326

Картофельная безопасность. В стране открыт новый геномный центр

Сюжет Национальные проекты

Министр науки и высшего образования РФ Валерий Фальков открыл геномный центр Всероссийского научно-исследовательского института сельскохозяйственной биотехнологии (ВНИИСБ).

Это один из основных научных центров в области генетических технологий растений, работа которого поддерживается в том числе в рамках нацпроекта «Наука и университеты». Развитие геномных исследований сегодня  это залог нашей безопасности в будущем. От ученых-генетиков зависит, что мы будем есть и как нас будут лечить. И уже сегодня у исследователей есть ответы на вызовы современности.

ВНИИСБ входит в консорциум Курчатовского геномного центра, созданного в рамках нацпроекта «Наука и университеты». Среди основных направлений института  маркерная и геномная селекция растений, геномное редактирование. Важно, что ученые работают с растениями, которые входят в ежедневный рацион большинства граждан нашей страны. Так, например, в лаборатории маркерной и геномной селекции растений под руководством профессора РАН Александра Соловьева ученые занимаются выведением новых сортов пшеницы и тритикале — молодой зерновой культуры, гибрида пшеницы и ржи.

В лаборатории стрессоустойчивости растений ВНИИСБ, которую возглавляет молодой ученый Василий Таранов, исследователи с помощью новейших технологий геномного редактирования работают над тем, чтобы придать различным сортам картофеля устойчивость к вирусу Y  возбудителю широко распространенного заболевания картофеля (Solanum tuberosum L.), снижающего урожайность на 30-60%.

В область исследований ученых лаборатории также входит изучение крестоцветных. С помощью технологии редактирования генома исследователи ведут работу по созданию форм кочанной и цветной капусты Brassica oleracea, устойчивых к сосудистому бактериозу  самому распространенному и вредоносному заболеванию для этого семейства.

Кроме того, ученые занимаются исследованиями белков с доменом холодового шока. Известно, что они вовлечены в развитие организмов и их адаптацию к неблагоприятным факторам окружающей среды. Их функции хорошо изучены в бактериях и животных, но их роль в жизнедеятельности растений сегодня не установлена. В случае если генетикам удастся выявить функцию этих белков в растениях, дальнейшим шагом будет проработка способов их применения.

Таким образом, ученые ВНИИ сельскохозяйственной биотехнологии решают прикладные задачи обеспечения продовольственной безопасности нашей страны. Помимо исследовательской деятельности, одно из важнейших направлений института  подготовка кадров для развития генетических технологий. Так, на базе института действуют программы аспирантуры по направлениям «Биотехнологии» и «Генетика».

Подготовка высококвалифицированных кадров в области генетики — одна из основных задач нацпроекта «Наука и университеты» и Федеральной научной технической программы развития генетических технологий на 2019-2027 годы. В 2020 году в российских вузах и научных институтах появилось 13 новых образовательных программ по приоритетным направлениям: биоинженерия, биоинформатика, молекулярная генетика, цитогенетика.

Так, Институт цитологии и генетики СО РАН (ИЦиГ) запустил новую магистерскую программу по генетике и селекции совместно с Новосибирским государственным аграрным университетом (НГАУ). Программа, которую реализуют ученые института совместно с преподавателями НГАУ и представителями агробизнеса, направлена на подготовку генетиков, владеющих междисциплинарными компетенциями и современными методами селекции (включая геномную селекцию). Набор учащихся начинается летом этого года, объявленного в России Годом науки и технологий.

Еще одно новое направление подготовки Институт цитологии и генетики СО РАН создал совместно с Новосибирским госуниверситетом. На базе университета открылся Институт генетических технологий. Его задача  подготовка кадров по направлению «Геномные исследования и генетические технологии» и интеграция исследовательской деятельности в ученый процесс. Среди основных направлений  высокопроизводительная гликомика, 3D-геномика индивидуальных клеток, изучение генома опухолевых клеток, генетика дорсалгии. Работа института базируется на принципиально новом формате высшего образования: классические факультеты университета с фундаментальной научной базой привлекаются для решения прикладных задач современной генетики с использованием новых технологий и оборудования. Особую роль в этом играет междисциплинарный подход: в реализацию новой образовательной программы вовлечены не только генетики, но и математики, медики, химики, ИТ-специалисты.

Кроме того, в Институте цитологии и генетики СО РАН действуют курсы повышения квалификации «Биотехнологии в селекции растений». Образовательная программа, разработанная учеными ИЦиГ СО РАН при поддержке «СколТех», включает в себя начальный и базовый уровень и предусматривает как лекционную часть, так и практические занятия.

