Відділ генетики клітинних популяцій

Завідувач відділу

Кунах Віктор Анатолійович

член-кореспондент НАН України,
доктор біологічних наук, професор
Тел: (380-44) 526-07-98;
факс: (380-44) 526-07-59;
E-mail: kunakh@imbg.org.ua

Освіта, наукові ступені та звання:

1969 Закінчив із відзнакою біологічний факультет Київського державного університету ім. Т.Г.Шевченка за спеціальністю біологія з кваліфікацією "біолог-генетик, учитель біології і хімії"

1975 Кандидат біологічних наук (генетика)

1989 Доктор біологічних наук (генетика)

1993 Професор (генетика)

1997 Член-кореспондент Національної академії наук України

Посади:

1966-1969 старший лаборант, Інститут ботаніки ім. М.Г.Холодного АН УРСР, Київ, Україна

1969-1971 служба в Радянській армії

1971-1978 молодший науковий співробітник, відділ цитогенетики і поліплоїдії, ІМБГ АН УРСР, Київ, Україна

1978-1983 старший науковий співробітник

1983-1989 завідувач, лабораторія генетики клітинних популяцій, ІМБГ АН УРСР, Київ, Україна

з 1989 завідувач, відділ генетики клітинних популяцій, ІМБГ НАНУ, Київ, Україна

Членство:

з 2003 Головний редактор журналу "Вісник Українського товариства генетиків і селекціонерів" (Україна)

з 2008 Головний редактор збірника наукових праць "Фактори експериментальної еволюції організмів" (Україна)

з 2007 Президент Українського товариства генетиків і селекціонерів ім. М. І. Вавилова та член редколегії журналу "Цитологія і генетика" (Україна)

Нагороди:

2002 лауреат Премії ім. В. Я. Юр’єва НАН України

2005 лауреат Державної премії України в галузі науки і техніки

2007 лауреат Премії ім. М. Г. Холодного НАН України

2014 лауреат Премії ім. С. М. Гершензона НАН України

Науковий напрямок:

Вивчення особливостей мінливості геному рослин у природі та в клітинних популяціях in vitro як основи адаптації до змінних умов існування

Сучасні наукові дослідження:

Дослідження особливостей, причин та механізмів структурно-функціональної мінливості геному в клітинних популяціях in vitro та в природі, а також пошук шляхів регуляції цієї мінливості з метою розробки молекулярно-генетичних та фізіолого-біохімічних основ біотехнології рослин.

Теоретично обгрунтовано і експериментально підтверджено, що популяції культивованих клітин рослин in vitro являють собою нову, експериментально створену біологічну систему, що характеризується своєрідними властивостями. Встановлено, що адаптація клітин рослин до умов ізольованого росту є багатоетапним процесом, в якому залежно від механізмів адаптації, типу, напрямку та жорсткості клітинного добору можна виділити три періоди: період первинної популяції ізольованих клітин, період становлення штаму та період сформованого штаму. Клітинні популяції сформованих штамів характеризуються фізіологічним та генетичним гомеостазом, зумовленим дією стабілізуючого добору.

Для клітинних популяцій сформованих штамів на фоні високої хромосомної мінливості встановлено значну стабільність на молекулярно-генетичному рівні. Вперше доведено можливість тривалого (понад 30 років вивчення) стабільного суперсинтезу in vitro біологічно активних речовин клітинними лініями раувольфії зміїної та женьшеню справжнього, що відкриває нові перспективи розробки промислових технологій отримання цінних фармацевтичних речовин рослинного походження для медицини. На прикладі женьшеню встановлено, що поліплоїдизація клітинних культур може приводити до підвищення виходу біомаси, однак, найвищий рівень накопичення вторинних метаболітів є властивим для культур, близьких за плоїдністю до інтактних рослин.

З використанням феноменологічних рівнянь описано динаміку клітинних систем in vitro. Побудовано мережі взаємодії відповідних осциляторів для різних умов вирощування високопродуктивних штамів культур тканин лікарських рослин.

Показано, що онтогенез рослин супроводжується змінами характеру розщеплення ядерної ДНК на високомолекулярні фрагменти, що вказує на структурно-функціональнe реорганізацію ДНК в складі хроматину. Виявлено відмінності в розмірі петлевих доменів хроматину жита, утворених різними повторами ДНК, та посилення їх вищеплення у проліферативно неактивних клітинах, що свідчить про зростання доступності матрикс-асоційованих регіонів для нуклеаз.

