От микроба до северного оленя. Биоресурсные коллекции институтов предложено объединить
В России около 80 биоресурсных коллекций - собраний генетического материала, будь то гены бактерий или животных, вплоть до биологических материалов человека. На недавнем совещании о развитии генетических технологий зампред правительства Татьяна Голикова сообщила президенту Путину: коллекции чрезвычайно ценны, но разрозненны, изучать их могут в основном ученые тех институтов, в которых эти ценности находятся. Как говорит Голикова, коллекции «необходимо централизовать и привести к единому порядку пополнения и использования». На виртуальной площадке ТАСС руководители нескольких петербургских институтов - обладателей важнейших коллекций рассказали о вверенных им богатствах, о перспективах и о том, что эти перспективы ограничивает.
Иллюстрация DeoSum/shutterstock.com
Воссоздать курицу, приручить бактерию
Коллекция ВИР, Всероссийского института генетических ресурсов растений им. Н. И. Вавилова, скоро отметит столетие. Но еще до создания вавиловской коллекции институт обозначил себя на мировой карте: в 1906 году образцы ячменя из Бюро по прикладной ботанике (институт - его преемник) получили высшую награду на Всемирной выставке сельхоздостижений в Милане.
Во многих европейских странах сейчас пользуются открытием профессора ВИРа Владимира Кобылянского: он нашел ген низкорослости ржи. А когда в начале 2000-х международная команда исследовала хозяйственно значимые гены пшеницы, опиралась она на образцы из ВИРа. Из ближайших проектов - выведение вместе с НИИ Магарач в Ялте (ведущая в стране организация по селекции винограда) линий, устойчивых к болезням.
- ВИР - это Эрмитаж сельскохозяйственных растений и их диких родичей, - поясняет статус института директор член Совета при президенте РФ по науке и образованию Елена Хлесткина.
У другого учреждения, Ботанического института им. В. Л. Комарова РАН, - крупнейший в стране коллекционный фонд. Институт еще в 1950-е отважно давал приют «недобитым» генетикам, а тогдашний директор Павел Баранов был среди подписантов так называемого Письма трехсот в защиту этой науки. Все мы в школе делали гербарии - как говорит директор Дмитрий Гельтман, в институте около 7 млн гербарных образцов, а поскольку сейчас из них (в том числе из ископаемых) можно выделять ДНК, интересные перспективы открываются.
В третьем институте, Всероссийском НИИ генетики и разведения сельхозживотных, вернули из небытия исчезнувшую породу кур. Так, из научного интереса. Как рассказывает директор Вадим Хлесткин, павловскую породу вывели в XVIII веке в селе Павлово Нижегородской губернии: красива, терпима к холодам, неприхотлива в еде. В годы революции сгинула. Остались лишь описания, картинки да пара чучел. С 1980-х в институте искали разбросанные по разным породам гены - и вот собрали этот пазл, воссоздали павловскую. Новые породы в институте появляются раз в несколько лет. Из последних - ленинградская золотисто-серая. Еще одна коллекция института помимо «куриной» - крупный рогатый скот в виде замороженного семени. Так хранится материал и тех пород, которых в природе больше нет, - на случай, если их гены окажутся полезными для селекции. В коллекции есть и образцы северного оленя и животных, которых рогатым скотом не назовешь, - лошадей.
От самых крупных - к самым мелким: собранию Всероссийского НИИ сельскохозяйственной микробиологии скоро 120 лет. Научный руководитель института академик РАН Игорь Тихонович признается, что завидует коллегам. Их «единицы хранения» хотя бы видны невооруженным глазом. А микробиологам еще приходится мириться с тем, что им известна лишь десятая доля почвенных бактерий.
ВИР хранит свои богатства в виде насаждений или семян.
Содержание коллекций животных - одно из самых дорогостоящих «мероприятий»: половина расходов - на корма.
Ботанический сад, подразделение Ботанического института - это свыше гектара под стеклом и удовольствие настолько не дешевое, что не каждая страна его себе позволяет. В свое время сам министр внутренних дел граф Кочубей озаботился содержанием сада и написал Александру I: такого рода заведение «должно или существовать в возможном совершенстве, или вовсе не быть предпринимаемо». Как говорит Дмитрий Гельтман, в России как построили в 1913 году специальное здание под гербарий, так на этом и все. В Великобритании для гербария Королевских ботанических садов каждые 30 лет пристраивают новое крыло.
