Институт генетики и цитологии

Национальной академии наук Беларуси

Лаборатория молекулярной генетики

Лаборатория создана в 1985 году на базе группы генетической трансформации. С 1985 г. по 2012 г. лабораторию возглавлял академик Картель Николай Александрович, основатель белорусской молекулярно-генетической школы, д.б.н., профессор. С 2012 г. лабораторию возглавляет д.б.н., профессор Урбанович Оксана Юрьевна. Состав. 7 человек. 1 д.б.н., профессор, 2 к.б.н., 1 ст.н.с., 3 м.н.с.

Основные направления научной деятельности:

Исследование структуры, организации и функции генов растений.
Разработка новых методов и технологий, направленных на более глубокое изучение генетических процессов и генов, представляющих интерес для селекции сельскохозяйственных культур. Создание генетически модифицированных и редактированных растений с хозяйственно-ценными признаками. Маркер-сопутствующая селекция, ДНК-идентификация сельскохозяйственных культур.

Основные результаты:

В лаборатории под руководством академика Н.А. Картеля были созданы тансгенные растения табака, арабидопсиса,  картофеля, наперстянки, рапса с генами rhlA и rhlB биосинтеза рамнолипидов, эндохитиназы chiA, cry3aM Bacillus thuringiensis, кодирующего дельта эндотоксин, CYPIIAI цитохрома p450scc животного происхождения, глюкозооксидазы, устойчивости к гербициду глюфосинату и др. 

Впервые созданы трансгенные растения табака, несущие ген ndb2 арабидопсиса, имеющие измененный уровень АФК и, соответственно, защитную систему клетки, работающую в ином режиме. Они проявляют устойчивость к стрессу, в частности к отрицательным температурам. 

В результате экспериментов по клонированию с применением методов биоинформатики получены векторные конструкции на основе CRISRP/Cas9 системы, несущие в своем составе спейсеры к различным протоспейсерами гена pds табака, кодирующего фермент 15-цис-фитоендесатуразу. С их помощью получены генетически редактированные растения табака с нокаутом гена-мишени pds. При выключении данного гена растения приобретают фенотип альбиносов. 

Разработаны методы ДНК-идентификации сортов пшеницы, картофеля, яблони, груши, сливы обыкновенной, сливы диплоидной, вишни, черешни, абрикоса, смородины черной, смородины красной, крыжовника обыкновенного, земляники садовой и видов Fragaria. Методы внедрены в Республиканский центр геномных биотехнологий. Они позволяют определить видовую, сортовую принадлежность и гибридное происхождение генотипов, минуя оценку по морфологическим признакам. Созданы молекулярно-генетические паспорта сортов плодовых, ягодных и злаковых культур.

Разработаны и внедрены в селекционный процесс эффективные методы идентификации на основе ДНК-маркеров генов устойчивости к болезням и вредителям плодовых и злаковых культур, генов, влияющих на хозяйственно-ценные признаки и устойчивость к абиотическому стрессу. Созданы информационные ресурсы о содержании хозяйственно-ценных генов в сортах пшеницы.

Определены первичные последовательности ряда генов, кодирующих дегидрины яблони и пшеницы. Показана их роль в ответ на абиотический стресс.

Оценено генетическое разнообразие и разработаны методы идентификации отдельных вирусов плодовых культур и картофеля. 

Идентифицированы с помощью методов биоинформатики гены, кодирующие транскрипционные факторы семейства Trihelix  в геноме яблони. Определено их количество, длина, расположение в геноме, филогенетические связи. Показано, что они задействованы в ответе на абиотический стресс. 

Оценено генетическое разнообразие линий кур белорусской селекции по аллельному составу генов PRL, GH и IGF-I, ассоциированных с продуктивностью.

Публикации (за последние 5 лет).

2020 г.

Liu Z., Wang L., Xiao H., Guoe X., Urbanovich O., Nagorskaya L., Lih X. A review on control factors of pyrolysis technology for plants containing heavy metals // Ecotoxicology and Environmental Safety. – 2020. – V. 191.   11018. https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2020.110181 (Scopus: IF=4.872)

Liu Z., Chen B., Wang L., Urbanovich O., Nagorskaya L., Li X., Tang L. A review on phytoremediation of mercury contaminated soils // Journal of Hazardous Materials. – 2020. – V. 400.   Article 123138 https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2020.123138 (Scopus: IF=9,038).

