Школа сформировалась в 60-70-е годы прошлого столетия, когда студенты и аспиранты МГУ, выполнявшие свои научные работы под руководством И.С. Кулаева, продолжили затем свои исследования в двух крупнейших научных центрах России – на кафедре молекулярной биологии биологического факультета МГУ и в Институте биохимии и физиологии микроорганизмов Пущинского центра биологических исследований РАН.

С 1996 года и до 2010 года школа поддерживалась грантами поддержки ведущих научных школ, вначале РФФИ, а затем грантами Президента РФ.

За годы существования школы было защищено 22 докторских и свыше 90 кандидатских диссертаций.

Основатель и бессменный руководитель научной школы член-корр. РАН И.С.Кулаев скончался 30 октября 2013 года, однако научные исследования по темам, которые находились в центре внимания коллектива в предыдущие годы, продолжаются.

В настоящее время в составе школы сотрудники лабораторий регуляции биохимических процессов (9 сотрудников, из них двое молодых ученых) и биохимии клеточной поверхности микроорганизмов ИБФМ РАН (4 сотрудника и 1 аспират), а также сотрудники исследовательской группы под руководством д.б.н. Т.С. Калебиной на биологическом факультете МГУ.

Оригинальность исследований данной школы состоит в первую очередь в том, что в ее подходах к решению проблем сохраняются и развиваются традиции, заложенные в Московском университете основателями российской биохимии и молекулярной биологии – академиками А.И.Опариным и А.Н.Белозерским, а именно, в эволюционных подходах к освещению тех или иных проблем жизнедеятельности клетки, а также в стремлении оценивать наблюдаемые физиолого-биохимические явления с точки зрения приспособления организмов к постоянно изменяющимся условиям окружающей среды.

Актуальность исследований, проводимых в рамках научной школы И.С. Кулаева, определяется тем, что механизмы регуляции биохимических процессов у микроорганизмов определяют взаимодействие клетки с окружающей средой, а также важностью понимания этих механизмов для биотехнологии, с целью разработки эффективных процессов получения целевых продуктов, важных для народного хозяйства, включая ферменты, низкомолекулярные биологически активные вещества, и полисахариды.

Основные результаты, полученные в рамках научной школы И.С. Кулаева, касаются регуляторных систем микроорганизмов, их биоэнергетики, энзимологии, синтеза и структуры полисахаридов и гликопротеинов, входящих в молекулярные ансамбли клеточных стенок бактерий и дрожжей.

Приоритетный цикл работ выполнен по локализации, метаболизму и физиологической роли неорганических полифосфатов у микроорганизмов, находящихся на разных стадиях эволюционного развития. На основе этих работ сформулированы крупные обобщения по эволюции биоэнергетических систем. В частности сделано предположение о том, что неорганические полифосфаты предшествовали АТФ в качестве универсального акцептора и донора энергии.

Открыты новые пути биосинтеза и использования энергии полифосфатов в клетках микроорганизмов, выделены и охарактеризованы 4 ранее неизвестных фермента обмена полифосфатов, занесенные в Международную номенклатуру ферментов, установлена регуляторная роль полифосфатов в биосинтезе гликопротеинов, антибиотиков и алкалоидов, а также в апаптации клеток дрожжей к некоторым видам стресса. Получены доказательства компармент-специфичности метаболизма полифосфатов у эукариотических микроорганизмов, когда метаболизм и функции этих биополимеров зависят от места локализации их в клетке.

Фундаментальные исследования по биогенезу и деградации отдельных компонентов клеточной стенки грибов и дрожжей позволили выявить структурно-функциональную роль белков в ее молекулярном ансамбле.

У бактерий рода Lysobacter открыт новый мультиферментный комплекс, обладающий бактериолитической активностью и выделен ферментный препарат лизоамидаза, не имеющий аналогов ни в России, ни за рубежом. Этот бактерицидный препарат неантибиотической природы, эффективно действует против множественноустойчивых к антибиотикам патогенных бактерий. Установлен состав внеклеточного бактериолитического комплекса, получены отдельные еркомбинантные белки, входящие к него, охарактеризованы их физико-химические свойства, спектр антимикробного действия и способы доставки в окружающую среду. На способ получения и применения антимикробного препарата лизоамидаза, который активно разрушает клетки различных патогенных антибиотикоустойчивых бактерий получены российские и зарубежные патенты.

