Пробірки в графському маєтку

Головний корпус Інституту сільськогосподарської мікробіології та агропромислового виробництва розташований у «замку» графа Глібова. Неоготична будівля, зведена наприкінці ХІХ століття, у нетиповому для тодішнього Чернігова архітектурному стилі: зі стрільчатими арками й вікнами, маленькими вежечками над дахом.

Директор установи Анатолій Москаленко, який працює тут вже 15 років, зустрічає нас біля ґанку і переповідає легенду. Помістя з колишнім парком належало дворянину Григорію Глібову. Начебто в Парижі він закохався у француженку і запросив її до Чернігова. Вона відмовилася приїхати через те, що в чоловіка не було замку: мовляв, який же він дворянин? Глібов повернувся і збудував розкішний маєток. 

Родина Глібова виїхала жити за кордон у 1918 році. У СРСР будівлю націоналізували: тут функціонували санаторії, а з 1961 року працює Інститут. Так у маєтку, де жив предводитель повітового дворянства у Чернігові, оселилися пробірки з бактеріями. Коли у 2022-му російські військові намагалися прорватися в місто, а вибухова хвиля й уламки від російських снарядів залишали рани у стінах будівлі, головною метою працівників було зберегти їх, понад усе.

Фундатор Інституту — Михайло Рево. Він був першим, хто дослідив на теренах колишнього Радянського Союзу захворювання під назвою лімфоцитарний хоріоменінгіт, здійснив вдалу спробу культивування вірусу ящура у тканинах тварин методом експлантації, виготовив та перевірив на імуногені властивості сироватку організмів, які одужують від ящуру та здійснив ще цілу низку важливих відкриттів.

Саме він заснував у Чернігові в 1960 році Відділ сільськогосподарської мікробіології, вірусології й імунології Українського науково-дослідного інституту землеробства.

Робочий стіл і крісло науковця збереглися: їх реставрували і розмістили в бібліотеці Інституту. 

Нині головними напрямами наукової діяльності установи є:

— ґрунтова мікробіологія (дослідження біологічної трансформації сполук азоту і фосфору, рослинно-мікробних взаємодій, фізіології ґрунтових мікроорганізмів, розробка мікробних препаратів для землеробства);

— біологічний захист рослин і тварин (питання захисту рослин від хвороб, діагностика збудників вірусних хвороб рослин і тварин);

— зоотехнічна мікробіологія (розробка препаратів, технологій заготівлі й зберігання кормів);

— наукове забезпечення агропромислового виробництва (створення нових сортів і технологій вирощування сільськогосподарських культур).

— дослідження в галузі сільськогосподарської мікробіології, розробка нових препаратів, дослідження щодо селекції штамів корисних мікроорганізмів. Також розвивають ветеринарний напрямок, зокрема кормовиробництва.

Анатолій Москаленко показує пошкоджений дах (він протікає, хоч працівники спробували його залатати власноруч) і алею, яку співробітники заклали під час візиту міністра економіки Латвії.

«За іронією долі, ми поміняли всі вікна лабораторного комплексу перед [великою] війною, у 2021 році. Тепер майже всі вони пошкоджені», — каже директор.

Біля входу до адміністративного корпусу нас зустрічає його заступник Юрій Халеп. Він півтора найважчі для міста місяці 2022-го жив у будівлі й охороняв її, коли на околицях Чернігова точилися бої.

Тут були розташовані дві лабораторії (пробіотиків і фізіології мікроорганізмів), а також гордість установи — Колекція корисних ґрунтових мікроорганізмів, яка має статус Національного надбання. Саме її найбільше пильнував Юрій Миколайович. Втратити штами означало б втратити науковий внесок попередників, який напрацьовували десятиліттями декілька поколінь науковців.

«Таблички зняли за рекомендацією силових структур, щоб установу було складніше ідентифікувати», — каже Анатолій Михайлович, відчиняючи двері, перехрещені скотчем.

«Доброго дня! Будь ласка, ваше прізвище», — зустрічає охоронець. Записуємося у журналі відвідувань. «Інститут має стратегічне значення для економіки і безпеки держави, згідно з постановою уряду — тому тут діє відповідний режим», — пояснює директор.

Біля входу — своєрідна інсталяція: фотографії з руйнуваннями, які виникли у чотирьох корпусах Інституту через обстріли, і залишки від снарядів, які зібрали на території.

«Це лабораторний корпус. За кілометр від нього вже були розташовані позиції військових. Ясно, що обстріли були дуже потужні, автомобіль стояв там розбитий», — Анатолій Миколайович показує на фотографії, де повністю вибиті вікна, затулені зсередини шматками картону, і понівечений каркас вегетаційного будиночка — те, що вціліло від конструкції.

