CC BY
27
7Г.С1
111
Полвека назад постановлением Совета Министров БССР №115 от 19.03.1965 г. на базе Отдела генетики и цитологии был основан Институт генетики и цитологии АН БССР. Его создание было продиктовано необходимостью возродить в нашей стране ге нетику как науку после сложного периода запрета и преследова ния генетических исследований с середины 1930-х до начала 1960-х гг. С первых дней работы учреждения в его стенах решались фундаментальные и прикладные проблемы генетики, имеющие большое значение для народного хозяйства страны. Получили развитие такие направления классической генети ки, как гетерозис, полиплоидия, му тагенез, нехромосомная наследственность, генетика рака и др. Они позволили приобрести новые научные знания в перечисленных областях, в тесном содружестве с другими организациями республики создать высокоурожайные сорта сельскохозяйственных растений (кукурузы, ярового тритикале и пшеницы, озимой ржи, сахарной свеклы и др.), районированных в Беларуси и за ее пределами, завоевать известность и авторитет, подготовить новые кадры и сформировать генетические школы. У истоков образования института стояли талантливые ученые: его организатор и первый директор академик НАН Беларуси и РАСХН Н.В. Турбин, научные сотрудники академик НАН Беларуси Л.В. Хотылева (впоследствии руководившая институтом), академик АН БССР П.Ф. Рокиц-кий, доктор биологических наук А.Н. Палилова, член-корреспондент НАН Беларуси В.Е. Бормотов, доктора биологических наук В.Г. Володин и О. О. Ке-дров-Зихман, и др.
Дальнейшее развитие института шло в ногу с мировыми открытиями в области молекулярной генетики и их внедрением в исследовательский процесс. Ученые перешли на молекулярно-генетические методы работы, позволяющие получить новые знания в классических областях генетики и ее нового направления -геномики, изучающей структуру и функции генов. Директором ИГЦ в эту пору был академик НАН Беларуси Н.А. Картель. С наступлением эры геномных биотехнологий институт под руководством члена-корреспондента А.В. Кильчевско-го активно включился в подготовку фундаментальных основ и разработку геномных биотехнологий для сельского хозяйства, здравоохранения, спорта и охраны окружающей среды. В настоящее время учреждение является ведущим в стране научно-исследовательским центром изучения генетических проблем. В его структуру входят 10 научно-исследовательских лабораторий и генетико-селекционный комплекс с полями и теплицами. Инновационные структуры представлены Республиканским центром по генетическому маркированию и паспортизации растений, животных, микроорганизмов и человека, Республиканским банком ДНК человека, животных, растений и микроорганизмов, а также Центром коллективного пользования «Геном» и Опытным полем для испытания трансгенных растений. На институт возложены функции Национального координационного центра биобезопасности и Национального координационного центра по вопросам доступа к генетическим ресурсам и совместного использования выгод. Накопленный за полувековую историю опыт позволяет коллективу уверенно смотреть в будущее. ED
Быстрые темпы развития генетики, ее роль в биологии и в современном мире трудно переоценить. И это не просто «модная» наука: она определяет появление многих научных направлений, открывает возможности создания принципиально новых передовых технологий для различных отраслей экономики. О том, каких успехов удалось добиться коллективу на этом поприще, рассказывает директор института кандидат биологических наук Валентина ЛЕМЕШ.
- Валентина Александровна, какие новые направления получили развитие в институте?
- В первую очередь это геномика и геномные биотехнологии. С учетом их стратегической важности проводятся исследования в области структурно-функциональной организации геномов, генетической и клеточной инженерии, разрабатываются генетические основы селекции растений, животных и микроорганизмов, создаются эффективные геномные биотехнологии для сельского хозяйства, здравоохранения, спорта, охраны окружающей среды. Важная роль отводится изучению проблем биобезопасности, включая генетическую безопасность.
Гармоничное сочетание в работе классических и современных молекулярно-генетических методов исследований дало огромный толчок для дальнейшего становления сформированных в институте научных школ. Это школа по гетерозису и количественным признакам под научным руководством академика Л.В. Хотылевой, экспериментальной полиплоидии и цитогенетики растений члена-корреспондента В.Е. Бормотова, молекулярной генетики академика Н.А. Картеля, нехромосомной наследственности доктора биологических наук А.Н. Палиловой. Под руководством члена-корреспондента А.В. Кильчевского создана новая научная школа экологической генетики и биотехнологии.