Рис. 1. Підвищений синтез аймаліну в стабільних тривало культивованих культурах in vitro раувольфії зміїної (Rauwolfia serpentina). а – продукція аймаліну в фітогормон-незалежних лініях R. serpentina спільного походження (мг/мл). б - Загальний вигляд каллюсної та суспензійної культур R. serpentina. в - ПЛР-аналіз рослини і клітинних ліній R. serpentina: 1 - рослина; 2-6 – відібрані в 1990-91 рр. зразки клітинних ліній R-31, A, M, K-20 і К-27; 7-10 – відібрані в 2004 р. зразки лінії К-27, яку вирощували впродовж більш ніж 10 років на поживних середовищах різного складу
Вивчення генетичного поліморфізму і пластичності геному рослин в екстремальних умовах довкілля.

Розпочато комплексні дослідження із використанням цитогенетичних, молекулярно-генетичних, біотехнологічних, біометричних та фізіологічних методів, спрямовані на вивчення особливостей процесів мінливості і добору в популяціях рослин в природі та in vitro, як основи адаптації до умов довкілля. Попередній генетичний аналіз з використанням різних типів ДНК-маркерів виявив відмінності за рівнем генетичного поліморфізму між вибірками рослин Deschampsia antarctica з двох віддалених в широтному напрямі районів прибережної Антарктики. Популяційно-генетичний аналіз рослин тирлич жовтий (Gentiana lutea) та півник низький (Iris pumila) із використанням ДНК маркерів виявив порівняно високий рівень генетичного поліморфізму, а також індивідуальні особливості генетичної структури виду, ймовірно зумовлені історією формування популяцій.

Рис. 2. Поліморфні профілі продуктів ISSR-ПЛР (праймер UBC # 840) рослин півника карликового (Iris pumila) з різних місць зростання Миколаївської та Полтавської обл.: 1-11 – сел. Мигія; 12-20 - сел. Аляуди; 21-30 - сел. Коларово; 31-40 - сел. Андріївка. М – маркер молекулярної маси “100 bp Ladder”
Рис. 3. Метафазні пластинки Deschampsia antarctica (а) та Iris pumila (б, в) забарвлені ацетоорсеїном (а, б) і DAPI (c)
Пошук і створення нових молекулярно-генетичних та цитологічних маркерів для оцінки генетичного різноманіття рідкісних видів рослин.

З метою обгрунтування та підвищення ефективності природоохоронних заходів ведеться пошук нових молекулярно-генетичних та цитологічних маркерів, які дозволять оцінити генетичне різноманіття деяких рідкісних видів флори України. Проведено первинний скринінг та відібрано для подальших досліджень ПЛР-праймери, специфічні до різних геномних послідовностей. Молекулярно-генетичний аналіз рослин тирлич жовтий (Gentiana lutea) та півник низький (Iris pumila) з низки модельних популяцій з території України показав можливість використання підібраних ПЛР-маркерів для загальної оцінки генетичного різноманіття, а також аналізу його розподілу всередині та між популяціями.

Дослідження антимутагенних та протипухлинних властивостей фітопрепаратів та розробка систем їхнього прискореного скринінгу.

Розроблено бактеріальну тест-систему на основі дикого штаму E.coli та її MS2-індукованого мутанту. Перший виконує роль індикатора токсичних властивостей, а другий – роль специфічної тест-культури, яка моделює пухлинну клітину. Порівняння даних, описаних для вищих організмів, з даними, одержаними у створеній тест-системі, свідчить про її адекватний відгук на речовини з уже відомими протипухлинними властивостями. Створена тест-система використовується для первинного скринінгу та вивчення антибактеріальних та антимутагенних властивостей екстрактів природних рослин та культивованих тканин.

