Деякі моменти історії Інституту молекулярної біології і генетики НАН України (до 50-річчя від часу заснування)

Різко зріс інтерес до такого напряму як епігенетика -- це розділ генетики, що вивчає формування і спадкову передачу специфічного функціонального стану геному. Епігенетика, на відміну від класичної генетики (менделізму), вивчає спадковість не у статиці (кількість одиниць спадковості, їх локалізація у хромосомах, аналіз рекомбінаційних подій, нуклеотидних послідовностей у молекулах ДНК і РНК тощо), а у їх динаміці (зміни і новоутворення, що відбуваються у самих одиницях спадковості протягом індивідуального розвитку особин). Оскільки такі, набуті протягом онтогенезу, ознаки можуть передаватись у спадок (зокрема, на прикладі деяких рослин це вже науково доведений факт), а це вступає у певне протиріччя із постулатами синтетичної теорії еволюції, вивчення епігенетичної мінливості сучасними методами має і сьогодні важливе як загальнобіологічне та світоглядне, так і практичне значення, зокрема, у медичній генетиці і селекції. Все більше даних свідчить про те, що і канцерогенез може бути наслідком епігеномних змін соматичних клітин.

У цей період продовжувалося удосконалення структури ІМБГ, який залишався бути провідним науковим закладом у розвитку перелічених та інших пріоритетних наукових напрямів молекулярної біології, генетики та біотехнологій. Зокрема, наказом № 122-кл від 3 грудня 2001 р. на базі частини відділу структури і функції нуклеїнових кислот створено відділ білкової інженерії. До складу новоствореного відділу було переміщено 11 працівників, з них 6 наукових (О. І. Корнелюк, О. Т. Рожко, О. В. Леванець, О. Л. Дубровський, К. О. Одинець, Т. О. Рибкінська). Основним науковим напрямом роботи відділу визначено структурно-функціональні дослідження білків методами сайт-спрямованого мутагенезу, структурної біології та комп'ютерного моделювання. Завідувачем відділу білкової інженерії було обрано доктора біологічних наук О. І. Корнелюка. Нині це відділ білкової інженерії та біоінформатики, очолюваний членом-кореспондентом НАН України О. І. Корнелюком.

Наказом директора ІМБГ академіка Г. Х. Мацуки № 48-кл від 15 квітня 2002 р. на базі частини відділу генетики людини (завідувачка доктор біол. наук Л.Л. Лукаш) створено відділ геноміки людини та визначено основним напрямом його роботи дослідження структури, функцій та мінливостей геному людини, молекулярно-генетичні основи спадкової патології людини. До складу новоствореного відділу було переміщено 11 працівників, з них 6 наукових (Л. А. Лівшиць, С. Г. Малярчук, О. Ю. Екшиян, С. О. Кравченко, М. В. Нечипоренко, В. М. Пампуха). Завідувачкою відділу геноміки людини було обрано доктора біол. наук Л. А. Лівшиць. У 2018 р. відділ геноміки людини було розформовано, і на його базі організовано дві лабораторії -- лабораторія геноміки людини у відділі молекулярної генетики (завідувач відділу доктор біол. наук, професор Г. Д. Телегєєв, завідувачка лабораторії доктор біол. наук, професор Л. А. Лівшиць), та лабораторія генетики спадкових патологій відділу молекулярної онкогенетики (завідувач відділу член-кореспондент НАН України В. І. Кашуба, завідувач лабораторії кандидат біол. наук С. А. Кравченко).

24 січня 2003 р. Г. Х. Мацука видав наказ № 07-кл наступного змісту: «У зв'язку з моїм переходом на наукову пенсію призначити з 25 січня 2003 р. тимчасово виконуючою обов'язки директора Інституту молекулярної біології і генетики НАН України академіка НАН України Єльську Ганну Валентинівну, заступника директора з наукової роботи. Директор інституту академік НАН України Г. Х. Мацука». Заступниками директора ІМБГ з наукової роботи було призначено членакореспондента НАН України С. С. Малюту (у 2005 р. його на цій посаді змінив член-кореспондент НАН України Д. М. Говорун), кандидата біол. наук Я. І. Корпана та доктора біол. наук, професора, нині академіка НАН України М. А. Тукала. А завідувачем відділу структури і функції нуклеїнових кислот, яким до того часу керував академік Г. Х. Мацука, було обрано кандидата біол. наук В. В. Філоненка (нині він член-кореспондент НАН України).

Наказом № 43-кл від 05.05.2003 р. директора ІМБГ академіка Г. В. Єльської було створено відділ комбінаторної хімії біологічно активних сполук на базі частини відділу структури і функції нуклеїнових кислот (груп хімії нуклеїнових кислот та синтезу біологічно активних речовин). До складу новоствореного відділу з відділу структури і функції нуклеїнових кислот було переміщено 22 співробітника, з них 10 наукових. Головним напрямом діяльності новоствореного відділу затверджено проведення наукових досліджень в галузі біоорганічної та комбінаторної хімії для потреб молекулярної біології та медицини. Завідувачем відділу комбінаторної хімії біологічно активних сполук було обрано кандидата хім. наук С. М. Ярмолюка. Після низки перейменувань і реорганізацій нині це відділ біомедичної хімії, завідувачем якого є доктор хім. наук, проф. С. М. Ярмолюк.

Наказом № 11 від 01.04.2004 р. директора ІМБГ Г. В. Єльської створено лабораторію молекулярної фармакології та визначено основним науковим напрямом її роботи молекулярну фармакологію нуклеїнових кислот та їхніх компонентів і розробку нових лікарських препаратів. До складу новоствореної лабораторії з відділу структури і функції нуклеїнових кислот було переміщено 11 співробітників групи біохімії олігонуклеотидів, з них 5 наукових. Завідувачем лабораторії молекулярної фармакології було призначено кандидата біол. наук З. Ю. Ткачука.

Наказом № 12 від 01.06.2004 р. створено лабораторію модифікації структури біологічно активних речовин під керівництвом кандидата мед. наук А. І. Потопальського на базі однойменної групи відділу регуляторних механізмів клітини та визначено основним науковим напрямком її роботи молекулярне оздоровлення людини та довкілля. До складу новоствореної лабораторії з відділу регуляторних механізмів клітини було переміщено 11 співробітників, з них 4 наукових.

Наказом № 030 від 01.02.2005 р. у структурі відділу структури і функції нуклеїнових кислот (завідувач кандидат біол. наук В. В. Філоненко) створено лабораторію молекулярних механізмів аутоімунних процесів під керівництвом кандидата біол. наук Л. Л. Сидорик. Основним науковим напрямком роботи новоствореної лабораторії визначено дослідження молекулярних механізмів, відповідальних за індукування аутоімунних процесів в організмі людини. До лабораторії молекулярних механізмів аутоімунних процесів було переміщено з відділу структури і функції нуклеїнових кислот 14 співробітників, з них 7 наукових.