- Пополняются ли они новой сменой, прослеживается ли преемственность поколений?
- Буквально каждый год численный состав ИГЦ обновляется молодыми кадрами. Этому предшествует длительная и кропотливая работа, которая начинается со средней школы. Для учеников старших классов и молодежи со всей республики мы проводим ознакомительные и тематические лекции и экскурсии по институту. Научный сотрудник института кандидат биологических наук В.С. Панкратов является тренером команды Республики Беларусь, участвующей в международных олимпиадах школьников по биологии. В этом году наши ребята привезли с такого мероприятия в датском городе Орхус одну серебряную и две бронзовые медали. Тесные связи установлены с высшей школой. На базе института активно функционируют 4 кафедры, совместные с Белорусским государственным университетом, Белорусской государственной сельскохозяйственной академией и Международным государственным экологиче-
ским институтом им. А.Д. Сахарова. Количество курсовых, дипломных и магистерских работ, ежегодно выполняемых в стенах ИГЦ, достигает 30 единиц и более. Девять наших сотрудников преподают специальные курсы и ведут практические занятия в вузах и магистратуре. Основная кузница кадров - конечно же, аспирантура. За последние 5 лет количество обучающихся в ней увеличилось вдвое, за этот же период 14 аспирантов и молодых ученых института были удостоены стипендии Президента Республики Беларусь, а наша база данных талантливых молодых ученых выросла с 16 до 30 человек. Мы готовим специалистов высшей квалификации по трем специальностям: «генетика», «молекулярная генетика» и «биотехнология», и сегодня у нас учатся 19 аспирантов и 1 докторант.
- Что бы вы назвали визитной карточкой института? Какие наиболее передовые технологии принесли ему славу и успех?
- Наш главный бренд - генетическая паспортизация. Для этих целей проводим фундаментальные и прикладные исследования по генам, ответственным за индивидуальные особенности человека - предрасположенность к различным заболеваниям, чувствительность к лекарственным средствам и др., а также по генам, определяющим хозяйственно ценные признаки растений и животных. Создаем технологии ДНК-диагностики предрасположенности к заболеваниям человека, ДНК-маркирования для идентификации
и паспортизации сельскохозяйственных растений и генетической экспертизы происхождения племенных животных. Свои разработки внедряем в Республиканском центре геномных биотехнологий, открытом на базе института, а также в организациях Министерства здравоохранения, Министерства спорта и туризма, Министерства сельского хозяйства и продовольствия и др. Создаем уникальные генетические паспорта человека, молекулярно-генетические сертификаты животных и растений. Объем оказываемых услуг увеличивается с каждым годом и составил за 9 месяцев нынешнего года 4,7 млрд руб.
Второй визитной карточкой института можно назвать Республиканский банк ДНК человека, животных, растений и микроорганизмов, заложенный 2 года назад и являющийся новой структурой в нашей республике и странах СНГ. Для него мы не создаем геномных технологий, однако передаем туда уникальные образцы ДНК, полученные в ходе выполнения НИР, для длительного хранения в специализированных условиях и дальнейшего многократного использования в научных целях, в том числе для разработки новых геномных технологий. В банке уже собрано более 8 тыс. образцов, систематизированы коллекции ДНК и биологического материала коренных белорусов, спортсменов национальных команд, людей с мультифакторными заболеваниями, включая социально значимые детские болезни, а также образцы ДНК и биологического материала от сельскохозяйственных, редких и исчезающих растений и животных, эталонных микроорганизмов для молочной промышленности, представляющих ценнейшие генетические ресурсы Республики Беларусь.
- В разных отраслях экономики, медицине, сельском хозяйстве и в других сферах видны результаты генной инженерии. Какого уровня они достигли в нашей стране и в каких сферах нашли применение?