Українські проекти:

Проекти Національної академії наук України:

  • 2012-2016 проект "Структурна та функціональна геноміка для вивчення ряду проблем функціонування вірусів, бактерій та вищих евкаріот" (науковий керівник – Говорун Д.М., Кунах В.А., Лівшиць Л.А., Оболенська М.Ю., Козировська Н.О.)
  • 2012-2014 проект спільних досліджень між НАН України та Польською АН "Вивчення екогенетичних та популяційно-екологічних механізмів адаптації рослин до екстремальних умов довкілля" (науковий керівник – Кунах В.А.)
  • 2010-2014 проект № 39/12 "Порівняльна геноміка у діагностиці генофонду деяких рідкісних видів рослин України" (науковий керівник – Кунах В.А.)

Проекти Національного Антарктичного наукового центру, Держкомінформнауки:

  • 2010–2012 N Н12/2012 "Розробка системи біоіндикації кліматичних змін в Прибережній Антарктиці за параметрами динаміки наземних рослинних ценозів" (науковий керівник – Кунах В.А.)

Проекти Державного фонду фундаментальних досліджень (ДФФД):

  • 2013–2014 F53/108-2013 Спільний проект ДФФД та РФФД: "Біологічні та грунтові процеси в унікальних тундрах Західної Антарктики: біогеографія, біогеохімія та екологія ізольованих геосистем в часі і просторі"

Співробітництво:

українськими організації:

  • Київський Національний університет імені Тараса Шевченка, Київ
  • Львівський національний університет ім. І. Франка
  • Національний університет "Києво-Могилянська академія"
  • Тернопільський національний педагогічний університет ім. В.Гнатюка
  • Чернівецький національний університет ім. Ю. Федьковича
  • Інститут ботаніки ім. М.Г.Холодного НАН України
  • Інститут екології Карпат НАН України
  • Інститут землеробства НААН, Чабани
  • Національний ботанічний сад НАН України
  • Національний Антарктичний науковий центр МОН України

зарубіжні організації:

  • Саратовський державний університет (Росія)
  • Санкт-Петербурзький державний університет (Росія)
  • Інститут охорони природи ПАН (Польща)
  • Католицький університет (Польща)
  • Гданський університет (Польща)
  • Інститут ботаніки ПАН (Польща)
  • Університет Лихай (США)
  • Служба сільськогосподарських досліджень Міністерства сільського господарства (США)

Вибрані публікації:

