Вы тут

Якія перспектыўныя напрамкі даследаванняў распрацоўвае Інстытут генетыкі і цыталогіі НАН Беларусі


Дзякуючы навуковым прарывам у свеце біятэхналогій за апошняе дзесяцігоддзе яны па інвестыцыйнай прыцягальнасці даганяюць ІТ-індустрыю. Менавіта біятэхналогіі адкрылі безліч новых магчымасцяў у сельскай гаспадарцы, экалогіі і прыродаахоўнай дзейнасці, харчовай прамысловасці і медыцыне. Калі раней, каб вывесці новы сорт, патрабаваліся дзесяцігоддзі, то сучасныя метады дазваляюць значна паскорыць селекцыю і паменшыць выдаткі на яе. У артыкуле 51 Канстытуцыі, якая выносіцца на рэферэндум, гаворыцца, што дзяржава садзейнічае развіццю культуры, навуковых і тэхнічных даследаванняў на карысць агульных інтарэсаў. У новай рэдакцыі дакумента ў пералік дабаўлена таксама фармулёўка «садзейнічае ўкараненню інавацый».


Намеснік дырэктара Інстытута генетыкі і цыталогіі па навуковай і інавацыйнай рабоце Алена Гузенка.

Інстытут генетыкі і цыталогіі НАН Беларусі з’яўляецца вядучым навукова-даследчым цэнтрам краіны ў галіне генетыкі, геномікі і біятэхналогій. Пра дасягненні ў гэтых галінах і перспектыўныя напрамкі для даследаванняў мы гутарым з намеснікам дырэктара па навуковай і інавацыйнай рабоце Аленай Гузенкай.

Актуальнасць даследаванняў

— Алена Вітальеўна, па выніках работы інстытута за мінулы год вашы вучоныя сабралі ўсе магчымыя ўзнагароды. Па-першае, распрацоўкі даследчыкаў трапілі ў ТОП-10 вынікаў НАН за мінулы год. Па-другое, калектыў вучоных інстытута атрымаў прэмію Нацыянальнай акадэміі навук. А ваш малады вучоны стаў уладальнікам імянной прэміі імя акадэміка Купрэвіча. Не маглі б вы расказаць, у чым заключалася актуальнасць адзначаных на найвышэйшым узроўні навуковых распрацовак?

— Візіткай Інстытута генетыкі з’яўляецца распрацоўка і ўкараненне сучасных ДНК-тэхналогій для генетычнай пашпартызацыі чалавека, раслін і жывёлін. Прэміяй Нацыянальнай акадэміі навук у галіне біялагічных навук быў адзначаны цыкл работ па распрацоўцы і ўкараненні метадаў ДНК-ідэнтыфікацыі жывёл з мэтай пацвярджэння іх відавой прыналежнасці і павышэння прадукцыйных якасцяў. У нас у краіне дзейнічае Закон «Аб племянной жывёлагадоўлі», згодна з якім кожная племянная жывёліна павінна мець генетычны пашпарт. Задача па распрацоўцы гэтых дакументаў была ўскладзена на наш інстытут. Мы пастаянна ўдзельнічаем у генетычным тэсціраванні племянных жывёл, якія завозяцца ў краіну. І без генетычнага пашпарта ні адна з іх не можа быць уключана ў селекцыйны працэс, таму што калі жывёліна не будзе адпавядаць пэўным параметрам, то пацерпіць увесь маладняк і гэта будуць вельмі сур’ёзныя матэрыяльныя страты. Менавіта ДНК-тэсціраванне дазваляе амаль са стапрацэнтнай верагоднасцю сказаць, ці здаровая тая ці іншая жывёліна і да якой пароды яна належыць.

Таксама мы вельмі шчыльна супрацоўнічаем з Інстытутам рыбнай гаспадаркі НАН. Для павышэння вытворчасці таварнай рыбы ў практыку рыбаводства калегамі актыўна ўкараняюцца распрацаваныя намі геномныя тэхналогіі. Яны дазваляюць, напрыклад, аддзяліць чыстапародных вытворцаў ад іх гібрыдаў, прысутнасць якіх у маткавых статках непажаданая, бо змяншаецца аб’ём лоўлі таварнай рыбы. Распрацавана таксама ДНК-тэхналогія вызначэння відаў ласасёвых у складзе рыбнай прадукцыі, што дапамагае выяўляць фальсіфікаваную прадукцыю.