- Исследованиями в этой области занимаются несколько ведущих организаций: Белорусский государственный университет, Институт биофизики и клеточной инженерии, НПЦ НАН Беларуси по картофелеводству и плодоовоще-водству, Центральный ботанический сад и, конечно же, наш институт. Проводятся фундаментальные изыскания проблем трансгенеза, а также разработки по созданию растений с хозяйственно ценными признаками, такими как устойчивость к насекомым-вредителям, вирусам, грибным и бактериальным болезням и т.д. Основные объекты - картофель, рапс, лен-долгунец, клевер луговой, клюква, табак. Получены и далее изучаются первичные трансгенные растения - картофель, устойчивый к колорадскому жуку и фитофторозу, и модельные трансгенные растения льна-долгунца.
Генно-инженерные исследования ведутся в республике и в других областях - животноводстве и микробиологии. В НПЦ НАН Беларуси по животноводству совместно с российскими коллегами создали трансгенных коз с геном лактоферрина человека. Разрабатываются технологии получения лекарственных субстанций, содержащих белок лактоферрин, выделенный из молока трансгенных животных и обладающий ценными фармакологическими свойствами. В Институте микробиологии НАН Беларуси, а также в Белорусском государственном университете разработаны подходы получения генетически модифицированных штаммов микроорганизмов, продуцирующих биологически активные соединения. О применении имеющихся организмов с заданными свойствами или продуктов из них пока говорить рано.
- В состав института входит Республиканский центр геномных биотехнологий. Каковы его функции и достижения?
- Центр начал активно создаваться на базе института в 2010 г. и введен в эксплуатацию в декабре 2011 г. Можно сказать, что его пятилетие совпадает с полувековым юбилеем института. Несмотря на молодость, функции этой инновационной структуры достаточно широки. Это детекция генетически модифицированных ингредиентов в продовольственном сырье, пищевых продуктах и кормах; генетическое маркирование сельскохозяйственных растений и животных, включая генетическую экспертизу происхождения племенных особей, ДНК-типирование крупного рогатого скота и свиней для определения хозяйственно ценных признаков продуктивности и качества, ДНК-диагностику наследственных заболеваний животных. Наибольшее количество услуг центр оказывает в области геномики человека, здесь можно определить генетическую предрасположенность к заболеваниям, индивидуальную чувствительность к лекарственным препаратам, а также провести ДНК-тестирование для целенаправленного отбора перспективных спортсменов. Центр оказывает реальную практическую помощь людям, имеющим проблемы со здо-
Республиканский банк ДНК человека, животных, растений и микроорганизмов
Юбилей почетного директора института академика Л.В. Хотылевой
Климатические камеры для круглогодичного выращивания экспериментальных растений
Выращивание льна-долгунца в лабораторных условиях для выделения ДНК
ровьем или стремящимся урегулировать отношения между своими желаниями и генетически предопределенными возможностями, а также здравоохранению, спорту, сельскому хозяйству. Мы постоянно работаем над расширением спектра услуг. За последнее время внедрены технологии ДНК-идентификации и паспортизации сортов яблони и груши. Начинаем работы по аккредитации на проведение генетической экспертизы установления видовой принадлежности осетровых рыб и продукции из них, определения носительства окраса и генетически обусловленных заболеваний у животных-компаньонов - кошек и собак. Немаловажно, что центр вышел на проектную мощность и приносит реальную прибыль, несмотря на свой «юный» возраст. Его успешная деятельность, с нашей точки зрения, является наглядным примером эффективного выстраивания цепочки «фундаментальная наука - прикладная наука - инновационная деятельность». Так, полученные в институте фундаментальные знания используются для разработки геномных технологий, которые далее внедряются в центре. Большая заслуга в перестраивании работы ИГЦ в инновационном направлении, в укреплении его материально-технической базы принадлежит члену-корреспонденту А.В. Кильчевско-му, который с 2004 по 2014 г. был директором института.
- Генетика - в превалирующей степени фундаментальная наука. Но, как известно, далеко не все теоретические разработки могут найти быстрое и прямое применение
в производстве. Что является основной движущей силой, позволяющей институту выходить на рынок?
