Про генетику растений, молодых ученых и традиции Вавилова
12 ноября премьер-министр Дмитрий Медведев обсудил с учеными и бизнесменами, как развивать в России геномные центры. И неоднократно повторил, что дабы всегда быть впереди «наших зарубежных партнеров», надо заниматься молодыми специалистами: учить, создавать хорошие условия для работы, снова учить…
Летом правительство РФ проводило конкурс по созданию геномных центров мирового уровня. Из Петербурга было подано 2 заявки – ни одна не выиграла (см. «Город-812» от 14 сентября 2019 г. ). Между тем в самом центре города уже больше 100 лет работает геномный центр, в который и сегодня продолжают приходить молодые сотрудники.
Справка. Всероссийский институт генетических ресурсов растений им. Н.И. Вавилова (ВИР) создан на базе Бюро прикладной ботаники при Министерстве земледелия и государственных имуществ Российской империи (1894 г.). В советское время Институт возглавлял Николай Вавилов, арестованный в 1940 г. и через 3 года погибший в тюрьме. В 1967 г. ВИРу было присвоено имя Н.И. Вавилова.
ВИР – первый в мире генетический банк растений, самый разнообразный и до сих пор один из самых крупных. Коллекция растений, собранная Вавиловым и его соратниками практически с нуля, насчитывает больше 320 тысяч образцов растений со всех континентов Земли. Вавилов учил своих учеников сохранять, изучать и пополнять этот генбанк, придумывая, как улучшать свойства растений, чтобы «накормить весь мир» (цитата). Сегодня едва ли не в каждой стране создан свой генетический банк растений – все они работают по методикам Николая Вавилова.
Счастье создавать лаборатории
В декабре 2018 года врио директора Всероссийского института генетических ресурсов растений им. Н.И. Вавилова Елене Хлесткиной предложили за месяц создать 2 лаборатории с 20 учеными в возрасте до 39 лет. «Это невозможно! Конец года! Где ты их найдешь??? Где они будут жить, если приглашать из других регионов???» – вполне логично размышляла доктор биологических наук и профессор РАН Елена Хлесткина.
«Это шанс – влить в институт сразу много “молодой крови” и начать новые темы! Ребята будут учиться у опытных сотрудников ВИРа – и молекулярно-генетическим технологиям, и традиционным методам работы с коллекцией. Конец года – как раз оборудование закупаем, и раз предлагают, значит, точно зарплату для новых сотрудников в бюджет следующего года заложат!» – авантюристический дух все-таки не чужд докторам наук, и Елена Хлесткина сказала «да» Министерству науки и высшего образования России. Теперь в ВИРе работают лаборатория постгеномных исследований и лаборатория молекулярной селекции и ДНК-паспортизации. Молодые сотрудники, приехавшие из Барнаула, Новосибирска и других регионов России, пока живут в аскетично обставленных комнатах служебных квартир института, оборудование «перепало» из закупок на общую модернизацию ВИРа и еще не все поставки завершены, но глаза горят, научные статьи и кандидатские диссертации готовятся – в Вавиловском институте кипит биолого-генетическая жизнь.
– Замечательно, что руководить лабораторией молекулярной селекции согласилась Ольга Юрьевна Антонова – наставник в экспериментальном деле от бога, – говорит Хлесткина. – Радует, что задумку о новой лаборатории в составе отдела биотехнологии поддержала руководитель отдела Татьяна Андреевна Гавриленко… Им прибавилось хлопот, но ведь ученый продолжается в своих учениках, и, мне кажется, это счастье.
Вторую лабораторию – постгеномных исследований – Хлесткина возглавила сама, поскольку является признанным специалистом по набирающему ныне популярность геномному редактированию растений. Работа и обучение строятся на состыковке деятельности всех отделов института: у молодых сотрудников есть сонаставники из «ресурсных» подразделений сети ВИРа (пшеницы, зерно-бобовых, плодовых) культур – академик Г.В. Еремин, доктора наук М.А. Вишнякова, М.О. Бурляева, В.Д. Кобылянский, Н.Б. Брач, К.У. Куркиев, И.Г. Чухина, О.П. Митрофанова…
– Важно, что новые сотрудники знают английский или готовы его быстро довести до хорошего уровня, – говорит руководитель ВИРа. – На первом этапе их задача – не только начать изучать коллекцию, но и исследовать мировой научный опыт по выбранной теме, чтобы подготовить обзорные статьи для серьезных научных журналов, а это без английского не сделать. Без статей не будут выполнены показатели работы и не будет зарплаты… Но ребята справляются, причем не только из новых лабораторий. Сегодня в ВИРе больше 100 исследователей из разных концов страны младше 39 лет.