Наказом № 7 від 30.06.2006 р. змінено назви наступних наукових відділів інституту: відділ молекулярної онкогенетики на відділ функціональної геноміки (завідувачка -- член-кор. НАН України В. Риндич); відділ молекулярної біофізики на відділ молекулярної і квантової біофізики (завідувач -- член-кор. НАН України Д. М. Говорун); відділ білкової інженерії на відділ білкової інженерії та біоінформатики (завідувач -- член-кор. НАН України О. І. Корнелюк); відділ молекулярної вірусології на відділ синтетичних біорегуляторів (завідувач доктор біол. наук А. Д. Швед); відділ структури і функції нуклеїнових кислот на відділ сигнальних систем клітини (завідувач доктор біол. Наук В. Філоненко); відділ комбінаторної хімії біологічно активних сполук на відділ комбінаторної хімії (завідувач доктор хім. наук, проф. С. М. Ярмолюк).

У 2007 р. у структурі інституту були, поряд з іншими, відділ біохімічної генетики (завідувач доктор біол. наук, проф. О. О. Соломко), відділ генетики людини (завідувачка доктор біол. наук, проф. Л. Л. Лукаш), відділ геноміки людини (завідувачка доктор біол. наук, проф. Л. А. Лівшиць), а також лабораторія біомолекулярної електроніки (завідувач доктор біол. наук, проф. О. П. Солдаткін), що входила до складу відділу механізмів трансляції генетичної інформації (завідувачка відділу -- академік НАН України Г. В. Єльська), та лабораторія модифікації структури біологічно активних речовин (завідувач кандидат мед. Наук І. Потопальський), що входила до складу відділу регуляторних механізмів клітини (завідувач відділу член-кор. НАН України, академік АМН України В. А. Кордюм).

Наказом директора № 02 від 29.01.2007 р. створено науково-технічну комісію міжвідомчого освітньо-наукового центру з геноміки, протеоміки, генних та клітинних технологій «Геном» у складі: доктор біол. наук, професор В. В. Філоненко, завідувач відділу сигнальних систем клітини -- голова; член-кор. НАН України, професор В. А. Кордюм, завідувач відділу регуляторних механізмів клітини; член-кор. НАН України, професор А. Кунах, завідувач відділу генетики клітинних популяцій; член-кор. НАН України, професор О. І. Корнелюк, завідувач відділу білкової інженерії та біоінформатики; доктор біол. наук Л. Л. Лукаш, завідувачка відділу генетики людини; доктор біол. наук, професор Л.А. Лівшиць, завідувачка відділу геноміки людини; доктор біол. наук, професор О. О. Соломко, завідувач відділу біохімічної генетики; доктор біол. наук, професор О. П. Солдаткін, завідувач лабораторії біомолекулярної електроніки; доктор хім. наук, професор М. Ярмолюк, завідувач відділу комбінаторної хімії; кандидат мед. наук, доцент А. І. Потопальський, завідувач лабораторії модифікації структури біологічно активних речовин. А через рік, 04.02.2008 р., у зв'язку з завершенням будівництва Експериментальної біотехнологічної бази ІМБГ НАН України та її подальшим цільовим використанням як Науково-освітнього Центру молекулярної та клітинної біотехнології «ГЕНОМ» (НОЦ «ГЕНОМ»), наказом директора ІМБГ на основі відповідної Постанови НАН України та рішення Колегії Міністерства освіти та науки України та нагальною необхідністю проведення низки науково-організаційних заходів, спрямованих на його становлення, наказом директора ІМБГ призначено Г. В. Єльську, академіка НАН України, директора ІМБГ, директором НОЦ «ГЕНОМ», а В. В. Філоненка, доктора біол. наук, професора, завідувача відділу сигнальних систем клітини, заступником директора НОЦ «ГЕНОМ». Проте ця структура так і лишилася на папері, оскільки не було виділено фінансування на її функціонування.

Продовжувалась оптимізація структури інституту. Наказом № 9 від 03.06.2008 р. «У зв'язку із необхідністю розвитку новітнього напряму досліджень, вивченням ендофітних бактерій та визначенням механізмів їхньої взаємодії з рослинами, зв'язку між ендофітними спільнотами та імунітетом рослин, а також для вдосконалення структури науково-дослідних підрозділів та ефективного використання фахового потенціалу науковців відділу регуляторних механізмів клітини» створено лабораторію мікробної екології у складі відділу регуляторних механізмів клітини. Завідувачкою лабораторії мікробної екології призначено кандидатку біол. наук Н. О. Козировську.

Наказом № 06 від 02.03.2009 р. в. о. завідувачем відділу синтетичних біорегуляторів призначено кандидата хім. наук І. Я. Дубея, який до цього працював у відділі сигнальних систем клітини провідним науковим співробітником, а доктор біол. наук А. Д. Швед, завідувач цього відділу, переведений на посаду провідного наукового співробітника відділу. Наказом № 07 від 16.06.2009 р. створено лабораторію системної біології у складі відділу механізмів трансляції генетичної інформації (завідувачка академік НАН України Г. В. Єльська) з наступним обгрунтуванням: «У зв'язку з необхідністю розвитку в Інституті новітнього напряму досліджень, а саме системного підходу у вивченні біологічних процесів, який включатиме створення мереж генної регуляції, моделювання міжклітинних взаємодій та метаболічних процесів у їхньому взаємозв'язку та експериментальну перевірку теоретичних доробків, а також для вдосконалення структури науководослідних підрозділів та ефективного використання фахового потенціалу науковців відділу механізмів трансляції генетичної інформації». До складу лабораторії було переміщено 8 співробітників, у тому числі 6 наукових. Завідувачкою лабораторії обрано докторку біол. наук М. Ю. Оболенську.

Наказом № 09 від 02.11.2009 р. створено лабораторію молекулярної онкогенетики у складі відділу функціональної геноміки (завідувачка член-кор. НАН України А. В. Риндич) з наступним обгрунтуванням: «У зв'язку з необхідністю розвитку в Україні та Інституті молекулярної біології і генетики НАН України новітнього напряму досліджень, пов'язаного з системним вивченням генетичних, епігенетичних змін та експресії генів на різних стадіях канцерогенезу, пошуком ефективних маркерів пухлин, а також для вдосконалення структури науково-дослідних підрозділів та ефективного використання фахового потенціалу науковців відділу функціональної геноміки». До складу лабораторії було переміщено 5 співробітників, у тому числі 4 наукових. Завідувачем лабораторії обрано доктора біол. наук В. І. Кашубу.