Прэміяй імя акадэміка Васіля Купрэвіча была адзначана работа нашага маладога вучонага, кандыдата біялагічных навук Ганны Яцкіў, якая займаецца вывучэннем генетычнай асновы ювенільнага ідыяпатычнага артрыту ў дзяцей. Некаторыя формы гэтага захворвання вылучаюцца высокай рызыкай ранняй інвалідызацыі, і поспех тэрапіі шмат у чым залежыць ад своечасова распачатага лячэння, што магчыма толькі пры ўмове ранняй дыягностыкі. Выяўленне спецыфічных ДНК-маркераў — важны крок пры пастаноўцы дыягназу ў складаных клінічных выпадках, што мае не толькі навуковае, але і сацыяльнае значэнне, паколькі дазваляе павысіць якасць жыцця пацыентаў,

А ў ТОП-10 вынікаў дзейнасці вучоных НАН Беларусі ў галіне фундаментальных і прыкладных даследаванняў трапіла яшчэ адна медыцынская тэма: нашы вучоныя вызначылі спектр патагенных мутацый у генах, звязаных з парушэннямі рытму і праводнасці міякарда ў пацыентаў з высокай рызыкай раптоўнай смерці. Быў распрацаваны метад вызначэння верагоднасці развіцця парушэнняў сардэчнага рытму. Інструкцыя па яго прымяненні зацверджана ў Міністэрстве аховы здароўя, укаранёна ў РНПЦ «Кардыялогія» і знаходзіцца ў працэсе ўкаранення ў РНПЦ «Маці і дзіця». Верагоднасць перадаць сваім дзецям патагенную мутацыю, а з ёй і захворванне, вельмі вялікая. На жаль, першая і адзіная праява падобных захворванняў — раптоўнае спыненне сэрца і смерць. Прадухіліць гэта можна з дапамогай медыкаментознага лячэння. Яно падбіраецца індывідуальна ў залежнасці ад мутацыі.

«Бібліятэка» генетычных першакрыніц

— Рэспубліканскі банк ДНК, створаны на базе інстытута, быў прызнаны нацыянальным набыткам. Якімі аб’ёмамі генетычнай інфармацыі ён цяпер валодае і як гэта выкарыстоўваецца?

— У нашым банку захоўваюцца ДНК чалавека, жывёл, раслін і мікраарганізмаў — усяго каля 18 тысяч узораў. Для прыкладу: там утрымліваюцца каштоўныя ўзоры ДНК еўрапейскага зубра, ДНК рыб, коней, калекцыя ўзораў ДНК несапраўдных трансфармантаў ільну-даўгунцу, якая не мае аналагаў у свеце. Таксама ў банку захоўваюцца ўзоры ДНК пацыентаў са злаякаснымі і дабраякаснымі пухлінамі розных органаў, з бранхіяльнай астмай, астэапарозам, тугавухасцю і іншымі захворваннямі. Ёсць узоры ДНК карэнных жыхароў Беларусі з шасці этнаграфічных рэгіёнаў краіны, ДНК спартсменаў нацыянальных каманд, штамы мікраарганізмаў, якія выкарыстоўваюцца ў вытворчасці ферментаваных малочных прадуктаў, а таксама біяўгнаенняў і біястымулятараў росту раслін.

У банку ёсць калекцыя ўзораў ДНК для працяглага захоўвання, унікальныя ўзоры, якія мы нікому і ніколі выдаваць не будзем, напрыклад, генетычны матэрыял рэдкіх раслін, унесеных у Чырвоную кнігу, а ёсць узоры, якія могуць выкарыстоўвацца ў навуковых мэтах і для абмену з навуковымі ўстановамі іншых краін.

Напрыклад, банк ДНК чалавека дазваляе спецыялістам вывучаць фундаментальныя праблемы генетыкі чалавека, улічваць індывідуальныя генетычныя асаблівасці спартсменаў у ходзе трэніровак для дасягнення імі высокіх спартыўных вынікаў, захоўваючы здароўе, вывучаць індывідуальную адчувальнасць да лекавых прэпаратаў, а таксама садзейнічаць вырашэнню пытанняў у галіне крыміналістыкі.

Па сутнасці, сабраныя калекцыі ўяўляюць сабой аналаг бібліятэкі сістэматызаваных генетычных першакрыніц (на кожны новы ўзор складаецца пашпарт), да якіх навукоўцы змогуць звярнуцца ў любы момант. Магчыма, у будучыні, калі малекулярная генетыка зробіць гіганцкі рывок наперад, усе гэтыя ўзоры стануць унікальным матэрыялам для даследчыкаў... Не выключана, што навукоўцам давядзецца аднаўляць расліны, якія сёння знаходзяцца на мяжы знікнення.

«Медыцына 4П»

— А наколькі далёка беларускія генетыкі прасунуліся ў пераходзе да персаналізаванай медыцыны?

