biotechnològija Lietuvojè. Lietuvoje biotechnologijos mokslas pradėjo kurtis 20 a. 8 dešimtmetyje. Vilniaus bandomoji fermentinių preparatų gamykla (įkurta 1970, 1992–2006 bendrovė Biosintezė) gamino techninius fermentus – amilazes, proteazes, fermentinius kompleksus maisto, odų pramonei, pašarams; Kėdainių biochemijos gamykla (veikė iki 1996) – baltyminius priedus pašarams.
Moderniosios biotechnologijos pagrindai buvo sukurti Sąjunginiame taikomosios enzimologijos mokslinių tyrimų institute (įkurtas 1975, nuo 1991 atsiskyrė Biotechnologijos institutas ir bendrovė Fermentas, nuo 2013 bendrovė Thermo Fisher Scientific Baltics). Jame buvo parengtos molekulinės biologijos ir genų inžinerijos darbams naudojamų restrikcijos endonukleazių, deoksiribonukleorūgščių (DNR) ir ribonukleorūgščių (RNR) modifikavimo fermentų ir kitokios gamybos technologijos, atrasta ir ištirta naujų šios paskirties produktų (E. A. Janulaitis, V. Butkus). Bendrovėje Thermo Fisher Scientific Baltics (viena didžiausių pasaulyje biotechnologijos molekulinių įrankių gamintojų) kuriami ir gaminami genų inžinerijos ir molekulinės biologijos darbams naudojami produktai bei molekulinės diagnostikos komponentai – fermentai, nukleorūgščių standartai ir kita. Restrikcijos endonukleazių ir biotechnologijoje naudojamų naujų įrankių kūrimo darbai tęsiami Thermo Fisher Scientific Baltics mokslo padalinyje (2012 atidarytas Molekulinės biologijos mokslų kompetencijų centras), Vilniaus universiteto (VU) Gyvybės mokslų centro Biotechnologijos institute ir Biochemijos institute.
mikroorganizmų kultivavimo mikroreaktorius (bendrovė Sicor Biotech)
Biotechnologijos institute atliekami restrikcijos endonukleazių erdvinės struktūros ir jų katalitinio veikimo molekulinių mechanizmų tyrimai, kuriami nauji programuojamų savybių, savitai su nukleorūgštimis sąveikaujantys fermentai, tinkami kryptingai genomų pertvarkai ir modifikavimui, perspektyvūs naudoti medicinoje (V. Šikšnys). Naujiems fermentams kurti taikomi modernūs baltymų inžinerijos, kryptingos evoliucijos in vitro (mėgintuvėlyje) ir kiti metodai. Sukurta nukleorūgščių sekai ir grandinei specifinių DNR nikazių, naujo specifiškumo DNR restrikcijos endonukleazių, naujų specifinės RNR fragmentacijos įrankių, tiriama molekulinių įrankių, kuriuos būtų galima naudoti genų terapijoje, sintezė. Svarbūs DNR metilinimo tyrimai (S. Klimašauskas). Gauta naujų duomenų apie DNR ir RNR metiltransferazių struktūros elementus, lemiančius katalitinį šių fermentų aktyvumą, atrastas tiesioginio kovalentinio DNR ir kitų biopolimerų žymėjimo specifinėse vietose naudojant metiltransferazes metodas (Europos patentas, sudaryta licencinė sutartis su Vokietijos bendrove Qiagen).
