Одним из ведущих научных учреждений является Институт микробиологии НАН Беларуси. Научная деятельность Института микробиологии НАН Беларуси ориентирована на решение актуальных социально-экономических проблем страны - охраны окружающей среды и создания конкурентоспособных, экологически чистых и энергосберегающих биотехнологий получения медицинских и ветеринарных препаратов, пищевых и кормовых добавок, средств защиты растений, биоудобрений на основе высокоактивных штаммов.
В настоящее время структура Института представлена 8 лабораториями: 1) лаборатория средств биологического контроля, основное направление которой является выделение и изучение микроорганизмов - антагонистов и энтомопатогенов, разработка научных основ создания микробиологических средств защиты растений; 2) лаборатория ферментов - изучение закономерностей образования ферментов микроорганизмами различных таксономических групп, исследование механизмов регуляции синтеза ферментов, изучение структуры и свойств ферментных белков, разработка способов получения и применения ферментных препаратов; 3) лаборатория молочнокислых и бифидобактерий - изучение секреторных продуктов метаболизма, их функциональной роли и биологической активности микроорганизмов различных таксономических групп; использование микроорганизмов для создания новых продуктов и препаратов; 4) лаборатория биотехнологии соединений нуклеиновой природы; 5) лаборатория экспериментальной микологии - изучение образования и характеристика продуктов метаболизма грибов, разработка биотехнологий интенсивного культивирования микро- и макромицетов с целью получения новых препаратов, 6) лаборатория взаимоотношений микроорганизмов почвы и высших растений - исследование структуры и физиолого-биохимической деятельности ризосферных и почвенных микробоценозов, роли микробных популяций в повышении продуктивности земледелия и экологической стратегии интродуцируемых штаммов микроорганизмов, обеспечивающих высокий уровень снабжения растений биологическим азотом и фосфором; 7) лаборатория деградации ксенобиотиков и биоремедиации природных и производственных сред - изучение структуры и микробного разнообразия экосистем, нарушенных в результате техногенеза, исследование метаболической активности микроорганизмов-деструкторов галогенорганических ксенобиотиков, создание биотехнологий детоксикации природных и производственных сред с помощью микроорганизмов-деструкторов; 8) коллекция микроорганизмов - гарантированное поддержание микроорганизмов различных таксономических групп, подбор условий хранения культур, создание коллекционного фонда микробного разнообразия. Информация о новых культурах классифицируется и заносится в банк данных. Важными направлениями деятельности лаборатории являются консультации по идентификации и сохранению микроорганизмов, депонированию микробных штаммов с целью патентования, предоставление культур по запросам потребителей. Постановлением Совета Министров Республики Беларусь коллекция непатогенных микроорганизмов Института внесена в Государственный реестр научных объектов, составляющих национальное достояние. Институт микробиологии НАН Беларуси является ведущей научно-исследовательской организацией в Беларуси по ряду перспективных направлений микробиологии и биотехнологии. Мировому уровню соответствуют проводимые в институте исследования: по биогенезу ферментов; созданию нового поколения полифункциональных биологических средств защиты растений, биокатализаторов для реализации химико-ферментативного подхода к получению биологически активных компонентов нуклеиновых кислот, композитов повышенной пищевой ценности на основе биологически активных соединений грибов.
В лаборатории средств биологического контроля получены высокоактивные штаммы микроорганизмов-интродуцентов, характеризующиеся высокой активностью к патогенам и вредителям, генетической стабильностью, низкой чувствительностью к биоценотическим факторам, конкурентоспособностью; изучена природа микробного антагонизма, механизмы биотических взаимодействий антагонистов и патогенов.
Совместно с РУП «Институт защиты растений» НАН Беларуси разработаны технологии получения ряда биопрепаратов, организовано их опытно-промышленное производство на РУП "Новополоцкий завод БВК".
Биоинсектицид Бацитурин на основе местного штамма Bacillus thuringiensis обладает широким спектром энтомоцидного действия. Высоко эффективен против колорадского жука – 85-94 % , морковной листоблошки – 86 %, паутинного клеща – 79-100 %, бахчевой тли – 60-80 %.
Биопестицид Фрутин на основе выделенного штамма Bacillus subtilis предназначен для защиты плодово-ягодных культур от болезней. Препарат способствует залечиванию раковых ран яблони на 46-52 %, снижению развития парши на листьях и плодах в 3,5-5,0 раз, а также получению высокого выхода первосортной продукции (83-86 %).
Биопестицид Фитопротектин, полученный на основе штамма Bacillus subtilis БИМ В-334Д, предназначен для защиты овощных культур открытого и защищенного грунта от грибных и бактериальных болезней. Способствует снижению заболеваемости на 30-60 %, повышению урожайности на 20-80 % и получению биологически чистой продукции. Стимулирует прорастание семян и развитие растений.
В лаборатории ферментов разработаны опытно-промышленные регламенты получения ферментных препаратов декстраназы и пектиназы, а также способы получения целлюлазы, эстеразы, каталазы и пероксидазы. Производственными испытаниями доказана эффективность использования препарата каталазы для детоксикации остаточных количеств пероксида водорода в текстильной промышленности.