Наказом № 10 від 02.11.2009 р. створено лабораторію обчислювальної структурної біології у складі відділу молекулярної та квантової біофізики (завідувач відділу -- член-кор. НАН України Д. М. Говорун) з наступним обгрунтуванням: «У зв'язку з необхідністю розвитку в Україні та Інституті молекулярної біології і генетики НАН України новітнього напряму досліджень, пов'язаного з вивченням фізико-механічних механізмів точності біосинтезу ДНК, а також для вдосконалення структури науково-дослідних підрозділів і ефективного використання фахового потенціалу науковців відділу молекулярної та квантової біофізики». До складу лабораторії було переміщено 5 співробітників, у тому числі 4 наукових. Завідувачем лабораторії обрано доктора хім. наук Л. Г. Горба.

Серед наукових досягнень інституту у 2000-х рр. слід відмітити наступні результати.

Поглибились дослідження організації і експресії генів вищих організмів. Зокрема, у відділі біосинтезу нуклеїнових кислот ІМБіГ, очолюваному членом-кореспондентом НАН України В. М. Кавсаном, проводились роботи з виділення та вивчення еволюції і регуляції експресії генів інсулінової родини. Клоновано гени інсуліну, інсуліноподібного фактору росту І та ІІ лосося та визначено повні нуклеотидні послідовності цих генів і їхніх регуляторних ділянок, що стали першими розшифрованими нуклеотидними послідовностями для генів риб. Порівняльний аналіз дозволив зробити фундаментальні висновки стосовно еволюції даних генів.

У цілому, дослідження у цьому відділі було спрямовано на визначення і характеристику потенційних молекулярних маркерів пухлин головного мозку людини та взаємодії цих маркерів з основними сигнальними шляхами в клітині (В. М. Кавсан, В. В. Дмитренко, К. О. Шостак). Це необхідно не лише для розуміння процесу канцерогенезу, але також для виявлення механізмів функціонування нормального головного мозку. За допомогою методів так званої «експресійної генетики» було виявлено близько 100 генів, що змінюють свою експресію більше ніж у 5 разів. Деякі з них є надекспресованими (потенційні онкогени), інші -- із зниженою експресією (потенційні пухлино-супресорні гени). Більшість цих генів відноситься лише до кількох різних груп: гени, що пов'язані з ангіогенезом, імунною системою, ЕСМбілками, білками стійкості до ліків, каскадів протеїнкіназ. Встановлено факт зниження експресії всіх мітохондріальних генів у гліобластомі людини, найбільш злоякісній гліальній пухлині, порівняно з нормальним головним мозком. Це може бути спричинено зниженням транскрипційної активності мітохондріального геному або наслідком підвищення інтенсивності мутацій ДНК (В. В. Дмитренко).

У 2005 р. В. М. Кавсан виявив гени з підвищеною експресією у гліобластомі, більшість з яких є потенційними молекулярними мішенями для вивчення розвитку астроцитом в наборі пухлинних маркерів і можуть бути використані в клінічній практиці. Серед найбільш надекспресованих генів у гліобластомах було знайдено ген HC gp-39, що ініціює клітинну відповідь, дуже схожу до дії IGF-I, участь якого в злоякісній трансформації була показана для багатьох пухлин. Продукт цього гена придатний для аналізу стадії злоякісної прогресії астроцитарних гліом, або для діагностики гліобластом. Кореляція високого рівня експресії гена з несприятливим перебігом захворювання дозволила запропонувати його застосування як прогностичного маркера гліом. Виявлено інактивацію в пухлинах головного мозку потенційного супресорного гена TSC-22 (К. О. Шостак). Генно-інженерні конструкції з TSC-22 можуть мати практичне використання для генної терапії. Характеристика генів із зміненою в пухлинних клітинах експресією надала важливу інформацію для глибшого розуміння виникнення і прогресії злоякісних пухлин. Це важливо для вдосконалення діагностики, виявлення біологічних мішеней при розробці хіміотерапевтичних препаратів.

Основою для розвитку фундаментальних досліджень в онкогенетиці та молекулярній ретровірусології стали також роботи із застосуванням зворотної транскрипції для вивчення структури і функціонування генів. Ці дослідження проводилися у відділі функціональної геноміки (до 2007 р. відділ молекулярної онкогенетики) під керівництвом член-кореспондентки НАН України А. В. Риндич. Було відкрито нові гостротрансформувальні ретровіруси та встановлено нові механізми їх утворення (Б. А. Яцула, А. А. Михайлик); вперше досліджено шляхи адаптації ретровірусів сарком до неспецифічних хазяїв (В. І. Кашуба); доведено зв'язок експресії онковірусів з їх локалізацією в компартментах геному хазяїна, що має принципове значення для розробки ефективних векторів для генної інженерії; встановлено існування двох класів ретровірусів за складом основ та доведена специфічність їх інтеграції у геном хазяїна (С. В. Зубак, Л. О. Циба, Л. Г. Борисенко).

Розвиток досліджень з вивчення організації геному та його експресії дозволив відкрити нові гени, що розміщені в районах пошкоджень 3-ї та 21-ї хромосом людини, асоційованих з лейкозами. Вперше показано існування нових міжгенних транскриптів 3-ї хромосоми людини, продукти яких представляють собою химерні білки, специфічні для ряду лейкозів (А. В. Риндич, Ю. А. Пекарський, Л. О. Циба, І. Я. Скрипкіна). При лейкозах вірусного походження доведено існування та детально вивчено гігантські міжгенні транскрипти глобінових генів, які є компонентами ядерного матриксу, що передбачає неканонічні функції РНК. Проведено розробку мікрочипів на нових основах для проведення аналізу потенційних маркерів епітеліальних пухлин, ендогенних вірусів як маркерів при лейкозах, а також аналізу транскрипційного статусу низки генних доменів та їх регуляції при лейкозах вірусного походження (А. В. Риндич, В. І. Кашуба, І. Я. Скрипкіна, Л. О. Циба, В. В. Гордіюк). Проводилися інтенсивні дослідження регуляції експресії генів, зокрема генів адапторних білків, за участю альтернативного сплайсингу (Л. О. Циба, І. Я. Скрипкіна, О. В. Ніколаєнко. Т. А. Грязнова).

Вивчалися особливості функціонування сигнальних систем клітини, а саме PI3/mTor/S6K сигнального шляху залученого до регуляції клітинного росту. Ідентифіковано та клоновано нові гени: р ізоформи кінази рибосомного білка S6 (S6Kp) та СоА синтази (CoAsy). Виявлено та досліджувалися нові сплайсові форми mTor кінази, S6K та CoAsy вміст та активність яких в клітині суттєво змінюються в залежності від її фізіологічного стану, що спостерігається при різних патологічних станах організму, в тому числі і при онкопатологіях. У цьому контексті сигнальні молекули, в першу чергу поверхневі рецептори клітини є надзвичайно привабливими мішенями в імунотерапії онкологічних захворювань. Пошук таких мішеней проводили із застосуванням SEREX (серологічна ідентифікація пухлино-асоційованих антигенів) технології, що базується на серологічному аналізі кДНК бібліотек генів, створених на основі пухлин людини (В. В. Філоненко, І. Т. Гут).