1982 Sąjunginiame taikomosios enzimologijos mokslinių tyrimų institute pradėti baltyminių vaistinių medžiagų tyrimai. Vaistams sintetinti panaudoti genų inžinerijos metodais modifikuoti mikroorganizmai, gaminantys rekombinantinius baltymus. Parengta svarbių vaistinių medžiagų (žmogaus interferono alfa-2b, žmogaus augimo hormono) gavimo technologijų, atlikta darbų tiriant žmogaus rekombinantinius citokinus, kurie padėjo išsiaiškinti šių baltymų veikimą ir struktūrą, tyrimų rezultatai panaudoti farmacinėje biotechnologijoje (V. Bumelis). 1989 sėkmingai baigti klinikiniai tyrimai ir įregistruotas Lietuvoje sukurtas interferono alfa-2b preparatas Reaferon (pirmasis genoinžinerinis medicininis preparatas Rytų Europoje). Baltyminės vaistinės medžiagos kuriamos biotechnologinės farmacijos įmonėje Teva Baltics (1994–99 bendrovė Biofa, 1999–2001 bendrovė Biotechna, 2001–04 bendrovė Sicor Biotech, 2004–19 TEVA Baltics Sicor Biotech), atliekami jų tyrimai. Šioje įmonėje, naudojant genetiškai modifikuotus mikroorganizmus, gaminamos veikliosios vaistinės medžiagos (interferonas alfa-2b, filgrastimas, žmogaus augimo hormonas).
chromatografinė sistema baltymams išskirti ir gryninti (bendrovė Sicor Biotech)
Bendrovėje Biocentras (įkurta 1988) atrastas originalus kraujodarą skatinančios vaistinės medžiagos producentas. Kitos farmacinės biotechnologijos įmonės: bendrovės Biota (rekombinantinių baltymų gryninimas ir analizė), Biotechpharma (baltyminių vaistinių medžiagų biosintezės ir išskyrimo technologijos), Profarma (ilgalaikio veikimo terapinės paskirties rekombinantinių baltymų technologijos).
Biotechnologijos institute originaliais biotermodinamikos metodais ieškoma naujų vaistinių medžiagų (D. Matulis). Šiame institute kuriami imunologiniai diagnostikos metodai, pagrįsti antikūno ir antigeno sąveika ir nukleorūgščių nustatymu naudojant polimerazių grandinių reakciją, tiriami rekombinantiniai virusų baltymai ir monokloniniai antikūnai (K. Sasnauskas, A. Žvirblienė). Derinant rekombinantinių baltymų gavimo technologijas su imunologiniais metodais, kuriami labai jautrūs patogenų arba jiems specifinių antikūnų nustatymo būdai. Sukurta rekombinantinių mielių producentų, kurie gamina įvairių virusų (tymų, kiaulytės, hepatito B ir kitų) struktūrinius baltymus, suformuojančius į virusą panašius darinius. Pagal duomenis apie jų imunogeniškumą sukurtas kryptingo specifiškumo monokloninių antikūnų gavimo būdas, keli šimtai naujų hibridomų linijų, gaminančių antikūnus prieš tymų, kiaulytės, raudonukės, žmogaus paragripo ir kitus antigenus. Šie monokloniniai antikūnai taikomi diagnostikai ir moksliniams tyrimams, gaminami ir eksportuojami užsienio bendrovėms. Kryptingo specifiškumo monokloniniams antikūnams kurti naudojama rekombinantinių į virusą panašių dalelių technologija patentuota ir licencijuota – patento ir licencijos savininkė yra bendrovė Thermo Fisher Scientific Baltics. Biotechnologijos institute triama baltymų sekų giminingumas, modeliuojama baltymų erdvinė struktūra (Česlovas Venclovas). Kompiuterinio modeliavimo būdu sukonstruota pirmoji pasaulyje aktyvi II tipo restrikcijos endonukleazė, pasižyminti visiškai nauju, gamtoje dar neaptiktu DNR specifiškumu.
