Мікробіологія і біотехнологія

ШТАМИ-ПРОДУЦЕНТИ ГІАЛУРОНОВОЇ КИСЛОТИ, ШЛЯХИ ЇХ УДОСКОНАЛЕННЯ ТА ПЕРСПЕКТИВИ ПРОМИСЛОВОГО ВИКОРИСТАННЯ

Н. В. Двінських — 2026-05-29

В умовах зростаючого попиту на гіалуронову кислоту (ГК) у фармації, медицині та косметології, спричиненого її унікальними властивостями (гідратація, регенерація тканин, відновлення в’язкості суглобової рідини), актуальною є проблема її безпечного та масштабного виробництва. Традиційні джерела (тваринні тканини) та патогенні мікробні продуценти (Streptococcus zooepidemicus) мають суттєві обмеження щодо масштабованості та ризику контамінації ендотоксинами. Це стимулює перехід до рекомбінантних штамів зі статусом GRAS. Мета дослідження полягала в аналізі сучасних продуцентів ГК, стратегій їх удосконалення та перспектив застосування для промислового мікробного синтезу.

Проведено огляд продуцентів, де особливу увагу приділено непатогенній бактерії Corynebacterium glutamicum — перспективній платформі для гетерологічного синтезу ГК. За даними наукових статей з наукометричих баз даних (як Google Scholar та PubMed) виявлено значні результати системної метаболічної інженерії, спрямованої на підвищення продуктивності C. glutamicum. Вони включають інтеграцію генів біосинтезу (hasA, hasB, hasC), покращення поглинання субстрату, оптимізацію енергетичного балансу та блокування конкуруючих шляхів, таких як утворення лактату. З’ясовано, що рекомбінантні штами здатні досягати високих титрів ГК у режимі культивування з підживленням (fed-batch), забезпечуючи при цьому керованість молекулярною масою. Дані з проаналізованих джерел дають змогу зробити висновок, що ГК, отримана мікробним синтезом, має значні перспективи застосування в медицині (ортопедія, офтальмологія, дерматологія) та косметології (антивіковий ефект, філери) через високий рівень чистоти, контрольованість молекулярної маси, відсутність вірусних та пріонних забруднень, економічні переваги (потенціал до збільшення обсягів виробництва та нижча собівартість, ніж при використанні тваринної сировини).

Перехід до використання GRAS-продуцентів, зокрема C. glutamicum, забезпечує високу чистоту, безпеку та масштабованість, необхідні для відповідності вимогам Належної виробничої практики (GMP). Метаболічна інженерія є ключовою стратегією, що дозволяє не лише збільшувати вихід продукту, а й забезпечити синтез ГК з потрібною молекулярною масою. Подальше вдосконалення штамів, використання альтернативних субстратів для культивування та автоматизація біопроцесів забезпечать стійке та економічно ефективне виробництво високоякісної ГК для задоволення потреб світового ринку.

БІОІНФОРМАТИЧНИЙ АНАЛІЗ ALTERNARIA MACROSPORA ДЛЯ РОЗРОБКИ СИСТЕМИ МОЛЕКУЛЯРНОЇ ДЕТЕКЦІЇ

Г. І. Сліщук — 2026-05-29

Мета. Розробити специфічні праймери та TaqMan-зонди для детекції фітопатогенного гриба Alternaria macrospora методом полімеразної ланцюгової реакції у реальному часі. Методи. Біоінформатичний аналіз послідовностей A. macrospora, наявних у генетичній базі даних Національного центру біотехнологічної інформації (NCBI). Пошук гомологів здійснювали з використанням інструменту «BLAST» (https://blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast.cgi). Для оцінки роздільної здатності генетичних локусів проводили філогенетичний аналіз у програмі raxmlGUI. Множинне вирівнювання послідовностей виконували за допомогою алгоритму MAFFT. Дизайн праймерів та TaqMan-зондів здійснювали за допомогою інструменту «Primer3» (https://primer3. ut.ee/). Специфічність праймерів перевіряли in silico із використанням інструменту «Primer-BLAST». Результати. Проаналізовано 82 нуклеотидні послідовності A. macrospora, з них 48 послідовностей ITS регіону (Internal Transcribed Spacer) та послідовності генетичних локусів 18S rRNA і 28S rRNA (Ribosomal RNA), RPB2 (RNA Polymerase II Second Largest Subunit), GAPDH (Glyceraldehyde 3 Phosphate Dehydrogenase), TEF1 (Translation Elongation Factor 1-alpha), histone H3, calmodulin, actin, allergen alt a 1. Встановлено, що традиційний молекулярний маркер ITS має низьку роздільну здатність для ідентифікації A. macrospora та не дозволяє відрізнити цей вид від інших представників Alternaria. Виявлено, що гени calmodulin та histone H3 містять видоспецифічні ділянки, які можуть бути використані для диференціації A. macrospora. На основі послідовностей цих генів розроблено дизайн пар праймерів (прямий та зворотний) та внутрішніх TaqMan-зондів, що показали специфічність до A. macrospora при перевірці in silico. Висновки. Гени calmodulin та histone H3 виявилися перспективними молекулярними маркерами для специфічної детекції A. macrospora. Розроблена TaqMan-система дозволяє in silico специфічно ідентифікувати A. macrospora.