Шишлова-СоколовскаяА. М. Создание трансгенных растений Nicotiana tabacum с инсерцией гена TADHN19.3, кодирующего дегидрин озимой пшеницы / А. М.Шишлова-Соколовская, Е. П. Кветко, П. В. Кузмицкая, О. Ю. Урбанович, Г. Б. Боровский // Молекулярная и прикладная генетика: сб. н. тр. / Институт генетики и цитологии НАН Беларуси; редкол.: А. В. Кильчевский (гл. ред.) [и др.]. – Минск, 2020.–Т.28. – С. 5-14.

 

2021 г.

V. Kuzmitskaya,  T. M. Dzmitrieva, E. S. Karaleva, O. Yu. Urbanovich, V. L. Makhanko, and Yu. V. Gunko  / Genetic Diversity of Potato Virus Y in Belarus // Cytology and Genetics. – 2021. Vol. 55, No. 3. – Р. 290–297. (Scopus: IF=0,6).

Ген яблони MD13G1109800 относится к транскрипционным факторам семейства Trihelix и экспрессируется в ответ на воздействие абиотических стрессовых факторов / П.В. Кузмицкая, Е.С. Королева, О.Ю. Урбанович // Вес. Нац. акад. навук Беларусі. Сер. біял. навук. – 2021. – № 4. – С. 426–432.

Генетическое разнообразие линий кур белорусской селекции по аллельному составу генов PRL, GH и IGF-I, ассоциированных с продуктивностью / А. Н. Заинчковская, Е. П. Хмилевская, А. М. Шишлова-Соколовская, С. В. Косьяненко, Е. А. Фомина, О. Ю. Урбанович // Молекулярная и прикладная генетика : сб. науч. тр. / Институт генетики и цитологии НАН Беларуси ; редкол.: А.В. Кильчевский (гл. ред.) [и др.]. – — 2021. —  Т.31. — С.124-133.

 

2022 г.

Фомина Е.А. Генетическое разнообразие представителей  инбредных линий мышей BALB/c, CBA, C57BL/6, используемых в медико-биологических исследованиях в республике Беларусь / Е.А. Фомина, А.Н. Заинчковская, О.Ю. Урбанович // Молекулярная и прикладная генетика : сб. науч. тр. / Институт генетики и цитологии НАН Беларуси ; редкол.: А.В. Кильчевский (гл. ред.) [и др.]. – Минск, 2022. —  Т.32. — С.97-106.

Урбанович О. Ю. Генетически модифицированные растения — история и перспективы. К 85-летию со дня рождения академика Картеля Николая Александровича // Молекулярная и прикладная генетика : сб. науч. тр. / Институт генетики и цитологии НАН Беларуси ; редкол.: А.В. Кильчевский (гл. ред.) [и др.]. – Минск, 2022. —  Т.32. — С.121-126.

Разработка CRISPR/Cas9 системы для геномного редактирования гена NtPDS табака (Nicotiana tabacum) / А. М. Шишлова-Соколовская, Е. П. Хмилевская, О. Ю. Урбанович // Молекулярная и прикладная генетика : сб. науч. тр. / Институт генетики и цитологии НАН Беларуси ; редкол.: А.В. Кильчевский (гл. ред.) [и др.]. –  2022. – Т.33. – С.47-57.

 

2023 г.

Kuzmitskaya, P., Koroleva, E. & Urbanovich, O. Genome-wide identification of trihelix transcription factors in the apple genome in silico. J Appl Genetics 64, 445–458 (2023). https://doi.org/10.1007/s13353-023-00770-y (Scopus: IF=3,0).

Korotaeva, N.E., Shigarova, A.M., Katyshev, A.I., Fedoseeva L.V., Fedyaeva A.V., Sauchyn D.V.,  Shyshlova-Sokolovskaya A.M., Urbanovich O.Yu., Borovskii G.B. Effect of Expression of the NDB2 Heterologous Gene of Arabidopsis thaliana on Growth and Respiratory Activity of Nicotiana tabacum. Russ J Plant Physiol. V.  70, 93 (2023). https://doi.org/10.1134/S1021443723600885 (Scopus: IF=1,6).