Узоры ДНК захоўваюцца пры тэмпературы мінус 80,4 градуса Цэльсія.

— Увесь свет рушыць у гэтым напрамку, і мы не выключэнне. Мы ўсе — вельмі розныя і хварэем па-рознаму: і на грып, і на алергію, і на ковід. А нам прызначаецца для лячэння адзін і той жа лекавы прэпарат. Ніхто пакуль не можа дакладна адказаць на пытанне, чаму адны члены сям’і хварэюць на ковід, а іх сваякі, якія жывуць побач, не інфіцыруюцца каранавірусам. Вірус працягвае муціраваць. Вучоныя спрабуюць знайсці нейкае генетычнае тлумачэнне таму, што сёння адбываецца. І прыходзяць да высновы, што мы яшчэ доўгі час будзем мець справу з наступствамі захворвання на ковід. На базе Нацыянальнай акадэміі навук створана Рэспубліканская міжведамасная рабочая група па пераадоленні COVІD-19, і мы прыцягнуты да гэтай работы. Тэхніка, якой валодае Інстытут генетыкі, дазваляе тэсціраваць біялагічны матэрыял, які нам перадаецца. Канешне, у нашай установе няма ўмоў для работы з патагенамі, таму для аналізу перадаецца абясшкоджаны матэрыял, частка геному віруса СOVІD-19. З дапамогай тэхналогій высокапрадукцыйнага секвеніравання мы вызначаем, з якімі штамамі маем справу: «дэльта» ці «амікрон»... У нас ёсць не проста самае сучаснае абсталяванне, якое загружана 24 гадзіны ў суткі, але і спецыялісты, якія ўмеюць з ім працаваць.

Генетычнае тэсціраванне — абавязковы этап медыцыны будучыні, так званай медыцыны 4П — персаналізаванай, прадказальнай, прэвентыўнай і партысіпатыўнай, якая прадугледжвае актыўны ўдзел пацыента ў прафілактыцы захворванняў і іх лячэнні. Апошнім часам медыкі з вялікім энтузіязмам супрацоўнічаюць з генетыкамі, паколькі бачаць, якія магчымасці адкрывае малекулярная генетыка для лячэння і прафілактыкі. Напрыклад, у іх ёсць пратаколы, як дзейнічаць пры лячэнні сардэчна-сасудзістых захворванняў. Але пры ўжыванні аднаго і таго ж прэпарата ў кагосьці лячэнне можа быць эфектыўным, а ў кагосьці кроў згушчаецца і ўтварае тромбы або, наадварот, узнікаюць крывацёкі. А калі размова ідзе пра такую дарагую аперацыю, як перасадка сэрца? Ці можна тут рызыкаваць? ДНК-дыягностыка дазваляе прызначаць прэпараты індывідуальна кожнаму пацыенту — гэта і ёсць персаналізаваная медыцына.

Малодшы навуковы супрацоўнік Вольга Добыш.

Хачу дадаць, што ў нашым інстытуце створана група біяінфарматыкі. Яе супрацоўнікі аналізуюць даныя высокапрадукцыйнага секвеніравання, пішуць матэматычныя алгарытмы. Гэта вялізны масіў даных, у якім трэба ўмець разабрацца. У медыцынскай практыцы бываюць вельмі цяжкія пацыенты, якім лячэнне не дапамагае. Чаму? Нашы спецыялісты расшыфроўваюць экзом чалавека і па базах даных шукаюць мутацыі, з якімі могуць быць звязаны пэўныя захворванні. Урач супастаўляе даныя геномнага аналізу з клінічнымі данымі і на гэтай падставе ўстанаўлівае дыягназ і прызначае лячэнне. Мы імкнёмся як мага шырэй інфармаваць урачоў аб такіх магчымасцях.

Фотаробат па кроплі крыві

— Летась завяршылася выкананне навукова-тэхнічнай праграмы Саюзнай дзяржавы «ДНК-ідэнтыфікацыя». Наколькі паспяховай яна аказалася і ці будзе працяг?