ІЗОЛЯЦІЯ ТА МОРФОЛОГІЧНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ МІКСОБАКТЕРІЙ ІЗ БІОТОПІВ ОДЕСЬКОЇ ЗАТОКИ ЧОРНОГО МОРЯ

В. Ю. Іваніца — 2026-05-29

Міксобактерії, виділені із морського середовища, є перспективним природним джерелом унікальних біологічно активних вторинних метаболітів. Мета. Виділити у чисті культури міксобактерії із природних біотопів Чорного моря та дослідити їх морфологічні характеристики. Методи. Для виділення міксобактерій використовували зразки морського ґрунту, біологічних обростань пірсу, мідії і макроводорості. Виділення проводили на різних модифікаціях середовища WAT-агар із використанням Escherichia coli як приманки. Очищення культур здійснювали шляхом багаторазових пересівів та термообробки плодових тіл. Культуральні та морфологічні властивості вивчали на щільному середовищі VY/2 і в рідкому середовищі CY/H із використанням світлової мікроскопії. Результати. Із 35 досліджених зразків морських субстратів було отримано 91 ізолят бактерій із ознаками міксобактерій, з яких 35 вдалося одержати у вигляді чистих культур. Найбільшу кількість ізолятів виділено зі зразків макроводоростей. Найефективнішим для ізоляції виявилося середовище WAT-агар на основі відфільтрованої морської води. Досліджені штами характеризувалися значним фенотиповим різноманіттям, що проявлялося у варіабельності морфології колоній, характеру ковзного руху та морфогенезу плодових тіл. Висновки. Отримані результати свідчать про значне різноманіття міксобактерій у морських біотопах Чорного моря та зумовлюють подальше вивчення їх біосинтетичного потенціалу як джерела нових біологічно активних сполук.

ІДЕНТИФІКАЦІЯ ТА ДІАГНОСТИКА УРАЖЕНОСТІ ЗБУДНИКОМ ФІТОПЛАЗМОВОЇ ІНФЕКЦІЇ РОСЛИН BERBERIS THUNBERGII DC

Л. О. Конуп — 2026-05-29

За шкідливістю фітоплазмові інфекції рослин відносяться до катастрофічних захворювань, які часто приймають характер епіфітотій. Фітоплазма пов’язана із хворобами декількох видів рослин, серед них особливе місце займає барбарис, останнім часом виявлено ураження цим збудником інших рослин, таких як яблуні, груші, айстри, селера і список цих рослин постійно зростає. Ця інфекція знижує врожай багатьох важливих сільськогосподарських культур у всьому світі. За останні роки відбувається значне поширення фітоплазмової інфекції на різні рослини, які раніше не уражувалися цим збудником. Тому питання виявлення та ідентифікації збудника цієї хвороби різних рослин є досить актуальним. Мета роботи — виявити та ідентифікувати збудника у хворих рослин барбарису (Berberis thunbergii DC). Матеріали і методи. У роботі проводили візуальне обстеження кущів рослин. Для діагностики виявлених рослин з характерними симптомами і ідентифікації збудника використовували молекулярно-генетичний метод полімеразної ланцюгової реакції (ПЛР) у реальному часі. Дослідження проводили відповідно до атестованої методики з використанням обладнання ПЛР-лабораторії. В роботі використовували як універсальні тест-набори для виявлення фітоплазми, так і підібрані праймери і умови проведення ПЛР. Результати. Було обстежено 17 кущів рослин Berberis thunbergii DC, п’ять з них мали характерні симптоми фітоплазмової інфекції, а саме: аномальне видовження міжвузля, загальне пригнічення рослин, знебарвлювання листків або пагонів, скручування листків, кущистість наприкінці зростання пагонів і загальне пригнічення. За результатами лабораторного випробування методом ПЛР було ідентифіковано збудника фітоплазмової інфекції. Висновки. Вперше в Україні було виявлено і ідентифіковано збудника фітоплазмової хвороби на рослині Berberis thunbergii DC з симптомами ураження цією хворобою. Було підібрано концентрації праймерів і флуоресцентного зонду, умови проведення ПЛР реакції для визначення збудника.