  1. Ishchenko O.O., Panchuk І.І., Andreev І.O., Kunakh V.A., Volkov R.A. Molecular organization of 5S ribosomal DNА of Deschapmpsia antarctica. Cytology and Genetics. – 2018. – Vol. 52, No. 6. – P. 416–421
  2. Parnikoza I., Rozhok A., Convey P., Veselski M., Esefeld J., Ochyra R., Mustafa O., Braun C., Peter H. U., Smykla J., Kunakh V., Kozeretska I. Spread of Antarctic vegetation by the kelp gull: comparison of two maritime Antarctic regions. Polar. Biol. – 2018. – V. 41, No 6. – P. 1143-1155. Doi: 10.1007/s00300-018-2274-9
  3. Navrotska D., Andreev I., Betekhtin A., Rojek M., Parnikoza I., Myryuta G., Poronnik O., Miryuta N., Szymanowska-Pułka J., Grakhov V., Ivannikov R., Hasterok R., Kunakh V. Assessment of the molecular cytogenetic, morphometric and biochemical parameters of Deschampsia antarctica from its southern range limit in maritime Antarctic. Polish Polar Research. –2018. – Vol.38, No.4. Doi: 10.24425/118759
  4. Голубенко А.В., Дробик Н.М., Пороннік О.О., Кунах В.А. Х з’їзд Українського товариства генетиків і селекціонерів ім. М.І. Вавилова. Вісн. Укр. тов. генетиків і селекціонерів. – 2017. – т.15, №2. – С. 239-245
  5. Кунах В.А. Започаткування генетичних та генетико-селекційних досліджень в Україні (до 100-річчя від часу заснування Національної академії наук України). Фактори експериментальної еволюції організмів – 2018. – Т. 22. – С. 10-21
  6. Підпала О.В., Кунах В.А. Академік Андрій Опанасович Сапєгін (до 135-річчя від дня народження). Фактори експеримен-тальної еволюції організмів – 2018. – Т. 23. – С. 10-13
  7. Navrotska D., Andreev I., Parnikoza I., Spiridonova K., Poronnik O., Miryuta N., Myryuta G., Zahrychuk O., Drobyk N., Kunakh V. Comprehensive characterization of cultivated in vitro Deschampsia antarctica E. Desv. plants with different chromosome numbers. Cytology and Genetics. 2017. – Vol. 51, No. 6, P. 422–431
  8. Navrotska D., Andreev I., Betekhtin A., Rojek M., Parnikoza I., Myryuta G., Poronnik O., Miryuta N., Szymanowska-Pułka J., Grakhov V., Ivannikov R., Hasterok R., Kunakh V. Assessment of the molecular cytogenetic, morphometric and biochemical parameters of Deschampsia antarctica from its southern range limit in maritime Antarctic. Polish Polar Research. –2018. – Vol.38, No.4. Doi: 10.24425/118759
  9. I. Parnikoza, A. Rozhok, P. Convey, M. Veselski, J. Esefeld, R. Ochyra, O. Mustafa, C. Braun, H.-U. Peter, J. Smyklam V. Kunakh, I. Kozeretska. Spread of Antarctic vegetation by the kelp gull: comparison of two maritime Antarctic regions. Polar Biology. 2018. https://doi.org/10.1007/s00300-018-2274-9
  10. Amosova A.V., Bolsheva N.L., Zoshchuk S.A., Twardovska M.O., Yurkevich O.Y., Andreev I.O., Samatadze T.E., Badaeva E.D., Kunakh V.A., Muravenko O.V.Comparative molecular cytogenetic characterization of seven Deschampsia (Poaceae) species. PloS one. – 2017. – Vol.12, N4. – e0175760. DOI: 10.1371/journal.pone.0175760
  11. Kaczmarek Ł., Parnikoza, I., Gawlak M., Esefeld J., Peter H.-U., Kozeretska I., Roszkowska M. Tardigrades from Larus dominicanus Lichtenstein, 1823 nests on the Argentine Islands (maritime Antarctic). Polar Biology – 2017: 1-19. DOI: 10.1007/s00300-017-2190-4
  12. Loisel J., Yu Z., W. Beilman D. W., Kaiser K. & Parnikoza I. Peatland ecosystem processes in the Maritime Antarctic during warm climates. Scientific Reports. – 2017. – Vol.7. – 12344. DOI:10.1038/s41598-017-12479-0
  13. Halıcı M. G., Güllü M., Parnikoza I. Sagediopsis bayozturkii sp. nov. on the lichen Acarosporamacrocyclos from Antarctica with a key to the known species of the genus (Ascomycota, Adelococcaceae). Polar Record.- 2017:1-5. doi:10.1017/S0032247417000043
  14. Abakumov E. V., Parnikoza I.Yu., Vlasov D. Yu., Lupachev A. V. Biogenic–abiogenic interaction in Antarctic ornithogenic soils. Biogenic-abiogenic interactions in natural and anthropogenic systems. Part of the series “Lecture Notes in Earth System Sciences”. – Springer International Publishing, 2016: 237-248. DOI: 10.1007/978-3-319-24987-2_19.