Biochemijos institute tiriami oksidoreduktazių veikimo mechanizmai (J. Kulys, V. Razumas), t. p. sukurta biojutiklinių analitinių sistemų, kurios naudojamos medicinoje ir maisto pramonėje – analizatorių gliukozei, etanoliui, pieno rūgščiai, cholesteroliui, karbamidui, kitiems metabolitams nustatyti (J. Kulys, V. S. Laurinavičius). Šios krypties tyrimai plėtojami ir Chemijos institute (A. Malinauskas, nuo 2010 Fizinių ir technologijos mokslų centras), elektrocheminiai imunojutikliai kuriami VU Imunologijos institute (A. Ramanavičius, nuo 2009 Inovatyvios medicinos centras). Biochemijos institute kuriamos ir tiriamos naujos biokatalitinės sistemos, identifikuoti ir atrinkti kamienai, gaminantys gliukozės, kitų sacharidų, glicerolio, alkoholių dehidrogenazes; parengta fermentų skyrimo ir valymo schemų; pagaminta fermentų, jie panaudoti naujoms biojutiklinėms sistemoms kurti; išskirti šių fermentų genai, kurie naudojami kuriant modifikuotus fermentus (Rolandas Meškys). Sukurta naujos kartos gliukozės, laktozės, sacharidų, etanolio, glicerolio biojutiklių maisto pramonės analitinėms sistemoms (V. S. Laurinavičius). Biotechnologiniuose ir biomedicininiuose tyrimuose vis plačiau taikoma bioinformatika ir kompiuterinė biologija.
Monokloniniai antikūnai t. p. tiriami (M. Mauricas) VU Imunologijos institute (nuo 2009 Inovatyvios medicinos centras). 2000 bendrovės Fermentas įsteigta biotechnologinė molekulinės diagnostikos paslaugų bendrovė Biomedicinos tyrimų centras (nuo 2007 bendrovė Sorpo Diagnostics) yra moderniausia ir didžiausia molekulinės diagnostikos paslaugų, naudojant polimerazių grandinių reakciją, tiekėja Lietuvoje. Joje kuriami polimerazių grandinių reakcijos reagentų rinkiniai, sukurta molekulinės diagnostikos rinkinių lytiniu keliu plintantiems patogenams, t. p. polimerazių grandinių reakcijos reagentų rinkinys paukščių gripo virusui (H5 tipas) nustatyti. Bendrovėje Thermo Fisher Scientific Baltics pagal tarptautinius reikalavimus pertvarkoma polimerazių grandinių reakcijos technologijoje naudojamų produktų gamyba, kad bendrovė galėtų patekti į pasaulinę molekulinės diagnostikos produktų rinką. Biotechnologijos institute genų inžinerijos metodais, naudojant mielių kamienus, kuriamos rekombinantinės vakcinos (K. Sasnauskas), sukurta efektyvių vakcinų nuo žmogaus hepatito B, žmogaus papilomos viruso pavojingų atmainų ir žmogaus poliomelito virusą, sukurta žmogaus hepatito B paviršiaus baltymų darinių, tinkamų ir ligos profilaktikai, ir gydymui, kuriamos eksperimentinės baltyminės vakcinos navikų profilaktikai.
Vilniaus Gedimino technikos universitete (VGTU) tiriamas peroksidazių substratų dokingas ir molekulinė dinamika, modeliuojamos baltymų tretinės struktūros (J. Kulys). Kauno technologijos universitete (KTU) kuriami biotechnologinių procesų optimizavimo ir valdymo būdai, biotechnologinių parametrų matavimo, procesų prognozavimo ir optimalaus valdymo sistemos (D. Levišauskas). Bioekologijos tyrimų ir praktinės veiklos centras yra bendrovė Biocentras. Joje tiriamas biotechnologinių procesų taikymas aplinkos apsaugai ir naftos teršalams šalinti, sukurtas bakterinis preparatas Degradoilas, jis naudojamas padariniams, sukeltiems naftai patekus į vandenį ar gruntą, likviduoti. Botanikos institute parengta naftos produktais užteršto grunto biologinių savybių atkūrimo technologija. Lietuvos agrarinių ir miškų mokslų centro Žemdirbystės institute, Sodininkystės ir daržininkystės institute ir Miškų institute, t. p. Vytauto Didžiojo universiteto Žemės ūkio