В лаборатории молочнокислых и бифидобактерий проведена работа по изоляции из природных источников культур молочнокислых бактерий, перспективных для биотехнологии, селекция высокоактивных штаммов бифидо- и молочнокислых бактерий, обладающих специфической биологической активностью. Разработаны технологии получения пробиотического препарата Лактимет, бактериального препарата Лактомит для улучшения качества мясных продуктов, поликомпонентного пробиотика Билавет, который рекомендуется в качестве лечебно-профилактического препарата, способствую-щего интенсификации обменных процессов организма животных и птиц. Разработана и утверждена нормативно-техническая документация на препарат Лаксил на основе живых культур молочнокислых бактерий, предназначенный для силосования трудносилосуемого растительного сырья. Использование препарата Лаксил позволяет получить корма I класса, повысить привесы молодняка крупного рогатого скота на 10-13 %.
В лаборатории биотехнологии соединений нуклеиновой природы успешно разрабатывается высокоэффективный химико-энзиматический подход к получению фармакологически важных модифицированных нуклеозидов и нуклеотидов, синтез которых только химически или ферментативно затруднен или не возможен. При этом в качестве биокатализаторов используются, как правило, не малодоступные очищенные ферменты, а целые клетки микроорганизмов. В рамках этого направления совместно с Институтом биоорганической химии НАН Беларуси разработаны в рамках ГНТП «Лекарственные средства» и внедрены в производство оригинальные химико-ферментативные технологии получения фармсубстанций высокоэффективных отечественных противоопухолевых препаратов «Лейкладин» и «Флударабел».
На основе использования ферментов бактерий и микроскопических грибов разработан оригинальный метод синтеза всех четырех дезоксинуклеотидов, необходимых для постановки полимеразной цепной реакции (ПЦР), широко использующейся при диагностики инфекционных заболеваний человека, животных и растений. Это позволит исключить закупку дорогостоящих нуклеотидов за рубежом и будет способствовать разработке отечественных диагностических наборов на основе ПЦР для экспресс-диагностики самых различных инфекционных заболеваний. Лаборатория экспериментальной микологии, развивает новое перспективное направление - создание функциональных препаратов на основе мицелия, экстрактов лекарственных грибов и их композитов. Исследованы физиолого-биохимические основы биосинтеза базидиомицетами в глубинной культуре комплекса биологически активных соединений с высокой антиоксидантной, иммуномодулирующей и гепатопротекторной активностями. На основе мицелия базидиальных грибов созданы и внедрены на УП «Диалек» новые технологии получения биологически активных добавок (БАД к пище - Диалентин, Лентин Рейшидин, Летипорин), соответствующие мировому уровню. Разработанные БАД обладают общеукрепляющим и профилактическим действием, направленным на улучшение функций сердечно-сосудистой системы, кишечника, иммунитета, устойчивости к простудным заболеваниям; предназначены для восполнения минеральной и витаминной недостаточности, могут использоваться спортсменами для снятия стресса и повышения работоспособности. БАД зарегистрированы в Министерстве здравоохранения РБ и реализуются через сеть аптек. Разрабатываются новые, первые в Беларуси лечебно-профилактические препараты иммуностимулирующего и антиоксидантного действия для промышленного птицеводства.
Сотрудниками лаборатории взаимоотношений микроорганизмов почвы и высших растений получены новые штаммы и высокоэффективные двухкомпонентные микробные инокулянты бобовых и зерновых культур с высокой колонизирующей и конкурентной способностью, фитостимулирующим и защитным действием, азотфиксирующей и фосфатмобилизующей активностями. Показана принципиальная возможность направленного регулирования ризосферных микробоценозов применением новых искусственных бактериальных ассоциаций, обладающих множественным эффектом. Разработаны и внедрены на РУП «Бобруйский гидролизный завод» концерна «Белбиофарм» энергосберегающие технологии получения биопрепаратов Ризобактерин-С и Фитостимофос, альтернативных минеральным азотным и фосфорным удобрениям, и организовано их опытно-промышленное производство.
Решение вопросов охраны окружающей среды в институте связано с деятельностью лаборатории деградации ксенобиотиков и биооремедиации природных и производственных . На основе фундаментальных исследований механизмов деградации стойких ксенобиотиков (2-, 3- и 4-хлорфенолов) бактериями-деструкторами родов Rhodococcus, Bacillus, Pseudomonas разработаны способы восстановления (биоремедиации) почвы и очистки сточных вод, обеспечивающие степень разложения указанных химических токсикантов до 100 %. С использованием бактерий Rhodococcus разработан препарат «Экобел» и методика применения его для разрушения аварийных разливов нефти на почве и воде. Разработана технология разложения жировых отходов и нефтепродуктов с помощью микроорганизмов. Технология испытана на Минской очистной станции в полупроизводственных условиях на пилотной установке. Разработанные технологии очистки сточных вод от токсических органических соединений внедрены на ряде производств Беларуси, России и Кореи.