Основной состав школы:

1. Кулаев И.С.
2. Андреева Н.А.
3. Кулаковская Е.В.
4. Кулаковская Т.В.
5. Личко Л.П.
6. Петров В.В.
7. Рязанова Л.П,
8. Томашевский А.У.
9. Трилисенко Л.В.
10. Валиахметов А.У.

Школа сформировалась в 60-70-е годы прошлого столетия. Студенты, магистранты, аспиранты и молодые специалисты-микробиологи МГУ, Института Микробиологии РАН и Института биохимии и физиологии микроорганизмов Пущинского центра биологических исследований РАН, выполнявшие свои научные работы под руководством Л.В. Калакуцкого, продолжили затем исследования в различных университетах, научных и научно-производственных организациях РФ, стран СНГ, а также США и Германии. За годы существования школы защищено около десятка докторских и свыше 30 кандидатских диссертаций. Школа неоднократно школа поддерживалась грантами поддержки ведущих научных школ (РФФИ и Президента РФ).

Л.В. Калакуцкий – один из организаторов Пущинского государственного университета (Ныне Пущинский естественно-научный институт), в течение ряда лет занимал должности проректора по науке ПущГу, а также профессора МГУ и заведующего отделом Всероссийская коллекция микроорганизмов (ВКМ) ИБФМ РАН, созданного в 1980 г. и руководимого им протяжении многих лет. Бессменный научный руководитель и консультант проводимых в отделе, а также в ИБФМ, научных и научно-организационных исследований и работ, связанных с изучением и сохранением микробного разнообразия. Является Председателем защитного ученого совета ИБФМ. Специалисты одела ВКМ составляют ядро коллектива научной школы Л.В. Калакуцкого (27 научных сотрудников, в их числе 10 молодых ученых и аспирантов).

Актуальность и перспективы исследований
Согласно современным представлениям, генетическое и биохимическое разнообразие микроорганизмов планеты превосходит таковое растений и животных вместе взятых на порядок величин. Вместе с тем, большинство сегодняшних знаний о микроорганизмах и базирующихся на их основе научно-практических разработок основываются на результатах изучения лишь вершины «микробного айсберга». Границы мира микробов и их свойств точно не известны, поскольку большую часть его представителей пока не удавалось получить в лабораторной культуре. Доместикация микроорганизмов (выявление, введение в культуру, изучение и сохранение в публичной коллекции) продолжает оставаться одной из центральных задач микробиологии. В ближайшие годы поток новых микроорганизмов из природы в лаборатории будет нарастать – как в связи с развитием и совершенствованием методов и методологии их исследований (секвенирование геномов и белков, синтетическая и системная биология и т.д.), так расширяющимися сферами их практического использования. Процесс будет сопровождаться описанием новых видов, родов и высших таксонов, пониманием механизмов функционирования микробиомов человека, животных и растений, открытием новых биомолекул, созданием новых технологий, руководств и определителей и т.д. Поток новых организмов в лаборатории потребует также перестройки коллекционного дела и организации в стране микробиологических ресурсных центров. Создание сети баз данных по штаммам микроорганизмов и сопряженной информации, а также структуризации и распределения фондов между БРЦ различных стран (ограничение дублирования) являются ключевыми задачами развития мировой инфраструктуры научных исследований на ближайшие годы.