Во время практической части у слушателей есть возможность поучаствовать в приоритетных исследованиях и разработках института, получить актуальные знания о последних тенденциях в генетике непосредственно в лабораториях, например в «Центре генетических ресурсов лабораторных животных». Центр обладает своим SPF-виварием, где ежегодно рождается примерно 70 тысяч мышей. Ученые Института цитологии и генетики СО РАН, а также других научных центров и фармкомпаний используют их как объекты для испытаний диагностических и терапевтических средств. Большая часть генетических линий животных содержится в виде замороженных эмбрионов, которые при необходимости извлекают из криобанка с помощью современных вспомогательных репродуктивных технологий. Воспроизводство такого потомства  непростая научная задача. Кроме того, благодаря нацпроекту «Наука и университеты» Центр обладает уникальным оборудованием, часть которого не имеет аналогов в России. Используют современную приборную базу научные институты, университеты и фармкомпании со всей страны. Одними из самых заметных исследований, проводимых в центре в последнее время, стали исследования бор-нейтроннозахватной терапии онкологии, на которые в марте 2021 года по решению М. Мишустина были выделены дополнительные 200 млн рублей.

В конце 2020 года в Институте цитологии и генетики СО РАН заработал новый центр коллективного пользования (ЦКП) «Биоинформатика», где расположен один из самых мощных в стране биоинформатических вычислительных комплексов, занимающихся биологическими исследованиями. Центр также стал местом притяжения для сотрудников научных организаций со всей страны. ИЦиГ СО РАН входит в консорциум «Курчатовского геномного центра», созданного в рамках нацпроекта «Наука и университеты». Как участник консорциума институт занимается построением цифровых моделей геномов сельскохозяйственных растений, которые дают представление о том, как реализуется информация, заложенная в ДНК, какие гены отвечают за то или иное свойство растения. Кроме того, цифровые модели  надежная база для проведения целенаправленной селекционной работы. Их построение стало возможным на стыке наук  генетики и биоинформатики. В «Курчатовском геномном центре» ИЦиГ СО РАН также создает сорта сельскохозяйственных растений с заданными характеристиками с помощью редактирования генома и маркер-ориентированной селекции. Эти современные методы, часть которых была разработана учеными ИЦиГ, позволяют быстрее, чем путем классической селекции, создавать сорта растений «под заказ» агропромышленного комплекса: пшеницу, оптимально приспособленную к конкретным климатическим свойствам региона, ячмень для пивоваров с повышенным содержанием нужных белков, картофель, устойчивый к заболеваниям.

Помимо исследований в составе «Курчатовского геномного центра» ученые Института цитологии и генетики СО РАН также изучают влияние ЭКО на развитие организма после рождения. Технологии ЭКО сегодня востребованы не только в медицине, но и в современном животноводстве – они позволяют кардинально сократить временные затраты на создание племенного сада. Поэтому исследования взаимодействия генотипов матери и плода проводят научные центры по всему миру. Но чаще всего они сосредоточены на периоде до рождения. Руководитель Центра генетических ресурсов лабораторных животных ФИЦ ИЦиГ СО РАН, профессор Михаил Мошкин с коллегами сосредоточились на изучении более отдаленных особенностей развития, которые проявляются спустя некоторое время после рождения. Ученым уже удалось описать сложную систему взаимосвязи иммунитета матери и плода.

Еще один важный центр геномных исследований в России  Никитский ботанический сад, который также входит в консорциум «Курчатовского геномного центра». Он обладает одной из самых крупных коллекций сортов плодовых и декоративных культур, а также уникальной базой сортов, составляющих флору Крыма. Все сорта коллекций  это чистые объекты без вирусов, которые обладают лучшими качествами плодов. Именно с ними работают ученые центра.

Так, ученые отдела биологии развития растений, биотехнологии и биобезопасности создают новые высокоурожайные сорта, устойчивые к вирусным заболеваниям. Сначала исследователи выращивают растения в условиях, приближенных к идеальным, в специально оборудованных стерильных зонах, после рассаживают их и создают разные условия: от пустыни до тропиков, чтобы изучить, как новые растения будут приспосабливаться. Помогает в этом ученым современное оборудование, обновлённое в том числе в рамках нацпроекта «Наука и университеты».

Работа отдела направлена на конкретный научно-практический результат  получение конкурентоспособных сортов в плодоводстве, эфиромасличном растениеводстве, декоративном садоводстве. В приоритете  плодовые культуры яблони, персика, абрикоса, инжира, хурмы. Для этого под руководством заведующей отделением Ирины Митрофановой научные сотрудники ведут мониторинг вирусных патогенов и их диагностику, расшифровывают новые данные, разрабатывают систему получения безвирусного посадочного материала. Все исследования мультидисциплинарны: в них участвуют специалисты из области биотехнологии, вирусологии, физиологии, биохимии и репродуктивной биологии растений. Около 70% сотрудников  молодые ученые.

Также в этом году Никитский ботанический сад совместно с Севастопольским государственным университетом планируют запустить новое направление подготовки кадров для развития генетических исследований.

Справка: Федеральным проектом «Развитие научной и научно-производственной кооперации» национального проекта «Наука» в целях осуществления прорывных исследований преимущественно фундаментального и поискового характера предусмотрено создание не менее 16 научных центров мирового уровня, в том числе 3 центров геномных исследований мирового уровня (геномные центры).

Оставить комментарий (0)

Топ 5 читаемых



Самое интересное в регионах
Роскачество