Академик Дебабов Владимир Георгиевич

17 октября

Академик Дебабов Владимир Георгиевич

90 лет

Персональная страница

Владимир Георгиевич Дебабов родился 17 октября 1935 года в Москве.

В 1958 году окончил химический факультет МГУ им. М.В. Ломоносова. В 1958–1964 гг. — в Институте органической химии им. Н.Д. Зелинского: старший лаборант, младший научный сотрудник Лаборатории химии белка. В 1964–1968 гг. — в Институте атомной энергии им. И.В. Курчатова: старший научный сотрудник Радиобиологического отдела. С 1968 года — в Государственном научно-исследовательском институте генетики и селекции промышленных микроорганизмов (с 2017 г. — НИЦ «Курчатовский институт» — ГосНИИгенетика, Курчатовский комплекс генетических исследований, ККГИ): зав. лабораторией биохимии, зав. Лабораторией генной инженерии (1968–1975), зав. отделом биотехнологии (1975–1976), заместитель директора по научной работе (1976–1977). В 1977–2006 гг. — директор ГосНИИгенетика, в 2006–2019 гг. — научный руководитель Института, заведующий Лабораторией. Советник директора НИЦ «Курчатовский институт». С 2023 года — главный научный сотрудник комплекса НБИКС-природоподобных технологий НИЦ «Курчатовский институт».

Член-корреспондент АН СССР c 1987 года, академик РАСХН c 1991 года, академик РАН c 2013 года — Отделение биологических наук.

Академик В.Г. Дебабов — видный советский и российский учёный-микробиолог, биохимик. Внёс существенный вклад в развитие биотехнологии, молекулярной биологии, генной и белковой инженерии, промышленной микробиологии. Его научные интересы: селекция микроорганизмов, метаболическая и генетическая инженерия клеток микроорганизмов, химия белка, биоматериалы на базе белков паутины (спидроины), биокатализ, биоматериалы, нанобиотехнологии, конструирование штаммов-продуцентов биологически активных веществ. Автор исследований по разработке микробиологического синтеза аминокислот (лизина, треонина, гомосерина) методами генной инженерии, первым использовал методы генной инженерии для создания промышленных штаммов микроорганизмов.

В.Г. Дебабов стоял у истоков создания микробиологической промышленности в СССР. Избран в руководящие органы Всероссийского микробиологического общества, Общества генетиков и селекционеров им. Н.И. Вавилова.

В 1964 году защитил кандидатскую диссертацию «Синтетическое моделирование структуры коллагена», в 1975 году защитил докторскую диссертацию «Исследование хромосомного дезоксинуклеопротеида и модельных комплексов», с 1976 года — профессор.

Научную деятельность В.Г. Дебабов начал в 1958 году после окончания МГУ им. М.В. Ломоносова — в Лаборатории химии белка Института органической химии им. Н.Д. Зелинского АН СССР. Важнейшее его достижение этого периода — синтез полипептида (глицил-пролил-оксипролина)n, структура которого оказалась изоморфной природному коллагену. Эта работа, отмеченная в отчёте Академии наук СССР за 1961 год, как одно из значительных достижений отечественной науки, была неоднократно воспроизведена в ряде лабораторий в нашей стране и за рубежом. В 1964–1968 гг. В.Г. Дебабов возглавлял группу сотрудников Радиобиологического отдела Института атомной энергии им. И.В. Курчатова, где принял участие в разработке технологии ферментации и очистки кормовой аминокислоты L-лизина, пуске опытных установок в г. Москве, в г. Унгены (Молдавской СССР) и первого завода по производству L-лизина в г. Черенцеване (Армянская ССР). На данную работу получено 15 патентов (авторских свидетельств).

В этот же период В.Г. Дебабовым были проведены исследования, направленные на изучение гистонов и структур дезоксинуклеопротеидных комплексов ядер эукариот. В 1968 году на базе Радиобиологического отдела был образован Государственный научно-исследовательский институт генетики и селекции промышленных микроорганизмов (в настоящее время — ФГУП «ГосНИИгенетика»), куда директор нового института С.И. Алиханян пригласил В.Г. Дебабова на должность заведующего Лабораторией биохимии. С этого времени он занимается вопросами молекулярной генетики, энзимологии генетических процессов — выполнены работы по изучению белков, расплетающих ДНК, изучается роль белков 46 и 47 фага Т4. Его основные работы — в области генетической инженерии, биотехнологии, химии белка. Им выполнен ряд исследований, связанных с разработкой основ генетической инженерии микроорганизмов, их селекции, возможностью их использования в промышленности.

С 1974 года в руководимой В.Г. Дебабовым Лаборатории начались исследования, направленные на освоение и развитие генной инженерии и практическое использование этой методологии: сконструированы первые в СССР рекомбинантные плазмидные ДНК; осуществлено прямое клонирование фрагментов бактериальной хромосомы (впоследствии метод получил название «шотган-эксперимент»); разработаны оригинальные методы оптимизации экспрессии генов, включая конструкции с перекрывающимися кодонами терминации и инициации транскрипции («оверлопоны»).