У відділі молекулярної генетики (завідувач член-кореспондент НАН України С. С. Малюта) однією із моделей вивчення проблеми злоякісної трансформації у людини було обрано хронічну мієлоїдну лейкемію (ХМЛ), пов'язану з так званою філадельфійською хромосомою. Метою при вивченні ХМЛ було з'ясування механізмів переходу хронічної форми патології до гострого лімфобластного лейкозу (ГЛЛ), а також пошук засобів їхньої профілактики і терапії. Висунуто і, значною мірою, підтверджено припущення, що основною причиною переходу ХМЛ в ГЛЛ можуть бути вторинні мутації у транслокованому сегменті філадельфійської хромосоми. Розроблено методологію комплексної молекулярної діагностики цієї патології (С. С. Малюта, Г. Д. Телегеєв).

Під керівництвом члена-кореспондента НАН України В.А. Кордюма створено новий напрям -- одержання за допомогою генної технології лікарських препаратів на основі принципів фагозалежного суперсинтезу. Один із продуктів розробленої технології -- інтерферон а2в -- широко виробляється і використовується у медицині, ще кілька препаратів було передано для випробувань.

У відділі генетики клітинних популяцій (завідувач член-кореспондент НАН України В. А. Кунах) на основі методу пульселектрофорезу розроблено підхід, що дозволяє аналізувати ДНК на рівні петлевих доменів хроматину, які формуються завдяки специфічній взаємодії ДНК і білків ядерного матриксу. Вперше виявлено, що різні геномні послідовності мають специфічну організацію у вигляді петлевих доменів хроматину різних розмірів, а характер розщеплення ДНК топоізомеразою II на петлеві домени змінюється залежно від фізіологічної активності клітин. Показано, що у проліферативно неактивних клітинах зростає доступність матрикс-асоційованих регіонів для нуклеаз. При старінні, наприклад, насіння жита разом із втратою схожості відбувається зниження активності ДНК-топоізомерази II.

Остання відіграє важливу роль у процесах синтезу ДНК та РНК, репарації, необхідна для нормального розходження дочірних хромосом. Втрата активності цього ферменту в старому насінні може спричинювати значні зміни в структурнофункціональній організації хроматину (В. А. Кунах, В. Т. Солов'ян, І. О. Андрєєв). Схарактеризовано послідовності ДНК у термінальних районах хромосом жита і зроблено картування цих послідовностей за допомогою флюоресцентної гібридизації in situ (О. Г. Алхімова). Отримані результати поглиблюють знання щодо ролі структурної організації ДНК у функціонуванні геному і мають важливе значення для розуміння, зокрема, процесів та механізмів старіння.

Продовжувалося вивчення причин, механізмів та шляхів регуляції структурно-функціональної мінливості геному в клітинних популяціях in vitro та in vivo і подальша розробка на цій основі генетичних основ клітинної біотехнології рослин. Показано, що культура клітин і тканин є зручною моделлю для дослідження мінливості рослинного геному в нормі та в процесі адаптації до нових, зокрема, стресових умов існування. Доведено, що перебудови геному (мінливість числа та морфології хромосом, зміни послідовностей ДНК), які відбуваються в клітинних популяціях в процесі їхньої адаптації до умов росту in vitro, корелюють з міжвидовими відмінностями, що виникли у рослин під час видоутворення. Вперше висловлено припущення, що перебудови геному, які виявляються в культивованих клітинах та в рослинах-регенерантах, підкоряються закону гомологічних рядів у спадковій мінливості М. І. Вавилова. Розмах мінливості може виходити і за межі роду, а серед рослин-регенерантів розмах сомаклональної мінливості лише в окремих випадках виходить за межі даного конкретного виду рослин. Припускається, що в рослинній клітині існують механізми, які забезпечують мінливість її геному в стресових умовах і активуються in vitro, а культивовані клітини можуть бути основою для реалізації всього спектра генетичних варіантів, які існують серед споріднених видів (В. А. Кунах, І. О. Андрєєв, К. В. Спірідонова, В. М. Мельник, Н. М. Страшнюк).

Переглянуто усталене уявлення про високий рівень так званої сомаклональної мінливості рослин -- мінливості, що спонтанно виникає у культурі ізольованих клітин і тканин. Встановлено, що рівень і розмах молекулярно-генетичної мінливості, на відміну від хромосомної, навіть за багаторічного вирощування клітин in vitro, може бути значно нижчим порівняно з внутрішньовидовим. Вирощування сформованих клітинних штамівпродуцентів біологічно активних речовин як у стандартних для них умовах протягом щонайменше 20 років, так і за зміни умов культивування при переході до великомасштабного вирощування не супроводжується помітними змінами геному на молекулярному рівні (В. А. Кунах, І. О. Андрєєв, К. В. Спірідонова).

Важливими були експериментальні і теоретичні дослідження структурно-динамічних і фізикохімічних властивостей деяких фармацевтичних сполук, особливо вивчення цитотоксичної стійкості, пов'язаної з гіпермутабільністю геному, які проводилися у відділі молекулярної і квантової біофізики (завідувач член-кореспондент НАН України Д. М. Говорун). Виявлено, що основою цієї гіпермінливості є багатолокусність і касетна організація генів, мутації яких забезпечують фенотип хемостійкості. Продовжувалося вивчення характеру мутацій генів та їхніх продуктів, що зумовлюють цей фенотип (Д. М. Говорун, О. Й. Черепенко).

У відділі білкової інженерії і біоінформатики (завідувач член-кореспондент НАН України О. І. Корнелюк) налагоджено генно-інженерні технології клонування та експресії білків евкаріотів та їхніх мутантів. На основі структурно-функціональних взаємозв'язків у молекулі білка формуються принципи модифікації його структури. Здійснено порівняльний аналіз будови генів цитоплазматичних тирозил-тРНК-синтетаз із 29 евкаріотних організмів, які належать до різних таксонів, передбачено їхню екзон-інтронну структуру та будову промоторів. При аналізі експресії генів використовували методи мікроарей-біоінформатики (О. І. Корнелюк, М. О. Кордиш).

