располагает современной научно-технической базой, включающей:

• Центр коллективного пользования «Биоорганическая химия» (оборудование для ЯМР-спектроскопии, масс-спектрометрии, рентгеноструктурного анализа, электронной микроскопии).
• Виварий для содержания лабораторных животных (мыши, крысы, кролики).
• Криобанк клеточных линий и штаммов микроорганизмов.
• Библиотеку научной литературы (более 100 000 томов).
• Вычислительный кластер для биоинформатических расчётов.

Известные сотрудники

За время существования института в нём работали многие выдающиеся учёные, в том числе:

• Михаил Михайлович Шемякин (1908—1970) — основатель и первый директор, академик АН СССР.
• Юрий Анатольевич Овчинников (1934—1988) — директор в 1970—1988 годах, академик АН СССР, Герой Социалистического Труда.
• Вадим Тихонович Иванов (род. 1937) — директор в 1988—2017 годах, академик РАН.
• Александр Габриэльевич Габибов (род. 1955) — директор с 2017 года, член-корреспондент РАН.
• Владимир Петрович Демушкин (род. 1949) — специалист по химии нуклеиновых кислот, академик РАН.
• Евгений Давыдович Свердлов (род. 1938) — молекулярный биолог, академик РАН.

Интересные факты

• Институт является одним из немногих в России, где проводятся исследования по химическому синтезу генов и созданию искусственных хромосом.
• В 1990-е годы на базе института был создан первый в России коммерческий биотехнологический стартап по производству рекомбинантного инсулина.
• Ежегодно институт публикует более 300 научных статей в рецензируемых журналах, входящих в базы Web of Science и Scopus.
• Институт имеет собственный научный журнал «Биоорганическая химия» (издаётся с 1975 года), входящий в список ВАК.

Источники

• Официальный сайт Института биоорганической химии имени М. М. Шемякина и Ю. А. Овчинникова РАН (ibch.ru).
• История Института биоорганической химии / под ред. В. Т. Иванова. — М.: Наука, 2009.
• Биоорганическая химия: энциклопедический словарь / под ред. В. Т. Иванова. — М.: Большая Российская энциклопедия, 1998.
• Устав Федерального государственного бюджетного учреждения науки «Институт биоорганической химии имени М. М. Шемякина и Ю. А. Овчинникова Российской академии наук» (утверждён в 2018 г.).
• Отчёты о научной деятельности ИБХ РАН за 2015—2023 гг.