Метаболическая инженерия — это целенаправленное изменение генома организма с целью придания организму полезных свойств. Для таких действий нужно иметь знания о структуре генома и соответствующий инструментарий для реконструкции генома. Чем лучше изучен организм, тем больше шансов на успешное осуществление метаболической инженерии. В 80-х годах под руководством В.Г. Дебабова учёными «ГосНИИгенетики» методами генной инженерии был создан штамм Escherichia coli — продуцент незаменимой аминокислоты L-треонина. В ходе работы был разработан метод клонирования фрагментов бактериальной хромосомы на плазмидах, впоследствии получивший в англоязычной литературе название shotgun. Были открыты неизвестные ранее транспортёры аминокислот из клетки в окружающую среду. До этих исследований были известны только системы транспорта из среды в клетку. В треониновом опероне были получены мутации, снимающие ретроингибирование ферментов конечным продуктом (треонином). Клонирование мутантного оперона на многокопийных плазмидах с одновременным повышением экспрессии транспортёра, выкачивающего треонин из клетки, привело к созданию штамма продуцента треонинана, на порядок превышающего по продуктивности все известные до того штаммы. На этот штамм были получены международные патенты и лицензии на его использование были проданы в Словакию, Швецию и Японию.

В настоящее время промышленность предпочитает использовать безплазмидные штаммы с целью повышения стабильности и безопасности процессов, следовательно, все изменения должны осуществляться на бактериальной хромосоме. Адекватным инструментарием для быстрых и точных генетических манипуляций является «рекомбиниринг» — сочетание использования синтетических олигонуклеотидов, реакций ПЦР и сайтспецифической и общей рекомбинации. Главными целями метаболической инженерии Escherichia coli на сегодня являются максимальное повышение конверсии субстрата в целевой продукт и расширение спектра синтезируемых метаболитов.

В группе В.Г. Дебабова сконструированы штаммы E. coli — продуценты янтарной, фумаровой и пировиноградной кислот, 1- бутанола и оптически активной (Б)-З-гидроксимасляной кислоты. Штаммы обладают высоким уровнем конверсии (от 70 до 98 % от теоретического) и имеют потенциал для практического использования. В ходе исследований оптимизированы пути центрального метаболизма и создан платформенный штамм с перекрытыми путями побочных реакций. Изучена возможность использования обращённого пути бета-окисления жирных кислот для синтеза С4-С6-метаболитов. Найдены функции для двух открытых рамок считывания — это комплексы ацетил-КоА-дегидрогеназ.

Работа В.Г. Дебабова внесла весомый вклад в изучение метаболизма бактерий Escherichia coli и разработку инструментария метаболической инженерии. Исторической заслугой автора является внедрение бактерий Escherichia coli в мировое промышленное производство. За работы по клонированию в клетках Escherichia сoli полного структурного гена проинсулина рыб, выделению новых рестриктаз и за развитие методологии генной инженерии в 1981 года В.Г. Дебабов удостоился премии Совета Министров СССР. В конце 90-х годов японская фирма «Аджиномото» начала производство треонина на своем заводе во Франции. Это был первый в мире случай использования бактерий Escherichia coli в промышленном производстве.

С 1987 году по инициативе В.Г. Дебабова в «ГосНИИгенетике» и в филиале института в г. Саратове проводились исследования, направленные на разработку биокаталитического способа получения акриламида из акрилонитрила, которые завершились созданием лучшей в мире технологии получения акриламида и созданием крупнотоннажного производства. За эту работу, которая является первым шагом вклада биотехнологии в крупнотоннажную химию в России, В.Г. Дебабов удостоен премии Правительства РФ по науке и технике за 1996 год. Процесс защищён патентами в ряде европейских стран, США, Австралии, используется на заводах в России и в Корее.

Фундаментальные молекулярно-биологические, генетические и генно-инженерные исследования позволили В.Г. Дебабову сформулировать принципы современной селекции, практическая реализация которых привела к созданию промышленных штаммов микроорганизмов-продуцентов, многие из которых являются лучшими в мире. Так, под руководством В.Г. Дебабова созданы штаммы-суперпродуценты L-треонина, L-гомосерина, а затем и других аминокислот медицинского и кормового назначения, используемые в РФ и ряде зарубежных стран (в том числе в США, Франции) в промышленном производстве L-треонина, рибофлавина, акриламида, лейкоцитарного интерферона и др. Продуцент L-треонина стал первым в мире рекомбинантным штаммом, используемым в микробиологической промышленности. Под его руководством был создан первый в мире рекомбинантный продуцент интерферона человека и ряд генно-инженерных штаммов, синтезирующие белки медицинского назначения — лейкоцитарные и фибробластный интерфероны человека, интерлейкины человека. На основе продуцента интерферона человека было разработано первое отечественное генно-инженерное лекарство, которое и сейчас под разными коммерческими названиями выпускается в России и за рубежом. В 1985 году за эту работу В.Г. Дебабов был удостоен Ленинской премии. В настоящее время не только весь треонин в мире (более 500 тысяч тонн в год) но и значительные количества лизина, и ряд других продуктов получают с помощью бактерий Escherichia coli.