- Конечно же, начинаем с изучения потребностей рынка и актуальности планируемых работ. Тесно сотрудничаем с другими организациями в научной и прикладной сферах. Среди наших постоянных партнеров - НПЦ НАН Беларуси по земледелию, по картофелеводству и плодоово-щеводству, Институт льна, БГСХА, БГУ, БГМУ и БелМАПО, РНПЦ «Мать и дитя», РНПЦ «Кардиология», РНПЦ онкологии и радиологии, Минспорта, Минприроды, рыбоводческие хозяйства и т.д. Кроме того, регулярно проводим тематические научно-практические семинары, на которые приглашаем специалистов различных областей знаний
и производства. Начали практиковать выездные научные семинары для распространения информации о нашей деятельности и налаживания контактов с другими организациями прямо на местах. Устраиваем экскурсии по институту и его инновационным структурам. Постоянно участвуем в республиканских и международных выставках и ярмарках. Осуществляем другие рекламные мероприятия, в том числе выступления в средствах массовой информации. Однако основной секрет успеха - востребованность и качество предоставляемых услуг, соответствующее международным стандартам. И все это благодаря работе высококвалифицированных специалистов института. Наша прибыль на протяжении последних двух лет составляет довольно внушительные величины: 1,8 и 2,8 млрд руб. в год. Производительность труда за этот период увеличилась на 25%. И у нас есть хороший потенциал для дальнейшего роста.
- Такая эффективная экономика должна поддерживаться соответствующим стимулированием.
- В нашей копилке много наград, среди которых три Государственные премии. Их получили циклы работ сотрудников института: академика П.Ф. Рокицкого по статистической генетике и применению математико-статисти-ческих методов в биологических исследованиях; коллектива авторов во главе с академиками Н.В. Турбиным и Л.В. Хоты-левой по генетике гетерозиса в селекции растений; а также докторов биологических наук А.Н. Палиловой, Е.А. Волуе-вич и П.А. Орлова по разработке фундаментальных и прикладных проблем взаимодействия ядерной и цитоплазма-тических генетических систем у растений. Премий НАН Беларуси удостоены 6 работ, из них циклы по созданию
и цитогенетическому изучению 28-хромосомных пшенич-но-ржаных гибридов (член-корреспондент В.Е. Бормотов, кандидаты биологических наук А.М. Щербаков, Н.И. Ду-бовец), по разработке принципов и методов экологической селекции (член-корреспондент А.В. Кильчевский и академик Л.В. Хотылева), энциклопедический словарь «Генетика» академика Н.А. Картеля, кандидатов биологических наук Е.Н. Макеевой, А.М. Мезенко, монография «Миры геномов органелл» кандидата биологических наук Н.Г. Даниленко и члена-корреспондента О.Г. Давыденко и цикл работ доктора биологических наук С.Е. Дромашко «Биоинформатика для генетики, селекции и образования».
За серию работ «Реорганизация ядерного и цитоплаз-матического геномов при создании новых форм злаков методами биотехнологии» группе российских и белорусских генетиков - сотрудников Института генетики и цитологии академика Л.В. Хотылевой, докторов биологических наук Л.Н. Каминской, О.Г. Давыденко, Н.И. Дубовец в 2007 г. присуждена Премия имени академика В.А. Коптюга. Заслуги коллектива отмечены Почетной грамотой Министерства спорта и туризма за значительный вклад в развитие спортивной генетики в Республике Беларусь, разработку современных методик спортивного отбора. Кроме того, институт является обладателем более 30 дипломов по результатам участия в республиканских и международных выставках.
- Подтверждение высокого уровня научных работ - интерес к ним коллег по цеху, проявляющийся в том числе и через международное сотрудничество. Развивается ли оно в стенах института?
- Наши ученые часто выезжают на научные мероприятия с докладами, а также для повышения квалификации и выполнения совместных исследований, причем многих из них приглашают в зарубежные поездки за счет принимающей стороны. Ежегодно в институте выполняется 20-25 международных договоров о научно-техническом сотрудничестве с организациями из ближнего и дальнего зарубежья. Среди них крупные контракты с Венесуэлой. Проводим стажировки по освоению молекулярно-генетических методов для научных сотрудников из Латвии, Казахстана, Туркменистана, Кыргызстана, Таджикистана. Мы оказывали консультационные услуги коммерческим организациям
и услуги по ДНК-типированию для резидентов России, Украины, Казахстана, Латвии, Ливии, Ирака. Публикуемся в научных изданиях с высоким импакт-фактором. Семь наших работ вошли в каталог топ-100 фундаментальных и прикладных разработок Национальной академии наук Беларуси за 2010-2014 гг.