Основные результаты, полученные в рамках научной школы Л.В. Калакуцкого, заключаются, кратко, в следующем:

• Выявлено и описано более 20 новых родов и 50 новых видов микроорганизмов, представителей всех основых подцарств (бактерии, археи, мицелиальные грибы и дрожжи). Впервые с применением методов молекулярной экологии получены данные о разнообразии архей в многолетних постоянно-мерзлых отложениях Арктики возраста 6-15 тысяч лет. Обнаружены представители известных и большого числа неописанных родов и видов в составе 4-х порядков архей, большинство из которых сегодня отсутствуют в чистой культуре. Описанные таксоны являются общепризнанными и приводятся во всех мировых определителях и руководствах по микробиологии.
• Впервые исследованы микроскопические грибы в глубинных образцах вечной мерзлоты Сибири и Антарктиды с использованием микробиологических и молекулярно-биологических методов, показано их высокое таксономическое разнообразие (множество видов, относящихся к более чем 25 родам). Впервые найдены жизнеспособные мицелиальные грибы в линзах незамерзающей гиперсоленой воды (криопэгах) в древних многолетнемерзлых грунтах. Среди штаммов из криосферы обнаружены продуценты алкалоидных соединений, в том числе новых и перспективных для биомедицины.
• Результаты приоритетных исследований полимеров клеточных стенок бактерий в таксономическом аспекте обнаружили высокую степень корреляции состава и структуры гликополимеров с филогенетическим положением организмов. Полученные результаты расширяют представления о биосинтетическом потенциале микроорганизмов, открывают новые возможности для разграничения на уровне фенотипа близких видов бактерий. Актуальны для понимания механизмов взаимодействия бактерий в микробных сообществах, с макроорганизмами, для аннотации геномов и т.д. Обнаружено несколько десятков новых биополимеров, в их числе нового класса.
• Результатом приоритетных исследований антагонистической активности микроорганизмов явилось обнаружение большого числа штаммов дрожжей, образующих летальные для дрожжей микоцины (пептиды). На множестве примеров показано, что микоцинотипирование является эффективным инструментом в таксономических, экологических и эпидемиологических исследованиях. Впервые обнаружена фунгицидная активность дрожжей, обусловленная секрецией гликолипидов (с более широким, чем микоцины, спектром действия; подавляют рост широкого спектра грибов, в т.ч., патогенов растений, животных и человека).
• Подготовлены и опубликованы 19 глав в составе наиболее авторитетных международных изданий по микробиологии – «Bergey’s Manual of Systematic Bacteriology» («Определитель Берги») и «The Prokaryotes». Материалы глав включают исчерпывающий обзор современного состояния области исследований актинобактерий (различных семейств и большого числа входящих родов и видов); основываются на данных литературы и собственных результатах авторов.
• Одним из важнейших достижений школы и лично Л.В. Калакуцкого, помимо результатов научных исследований, является сохранение в течение многих лет и развитие Всероссийской коллекции микроорганизмов. Фонд ВКМ сегодня – самый крупный в стране по численности и разнообразию и широко востребован научным сообществом в связи с фундаментальными исследованиями и практическими разработками. ВКМ превосходит все коллекции РФ по частоте цитирования штаммов в публикациях и числу ссылок на них в мировых информационных базах данных.

В последние годы усилия специалистов школы Л.В. Калакуцкого направлены на достижение уровня международных стандартов по всем видам коллекционной деятельности и созданию на базе ВКМ Биологического ресурсного центра международного уровня. На основании исследований и разработок реализован ряд научно-организационных мероприятий, касающихся повышения уровня информационного сопровождения культур фонда ВКМ. Создан ряд баз данных в т.ч., интегрированных в международные информационные ресурсы (StrainInfo, GenBank, Index Fungorum, MycoBank и др.). Впервые произведена оценка представленности последовательностей ДНК грибных таксонов в GenBank (в части, традиционно поддерживаемой грибными коллекциями и гербариями). В рамках международных проектов и сотрудничества с Всемирным центром данных по микроорганизмам, функционирующим под эгидой Всемирной федерации коллекций культур (WFCC), ведутся работы по расширению специализированных баз данных ВКМ и созданию информационной сети по микробным ресурсам Европы, в число разработчиков которой входят специалисты ВКМ.

Основной состав школы:

1. Калакуцкий Л.В.
2. Акимов В.Н.
3. Арискина Е.В.
4. Автух А.Н.
5. Барышникова Л.М.
6. Белокопытов Б.Ф.
7. Буева О.В.
8. Чувильская Н.А.
9. Евтушенко Л.И.
10. Дорофеева Л.В.
11. Голубев В.И.
12. Иванушкина Н.Е.
13. Кочина Г.А.
14. Краузова В.И.
15. Кудряшова Е.Б.
16. Озерская С.М.
17. Пучков Е.О.
18. Рыжманова У.В.
19. Щербакова В.А.
20. Дорофеева Л.В.
21. Ступарь О.С.
22. Таптыкова С.Д.
23. Томашевская М.А.
24. Жилинская Н.В.

