Калі ў мінулым стагоддзі шмат адкрыццяў было зроблена ў галінах фізікі і біялогіі, то ХХІ назавуць стагоддзем генетыкі і геномікі. Дзякуючы вывучэнню функцый геномаў жывых арганізмаў з'явіліся новыя тэхналогіі, якія адкрылі магчымасці да павышэння ўзроўню аказання медыцынскай дапамогі, удасканалення селекцыйнага працэсу і метадаў вядзення сельскай гаспадаркі. Так, калі раней, каб вывесці новы сорт, патрабаваліся гады і нават дзесяцігоддзі, то сучасныя метады дазваляюць значна паскорыць селекцыю, паменшыць выдаткі на яе.
Новыя адкрыцці аказаліся карыснымі і ў прыродаахоўнай дзейнасці. Напрыклад, віды, якія знікаюць, можна множыць у культуры ін-вітра, а пасля перасаджваць у натуральнае асяроддзе.
Новыя банкі
Вучоныя знайшлі зручны інструмент для збірання інфармацыі пра жывыя арганізмы, што бясспрэчна дапаможа ў справе захавання біяразнастайнасці, — банкі ДНК. Першая краіна, якая пачала ствараць такія «сховішчы», — Вялікабрытанія. І адзін з банкаў, дзе захоўваюцца ўзоры відаў, якія па прагнозах даследчыкаў у хуткім часе могуць знікнуць, называецца «Замарожаны каўчэг».
Першы банк ДНК чалавека таксама з'явіўся ў Злучаным Каралеўстве. Такая зручная крыніца дазваляе праводзіць шырокія даследаванні, вывучаць розныя захворванні, удасканальваць метады лячэння. Дзякуючы развіццю геномных тэхналогій медыцына паступова будзе станавіцца персаналізаванай. Вучоныя заяўляюць, што трэба лячыць не хваробу, а канкрэтнага чалавека, бо адны і тыя ж лекі могуць па-рознаму ўплываць на пацыентаў. Ужо сёння ў Злучаных Штатах ёсць прэпараты, пры прызначэнні якіх улічваюць генетыку чалавека.
Банкі ДНК дазваляюць сэканоміць і грошы, і час: вучоным не трэба ўвесь час шукаць узоры, выдзяляць гены. Тым больш што навукоўцы розных краін гатовы дзяліцца сваімі здабыткамі — з 2011 года пачала стварацца глабальная сусветная сетка банкаў ДНК.
У нашай краіне банк ДНК створаны на базе Інстытута генетыкі і цыталогіі НАН Беларусі. У 2016 годзе ён прызнаны нацыянальным набыткам. У спецыяльным памяшканні, абсталяваным халадзільнікамі і крыяёмістасцямі, захоўваюцца калекцыі ДНК раслін, жывёл, мікраарганізмаў і чалавека. Сёння там больш за 12 тысяч узораў!
Адна з галін, якой паслужаць сучасныя тэхналогіі, — сельская гаспадарка. Новыя веды дазволяць ствараць культуры, «надзеленыя» пэўнымі карыснымі ўласцівасцямі. І сёння беларускім вучоным ёсць з чым працаваць. Так, Інстытут генетыкі і цыталогіі з'яўляецца трымальнікам калекцый сартоў такіх культурных раслін, як тамат, перац, фізаліс, лён і іншых.
Толькі летась у інстытуце выконвалася 76 навуковых праектаў. Актыўна даследуюцца генетычныя рэсурсы свойскіх жывёл (буйной рагатай жывёлы і свіней). Дзякуючы скрынінгу можна выявіць носьбітаў неспрыяльных генаў і выключыць іх з селекцыйнай работы.
Сярод пастаўшчыкоў матэрыялу для нацыянальнага банка ДНК — у тым ліку нацыянальныя паркі і запаведнікі, яны прапануюць біялагічны матэрыял рэдкіх і знікаючых раслін.