«Звичайно, на тлі того, що відбувалося в Херсоні, Запоріжжі, Харкові, Дніпрі, інших містах, це виглядає, наче дрібниці, але на той час це було великим потрясінням», — додає Юрій Халеп.

Поруч на стендах — охоронні документи на наукові відкриття працівників Інституту, які успішно комерціалізуються: патенти, свідоцтва, посвідчення на закінчені наукові розробки та біологічні препарати.

Прошу розказати про якусь зі своїх розробок, яку співрозмовники вважають найбільш знаковою. Анатолій Москаленко без роздумів відповідає, що кожна важлива. «Бо це результат довготривалої кропіткої роботи, яка розпочинається з селекції мікроорганізмів. Селекція може тривати роками: треба знайти той мікроорганізм, який буде найкращий за своїми якісними характеристиками. Я хочу вам сказати, що це — мистецтво: можна пропрацювати все життя і не відселекціонувати жодного потрібного штаму мікроорганізмів. У людей, які в нас працюють десятиліттями, на це професійна інтуїція», — каже він.

В інституті не просто створюють біологічні препарати, які підвищують урожайність сільськогосподарських культур, а й комерціалізують їх. Щоправда, після лютого 2024 року надходження від впровадження наукових розробок різко зменшилися.

«У технологіях виробництва цієї продукції не застосовуються жодні хімічні засоби, натомість використовують органічні добрива, біологічні препарати, сидерати, — пояснює директор установи принцип дії основної частини розробок колективу. — При обробці насіння сільськогосподарських культур мікробіологічними препаратами корисні мікроорганізми колонізують кореневу зону рослин, не допускаючи до неї патогенні мікроорганізми і, як муфта, постачають поживні речовини, необхідні для розвитку рослин».

Наприклад, один із препаратів, який створили в інституті, дозволив отримати харківській агрофірмі подвійне збільшення врожаю гороху. Такого самого результату досягли фермери в Латвії. Інститут має дистриб’ютора, який реалізує препарати в країнах північного ЄС.

«На жаль, з початком війни ця співпраця призупинилася. Розробляли різні варіанти доставки, але авіасполучення зараз немає, через Білорусь доставити препарати також не можна. Хоча вже було замовлення на 2022 рік», — додає директор установи.

До повномасштабної війни в установі не готувалися: не вірили, що таке може статися у ХХІ столітті. На 24 лютого 2022 року в Інституті був запланований регіональний форум виробників органічної продукції. Анатолій Михайлович пригадує: в той день на роботу вийшли всі, навіть доробляли препарат, призначений для боротьби з гризунами. Протоколів безпеки на той час не було.

У середині березня установу почали охороняти працівники: Юрій Миколайович буквально переїхав в головний корпус зі своєю дружиною, ще двоє співробітників зі своїми дружинами переїхали в лабораторний корпус. Усе, що можна було, вони поприбирали зі столів, аби уламки не зачепили обладнання.

Проте колекцію мікроорганізмів не сховаєш. Це пробірки з бактеріями, які зберігаються у п’яти холодильниках. Вона нароблялася десятиліттями, тож при втраті відновлювати штами було б дуже важко, якщо взагалі можливо. Адже з тисяч мікроорганізмів тільки одиниці виявляються ефективними.

Колекцію почали формувати ще в 1969 році, збираючи ґрунтові мікроорганізми, які мають наукову та практичну цінність. Сьогодні це окремий сектор, який входить до складу лабораторії фізіології мікроорганізмів. Велику цінність мають типові штами, які використовуються як еталони відповідних видів мікроорганізмів. Основне завдання колекції полягає у довготривалому гарантованому зберіганні стабільних за основними характеристиками культур мікроорганізмів, а також — поповнення фондів новими штамами бактерій і грибів.

У колекції дуже велике різноманіття  штамів не лише за їхніми властивостями, а й географічно: тут є групи мікроорганізмів, зібрані на території України, Казахстану, Литви, Латвії, Естонії, Німеччини, Бразилії і Пакистану.

У лабораторії нас зустрічають працівниці. Завідувачка колекції Юлія Воробей саме приймає замовлення з Києва. Вона працює в установі з 2001 року, тоді була ще аспіранткою. Згодом жінка розповість нам, що обожнює роботу: усвідомлення того, що маленький мікроорганізм здатен впливати на урожай великого поля рослини надає їй крила.

Поклавши слухавку, Юлія показує нам пробірки і розповідає про властивості того, що всередині посудин.