Наши международные связи расширились после создания в структуре института Национального координационного центра биобезопасности, в задачи которого входит обеспечение эффективного участия Республики Беларусь в решении глобальной проблемы сохранения биологического разнообразия и координация деятельности, связанной с использованием достижений современной биотехнологии. Центр поддерживает контакты с секретариатом Конвенции о биологическом разнообразии, Координационными центрами биобезопасности стран - сторон протокола по биобезопасности, Программой ООН по окружающей среде, Программой развития ООН. Сотрудница института кандидат биологических наук Е.Н. Макеева назначена национальным контактным лицом в механизме посредничества по биобезопасности в рамках Картахенского протокола, а также экспертом при Секретариате Конвенции о биологическом разнообразии. Кандидат биологических наук Г.В. Мозгова является членом Международной технической экспертной группы по оценке рисков генетически модифицированных организмов и управлению рисками. В 2014 г. в структуре института создан Национальный координационный центр по вопросам доступа к генетическим ресурсам и совместного использования выгод. Формат его деятельности - сбор, анализ, систематизация и предоставление информации о генетических ресурсах, определение условий доступа к ним и организация экспертизы проектов и договоров по данной тематике.
- Институтом накоплен огромный опыт работы, сформирован высокопрофессиональный коллектив, научные продукты востребованы и конкурентоспособны. Так что по плечу самые смелые планы и начинания. О каких из них можете рассказать?
- В дальнейшем постараемся активизировать фундаментальные исследования, сосредоточиться на актуальных направлениях генетики, геномики и биотехнологии, придать им системный и комплексный характер. Продолжим укрепление материально-технической базы Республиканского банка ДНК человека, животных, растений и микроорганизмов, повысим эффективность его деятельности. Будем расширять спектр услуг в Республиканском центре геномных биотехнологий, вводя новые области аккредитации. Планируем создание на базе института Международного исследовательского центра безопасности генно-инженерной деятельности, что будет способствовать расширению научно-исследовательских работ в этой области на региональном и глобальном уровнях. СИ
Генотипирование для медицины будущего
У нашей лаборатории интересная предыстория: 50 лет назад, в 1965 г., выдающийся белорусский генетик академик П.Ф. Рокицкий создал лабораторию теоретической генетики, и мне, как его бывшей аспирантке, посчастливилось быть его заместителем. Петр Фомич возглавлял свое детище до конца своей жизни, до 1977 г. С 1978 по 1990 г. лабораторией руководил член-корреспондент В.К. Савченко, а с 1990 г. на эту должность была назначена я. Поскольку в те годы в связи с чернобыльской аварией большое внимание уделялось генетическим эффектам облучения, то в 1995 г. нашу структуру переименовали в лабораторию радиационной генетики. Шло время, менялись приоритеты, появились новые направления исследований, в том числе и молекулярная генетика человека и животных. Поэтому в 2005 г. лаборатории придали статус лаборатории генетики животных (имея в виду, что человек тоже относится к царству животных). Но член-корреспондент А.В. Кильчевский, будучи директором института и обладая отличной научной интуицией, понимал перспективность и необходимость исследований именно в области генетики человека, и 1 апреля 2008 г. был издан приказ о переформировании
Ирма Моссэ,
заведующая лабораторией генетики человека Института генетики и цитологии НАН Беларуси, доктор
биологических наук, профессор
лаборатории и создании отдельной профильной лаборатории генетики человека.