В.Г. Дебабов убеждён: Российская Федерация обладает уникальными возможностями для использования растительных ресурсов в качестве сырья для биотехнологических производств. Значительная часть нефти и газа может быть заменена биотопливом и химикатами из возобновляемого сырья. Развитие биотехнологий стимулирует сельское и лесное хозяйство, даст миллионы новых рабочих мест. Использование микроорганизмов в промышленности подразумевает производство аминокислот, витаминов, ферментов, средств защиты растений в заводских условиях.

Микробиологическая промышленность основана на генетически изменённых микроорганизмах и имеет большое будущее, так как базой для неё является растительное сырьё, в основном — глюкоза. В России перспективы очень хорошие из-за избытка зерна — источника глюкозы. Сейчас в мире применяются все методы генетических манипуляций для создания более эффективных штаммов. Вопрос в том — как это делать безопасно. Необходимо установить правила конструирования штаммов, проверять все организмы, которые применяются в промышленности, составить списки опасных и безопасных микроорганизмов, а также тех, которые запрещены к использованию, например, источники токсинов. С докладом об особенностях использования микроорганизмов в промышленности и о том, как сделать этот процесс безопасным, В.Г. Дебабов выступил на заседании Президиума РАН.

С 2000-х годов В.Г. Дебабов занимается созданием технологии получения материалов с уникальными свойствами из белков паутины, получением рекомбинантных дрожжей и растений, экспресcирующих аналоги белков паутины, на основе которых создаются образцы нитей, пленок и гидрогелей, имеющие высокий потенциал использования в регенеративной медицине. В последние годы на основе рекомбинантных белков — аналогов белков паутины получены композитные материалы и изделия из них (матриксы, гидрогели, плёнки, нити) для использования при лечении повреждений кожи и восстановительной хирургии костных тканей.

В 2024 году В.Г. Дебабов продолжил исследования по трём направлениям:

• Метаболическая инженерия бактерий Eschericia coli. Показана возможность получения 3-гидрокси С4 и С8 карбоновых кислот ферментацией глюкозы.

• Исследования материалов на базе рекомбинантных спидроинов (белков паутины). Показано, что гидрогели спидроина способствуют пролиферации и миграции клеток роговицы глаза человека.

• Исследования свойств наночастиц металлов и сульфидов металлов, полученных с помощью микроорганизмов.

По всем трём направлениям получены оригинальные результаты.

Полученные результаты создают фундаментальные предпосылки для разработки новых материалов для регенеративной медицины, покрытий для предотвращения обрастания морских судов и конструкций и для микробиологического получения ценных продуктов, особенно органических кислот и их производных.

Более 30 лет В.Г. Дебабов возглавлял уникальный научный центр «ГосНИИгенетика», соединяющий в своей деятельности фундаментальные исследования (в области генетики про- и эукариотических организмов, биоинженерии, иммунологии, биокатализа, биоинформатики) с созданием на этой основе индустриальных биотехнологий.

В 2024 году участвовал в проведении экспертиз РАН и РНФ.

В 2024 году В.Г. Дебабовым организована секция «Селекция и биотехнология микроорганизмов» на VII Съезде Всероссийского общества генетиков и селекционеров им Н.И. Вавилова.

Подготовил 25 кандидатов и 4 докторов наук.

В 1977–2022 гг. был главным редактором журнала «Биотехнология», член редколлегии журнала «Молекулярная биология», член редколлегии журналов «Микробиология», «Генетика», «Успехи биологической химии».

Член бюро Отделения биологических наук РАН, председатель Совета по биотехнологии при Отделении биологических наук, член Совета по микробиологии и генетике, член Совета по генной инженерии при Президиуме РАН, член бюро Научного совета по генетике и селекции. Много лет был председателем учёного совета «ГосНИИгенетика», член учёного совета ФИЦ «Фундаментальные основы биотехнологии» РАН, член учёного совета при «Курчатовском институте», член диссертационного совета 02.1.003.06 на базе НИЦ «Курчатовский институт», член Научно-технического совета НБИКС в НИЦ «Курчатовский институт», член правления Всероссийского микробиологического общества, член правления Общества генетиков и селекционеров им. Н.И. Вавилова.

Член Научного совета Федеральной научно-технической программы развития генетических технологий на 2019–2030 гг., член Экспертного совета при Комиссии по присуждению премий Правительства РФ, а также член Секции по биотехнологии и экологии этого совета.

Награждён орденом Дружбы народов.

Лауреат премии Госкомитета СССР по науке и технике, премии Совета Министров СССР, Ленинской премии, дважды лауреат премии Правительства РФ (1996, 2010).

Ему вручена Благодарность Президента РФ.

Удостоен премии имени А. Н. Баха 2023 года за цикл работ «Метаболическая инженерия Escherichia coli», отмечен юбилейной медалью «300 лет Российской академии наук».