«Колекція зберігає різноманітні мікроорганізми. Це і бульбочкові бактерії, це бактерії, які утворюють симбіоти з бобовими культурами, і асоціативні, зараз вам покажу, — бере до рук пробірку. — Це азоспірили: бачите, рожевий пігмент, утворює складчатість. Вони поселяються на коренях рослин, забезпечують їх азотом, тобто фіксують молекулярний азот з атмосфери і передають таке безпечне добриво безпосередньо рослині».

Ці бактерії зберігаються на агаризованому (напіврідкому) середовищі, воно схоже на желе. Бактерії у пробірці обросли світлою плівкою: середовище стало синім, а коли воно не засіяне, має зелений колір.

Ще один метод зберігання — в ліофілізованому стані (осушення холодом з виморожуванням вологи) у спеціальних ампулах. Висушування мікроорганізму відбувається під тиском, вони можуть зберігатися у такому вигляді 30 років.

На хвилинку жінка дістає із холодильника ще один «експонат» з колекції: деякі штами зберігають замороженими, для цього використовують спеціальні речовини для кращого збереження — кріопротектори. Вони потрібні для того, щоб бактерії зберігали свою життєздатність.

Збереження колекції — це не просто тримання пробірок у холодильнику. Часто певні штами втрачають свої властивості: їх потрібно відновлювати, пересівати, оживляти — і цей процес у лабораторії триває постійно.

Деякі бактерії працівники пересівають через місяць або через пів року. Є група бактерій, які дуже вимогливі до поживних речовин, тож їх треба пересівати кожні 10-14 діб. На агаризованих середовищах такі бактерії зберігаються 3-4 місяці.

Деякі групи мікроорганізмів можна зберігати до 10 років. Такі бактерії спершу вирощують на агаризованих середовищах, а потім заливають шаром вазилинового стерильного медичного масла — так забезпечуються оптимальні умови для зберігання життєздатності мікроорганізму. 

«Деякі бактерії тільки рік можуть витримувати такий метод зберігання, а деякі можуть зберігатися 10-15 років», — розповідає пані Юлія.

Пересівання відбувається в стерильних боксах. Ми зазираємо всередину вузького світлого приміщення, в якому немає нічого зайвого: лише необхідне для роботи устаткування. Біля боксів висять халати, в яких працюють винятково тут: у приміщенні не може бути зайвих бактерій.

Працівники набирають матеріал з однієї пробірки і пересівають на іншу в безпосередній близькості до полум’я, яке захищає від сторонніх мікроорганізмів.

«Звісно, працювати тут треба дуже обережно, бо всі петлі розжарюються, все обробляється спиртом: і руки, і поверхні — все прожарюється», — коментує пані Юлія.

Серед мікроорганізмів з колекції — багато штамів, які мають агрономічну цінність, тобто на їхній основі виготовляють бактеріальні препарати, які забезпечують підвищення врожайності різних сільськогосподарських культур.  

Потрібно перевіряти, щоб ця властивість залишалася незмінною, тому особливу увагу працівники приділяють саме цим бактеріям: різними методами перевіряють, як вони почуваються після зберігання. Для цього в польових умовах вже закладаються досліди:  насіння обробляється бактеріальними суспензіями цих мікроорганізмів. Потім воно перевіряється за показниками врожайності, структури врожаю, висоти рослин тощо — визначається, настільки ефективно мікроорганізми забезпечують підвищення продуктивності рослин.

Є робоча колекція, в якій тільки-но виділені ізоляти. «Ми їх виділяємо з-під різних культур, перевіряємо, наскільки вони позитивно впливають на рослину, і вже найкращі відбираємо й їх залишаємо в колекції», — розповідає Юлія Воробей.

У кожного штаму є свій паспорт. «Аспірантам дуже подобається, що вони самі можуть виділити новий штам, якого ще немає, дати йому ім’я, хоча зазвичай називають літерами і цифрами, аби швидко працювати», — пояснює завідувачка колекції.

Запитую, як доглядали за штамами під час воєнних дій у Чернігові. «Було дуже важко, бо холодильники не працювали. Ніде ж не було світла, — доєднується до розмови провідна мікробіологиня Тетяна Усманова, — Юрій Михайлович з колекцією носився, беріг, просушував, витягував з холодильників, дивився, в якій кімнаті краща температура — і відносив туди. Це була ціла епопея».

Деякі штами врятувало те, що березень був холодним, а в корпусах були розбиті вікна, завдяки цьому бактерії збереглися без холодильників. Частина з них загинула, особливо ті, які потребували регулярного пересівання. Тож пані Юлія з колегами одразу після звільнення Чернігова взялися відновлювати їх із залишків: врятували штами, які зберігалися під вазелиновим маслом і замороженими.