Основными направлениями ее исследований стали медицинская генетика и генетика спорта. В это же время в институте начал создаваться Республиканский центр геномных биотехнологий с целью оказания услуг населению по ДНК-паспортизации, и мы с особым энтузиазмом включились в эту работу. Уже в 2009 г. наша лаборатория была аккредитована в Национальной системе аккредитации, в 2011 г. получила лицензию Министерства здравоохранения Республики Беларусь на право осуществления медицинской деятельности, а в 2014 г.- Сертификат Референсного института биоаналитики, г. Бонн, Германия. С этого года количество оказываемых услуг населению резко возросло (рис.). К нам обращаются за «генетическими паспортами» не только граждане Беларуси, но и жители России, Украины, Латвии, Германии, США.
Особое внимание в лаборатории уделяется исследованиям генетической предрасположенности к многофакторным заболеваниям, поскольку именно генотипирование является необходимым этапом медицины будущего, так называемой 4П медицины - персонализирован-
ной, предиктивной (предсказательной), превентивной (профилактической) и партисипативной (партнерской). Персонализированной медицина становится потому, что многие лекарства уже назначаются индивидуально, поскольку одни и те же средства могут быть эффективными или неэффективными, или даже опасными, в зависимости от генотипа человека. Например, при терапии сердечно-сосудистой патологии антикоагулянтом варфари-ном существует риск развития геморрагических осложнений, что может привести к кровотечениям различной степени вплоть до фатальных. Такая же ситуация с антитромбоцитарным препаратом «Клопидогрел». Например, наличие в генотипе пациента особого полиморфизма (который получил название «аллель летальности») может привести к неблагоприятному исходу. Поэтому мы проводим генетическое тестирование и определяем носительство вариантов генов, обусловливающих как резистентность, так и гиперчувствительность пациента к данным препаратам, что позволяет врачам назначать подходящую дозировку лекарства либо заменять его на безопасный аналог.
Генотипирование дает возможность медицине быть предсказательной и профилак-
тической, поскольку определение генетической предрасположенности к многофакторным заболеваниям позволяет выявить уровень опасности возникновения той или иной патологии (предиктив-ность), а также на основании этих данных формировать группы риска и осуществлять профилактику заболевания (превентивные мероприятия). Зная о вероятности той или иной болезни, человек может скорректировать свой образ жизни так, чтобы избежать влияния средовых факторов риска и тем самым предотвратить недуг. В этом и заключается смысл партнерской медицины.
Например, в нашей лаборатории совместно с РНПЦ «Кардиология» исследованы генетические механизмы предрасположенности к острому инфаркту миокарда, получен патент на способ определения генетического риска инфаркта миокарда, разработаны и утверждены Минздравом Республики Беларусь методические рекомендации по ДНК-диагностике генетической предрасположенности к тромбофилиям различного происхождения. Рекомендации внедрены в РНПЦ «Кардиология» и ряд кардиологических клиник страны. В такой диагностике нуждается не менее 1 млн человек. Своевременное выявление высокого риска заболевания позволяет проводить профилактические мероприятия, что снижает число опасных патологий.
Острейшую медико-социальную проблему современности составляют также кардиомета-болические нарушения (КМН), которые эксперты ВОЗ считают новой пандемией XXI века. Распространенность метаболического синдрома в два раза превышает частоту случаев сахарного диабета, и в ближайшие 25 лет ожидается увеличение темпов его роста на 50%. Нами определены полиморфизмы и мутации, которые вносят существенный
вклад в генетическую предрасположенность к КМН, выявлены варианты генов, увеличивающие в 1,5-2 раза риск развития кар-диометаболических нарушений, в том числе диабета 2-го типа.
Не менее важной является профилактика остеопороза - системного заболевания скелета, характеризующегося повышенным риском переломов. По данным ВОЗ, у 15-20% людей старше 50 лет наблюдаются остеопо-ротические изменения, причем у 30% из них это может привести к опасным инвалидизирующим травмам. Разработанная нами технология определения генетической предрасположенности к этой патологии использована для выявления групп риска среди населения Беларуси и Литвы, внедрена в Минском городском центре профилактики остеопоро-за и в Литовском Национальном центре остеопороза. Методические рекомендации «Риск остео-поротических переломов и его ранняя оценка с помощью полиморфизмов генов УБЯ, СОЬ1Л1 и ЬСТ» утверждены и опубликованы в Литовской Республике. Работа вошла в топ-10 результатов ученых НАН Беларуси в области фундаментальных и прикладных исследований за 2014 г.