Научная школа по направлению «Биология плазмид» начала формироваться с 1973 г. в лаборатории внехромосомной наследственности микроорганизмов под руководством А.М. Боронина.

С момента основания в лаборатории изучаются вопросы распространения, разнообразия, классификации, организации и эволюции мобильных генетических элементов, в частности, плазмид грамотрицательных бактерий. В последние годы основным направлением исследований лаборатории является изучение микроорганизмов, способных к биодеградации ароматических углеводородов, компонентов нефти, нефтепродуктов, а также бактерий рода Pseudomonas, стимулирующих рост растений. Созданы и охарактеризованы обширные уникальные коллекции микроорганизмов-деструкторов органических соединений, а также плазмид бактерий различных таксономических групп, контролирующих устойчивость к антибиотикам и тяжелым металлам, а также биодеградацию моно- и полициклических ароматических углеводородов, капролактама, хлорбензойных кислот. Разработана система классификации плазмид биодеградации псевдомонад. Изучено распространение и разнообразие плазмид бактерий рода Pseudomonas, что позволило создать представление о биологии плазмид, этой интересной и важной в практическом отношении группы бактерий. На основе ризосферного штамма разработан биопрепарат «Псевдобактерин-2», подавляющий рост и развитие широкого круга фитопатогенных грибов и бактерий и повышающий урожайность ряда сельскохозяйственных культур. Широкомасштабные испытания препарата показали его высокую эффективность, и в настоящее время он применяется в сельском хозяйстве. Проводится целенаправленное конструирование биопрепаратов для очистки окружающей среды от загрязнения нефтью и нефтепродуктами.

Разработан биопрепарат «МикроБак», предназначенный для улучшения и восстановления почв, водоемов и акваторий от загрязнений нефтью и нефтепродуктами. Права на интеллектуальную собственность – биопрепарат «МикроБак», способы его получения и применения защищены патентами РФ и Торговой маркой «МикроБак».

За время существования лаборатории в выполнении научно-исследовательских работ принимали участие более 80 сотрудников, многие из которых сейчас работают в разных городах Российской Федерации, а также за рубежом, в частности в Белоруссии, США и Великобритании. В настоящее время коллектив лаборатории состоит из 23 сотрудников, из них один доктор биологических наук и 14 кандидатов биологических наук. Под руководством профессора А.М. Боронина защищено 25 кандидатских диссертаций, кроме того, он являлся научным консультантом 3 докторских диссертаций. Еще 10 диссертаций на соискание ученой степени кандидата биологических наук были защищены под руководством сотрудников лаборатории Биологии плазмид. Около ста студентов из различных вузов нашей страны и ближнего зарубежья прошли стажировку и выполнили курсовые, дипломные и магистерские работы в лаборатории, руководимой А.М. Борониным.

Результаты научных исследований ежегодно докладываются на международных конференциях и симпозиумах. Сотрудники лаборатории читают авторские курсы лекций в рамках магистерской образовательной программы «Микробиология и биотехнология» Пущинского государственного естественнонаучного института.

Общее число научной школы А.М. Боронина – более 50 человек, сотрудников Института, ВУЗов и др. научных организаций страны.

Основной состав школы:

1. Боронин А.М.
2. Ахметов Л.И.
3. Анохина Т.О.
4. Есикова Т.З.
5. Филонов А.Е.
6. Гафаров А.Б.
7. Иванова А.А.
8. Измалкова Т.У.
9. Кочетков В.В.
10. Кошелева И.А.
11. Петриков К.В.
12. Пунтус И.Ф.
13. Сазонова О.И.
14. Скидченко А.Н.
15. Сиунова Т.В.
16. Сизова О.И.
17. Соколов С.Л.
18. Ветрова А.А.