У відділі біохімічної генетики (завідувач доктор біол. наук О. П. Соломко) розроблено методи керованого введення чужинної генетичної інформації до геному ссавців для одержання тварин з новими ознаками, аналізу структури та стабільності трансгеному. Отримано трансгенних мишей на основі плазміди із вставкою провірусної ДНК вірусу саркоми Рауса птахів. Показано, що введений трансгеном зазнає значних структурних змін аж до втрати провірусних послідовностей. Поряд з інтеграцією чужинної ДНК виявлено екстрахромосомні кільцеві ДНК в органах трансгенних мишей, які частково зберегли послідовності введеної плазміди. Досліджували також вплив взаємодії різних генотипів на потенції розвитку химерних зародків мишей протягом доі постімплантаційного періоду розвитку. З'ясування молекулярних механізмів взаємодії бластомерів, які знаходяться на різних стадіях розвитку або відрізняються генетично, дозволило глибше зрозуміти процеси регуляції доімплантаційного розвитку, що відбуваються на міжклітинному рівні (О. П. Соломко, І. М. Вагіна, Л. М. Морозова).

Ще один важливий напрямок досліджень відділу біохімічної генетики -- це молекулярна біологія бакуловірусів (вірусів комах) та створення на їхній основі генно-інженерної експресійної системи. На основі вірусу ядерного поліедрозу кільчастого шовкопряда та культури клітин комах створено експресивну векторну систему, що забезпечує одержання препаративних кількостей біологічно активних евкаріотних та вірусних білків, які характеризуються післятрансляційним процесингом. Отримано біологічно активний рекомбінантний пролактин людини та низку інших рекомбінантних білків (Л. І. Строковська, О. П. Соломко, І. М. Кіхно).

У відділі генетики людини (завідувачка докторка біол. наук, професор Л. Л. Лукаш) продовжували розвивати дослідження з вивчення біологічного мутагенезу, тобто мутаційних пошкоджень, спричинених вірусами, рекомбінантними ДНК, трансформувальними генами, білками, що викристовуються у царині генної терапії, генної інженерії, біотехнології. Сформульовано і експериментально обгрунтовано концепцію регуляторно-інформаційного впливу біологічних чинників на мутаційну мінливість клітинних популяцій ссавців.

Групою дослідників різних відділів ІМБГ з'ясовано, що нативні та алкіловані рекомбінантні ДНК, а також модифіковані основи здатні впливати на мутагенез через репаративні системи клітин. Так, під впливом О⁶-бензилгуаніну, який інактивує специфічний репаративний фермент О⁶-алкілгуанін-ДНК-алкілтрансферазу, значно підвищується мутагенний ефект хімічного канцерогену нітрозогуанідину (Л. Л. Лукаш). У дослідах на культурі клітин рослин показано, що нативні гомота гетерологічні РНК, так само, як і продукти їх діалізу і гідролізу, володіють високою мутагенною активністю, підвищуючи рівень хромосомних аберацій і рівень плоїдності клітин. Разом з тим, алкіловані (модифіковані тіофосфамідом) як гомо, так і гетерологічні РНК спричинювали зниження рівня хромосомних аберацій і нормалізацію числа хромосом в популяціях культивованих клітин рослин, які характеризувалися високим рівнем спонтанної генетичної мінливості (В. А. Кунах, В. І. Адонін, А. І. Потопальський, З. Ю. Ткачук).

Продовжувалася розробка антимутагенних, генопротекторних та антипухлинних препаратів природного походження на основі екстрактів із біомаси культивованих клітин деяких лікарських рослин. У відділі генетики клітинних популяцій розроблено і запатентовано кілька нових прокаріотних тест-систем для скринінгу препаратів на антимутагенну та протипухлинну активність (В. А. Кунах, Т. П. Перерва, А. С. Дворник, Г. Ю. Мірюта, Л. П. Можилевська).

В експериментах з використанням різних модельних систем показано можливість модуляції мутагенного ефекту хімічних речовин за допомогою регуляторів пептидної природи: інсуліну і альбуміну людини, багатьох лектинів рослин (Л. Л. Лукаш, І. С. Карпова, О. В. Підпала), а у рослин -- також фітогормонами і деякими синтетичними регуляторами росту, синтезованими в ІМБГ на базі пуринових і піримідинових основ нуклеїнових кислот та їх похідних (В. А. Кунах, О. В. Кіфорак (Захленюк), В. П. Чернецький, А. С. Шаламай, І. В. Алексєєва). Ці результати відкривають перспективу вивчення регуляції мутаційного процесу при введенні у клітини макромолекул визначеної структури і створення безпечних у генетичному відношенні молекулярних конструкцій, зокрема, для генної терапії спадкових захворювань.

Починаючи з середини 1980-х років активно проводилися дослідження з молекулярно-генетичної природи патогенезу найрозповсюдженіших в Україні моногенних спадкових захворювань та захворювань із спадковою схильністю у людини. Вивчали природу та походження мутацій генів, що спричинюють ці захворювання, поширення цих мутацій в популяції України. У 2000-х рр. під керівництвом докторки біол. наук, професорки Л. А. Лівшиць у відділі геноміки людини розробляли і впроваджували в практику охорони здоров'я методи ДНК-діагностики (у тому числі пренатальної) та вторинної профілактики тяжких спадкових захворювань з ранньою дитячою смертністю і глибокою інвалідизацією, таких як муковісцидоз, фенілкетонурія, спінальна м'язова атрофія, дистрофія Дюшенна та Беккера, гемофілія А, хорея Гентингтона, синдром МартинаБелла, гемохроматоз, дистрофія рогівки тощо, для з'ясування природи генетично обумовлених порушень репродуктивного здоров'я (Л. А. Лівшиць, В. І. Гришко, О. Ю. Єкшиян, С. Г. Малярчук, С. А. Кравченко). Досліджували мутації генів, відповідальних за сперматогенез та оогенез (Г. Б. Лівшиць, О. А. Фесай). Зберігали понад 2000 зібраних зразків ДНК членів родин високого ризику найрозповсюдженіших спадкових захворювань. Створено базу даних результатів генетичних тестів та клінічної інформації. Проведено дослідження впливу іонізуючої радіації на рівень успадкованих мутацій в геномі дітей, які народилися після 1986 року в родинах ліквідаторів аварії на Чорнобильській АЕС. Вивчали також генетичну структуру та біологічну історію населення з різних регіонів України. Створено колекцію ДНК донорів з різних регіонів України, Російської Федерації та Білорусі, яка нараховує близько 900 зразків. Для дослідження різноманіття геному людини, біологічної історії та еволюції різних популяцій здійснювали аналіз алельних поліморфізмів мініта мікросателітних локусів. Розробляли та впроваджували в практику судово-медичної експертизи нові методики і молекулярні маркери для проведення ДНК-аналізу в генотипоскопії для ідентифікації особистості і встановлення біологічного батьківства (Л. А. Лівшиць, С. А. Кравченко).