Экспрессия генов TaDHN9-A, TaDHN13 и TaDHN20 у сортов яровой пшеницы в ответ на засуху / А.Н. Заинчковская, Е.А. Фомина, Ф.Н. Кушанов, О.Ю. Урбанович // Молекулярная и прикладная генетика : сб. науч. тр. / Институт генетики и цитологии НАН Беларуси ; редкол.: А.В. Кильчевский (гл. ред.) [и др.]. – Минск, 2023. —  Т.35. — С.27-34. 

 

2024 г.

 

Влияние дефицита влаги на экспрессию генов, кодирующих стресс-ассоциированные белки яблони / П. В. КузмицкаяЕ. С. КоролеваО. Ю. Урбанович // Вес. Нац. акад. навук Беларусі. Сер. біял. навук. – 2024. – № 1. – С. 36–46. https://doi.org/10.29235/1029-8940-2024-69-1-36-46

Генетическое разнообразие деревьев яблони старого плодового сада Центрального ботанического сада НАН / Е. А. ФоминаА. Н. ЗаинчковскаяП. В. КузмицкаяО. Ю. УрбановичП. А. ПашкевичЛ. С. СидорБ. Ю. АношенкоЛ. В. Гончарова // Вес. Нац. акад. навук Беларусі. Сер. біял. навук. – 2024. – № 1. – С. 57–67. https://doi.org/10.29235/1029-8940-2024-69-1-57-67

Влияние некоторых абиотических факторов на профили экспрессии генов, кодирующих стресс-ассоциированные белки яблони / П. В. КузмицкаяЕ. С. КоролеваО. Ю. Урбанович // Вес. Нац. акад. навук Беларусі. Сер. біял. навук. – 2024. – № 2. – С. 143–152.

https://doi.org/10.29235/1029-8940-2024-69-2-143-152

Участие в конференциях (за последние 5 лет).

V Международная научная конференция «Генетика и биотехнология XXI века: проблемы, достижения, перспективы». 21-25 ноября 2022 г., г. Минск.

Российско-Белорусское  рабочее совещание по генетическим технологиям. 9 июля, 2-22 г., г. Новосибирск.

V Вавиловская международная конференция, Международная научно-практическая конференция «Вавиловские чтения-2022». 25 ноября, 2022 г., г. Санкт-Петербург.

Семинар «Геномные технологии: практика применения (растениеводство, животноводство)». 22 марта, 2023 г., г. Минск.

Международная научная конференция, посвященная 65-летию деятельности Отдела биохимии и биотехнологии растений ГНУ «Центральный ботанический сад НАН Беларуси» «Настоящее и будущее биотехнологии растений». 24-26 мая, 2023 г., г. Минск

Научное руководство

(Докторские, кандидатские, магистерские, дипломные, курсовые – текущие и за последние 5 лет).

В лаборатории ведется руководство  курсовыми и дипломными работами студентов.

Защищена 1 кандидатская диссертация и 3 магистерских работы

Патенты

Урбанович О.Ю., Кузмицкая П.В., Межнина О. А.,  Кветко Е.П. Набор микросателлитных маркеров для идентификации сорта яблони и способ ДНК-идентификации сорта яблони.  Патент № 23427. Зарегистрирован 29.03.2021 г. 

Урбанович О.Ю., Межнина О.А. Набор молекулярных маркеров и способ ДНК-идентификации сортов смородины черной, красной и крыжовника обыкновенного. № 23967. Зарегистрирован 25.01.2023.

Урбанович О.Ю., Межнина О.А. Набор молекулярных маркеров SSR типа и способ ДНК-идентификации сортов растений рода Fragaria № 23966. Зарегистрирован 25.01.2023.

Награды, гранты.

Урбанович Оксана Юрьевна награждена  Почетной грамотой НАН Беларуси (Постановление Бюро Президиума НАН Беларуси 13.10.2021 №466) .