Інстытуту генетыкі і цыталогіі ўдалося сабраць і калекцыю ДНК зубра. Даследаванні дазволілі вызначыць асаблівасць беларускай папуляцыі. Так, на польскай тэрыторыі пражывае больш чыстая белавежская лінія, у той час як у беларускіх зуброў пацвердзілася гібрыднае паходжанне (белавежска-каўказкая лінія). Да таго ж вучоныя звярнулі ўвагу на адсутнасць у нашай папуляцыі генаў, якія адказваюць за фарміраванне імунітэту. Каб вырашаць такую праблему, трэба падключаць да племянной работы асобін з польскай папуляцыі.
Калекцыя ДНК чалавека, сабраная ў інстутуце, выкарыстоўваецца не толькі для даследаванняў, звязаных з медыцынай. Тут створаны і банк ДНК спартсменаў. Акрамя таго, з просьбай вызначыць так званыя гены спартыўнай паспяховасці сюды звяртаюцца кіраўнікі спартыўных школ і проста бацькі, чые дзеткі мараць пра перамогі ў разнастайных спаборніцтвах.
Як заўважыла намеснік дырэктара Інстытута генэтыкі і цыталогіі Алена ГУЗЕНКА, узоры ДНК могуць выкарыстоўвацца як для ўласных патрэб, так і для абмену паміж лабараторыямі іншых краін, якія займаюцца малекулярна-генетычнымі даследаваннямі. Сёння існуюць тысячы, мільёны сартоў розных культур. Ахапіць гэтую біялагічную разнастайнасць і вывучыць генетычны матэрыял не пад сілу ў адзіночку. Таму краіны аб'ядноўваюцца для правядзення маштабных даследаванняў.
Што гэта?
Мала проста збіраць калекцыі ДНК каб не заблытацца ў вялізнай колькасці інфармацыі, важна кожны ўзор суправаджаць штрых-кодам.
ДНК-штрыхкадзіраванне шырока выкарыстоўваецца ў свеце. Вучоным яно дапамагае вызначыць, да якога віду адносіцца пэўны жывы арганізм. Прычым для работы сістэматык можа выкарыстоўваць любы матэрыял: шэрсць, косці, сліну, насякомых на любой стадыі развіцця і нават экскрэменты. Трэба толькі вызначыць ДНК і параўнаць свой узор з іншымі (зайсці пры дапамозе камп'ютара ў спецыяльную мабільную базу).
Зразумела, раней, калі чалавек, зыходзячы са сваіх ведаў і меркаванняў, вырашаў, куды «запісаць», тую ці іншую расліну, маглі дапускацца пэўныя памылкі. Таму часта калекцыі пераправяраліся, перавызначаліся. Напрыклад, гэта датычылася гербарыяў, музейных калекцый. А сёння, калі сістэматыкай займаецца камп'ютар, можна пазакрываць пытанні, звязаныя з вызначэннем узораў.
Новыя веды выкарыстоўваюцца ў крыміналістыцы. Так, калі на целе забітага знайсці лічынкі насякомых, вызначыўшы пры дапамозе ДНК, што гэта за від і як ён развіваецца, можна даведацца пра час смерці.
Яшчэ ДНК-інфармацыя паслужыць для папярэджання кантрабанды — не толькі не дазволіць вывезці віды, якія знаходзяцца пад аховай, але і высветліць, што за прадукцыя перавозіцца цераз пэўную тэрыторыю. Часам махляры спрабуюць за свініну выдаць мяса незаконна здабытага дзіка ці перавозяць праз мытню рыбу як танную (каб сэканоміць на выплатах), а пасля прадаюць яе па высокіх цэнах. Можна нават сачыць за якасцю прадукцыі, вызначаць, ці ўтрымлівае яна прадукты жыццядзейнасці насякомых, ад якіх паспелі пазбавіцца.
Такія веды дыпамогуць папярэдзіць завоз у краіну каранцінных аб'ектаў (напрыклад, на пасадачным матэрыяле, які паступае ў нашу краіну з-за мяжы, могуць «падарожнічаць» злосныя шкоднікі і хваробы).