У відділі ензимології білкового синтезу (завідувач доктор біол. наук М. А. Тукало) проводили дослідження, спрямовані на визначення структурних основ декодування генетичної інформації, що відбувається за біосинтезу білка на дорибосомному рівні і головними дійовими структурами якого є тРНК і ферменти аміноацил-тРНК синтетази (АРСази), які приєднують до тРНК необхідну амінокислоту. Показано, що процес синтезу специфічних продуктів АРСазами супроводжується конформаційними змінами в активному центрі ферментів і за його межами. Одержані дані дозволили висвітлити механізми активації амінокислот і зрозуміти молекулярні механізми впізнавання гомологічних тРНК та їхнього аміноацилювання цими ферментами. Роботи з вивчення АРСаз поширено і на інші РНК-зв'язувальні білки: фактори термінації білкового синтезу, ферменти модифікації РНК, білкові фактори РНК-сплайсингу та на вивчення білків, які відіграють важливу роль у розвитку вірусних та злоякісних захворювань людини (М. А. Тукало, Г. Д. Яремчук, О. П. Коваленко, О. І. Гудзера).

У лабораторії білкового синтезу (завідувач доктор біол. наук Б. С. Негруцький) відділу механізмів трансляції генетичної інформації (завідувачка академік НАН України Г. В. Єльська) вивчали стадії елонгації білкового синтезу на рибосомах евкаріотів. Отримано результати, які свідчили про відмінності деяких стадій біосинтезу у вищих евкаріотів порівняно з прокаріотами, незважаючи на принципову однаковість процесу в цілому. Ці особливості можуть бути вирішальними для ефективності регуляції експресії евкаріотного геному на трансляційному рівні. Досліджували також експресію тканиноспецифічних та генів клітинного циклу евкаріотів, які активно проліферують або ж знаходяться під впливом несприятливих умов -- невеликі дози радіації, хімічне забруднення тощо (Г. В. Єльська, Б. С. Негруцький, П. Погрібна, В. Ф. Шалак, Т. А. Лукаш).

Слід нагадати, що важливу роль у координації і організації генетичних досліджень в Україні, налагодженні і зміцненні наукових зв'язків і контактів як між ученими України, так і українських дослідників з ученими інших країн відігравало і відіграє зараз Українське товариство генетиків і селекціонерів ім. М. І. Вавилова (УТГіС), засноване у 1967 р. У 2001 р. за активної участі співробітників ІМБГ розпочалася підготовка до VII з'їзду відновленого після розвалу СРСР УТГіС ім. М. І. Вавилова. На цьому з'їзді, що відбувся 4-6 червня 2002 р. у с. Піщане Бахчисарайського району АРК Крим, Україна, першим віце-президентом УТГіС було обрано члена-кореспондента НАН України А. Кунаха. За підготовленими до з'їзду матеріалами заявлених наукових доповідей у 2001 р. вийшов у світ чотиритомник: «Генетика і селекція в Україні на межі тисячоліть», у 4 т. -- К., Логос. -- Т. 1. -- 644 с., т. 2. -- 636 с., т. 3. -- 480 с., т. 4. -- 675 с.; головний редактор видання В. В. Моргун. До складу членів редколегії входили найвідоміші генетики і селекціонери України, зокрема співробітники ІМБГ Т. І. Бужиєвська, В. А. Кордюм, В. А. Кунах, С. С. Малюта, О. П. Соломко. Збірник праць охоплює широке коло питань сучасної на той час генетики і селекції. Представлено дані з історії та особливостей розвитку досліджень з проблем генетики і селекції в Україні: молекулярної генетики, генетики мікроорганізмів, медичної генетики, генетики тварин, біотехнології, генетичної інженерії, загальних питань генетики і селекції рослин, експериментального мутагенезу, імунітету рослин, спеціальної генетики та селекції злаків, технічних культур тощо.

Із 2003 року УТГіС спільно з ІМБГ видає науково-практичний журнал «Вісник Українського товариства генетиків і селекціонерів» (головний редактор В. А. Кунах), який висвітлює теорію, стан і проблеми, методи і результати досліджень в галузі генетики, селекції та сучасної біотехнології, а також вплив цих наук на розвиток суміжних напрямів біології, медичних і сільсько-господарських наук. На його шпальтах друкуються матеріали експериментальних та оригінальних досліджень, оглядові та практичні праці з клітинних та молекулярних основ біотехнології, генетичної інженерії, клітинної та генної терапії, з молекулярних основ спадковості і мінливості організмів, у тому числі людини тощо. До складу редакційної колегії журналу входять, окрім провідних спеціалістів -- членів УТГіС та співробітників ІМБГ, також відомі вчені -- генетики з різних країн -- Росії (до 2022 р.), Білорусі (до 2022 р.), Азербайджану, Болгарії, Канади, Латвії, Литви, Польщі та інших країн. З 2005 р. журнал затверджено Міністерством освіти і науки як фахове наукове видання. Детальнішу інформацію про Товариство та журнал викладено на веб-сторінці Товариства www.utgis.org.ua, а також у низці статей та книг (Kunakh, 2009, 2017b, 2017c, 2018; Kunakh et al., 2009).

У 2003 р. УТГіС заснував також збірник наукових праць «Фактори експериментальної еволюції організмів» (головний редактор В. А. Кунах). Це видання також визнано МОН України фаховим у галузі біологічних наук і наразі входять до групи видань «Б». Започатковано проведення щорічних Міжнародних наукових конференцій «Фактори експериментальної еволюції організмів» (голова міжнародного наукового комітету та оргкомітету В. А. Кунах). Серед найактуальніших наукових напрямів цієї конференції слід виокремити такі як еволюція геномів у природі та експерименті; загальна та популяційна генетика; молекулярна генетика та геноміка; прикладна генетика і селекція; генетика людини та медична генетика; аналіз та оцінка генетичних ресурсів; молекулярні та клітинні біотехнології; екогенетика; біоінформатика та комп'ютерна біологія; історія біології, питання викладання генетики, селекції та еволюційної теорії тощо. Кожна з конференцій присвячується ювілеєві видатного біолога (біологів) або непересічній події в історії генетики, селекції, біотехнології (див. /Kunakh, Mozhylevska, 2020/).

Зокрема, за період між VII і VIII з'їздами УТГіС (2002-2007 рр.) Товариством спільно з ІМБГ організовано і проведено три Міжнародні конференції «Фактори експериментальної еволюції організмів», матеріали яких опубліковано у вигляді збірників наукових праць (Фактори експериментальної еволюції організмів, Київ, Аграрна наука, 2003, 464 с.; Фактори експериментальної еволюції організмів, т. 2, Аграрна наука, 2004, 416 с.; Фактори експериментальної еволюції організмів, т. 3, Київ, Логос, 2006, 684 с.); ІІІ Міжнародну конференцію «Геном растений» (Одеса, 2003 р.); наукову конференцію «Генетично-модифіковані організми -- перспективи та проблеми» (Київ, 2002 р.); науково-практичні конференції «Профілактика вроджених вад розвитку і спадкової патології» (Київ, 2004 р.) та «Проблеми екогенетики в Україні» (Яремче Івано-Франківської обл., 2005 р.); наукову конференцію «Сучасна біотехнологія у сільському господарстві та медицині» (Київ, 2005 р.) та ін. У роботі цих конференцій брали участь провідні біологи, аграрії, медики, викладачі, а також молоді вчені, аспіранти, студенти, представники підприємницьких установ не лише з України, а й з Росії, Білорусі, Вірменії, Азербайджану, Великої Британії, Австрії, Чехії, Польщі, Литви та інших країн.

