В работе международного консорциума по расшифровке генома впервые принимали участие российские генетики из Центра «Биоинженерия» РАН. Они секвенировали 12-ю хромосому из генома картофеля. Корреспонденты Infox.ru побеседовали с российскими участниками проекта и посмотрели, на каком оборудовании и как происходила эта работа.
О том, что генетики секвенировали геном картофеля, мы уже писали. Геном картофеля довольно большой – 840 млн нуклеотидов. Хотя это составляет примерно треть от размера генома человека, тем не менее, с такой работой может справиться только большой международный коллектив ученых.
«Международный консорциум был основан в 2006 году, вначале без российских участников, -- рассказывает корреспонденту Infox.ru заведующий лабораторией и заместитель директора Центра «Биоинженерия» РАН Николай Равин, -- но в 2007 году наш директор академик Скрябин инициировал этот проект в России, мы стали участвовать в работе консорциума, присоединились к нему, и нам была выделена отдельная задача – секвенирование 12-й хромосомы».
Как это делалось
Когда эта работа начиналась, она шла гораздо более медленными темпами, чем в последние годы. Как объясняет старший научный сотрудник Андрей Марданов, для прочтения генома молекулу ДНК дробили на маленькие кусочки, длиной от 300 до 1000 нуклеотидов. На первом этапе каждый такой фрагмент помещался в маленький капилляр, в котором и определялась его последовательность. За один прогон прибор мог определить порядка 48 таких коротких последовательностей.
На новом приборе – пиросеквенаторе последнего поколения, все реакции происходят на маленькой пластинке, в микроячейках. Такая пластинка вмещает 1 млн микрофрагментов ДНК. Эта технология, гораздо более быстрая, позволила нам завершить проект, говорит Андрей Марданов.
И зачем это нужно
Ученые подчеркивают, что расшифровка генома картофеля особенно важна для России. Без картошки на столе россияне себя не представляют, а между тем, до трети урожая у нас ежегодно теряется из-за вредителей, болезней или неблагоприятных погодных факторов. Чтобы бороться с этим, не прибегая к генному модифицированию, нужны новые сорта. Но на создание нового сорта методами традиционной селекции уходит 10-12 лет.
«Я бы сравнил значение расшифровки генома картофеля для сельского хозяйства со значением расшифровки генома человека для медицины», -- говорит Николай Равин.
После секвенирования генома человека появилось больше возможностей для поиска генов, связанных с наследственными болезнями. Прочтение генома картофеля также дает ученым массу информации: « Удалось идентифицировать гены, которые определяют хозяйственно ценные признаки, например, устойчивость к болезням, вредителям, фитопатогенам, или например, гены, которые определяют характеристики клубня картофеля. И всю эту информацию теперь можно использовать. Это колоссальная основа для ускорения селекционной работы».
Селекция по-новому
Генетик объясняет корреспонденту Infox.ru, как именно будет использована информация о геноме: «Сейчас для создания новых сортов скрещивают различные линии, обладающие разными полезными характеристиками. После этого нужно вырастить взрослое растение и посмотреть, например, будет ли оно устойчиво к определенному патогену или не будет. Это большая трудоемкая работа. Если же мы используем геномные данные, то мы уже на стадии получения проростков – в самых маленьких растениях, можем посмотреть, попал в них тот ген, который мы хотели, или нет, и в каких сочетаниях эти гены попали. Это многократно ускоряет процесс».
Проще будет создавать и сорта картофеля с клубнями лучшего пищевого качества. Генетики надеются, что селекция картофеля получит теперь такое же ускорение, как получила селекция риса после расшифровки его генома.
«Для нас эта работа стала опытом участия в крупном международном проекте, показавшем возможность выполнения в России исследований мирового уровня», -- подчеркнул директор Центра «Биоинженерия» РАН, академик РАН и РАСХН Константин Скрябин.