ЕФЕКТИВНІСТЬ БІОЛОГІЧНИХ ТА ОРГАНО-МІНЕРАЛЬНИХ ПРЕПАРАТІВ В СИСТЕМІ ЗАХИСТУ ПШЕНИЦІ ОЗИМОЇ ВІД ХВОРОБ

С. І. Бурикіна — 2026-05-29

Одне із найважливіших питань в адаптивній системі рослинництва це захист пшениці від шкодочинних грибних хвороб. Мета. Визначити ефективність біофунгіцидів на фоні передпосівного обробітку насіння пшениці озимої органо-мінеральними препаратами в зоні Південного Степу України. Методи. Польовий: закладання досліду, проведення обробок біопрепаратами, моніторинг, облік поширення та розвитку хвороб, статистично-розрахунковий: математична обробка результатів, розрахунок технічної ефективності. Результати. В період досліджень (2022–2025 рр.) найбільш поширеними хворобами рослин пшениці озимої були борошниста роса (збудник Blumeria graminis Speer.), бура та жовта іржі (збудники Puccinia recondite Rob. та Puccinia striiformis Wesst), септоріоз (збудник Septoria tritici Desm.) Встановлена кореляційна залежність поширення хвороб від гідротермічних умов весняно-літньої вегетації пшениці озимої: поширення всіх хвороб, окрім септоріозу, визначалося кількістю опадів від 30,3% до 64,0%; температурні умови максимально (на 81,0–86,5%) впливали на розвиток септоріозу та жовтої плямистості, а рівень зволоження (ГТК) — від 37,2 до 41,0% детермінував розвиток іржастих патогенів. Розвиток хвороб на рослинах контрольного варіанту в середньому за роки досліджень не перевищував 10% за фазами вегетації і коливався від 2,5 до 0,6% (борошниста роса); 0,1–7,6% (піренофороз); 3,4–9,2% (септоріоз); 0,2–5,1–5,6 (іржа) та 0–3,5% (фузаріоз), а поширення хвороб складало 9,5–38,5%; 0,6–36,0%; 8,0–25,5%; 1,0–29,5% та 0–26,5%, відповідно. Максимальну технічну ефективність отримано при комбінації Триходермін + Планриз (28,9%–58,8%), залежно від виду хвороби та препарату передпосівного обробітку насіння. Висновки. В підходах до управління біологізацією систем захисту від хвороб для запобігання забруднення довкілля слід звернути увагу на підбір комплексу біофунгіцидів; профілактичне та системне внесення біопрепаратів за основними фазами росту; комбінування обробітку розчинами біофунгіцидів по вегетації з передпосівною інокуляцією насіння стресопротекторами та стимуляторами росту, які підсилюють дію біопрепаратів. Ефективність біологічних фунгіцидів зростає на фоні передпосівної обробки насіння препаратами Seed Treatment, Вітазим, Гумістар в середньому на 37,2; 36,1 та 39,4%, відповідно, а на фоні хімічного протруйника — на 44,3% проти варіанту відсутності передпосівного обробітку. Біологічні препарати Триходермін М + Планриз М, Вітастим БТ, Біогібервіт БТ проявляють високу ефективність на посівах пшениці озимої проти хвороб грибної етіології за умови їх системного використанні впродовж всього періоду активної весняно-літньої вегетації, але стабільність їх дії визначається погодними умовами та препаратом передпосівного обробітку насіння. Найбільш ефективним є використання суміші Триходерміну М з Планризом М на тлі хімічного протруювання, яке наближається до варіанту хімічного захисту; ефективність Вітастиму БТ та Біогібервіту БТ у порівнянні з комплексом Триходермін М + Планриз М несуттєво (на 2,2–4,0%) менше.