У 2007 р. В. А. Кунаха на VIII з'їзді Українського товариства генетиків і селекціонерів ім. М. І. Вавилова (24-28 вересня 2007 р., Алушта, АР Крим, Україна) обрано президентом УТГіС. За матеріалами з'їзду вийшли у світ перші два томи чотиритомника: «Досягнення і проблеми генетики, селекції і біотехнології». Зб. наук. праць. Кунах В. А. (голов. ред.) та ін. У 4 т. -- К., Логос. 2007. -- Т. 1. -- 604 с., т. 2. -- 628 с., 2012. -- т. 3. -- 612 с., т. 4. -- 660 с. Том 1 і том 2 присвячено 120-літтю від дня народження М. І. Вавилова і 40-річчю від часу заснування УТГіС ім. М. І. Вавилова, том 3 -- 100-річчю від дня народження Й. А. Рапопорта, том 4 -- 125-річчю від дня народження М. І. Вавилова. У томах збірника представлено матеріали VIII-го (2007 р.) та IX-го (2012 р.) з'їздів УТГіС, що відбулися в м. Алушта, Крим. Всього опубліковано у чотирьох томах збірника понад 550 оглядових, теоретичних і експериментальних статей вітчизняних та зарубіжних спеціалістів, у яких наведено дані з основних напрямів генетики, селекції та біотехнології різних організмів (рослин, тварин, мікроорганізмів, вірусів); загальної, молекулярної, біохімічної, медичної, екологічної генетики; результати аналізу та оцінки генетичних ресурсів; розглянуто актуальні питання викладання генетики, селекції, еволюції та біотехнології. Висвітлено також особливості використання ДНК-технологій і молекулярних маркерів у селекції рослин і тварин, генетики людини та медичної генетики. Це ще раз засвідчило, що ІМБГ є провідним центром сучасної генетики в Україні.

Наукові здобутки інституту отримали широке визнання як наукової громадськості, так і урядових структур. Зокрема, 3 вересня 2001 р. за участю Прем'єр-міністра України А. К. Кінаха в ІМБГ була проведена нарада-виставка «Новітні біотехнології -- пріоритет науково-технологічної сфери ХХІ століття». Виставку, а потім і нараду відкрив і проводив президент НАН України Б. Є. Патон. На виставці було представлено головним чином результати наукових досліджень ІМБГ, які представляли громадськості наукові керівники біотехнологічних досліджень і розробок.

У 2003 р. Президією НАН України засновано премію імені С.М. Гершензона за видатні досягнення в галузі молекулярної біології, молекулярної генетики та молекулярної біофізики. Першу премію було присуджено у 2005 р., і її лауреатом стала член-кореспондентка НАН України А. В. Риндич за цикл робіт «Структура і експресія еукаріотичних і вірусних генів». Варто підкреслити, що на сьогодні всі лауреати премії імені С. М. Гершензона є працівниками ІМБГ. Так, у 2007 р. премію присуджено Л. А. Лівшиць та Л. Л. Лукаш за серію наукових праць «Мутаційний процес у популяціях клітин ссавців і природа мутацій, що спричиняють тяжкі спадкові захворювання людини»; у 2009 р. -- В. І. Данілову, Л. Г. Горбу, Д. М. Говоруну за серію наукових праць «Квантово-хімічна природа спонтанних точкових мутацій ДНК, спричинених таутомерією її нуклеотидних основ»; у 2012 р. -- М. А. Тукалу, Г. Д. Яремчук за цикл робіт «Молекулярні механізми розпізнавання гомологічних тРНК і коригування помилок аміноацил-тРНК синтетазами»; у 2015 р. -- В. А. Кунаху за монографію «Мобільні генетичні елементи і пластичність геному рослин» (К., Логос, 2013, 300 с.); у 2018 р. -- В. І. Кашубі за цикл робіт «Пухлино-асоційовані гени у злоякісних новоутвореннях людини, нові гени-супресори росту пухлин».

Отримали нагороди і визнання й ряд інших учених інституту. Так, 7 квітня 2000 р. обрано членом-кореспондентом. НАН України С. С. Малюту за спеціальністю «генетика мікроорганізмів». У 2002 р. Президія НАН України присудила премію ім. В. Я. Юр'єва В. А. Кунаху за цикл робіт «Генетичні основи клітинної селекції, інженерії рослин і селекційні білкові маркери» (у співавторстві з академіком НАН України Я. Б. Блюмом). У 2006 р. Д. М. Говоруна обрано членом-кореспондентом НАН України за спеціальністю «молекулярна біофізика, а Корнелюка О. І. -- членом-кореспондентом НАН України за спеціальністю «молекулярна біологія». У 2009 р. М. А. Тукала обрано членом-кореспондентом НАН України за спеціальністю «молекулярна біологія».

У 2005 р. В. А. Кунаху у співавторстві з М. Д. Мельничуком і Т. В. Новак присуджено Державну премію України в галузі науки і техніки за підручник для студентів вищих навчальних закладів «Біотехнологія рослин. Підручник», К., ПоліграфКонсалтинг, 2003, 520 с. У цьому, першому на теренах СНД підручнику з біотехнології рослин, висвітлено механізми біотехнологічних процесів, які використовують, зокрема, при створенні сортів сільськогосподарських культур та штамів культивованих клітин і тканин із заданими властивостями. Описано сучасні на той час методи досліджень з генетичної інженерії та приклади практичного використання трансгенних рослин, стійких проти біотичних, абіотичних факторів навколишнього середовища. Розглянуто проблеми кріозбереження рослинного матеріалу та створення колекцій, банків генетичних ресурсів рослин, одержання біологічно активних речовин, екологічної безпеки використання біотехнологій. Запропоновано методи діагностики та ідентифікації генетично модифікованих рослин із метою оцінки їх якості та сертифікації сільськогосподарської продукції. Наведено визначення та тлумачення найуживанішої термінології в біотехнології. Рекомендовано для студентів агробіологічних та біологічних спеціальностей, науковців, викладачів, аспірантів, спеціалістів у галузі біотехнології, генетики, селекції, клітинної біології, фізіології рослин.