— Вельмі спадзяёмся на працяг. У Беларусі ўжо ўсе падтрымалі канцэпцыю праграмы «ДНК-ідэнтыфікацыя-2», цяпер трэба атрымаць падтрымку расійскага боку. Першая праграма была скіравана пераважна на крыміналістыку. У нашым інстытуце былі распрацаваны ДНК тэхналогіі, скіраваныя на ідэнтыфікацыю асобы, распрацаваны методыкі, у прыватнасці, па ўстанаўленні знешнасці чалавека па ДНК (колеру яго вачэй і валасоў) з даволі высокай дакладнасцю — каля 90 працэнтаў і вышэй. Напрыклад, пры знаходжанні на месцы забойства крыві ці сліны невядомага злачынца, якога няма ў базе даных, крыміналісты могуць скласці яго партрэт. Ёсць поспехі і ў галіне ідэнтыфікацыі ўзросту: мы цяпер вызначаем узрост чалавека па біялагічных слядах з дакладнасцю да трох гадоў. Важны аспект для складання партрэта — псіхаэмацыянальныя асаблівасці чалавека, а яны таксама залежаць ад генаў. Ёсць таксама ўчасткі ДНК, якія адказваюць за схільнасць да агрэсіі.

Далей нам бы хацелася засяродзіць увагу на нечалавечых ДНК. Шэраг злачынстваў звязаны з фальсіфікацыяй мяса, рыбы (калі танныя гатункі выдаюцца за дарагія), ікры, несанкцыянаванай высечкай лесу. Гэта таксама праблемы генетыкі. Па пылку расліны можна ўстанавіць рэгіён яе паходжання. Акрамя таго, плануем вывучаць на генетычным узроўні наркатычную сыравіну, вызначаць, у якой краіне і мясцовасці яна была вырашчана.

Навуковы супрацоўнік Інстытута генетыкі і цыталогіі Арына Буракова.

У пошуках цёмнай лясной пчалы

— А якія яшчэ цікавыя навуковыя праекты рэалізоўваюцца сёння беларускімі генетыкамі?

Навуковыя супрацоўнікі Анастасія Чыжэўская і Анастасія Цар.

— Мы прыступілі да вывучэння абарыгенных жывёл. Спрабуем знайсці і захаваць абарыгенную пароду коней. Занятыя зараз і пошукам цёмнай лясной пчалы. Высветлілася, што знайсці яе на тэрыторыі Беларусі вельмі складана — мы ўстанавілі толькі некалькі кропак на поўдні нашай краіны і ў Віцебскай вобласці. На Міншчыне яе дакладна няма — мы праводзілі шырокі маніторынг. Справа ў тым, што пасля вайны ў Беларусь завозілі пчол з Украіны і Каўказа. І ў нас цяпер сустракаюцца адны міксы. У савецкія часы дзейнічалі дзяржаўныя пчаліныя пітомнікі, якія займаліся развядзеннем пчаламатак. Цяпер засталіся літаральна два-тры такія пітомнікі, а ўсё астатняе — гэта прыватны сектар. Што яны прывозяць у Беларусь, што разводзяць? Гэта вялікае пытанне. Ва ўсім свеце ў апошнія гады зафіксавана такая з’ява, як калапс пчаліных сем’яў, калі пчалаводы адкрываюць вуллі, а там пуста. Чаму так адбываецца, ніхто не ведае. Сельская гаспадарка ў ЗША і Расіі вельмі моцна пацярпела ад гэтай з’явы, таму што ад апыляльнікаў залежыць прадукцыйнасць нашых садоў і шэрагу гароднінных культур. Мы лічым, што трэба разводзіць менавіта цёмную лясную пчалу, таму што яна адаптаваная да нашых умоў — усё ж такі пчолы ў нашых кліматычных умовах вымушаны па паўгода жыць у вуллях, дзе яны павінны захаваць сваё здароўе і сілы да новага сезона, а гібрыдныя пчолы часцей хварэюць, яны менш прадукцыйныя і паступова выраджаюцца. Пчалаводы пра гэта не ведаюць і кожны сезон закупляюць новую пчаламатку. У навуковай літаратуры звесткі пра вывучэнне генетыкі пчол, якія разводзяцца на пчальніках у Беларусі, практычна адсутнічаюць, а пра тое, што на нашай тэрыторыі магчыма сустрэць цёмную лясную пчалу, — наогул даных няма. Беларусь пакуль — белая пляма на картах. Будзем выпраўляць гэту сітуацыю.

Надзея НІКАЛАЕВА

Фота Яўгена ПЯСЕЦКАГА

Выбар рэдакцыі

Калейдаскоп

Дзмітрый Рабаў: У ліпені чакаем ідэальнае беларускае лета!

Дзмітрый Рабаў: У ліпені чакаем ідэальнае беларускае лета!

У ліпені, як і належыць экватару года, прагназуецца самы цёплы перыяд сезона.

Калейдаскоп

«I гэты чалавек застаўся жыць...» Медыкі ў беларускай літаратуры. Тэст

«I гэты чалавек застаўся жыць...» Медыкі ў беларускай літаратуры. Тэст

Кожную трэцюю нядзелю червеня адзначаецца Дзень медыцынскага работніка.