«Все це додатковий час, деякі дуже погано росли. Такий був період — дуже важкий, але нам вдалося це зробити, як ви бачите», — каже вона.

У квітні 2022 року, коли транспорт в місті ще не курсував, вона з колегами ходила на роботу пішки. Дехто з них витрачав на дорогу півтори години в один бік. Разом прибирали корпуси, вимітали уламки — робили приміщення придатними для роботи. Найбільше пошкодило сусідній корпус, який працівники називають жовтим. Це одне з місць, де виготовляють препарати.

Юрій Миколайович показує вікна, які латав сам. У стінах кількох кімнат — дірки від уламків. Осколками посічені підвіконня і мікрохвильова піч. В одній з кімнат обвалилася стеля: пошкодило дах будівлі, і через вибухову хвилю вона впала. Чоловік попереджає, що перебувати тут небезпечно.  

«Ми зробили мінімальне. Це аварійний корпус, якому потрібен капітальний ремонт. На нього потрібні великі гроші, яких ніде, на жаль, не вдається дістати. Зараз є багато різних програм, грантів, ми намагалися на них подаватися, але вони здебільшого стосуються приватних будинків або бізнесу, а не наукових установ», — каже Юрій Халеп.

Деякі кімнати корпусу облаштували і проводять у них дослідження: на столах вишикувалися банки з рідиною. В одній з кімнат чоловік показує нам «гойдалки для банок» — щоби відбувалася краща агрегація в повітрі і бактерії краще розмножувалися. Однак зараз температурний режим для цього не підходить, тому «гойдалки» порожні.

«Ми маємо кошти з двох джерел, — розповідає Юлій Халеп, коли ми оглядаємо територію — Перше — загальний фонд. Це бюджетні кошти, тому що ми державна установа. Це джерело сильно скоротилося. Друге — це наш заробіток за рахунок впровадження препаратів. Минулого року ми заробили 12 мільйонів, нині сума впала до чотирьох».

Співробітник пояснює, що основна частина заробітків припадає на весну, коли відбувається посів сільськогосподарських культур, адже препарати і бактерії, які розробляє Інститут, переважно призначені для обробки насіння. Весна 2022 року була втрачена, тому що інститут не функціонував до травня, коли почали повертатися на роботу його співробітники. Не було ні води, ні електрики, ні зв'язку — це суттєво ускладнювало роботу. Лише з червня відновили виробництво препаратів для тваринництва.

Та й для споживачів війна наклала фінансові проблеми: немає реалізації продукції. «Без насіння, солярки, добрив не можна нічого посіяти. Без препаратів — навпаки. Менший буде врожай, але ж він буде. Це все впливало на обсяги впровадження і на наші ж заробітки», — додає Юрій Миколайович.

Наразі потребують ремонту 46 вікон. Та найбільша проблема для працівників — обладнання. Вийшов з ладу газовий хроматограф. Він стояв на столі, коли вікна вилітали від вибухової хвилі. Пристрій дозволяв проводити дослідження, пов’язані зі зразками рослин та ґрунту на певні складові, проводити вузький аналіз мікро-, макроелементів, кислот у рослинах.

«Відсутність газового хроматографа не дозволить нам виконати всі заплановані дослідження. Такого пристрою немає в Чернігові, це дороговартісне обладнання. Новий коштує близько двох мільйонів гривень», — каже Анатолій Москаленко.  

Пошкоджень зазнали також холодильники, термостати і цифровий мікроскоп. Однак в Інституті кажуть, що це є меншою проблемою, адже вони мають принаймні ще один або кілька таких приладів, натомість газовий хроматограф в установі був один, і ця модифікація більше не випускається.

Також в установі є проблема із кадрами: через зменшення фінансування люди змушені працювати на 0,5 чи 0,7 ставки. На повну ставку наразі працює лише одна співробітниця, яка втратила житло. Через це з установи йде молодь. «Комерційні структури дуже зацікавлені в мікробіологах, тому що в агрохолдингах всі розуміють важливість цієї галузі. Залишаються дійсно люди, які фанатично віддані своїй спеціальності. Дуже шкода, що йде молодь. Адже на підготовку фахового мікробіолога потрібно років 15», — каже Анатолій Михайлович.

Нині в Інституті працює близько 90 співробітників. Вони продовжують виконувати програму наукових досліджень «Сільськогосподарська мікробіологія», працюють над 16 науково-дослідними завданнями в її межах та ще двома за іншими науковими програмами НААН.  

За підтримки Alfred P. Sloan Foundation та сприяння IIE.