У цьому ж, 2005 р., вийшла монографія В. А. Кунаха «Біотехнологія лікарських рослин. Генетичні та фізіолого-біохімічні основи». К., Логос, 2005. 730 с. Монографію написано на основі отриманих автором експериментальних даних і теоретичних узагальнень, виконаних у 19662004 рр., у ній, зокрема, описано особливості культури тканин як біологічної системи та її застосування. Узагальнено механізми структурнофункціональної мінливості рослинного геному в природі та в культурі in vitro. Розглянуто шляхи створення нових форм рослин, клітинних штамівпродуцентів біологічно активних речовин методами клітинної селекції та генетичної інженерії. Висвітлено особливості біосинтезу алкалоїдів, глікозидів, нафтохінонів тощо в культурі тканин лікарських рослин. Наведено результати фармакологічного вивчення препаратів, отриманих із біомаси культивованих in vitro клітин лікарських рослин. Визначено перспективні напрями розвитку біотехнології лікарських рослин та фітопрепаратів. У цій книзі, поміж іншого, вперше оприлюднено узагальнені дані стосовно спадкової і фенотипової гетерогенності популяцій клітин вищих рослин як в культурі in vitro, так і в цілісному організмі, спадкової структури клітинних популяцій і механізмів її змін в процесі адаптації до змінних, у тому числі стресових, умов зростання. Запропоновано розглядати рослинний організм як динамічну систему клітинних популяцій, у процесі розвитку якого відбуваються як запрограмовані генетичні зміни, так і виникнення і можливе накопичення мутацій у соматичних клітинах організму. У результаті добору адаптивних змін, що виникли в клітинах організму в процесі його онтогенезу, можливе успадкування набутих адаптивих генетичних змін. У 2007 р. Президією НАН України В. А. Кунаху присуджено премію ім. М. Г. Холодного за цикл робіт «Фіторесурси України: раціональне використання та біотехнологія», у тому числі і за дану монографію.

У 2006 р вийшла монографія -- Дзядевич С. В., О. П. Солдаткін. Наукові та технологічні засади створення мініатюрних електрохімічних біосенсорів. -- К., Наук. думка, 2006.

У 2008 р. Д. М. Говоруну і О. І. Корнелюку присуджено Державну премію України в галузі науки і техніки за роботу «Фундаментальні фізичні властивості біополімерів, що визначають їхнє функціонування» (у співавторстві).

Вийшла книга В. А. Кунаха «Розвиток генетики в Національній академії наук України». К., Академперіодика, 2009, 102 с. У книзі наведено основні напрями і здобутки генетичних і генетикоселекційних досліджень в установах НАН України. Проаналізовано наукову і науково-організаційну діяльність низки інститутів і провідних генетиків та селекціонерів, їх внесок у розвиток світової науки. Детальніше питання розвитку генетики в Україні, у тому числі у провідних навчальних закладах, проаналізовано у монографії (Kunakh et al., 2009).

Розвиток ІМБГ у 2010-х -- на початку 2020-х рр.

У 2010-х рр. продовжувалося удосконалення структури ІМБГ, створювалися нові структурні підрозділи, деякі підрозділи переорієнтовувалися на нові наукові напрями, інші -- розформовувалися. Зокрема, наказом № 01 від 04.01.2011 р. створено відділ молекулярної онкогенетики шляхом об'єднання відділу біохімічної генетики (завідувачка докторка біол. наук Л. І. Строковська) та лабораторії молекулярної онкогенетики (завідувач доктор біол. наук В. І. Кашуба). Завідувачем відділу обрано доктора біол. наук, нині члена-кореспондента НАН України В. І. Кашубу.

Наказом № 06 від 16.12.2015 р. створено лабораторію біосинтезу нуклеїнових кислот у складі відділу функціональної геноміки (завідувачка відділу член-кор. НАН України А. В. Риндич). Основним науковим напрямком новоствореної лабораторії визначено: «Ідентифікація та характеристика онкогенів і пухлиносупресорних генів гліом головного мозку людини та створення комбінованих підходів до терапії цих клітин». Це, по суті, дещо реорганізований напрям члена-кореспондента НАН України В. М. Кавсана, лабораторію створено після його смерті, переважно із залученням співробітників його відділу. До складу лабораторії було переміщено 13 співробітників, у тому числі 7 наукових. В. о. завідувача лабораторії біосинтезу нуклеїнових кислот призначено кандидата біол. наук С. С. Авдєєва. Нині цю лабораторію очолює кандидат біол. наук І. Я. Скрипкіна.

Наказом № 03 від 01.03.2016 р. у зв'язку з реорганізацією і приведенням структури штату у відповідність до обсягів фінансування, що виділяються з державного бюджету, приєднано до відділу ензимології білкового синтезу (завідувач академік НАН України М. А. Тукало) лабораторію системної біології (завідувачка докторка біол. наук М. Ю. Оболенська) та лабораторію молекулярної фармакології (завідувач кандидат біол. наук З. Ю. Ткачук); до відділу білкової інженерії та біоінформатики (завідувач відділу член-кор. НАН України О. І. Корнелюк) лабораторію модифікації структури біологічно активних речовин (завідувач кандидат мед. наук А. І. Потопальський); до відділу сигнальних систем клітини (завідувач доктор біол. наук, нині член-кор. НАН України В. В. Філоненко) лабораторію молекулярних механізмів аутоімунних процесів (завідувачка кандидатка біол. наук Л. Л. Сидорик); до відділу геноміки людини (завідувачка докторка біол. наук Л. А. Лівшиць) додано у підпорядкування лабораторію інструментальних методів досліджень (завідувачка кандидатка біол. наук І. О. Блюм).

Для ефективного провадження освітньої діяльності з підготовки здобувачів вищої освіти на третьому (освітньо-науковому) та науковому рівнях вищої освіти з метою здобуття ступеня вищої освіти доктора філософії та доктора наук відповідно до «Порядку підготовки здобувачів вищої освіти ступеня доктора філософії та доктора наук у вищих навчальних закладах (наукових установах)» в Інституті створена та успішно працює Кафедра біології ІМБГ НАН України. Кафедру створено наказом директора інституту № 11 від 17.05.2016 р. Завідувачкою кафедри призначено докторку біол. наук Т. А. Сергееву. Ліцензію на провадження освітньої діяльності у сфері вищої освіти ІМБГ отримав згідно наказу МОН України від 08.07.2016 р. № 816. Код та найменування галузі знань -- 09 Біологія; шифр та найменування спеціальності -- 091 Біологія; ліцензійний обсяг -- 50 осіб. У 2021 році після акредитації освітньої програми ліцензію на провадження освітньої діяльності на третьому освітньонауковому рівні вищої освіти було переоформлено згідно Наказу МОН від 30.11.2021 № 251-л. Інститут також здійснює щорічний набір до докторантури за спеціальністю 091 «Біологія».