akademijoje (iki 2018 Aleksandro Stulginskio universitetas) atliekami agrobiotechnologiniai tyrimai, ieškoma būdų tikslingai keisti augalų genomą, genų raišką ir tai pritaikyti maisto produktų gamybai, kurti norimų savybių augalų veisles. Šiose institucijose tiriama kviečių ir miežių selekcinių linijų genetinis stabilizavimas dvigubų haploidų metodu, poliploidija naudojama daugiamečių žolių pradinei selekcinei medžiagai kurti, atliekama svidrių ir eraičinų tarpgentinė ir dobilų tarprūšinė hibridizacija bei genų introgresija produktyvumui ir adaptyvumui gerinti, kuriama aliejinių augalų genetinė įvairovė (I. Pašakinskienė, G. Brazauskas, A. Sliesaravičius). Kiti darbai susiję su sodo augalų devirusavimu, kryptingu genetinės struktūros keitimu in vitro sistemoje ir mikrovegetatyviniu dauginimu, sodo augalų tarprūšinių hibridų ir veislių kūrimu biotechnologijos metodais, pomidorų antioksidantų tyrimu (V. Stanys). DNR žymenų metodais vertinama greitai augančių Lietuvos medžių genetinė struktūra, kuriami nauji genotipai, biotechnologiniai metodai taikomi tolerancijos stresiniams veiksniams in vitro sistemoje įvertinti (S. Kuusienė). Biotechnologijos institute tiriami genai, atsakingi už augalų atsparumą šalčiui ir jų naudojimas šalčiui atsparioms veislėms, pirmiausia rapsų, kurti (Aušra Ražanskienė), Botanikos institute – augalų augimo ir adaptavimosi biocheminiai molekuliniai mechanizmai, jų naudojimas augalų biotechnologijose, kuriami atsparūs abiotiniams veiksniams transgeniniai augalai (R. Vyšniauskienė).
Nauja biotechnologijos kryptis yra pramoninė, arba baltoji, biotechnologija – cheminių produktų gavimas iš atsinaujinančiųjų, augalinės kilmės žaliavų (augalininkystės produktų, medienos perdirbimo atliekų, specialiai perdirbimui auginamų augalų), galinčių pakeisti kuro ir cheminės pramonės žaliavą naftą, fermentų naudojimas šiuose procesuose. Ši sritis apima biodegalų komponentų (bioetanolio ir biodyzelino) gamybą. Aleksandro Stulginskio universiteto (nuo 2019 Vytauto Didžiojo universiteto Žemės ūkio akademija) Aplinkos institute parengta biodegalų gamybos ir naudojimo programa (P. P. Janulis). Biochemijos institute tiriama glicerolio, lignino monomerų, heterociklinių ir kitų junginių biokonversija naudojant genetiškai pakeistus mikroorganizmus (R. Meškys). Kauno technologijos universitete tiriamas krakmolo modifikavimas, gáuta modifikuotų jonogeninių krakmolo darinių, daugiausia turinčių katijoninių pakaitų, jie naudojami popieriaus pramonėje (A. Žemaitaitis). Tiriamas pieno polirūgšties naudojimas gamtoje biologiškai suskylančioms ir aplinkos neteršiančioms pakuotėms gaminti. Atliekami perspektyvūs moksliniai tyrimai, svarbūs šalies ūkio plėtrai.
Svarbiausios biotechnologijos pramonės sritys yra industrinės žemės ūkio ir maisto bei medicininės biotechnologijos. Daugelis produktų eksportuojami į daugiau kaip 100 valstybių (daugiausia į Jungtines Amerikos Valstijas, Jungtinę Karalystę, Lenkiją). Lietuvoje industrinės biotechnologijos pramonė sudaro apie 2,5 % viso šalies bendrojo vidaus produkto (BVP). Veikia daugiau kaip 400 biotechnologijų įmonių, jose dirba apie 3000 žmonių. Daugelis įmonių, iš jų ir žinomesnės Thermo Fisher Scientific Baltics, Biotechpharma, Teva Baltics, startuoliai Caszyme, Biomatter, Droplet Genomics, įsikūrusios Vilniuje. Nuo 2010 biotechnologijų įmonių pajamos padidėjo daugiau kaip 11 kartų. Lietuvos biotechnologų asociacijos duomenimis, 2020 biotechnologijų sektoriaus pajamos sudarė 1,9 mlrd. eurų, 2021 – 2,6 mlrd. eurų.
2231