  15. Yudakova, O.I., Tyrnov, V.S., Kunakh, V.A., Kozeretskaya I. A., Parnikoza I. Yu. Adaptation of the seed reproduction system to conditions of Maritime Antarctic in Deschampsia antarctica E. Desv. Russ. J. Dev. Biol. 2016, 47: 138-146.
  16. L. T. Ellis, I. Parnikoza, V. Plášek, S. Sabovljević, A. D. Sabovljević, P. Saha, Md Nehal Aziz, W. Schröder, J. Váňa, J. van Rooy, J. Wang, Y.–J. Yoon & J. H. Kim. New national and regional bryophyte records, 47. Journal of Bryology. 2016, 47(2):1–17.
  17. Кунах В.А., Твардовська М.О., Андрєєв І.О. Особливості хромосомної мінливості в культурі тканин рослин Deschampsia antarctica Desv. з різним числом хромосом. Вісник Українського товариства генетиків і селекціонерів. 2016, 14(1): 36–43.
  18. Drobyk NM, Grytsak LR, Mel’nyk VМ, Kravets NB, Konvalyuk II, Twardovska MO, Kunakh VA. In vitro manipulation and propagation of Gentiana L. species from the Ukrainian flora. In: Rybczyński J.J., Davey M.R., Mikula A. (Eds.). The Gentianaceae. Vol. 2. Biotechnology and applications. – Springer Heidelberg, New York, Dordrecht, London. 2015; P:45-79.
  19. Kunakh VA, Mel’nyk VМ, Drobyk NМ, Andreev IO, Spiridonova KV, Twardovska MO, Konvalyuk II, Adonin VI. Genetic variation induced by tissue and organ culture in Gentiana species. In: Rybczyński J.J., Davey M.R., Mikula A. (Eds.). The Gentianaceae. Vol. 2. Biotechnology and applications. – Springer Heidelberg, New York, Dordrecht, London. 2015;P:199-238.
  20. Drobyk NM, Mel’nyk VМ, Twardovska MO, Konvalyuk II, Kunakh VA. Tissue and organ cultures of Gentians as potential sources of xanthones and flavonoids. In: Rybczyński J.J., Davey M.R., Mikula A. (Eds.). The Gentianaceae. Vol. 2. Biotechnology and applications. – Springer Heidelberg, New York, Dordrecht, London. 2015;P:307-317.
  21. Amosova AV, Bolsheva NL, Samatadze TE, Twardovska MO... at all. Molecular cytogenetic analysis of Deschampsia antarctica Desv. (Poaceae), Maritime Antarctic. PLoS ONE. 2015;10(9). – e0138878. doi: 10.1371/journal.
  22. Мosula MZ, Andreev IO, Bublyk OM, Mel’nyk VМ, Konvalyuk II, Drobyk NМ, Kunakh VA. Molecular markers to assess genetic diversity of Gentiana lutea L. from the Ukrainian Carpathians. Plant Genetic Resources. 2015; DOI: http://dx.doi.org/10.1017/S147926211400104X.
  23. Parnikoza I, Miryuta N, Ozheredova I, Kozeretska I, Smykla J, Kunakh V, Convey P. Comparative analysis of Deschampsia antarctica Desv. population adaptability in the natural environment of the Admiralty Bay region (King George Island, maritime Antarctic). Polar Biology. 2015;38(9):1401-1411.
  24. Ozheredova IP, Parnikoza IYu, Poronnik OO, Kozeretska IA, Demidov SV, Kunakh VA. Mechanisms of Antarctic vascular plant adaptation to abiotic environmental factors. Cytol. Genet. 2015;49(2):139–145.
  25. Mel’nyk VМ, Drobyk NМ, Twardovska MO, Kunakh VA. Karyology of European species of genus Gentiana L. In: Rybczyński J.J., Davey M.R., Mikula A. (Eds.). The Gentianaceae. Characterization and Ecology. Heidelberg, New York, Dordrecht, London: Springer. 2014;1:219-230.
  26. Мосула МЗ, Конвалюк ІІ, Мельник ВМ, та ін. Генетичний поліморфізм популяцій Gentiana lutea L. (Gentianaceae) з Чорногірського масиву Українських Карпат. Цитология и генетика. 2014;48(6):33-39.
  27. Мосула МЗ, Конвалюк ІІ, Мельник ВМ, та ін. Аналіз генетичної різноманітності популяцій Gentiana lutea L. методом маркування міжретротранспозон¬них послідовностей (IRAP-ПЛР). Физиология растений и генетика. 2014;46(1):45-55.
  28. Твардовська МО, Андрєєв ІО, Амосова АВ, та ін. Вивчення геномів рослин Deschampsia antarctica Desv. з різних локалітетів Прибережної Антарктики за допомогою хромосомних та молекулярних маркерів. Фактори експерименталь¬ної еволюції організмів: зб. наук. пр. / Під ред. В.А. Кунах [та ін.]. – К.: Логос. 2014;14:133–137.