Разработанные в лаборатории методы генетического тестирования успешно использу-
ются в Республиканском центре геномных биотехнологий для оказания услуг населению. Чаще всего людей интересуют риски развития упомянутых заболеваний или спортивные способности детей.
Особенно востребована ДНК-диагностика нарушений беременности. По данным Минздрава, 10-25% беременностей оканчивается неудачно. Исследования последних лет показали, что одна из главных причин -наследственная тромбофилия. В лаборатории разработана панель полиморфизмов генов для определения генетической предрасположенности к невынашиванию беременности. В случае выявленного носительства неблагоприятных вариантов генов врачи проводят терапевтическую коррекцию их эффектов, что обеспечивает нормальное протекание процесса. Нами протестировано более 3 тыс. женщин с невынашиванием плода, и клиентки, обследованные год назад и ранее, успешно родили детей. Мы получаем много благодарностей - и устных, и письменных.
Заслуживает внимания и разработанная нами система генетического тестирования в спорте, в состав которой включены как гены, ассоциированные с развитием различных
2819,3 2795.5
Количество генетических паспортов
Сумма, млн руб.
4,3
5,8
2015 (за 7 мес.)
Рис.
Динамика количества оказанных услуг и их стоимости по годам
18
15
физических качеств, так и те, которые ответственны за возможные опасные для жизни и здоровья последствия физических и эмоциональных стрессов. Сравнение генотипов 450 представителей 25 олимпийских и национальных команд позволило выявить генные варианты, вносящие существенный вклад в предрасположенность к достижению высоких спортивных результатов, и разработать Программы отбора начинающих спортсменов по 4 направлениям: скоростно-силовому, игровому, сложно-координационному и требующему выносливости. В процессе исследований оказалось, что редкие полиморфные варианты, способствующие высоким спортивным достижениям, более характерны для заслуженных мастеров спорта и мастеров спорта международного класса, и чем выше квалификация спортсменов, тем чаще встречаются в их генотипах
благоприятные для спорта аллели. Полученные данные свидетельствуют о том, что для успеха в спорте необходимо обладать соответствующим генетическим потенциалом, в отсутствие которого все усилия могут оказаться недостаточно эффективными. Эти результаты внедрены в ряд организаций Министерства спорта и туризма.
В лаборатории успешно развиваются не только прикладные, но и фундаментальные направления исследований. Так, вместе с коллегами из Ирландии и Канады проведено изучение бесконтактной межклеточной передачи информации - «байстендер»-эф-фекта. Уникальные работы по выяснению механизмов этого феномена были опубликованы в престижных зарубежных журналах с высоким IF - «Mutation Research», «Experimental Hematology» и др. Получен патент на способ индукции «байстен-дер»-эффекта в клетках человека.
Впервые в мире показана возможность уменьшения этого эффекта с помощью меланина и мелато-нина. А статья «Genetic effects of ionizing radiation - some questions with no answers», опубликованная в Journal of Environmental Radioactivity, вошла в топ-20 по версии BioMedLib за 2012 г.
Наши исследования в области генетики спорта внесли важный вклад в решение фундаментального вопроса о том, как экспрессируются полиморфные варианты генов в гетерозиготном состоянии, например, при сочетании благоприятного и неблагоприятного полиморфных аллелей. Работает ли один из них, и если да, то какой? Или экспрессиру-ются оба, обусловливая средний уровень синтеза соответствующего фермента? Ответов на эти вопросы в мировой литературе практически нет. Определить функциональную роль полиморфных гетерозигот можно с помощью оценки уровней их экспрессии. Полученные нами данные позволили корректно оценить вклад ряда гетерозиготных аллельных вариантов в спортивный потенциал их носителей.