Хранение микроорганизмов - отдельная история. Как поясняет академик Тихонович, микроорганизмы (в отличие от животных и растений) могут сбрасывать и набирать свой геном. Если, скажем, микробам в чашке Петри давать готовый белок, они за ненадобностью избавятся от генов, фиксирующих азот. Так что к задаче хранить микроб прибавляется задача сохранять и его функции.
ГМО И ГОО
С 2019 года в стране действует программа развития генетических технологий - прописана до 2027 года, 127 млрд рублей. Биоресурсные коллекции и работа с ними - ее часть. При этом, например, с 2016 года запрещено выращивать ГМО в коммерческих целях, только в научных (однако импортировать ГМО при этом можно).
Игорь Тихонович сетует:
- Негативное отношение к ГМО очень мешает сейчас и в будущем будет очень сильно тормозить эту работу.
- Опасаюсь, что из-за запретов наша страна вновь окажется на обочине научных достижений, - поддерживает Дмитрий Гельтман.
Как считает Елена Хлесткина, пока противоречий между правовыми нормами и научной программой нет: прежде чем результаты разработок окажутся «на полях», проходит не меньше десяти лет, к тому времени диссонанс будет сглажен.
В последние годы понятие «ГМО» усложнилось. Помимо трансгенных технологий, когда в геном одного организма внедряют гены другого, появилась технология CRISPR. Тоже модификация, редактирование генома, но без переноса чужих генов. И «карма» у этой технологии не испорчена.
Ученые, впрочем, надеются реабилитировать и ГМО и периодически приводят аргументы в пользу. Один из последних - то, что ГМО создает и природа: обнаружилось, что в течение сотен тысяч лет почвенные бактерии внедряли свои гены в геномы некоторых видов орехов и ягод, чая, хмеля и ряда других растений.
Новую технологию CRISPR человечество, как оказалось, тоже подсмотрело у природы - у бактерий. Если в геном бактерии внедряется вирусная информация, микроб ее распознает, вырезает и уничтожает.
Дмитрий Гельтман подчеркивает: в работе с живыми организмами нужно быть осторожными, но, например, не менее бдительными нужно быть при ввозе чужеземных декоративных растений.
Все эти ГМО и ГОО нужны, если по-простому, чтобы прокормить растущее население планеты, говорит Елена Хлесткина. И не только: уже задумываются о персонализированной селекции (по аналогии с персонализированной медициной), когда для людей с какой-то пищевой непереносимостью будут создаваться особые сорта.
Академик Тихонович, со своей стороны, уверен, что все большую роль в сельхозсфере будут играть микробы. И тот молодец, кто сумеет воспользоваться этим резервом. Сейчас ученые выделяют новые микроорганизмы из почвы и создают микробные препараты: правильно подобранная для растения «компания» может защитить его от болезней, засухи, заморозков, загрязнений; оптимизировать питание так, что сэкономим на азотных удобрениях и заодно убавим загрязнение окружающей среды. Но пока такие препараты применяются на 2 млн га. «Это чрезвычайно мало», - говорит Тихонович.
Еще одна препона в развитии генетических технологий, по мнению ученого, - расплывчатость юридических формулировок в «генетической» сфере. Правда, в ряде университетов, где развивается юридическая наука (в том числе в СПбГУ), уже отрабатываются образцы внятных формулировок для законодательного обеспечения работы с ГМО.
Главное, считает ученый, прописать два пункта: а) «методы, которыми получают ГМО, риска не несут, как показали многочисленные исследования», б) «должны оцениваться свойства организма вне зависимости от того, каким методом его получили - традиционным ли скрещиванием, мутагенезом, технологиями редактирования или еще как-то».
- До 2027 года договоримся как-нибудь, - надеется академик.
...На заседании с президентом Татьяна Голикова говорила, что ценные коллекции должны, с одной стороны, стать доступны для изучения научному и образовательному сообществу, с другой - быть защищены. «Мы сейчас работаем над этим», - сообщила зампред правительства.
Между тем защиту биоресурсных коллекций стоит начинать, по-хорошему, с защиты хранителей этих коллекций. В нынешней системе оценки научного труда их работа не выделена. Труд научного сотрудника оценивается по рейтинговым публикациям; хранители коллекций не пишут статьи (не в том их задача), как результат - сильно теряют в оплате труда. Притом что кадры «штучные» и от них, как видим, чрезвычайно много зависит.
Материал опубликован в газете «Санкт-Петербургские ведомости» № 104 (6702) от 18.06.2020 под заголовком «От микроба до северного оленя».
Комментарии