На службе чалавецтву
Інтэнсіўнае выкарыстанне біялагічных рэсурсаў у самых розных галінах, ад вытворчасці прадуктаў харчавання да медыцыны і касметалогіі, прымусіла вучоных задумацца над пытаннем аб захаванні біяразнастайнасці. Невыпадкова з'явіліся такія тэрміны як «біяразведка» (выяўленне рэсурсаў, якія могуць мець камерцыйную каштоўнасць) і «біяпірацтва». Многія гады прадстаўнікі краін з развітой эканомікай падарожнічалі па Афрыцы, Азіі, Лацінскай Амерыцы, збіралі ўзоры флоры і фаўны зусім бясплатна. Сабраны матэрыял выкарыстоўваўся ў індустрыі, а пасля прадаваўся па рыначных цэнах, у тым ліку і ў мясціны, адкуль ён быў узяты. Краіны ж, якія з'яўляліся крыніцай генетычных рэсурсаў, не атрымлівалі ніякіх выгад. У некаторых выпадках выкарыстоўваліся і веданні карэнных народаў. Так, ад іх даследчыкі даведваліся пра ўласцівасці і карыснасць пэўных жывых арганізмаў, раслін.
Каб спыніць біяпірацтва, а таксама ўрэгуляваць пытанні, звязаныя з выкарыстаннем такіх рэсурсаў, была прынята Канвенцыя аб біялагічнай разнастайнасці. Сёлета адзначалася 25-годдзе з моманту ўступлення яе ў сілу.
Цяпер перадача рэсурсаў адбываецца па пэўнай працэдуры. Прычым «расплата» за доступ да генетычных рэсурсаў і іх выкарыстанне можа быць не толькі грашовая. Гэта можа быць і дадатковая адукацыя і забеспячэнне навуковай літаратурай, прыборамі, рэактывамі, і сумесныя навуковыя распрацоўкі.
Трэба сказаць, навукоўцы звярнулі ўвагу і на тое, што біялагічныя рэсурсы не трэба разглядаць выключна як сыравіну для атрымання выгад. Прырода служыць чалавеку і апасродкавана. Прычым многае пра яе мы яшчэ не ведаем.
Таму нядаўна была створана новая Міжурадавая навукова-палітычная платформа па біяразнастайнасці і экасістэмных паслугах (ІPBES), якая якраз займаецца зборам інфармацыі, звязаным з вывучэннем прыроднага патэнцыялу і яго ўплыву на жыццё чалавецтва. У даследаваннях занятыя найлепшыя вучоныя ўсяго свету, у тым ліку і Беларусі.
— Экасістэмныя паслугі дастаткова разнапланавыя, іх нельга разглядаць як проста вытворчасць арганічнай прадукцыі. Гэта і звязванне вуглякіслага газу, абарот азоту ў атмасферы, функцыі, звязаныя з ачысткай вады, рэгуляваннем змянення клімату, ёсць і культурны ўплыў на чалавека. Прычым некаторыя сувязі мы можам пакуль не ўсведамляць, — заўважае кандыдат біялагічных навук, загадчык сектара экалагічнай ацэнкі пераўтварэння навакольнага асяроддзя Навукова-практычнага цэнтра па біярэсурсах НАН Беларусі Руслан Навіцкі.
Для прыкладу, адно з навуковых даследаванняў, якое выконвалася вучонымі для ІPBES, датычылася апылення. Яны падлічылі, што дзякуючы апыляльнікам (а гэта не толькі насякомыя, але і птушкі, некаторыя рэптыліі і г. д.) чалавецтва атрымлівае 35 працэнтаў арганічнай прадукцыі, што ўжываецца ў ежу (гэта глабальны сусветны прадукт на 250-500 мільярдаў долараў у год).
Колькасць інфармацыі, звязанай з вывучэннем генетычных рэсурсаў, з кожным годам будзе расці, адпаведна, гэта пацягне за сабой змены ў сістэме адукацыі. Спатрэбяцца прафесіяналы, якія будуць умець чытаць і выкарыстоўваць такія веды. Сярод спецыяльнасцяў, якія становяцца запатрабаванымі ў ХХІ стагоддзі, — біяінфарматыка (гэта спалучэнне адукацыі праграміста і біёлага).
Алена ДЗЯДЗЮЛЯ
Фота БелТА
Сумесныя праекты ядзерных тэхналогій.