У лаборатории генетики человека большие перспективы. Впереди у нас совместные научные проекты с российскими коллегами в рамках Союзной программы «ДНК-идентификация». Кроме того, назрела необходимость заняться исследованием генов, детерминирующих психоэмоциональный статус человека. В частности, нас интересуют генетические механизмы стрессо-устойчивости - ведь это качество необходимо и спортсменам, и большому количеству специалистов, особенно экстремальных профессий. В штате лаборатории преимущественно молодые ученые - талантливые и увлеченные, и, конечно, они сумеют успешно развивать генетику человека не только в Беларуси, но и на мировом уровне. СИ
От семени до племени
Ольга Саянова,
главный специалист по разведению и селекции крупного рогатого скота РУСП «Минское племпредприятие», кандидат сельскохозяйственных наук
Минское племпредприятие и Институт генетики и цитологии НАН Беларуси плодотворно сотрудничают в области генетики животных. Перед наукой и производством нашей страны поставлены задачи, направленные на вывод племенного животноводства страны к 2020 г. на передовые позиции среди стран СНГ и достижение показателей мирового уровня по всем видам и породам сельскохозяйственных животных.
В соответствии с международными нормами по сертификации племенной продукции обязательной является генетическая экспертиза происхождения племенных животных. Она проводится согласно Закону Республики Беларусь «О племенном деле в животноводстве» от 20.05.2013 г. №24-З, Республиканской программе по племенному делу в животноводстве на 2011-2015 гг., утвержденной постановлением Совета Министров Республики Беларусь от 31.12.2010 г. №1917.
С 2008 г. в Институте генетики и цитологии НАН Беларуси под руководством заведующей лабораторией генетики животных кандидата биологических наук, доцента М.Е. Михайловой осуществляется анализ микросателлитных локусов для проведения генетической экспертизы крупного рогатого скота с целью подтверждения происхождения племенных животных. На постоянной основе она выполняется для РУСП «Минское племпред-приятие», «Племенной завод «Красная звезда», «Совхоз Слуцк», СПК «Агрокомбинат Снов», ОАО «1-я Минская птицефабрика» и др. Тесное сотрудничество института и сельскохозяйственных организаций стало возможным благодаря тому, что лаборатория генетики животных имеет Аттестат аккредитации для проведения работ в данной области в составе Республиканского центра геномных биотехнологий.
Еще одно направление нашего сотрудничества касается решения проблемы генетической безопасности, связанной с подконтрольностью используемого генетического материала для ограничения ввоза и распространения различных генетических мутаций. В этих целях лаборатория генетики животных выполняет исследования по выявлению генов устойчивости к генетически детерминиро-
ванным заболеваниям крупного рогатого скота, таким как наследственный иммунодефицит или дефицит адгезии лейкоцитов, комплексный порок позвоночника, ранняя абортируемость эмбрионов. Начаты работы по выявлению мутаций, приводящих к дефициту фактора свертываемости крови XI, цитруллинемии, брахиспине, а также по обнаружению гаплотипов голштинского скота, связанных с пониженной способностью к воспроизводству. Животные, являющиеся носителями наследственных мутаций, из-за вероятности быстрого распространения последних и во избежание связанных с этим экономических потерь согласно Зоотехническим правилам о порядке использования племенной продукции (материала), утвержденным постановлением Министерства сельского хозяйства и продовольствия от 30.08.2013 г. №42, должны быть исключены из селекционного процесса.
Совместно с лабораторией генетики животных планируем разработать ДНК-технологию анализа генома крупного рогатого скота молочного направления, разводимого в Республике Беларусь, для совершенствования его продуктивных и племенных качеств. Этот проект подан в Государственную программу «Инновационные биотехнологии - 2» на 2016-2018 гг. и на период до 2020 г. Его выполнение будет способствовать реализации Протокола совещания рабочей группы по организации геномной селекции молочного скотоводства, созданной по приказу Министерства сельского хозяйства и продовольствия №74 от 03.03.2015 г., а также мероприятий по внедрению в практику метода оценки племенных животных на основе генетической экспертизы.
Считаем целесообразным и в дальнейшем продолжать научное сотрудничество с лабораторией генетики животных в этом направлении, осуществлять ДНК-диагностику на носительство мутаций, обусловливающих развитие наследственных заболеваний, а также проводить генотипирование быков-производителей, ремонтных бычков и быко-производящих коров по генам, детерминирующим хозяйственно полезные признаки. СИ
Материалы рубрики подготовила Ирина ЕМЕЛЬЯНОВИЧ