Лаборатория оздоровления генофонда растений
Гусейн Агаханов. 25 лет. Дагестан
В сентябре этого года Российский фонд фундаментальных исследований поддержал работу аспиранта ВИРа Гусейна Агаханова по полногеномному секвенированию иммунного к грибным заболеваниям винограда для выявления интрогрессий в геномах отдаленных гибридов. По условиям гранта это исследование ляжет в основу его кандидатской диссертации, и фонд зарезервировал больше 1 млн бюджетных рублей (как и на каждого из полутора тысяч других российских аспирантов, выигравших такой грант), чтобы Агаханов 2 года спокойно работал.
Задача Гусейна Агаханова – не просто секвенировать геном, но и получить родительские формы винограда с групповой устойчивостью к грибным заболеваниям. В коллекции ВИРа есть аутентичные образцы нужных видов винограда, Vitis rotundifolia, и проведя полногеномное секвенирование, можно выявить фрагменты хромосом, устойчивых к болезням определенного вида. Затем нужно будет работать с геномами других видов винограда, чтобы в итоге получить нужный сорт с российской «пропиской».
Отучившись в Российском аграрном университете им. Тимирязева в Москве, Гусейн Агаханов поработал в различных организациях, но быстро понял, что бумаги ему неинтересны, и вернулся в науку. Ради аспирантуры ВИРа переехал в Петербург. В служебное жилье.
Лаборатория постгеномных исследований.
Ксения Стрыгина. 27 лет. Новосибирск
Меньше всего кандидат биологических наук Ксения Стрыгина похожа на «ботаника», тусклым голосом бормочащего свой доклад на очередной конференции. В ее презентациях веселые овощи и фрукты выстраиваются в фигуру мускулистого юноши, пропагандирующего здоровое питание, а смелые антиоксиданты гоняются за злобными свободными радикалам.
Но кроме работы с растениями для получения богатых витаминами сортов Ксения Стрыгина несколько лет проводила исследования в области генетики однодольных и двудольных растений по программам президиума РАН и различным грантам. В 2018 году стала руководителем проекта Российского фонда фундаментальных исследований по теме «Маркер-контролируемое получение селекционного материала ячменя для производства зерна с повышенной пищевой ценностью». А в ВИРе Ксения Стрыгина изучает возможности направленной ДНК-селекции бахчевых культур (дыни, арбузы, тыквы) для их выращивания на Крайнем Севере России.
«Наша цель – идентификация генов, ответственных за формирование компактных форм растений, а также генов, повышающих устойчивость бахчевых к холодовому стрессу, – говорит она. – В ВИРе уникальная по количеству и разнообразию коллекция бахчевых культур, и уже выделены новые кустовые формы и короткоплетистые растения, что представляет практический интерес. И эти сорта обладают более высокой продуктивностью. Но самое главное – на Кубанской опытной станции ВИРа еще работает уже немолодой автор этих сортов и его ученики. Вместе с ними мы и изучаем возможности ДНК-селекции этих культур для преодоления холодового стресса растений. Надеюсь, через несколько лет у нас будет результат».
Лаборатория молекулярной селекции и ДНК-паспортизации
Антон Камнев. 23 года. Бийск
«Я учился на первом курсе магистратуры Алтайского госуниверситета, профиль образовательной программы – «Современные аспекты изучения фиторазнообразия». По совету научного руководителя начал заниматься малиной, и однажды она предложила попробовать свои силы в серьезном деле – поехать работать с растениями в ВИР. Какой же биолог может отказаться работать в ВИРе?!» – рассказывает Антон Камнев.
Больше полугода он живет в Петербурге, каждый день ездит в Пушкинские лаборатории института. «Я участвую в работе по созданию коллекции сортов малины, прежде всего алтайской селекции, – говорит он. – Для каждого сорта, который вводится в коллекцию, мы делаем традиционный гербарный лист и прикладываем к нему молекулярный паспорт, полученный с помощью различных ДНК-маркеров. Это современный уровень сохранения и изучения генетических ресурсов растений. Если через годы возникнут какие-то вопросы по поводу идентичности сохраняемого образца, их можно будет решить, повторив ДНК-анализ и сравнив результаты с молекулярным паспортом. Кроме того, я буду работать с маркерами хозяйственно-ценных признаков у малины, например, устойчивости к болезням и вредителям или маркерами качества ягод. Теперь будет гораздо легче выделять перспективные формы и получать новые сорта малины».
Александра Толикина
Фото Александра Леншина