  29. Мосула МЗ, Конвалюк ІІ, Мельник ВМ, та ін. Генетичне різноманіття популяцій Gentiana lutea L. з хребта Свидівець Українських Карпат. Вісн. Укр. тов-ва генетиків і селекціонерів. 2013;11(2):250-259.
  30. Парнікоза І, Ожередова І, Мірюта Н, та ін. Порівняльний аналіз показників популяційної успішності Deschampsia antarctica Desv. в районі Адміральської бухти (о. Короля Георга. Прибережна Антарктика). Український антарктичний журнал. 2013; 12:186-198.
  31. Майорова ОЮ, Грицак ЛР, Терехова ГІ, та ін. Сучасний стан популяцій Gentiana lutea L. (Gentianaceae) у флорі Українських Карпат. Український ботанічний журнал. 2013;70(6):780-787.
  32. Парникоза ИЮ, Козерецкая ИА, Андреев МП, Кунах ВA. Deschampsia antarctica Desv. в Прибрежной Антарктике: видовая уникальность или долговременные адаптивные стратегии? Український ботанічний журнал. 2013;70(5):614-623.
  33. Загричук ОМ, Герц АІ, Дробик НМ, Кунах ВА. Калюсогенез та регенерація рослин Deschampsia antarctica Desv. (Poaceae) у культурі in vitro. Biotechnologia Acta. 2013;6(6):77-85.
  34. Кунах ВА. Мобільні генетичні елементи і пластичність геному рослин. Київ: Логос, 2013. – 299 с.
  35. Bublyk OM, Andreev IO, Kalendar RN, Spiridonova KV, Kunakh VA. Efficiency of different PCRbased marker systems for assessment of Iris pumila genetic diversity. Biologia. 2013; 68 (4): 61320. doi:10.2478/s11756-013-0192-4
  36. Kunakh VA. Evolution of cell populations in vitro: peculiarities, driving forces, mechanisms and consequences. Biopolym. Cell. 2013; 29(4): 29531. doi:10.7124/bc.000824
  37. Bublyk OM, Andreev IO, Spiridonova KV, Kunakh VA. Genetic variability in regenerated plants of Ungernia victoris. Biologia Plantarum. 2012; 56(2):395–400. doi:10.1007/s10535-012-0106-2
  38. Miryuta NYu, Kunakh VA. Dynamics of cell population systems in vitro. III. Hypothesis of cell differential process self­control and it's phenomenology realization by the example of Rauwolfia serpentina Benth. tissues culture "Biotechnology" J. 2012; 5(3):40–52.
  39. Parnikoza IYu, Loro P, Miryuta NYu. Kunakh VA, Kozeretska IA. The influence of some environmental factors on cytological and biometric parameters and chlorophyll content of Deschampsia antarctica Desv in maritime Antarctic. Cytol. Genet. 2011. 45(3):170–6. doi:10.3103/S0095452711030078
  40. Konvalyuk II, Hrytsak LR, Mel'nyk VM, Drobyk NM, Kunakh VA. Obtaining and characterization of isolated root culture from plants of genus Gentiana. "Biotechnology" J. 2011; 4(3): 29–35.
  41. Volkov RA, Kozeretska IA, Kyryachenko SS, et al. Molecular evolution and variability of ITS1–ITS2 in populations of Deschampsia antarctica from two regions of the maritime Antarctic. Polar Science. 2010; 4(3):469–78. doi:10.1016/j.polar.2010.04.011
  42. Pererva TP, Miryuta AYu, Moysa LN, Mozhylevskaya LP, Kunakh VA. Interaction of plant extracts of Ungernia victoris, Rhodiola rosea and Polyscias filicifolia with a bacterial cell. Cytol. Genet. 2010; 44(4):221–226. doi: 10.3103/S0095452710040067
  43. Kunakh VA, Mozhylevskaya LP, Potapchuk EA, Musyka VI, Kolonina IV. Obtaining culture of Ungernia victoris tissues and its specificities in growing on nutrient media of various composition. Biotechnology. 2007; 1:14–21.
  44. Kunakh V. Biotechnology of Medicinal Plants. Genetic and Physiologically–Biochemical basis. K.: Logos; 2005.

17-21 вересня 2018 р. у м. Яремче (Івано-Франківська область, Україна) відбудеться XIII Міжнародна наукова конференція "Фактори експериментальної еволюції організмів", присвячена 100-річчю від часу заснування Національної академії наук України. Вичерпна інформація про захід розміщена за посиланням

08 червня 2018 р. Повне відео прес-конференції зі спільного проекту вчених Національного антарктичного наукового центру МОН та ІМБГ НАН України щодо дослідження, вирощування в лабораторних умовах та мікроклонування щучника антарктичного. www.facebook.com