Новости

Почему сельское хозяйство – это технологично: ученые Университета «Сириус» редактируют геном растений
Почему сельское хозяйство – это технологично: ученые Университета «Сириус» редактируют геном растений
26 сентября 2022

Современные технологии позволяют сделать растения устойчивыми к возбудителям заболеваний, изменяющимся условиям окружающей среды и повысить урожайность многих культур. Эти возможности становятся критически важны, когда речь заходит о продовольственной безопасности. Пообщались со студенткой магистратуры Университета «Сириус» Татьяной Коваленко, и узнали, зачем ученые редактируют геном винограда.

Из педагога в ученые

Большинство жителей маленького городка Кропоткин, откуда родом Татьяна, заняты в сельском хозяйстве. Поэтому и она отправилась учиться на учителя химии и биологии в Адыгейский государственный университет, там же начала работать с одаренными детьми. На пятом курсе бакалавриата, прямо перед защитой диплома, она прошла отбор на первую программу по биологии растений Университета «Сириус» «Генетика и генетические ресурсы растений», где и познакомилась со своим будущим научным руководителем Юлией Ухатовой.

«Нас очень здорово встретили! Я тогда подумала, что не хочу уезжать. И Юлия Васильевна мне очень понравилась, и новое оборудование в лаборатории тут по-настоящему кипит жизнь. Поэтому сразу после выпуска я подала документы в “Сириус” на программу “Генетика и генетические технологии” и прошла. Выбрала в качестве специализации растения и попала в лабораторию “Биологии и биотехнологии растений”. Теперь вот занимаюсь виноградом», поделилась Татьяна.

Как и зачем улучшают виноград

Вместе с коллегами Татьяна работает над проектом по редактированию генома винограда, цель которого сделать его устойчивым к грибковому заболеванию, мучнистой росе. Это не самое опасное заболевание, но одно из самых распространенных. Чтобы виноград меньше подвергался этому возбудителю, ученые редактируют ген MLO-7 при помощи системы CRISPR/​Cas. Зарубежные исследования показали, что при редактировании этого гена повышается устойчивость винограда к заболеваниям, но на отечественных сортах таких исследований еще не проводилось. Непосредственным объектом исследования ученых Университета «Сириус» стал виноград сорта Кокур, он относится к сортам бассейна Черного моря и, скорее всего, будет хорошо расти на полях Краснодарского края.

При помощи технологий компьютерного моделирования (in silico) ученые подбирают таргеты мишени, в которые будет целиться CRISPR-система и которые она будет вырезать. Конструируется плазмида сначала in silico, а затем и в пробирке. Плазмида встраивается в бактериальные клетки. На этапе создания плазмиды в нее вставляется ген устойчивости к какому-либо антибиотику. Культуру сеют на среду, в которой содержится этот антибиотик, и нетрансформированная бактерия погибает, а трансформированная бактерия выживает. В жидкой среде эта культура размножается и ученые выделяют нужную плазмиду. Ее встраивают в протопласт клетку винограда без клеточной стенки. Протопласт отправляется на регенерацию, и ученые смотрят, выживет он или нет. Если выживает, его высаживают, он начинает делиться, и впоследствии может вырасти растение.

Татьяна отмечает социально значимый характер этой работы: «Есть надо всем, и если наука может дать такие блага, как устойчивый сорт, то нужно этим заниматься. Сейчас меняются климатические и политические условия, правильно и классно создавать что-то новое, если мы это можем».

Благодаря выведению сорта винограда, устойчивого к грибковым заболеваниям, также снизится и потребление химических веществ, которыми в настоящее время обрабатывают виноград. А это значит и меньший вред экологии и снижение затрат на производство химикатов.

Об учебе и работе в «Сириусе»

В магистратуре Татьяна учится различным методам работы с растениями. Например, студентов учат выделять плазмидную ДНК из бактериальных клеток, основным методам выделения ДНК и РНК из растительных объектов, методам их трансформации, введения в культуру in vitro и поддержанию уже введенных образцов. В дальнейшем эти же методы студенты будут использовать в своих исследованиях. У ребят много практических занятий в лабораториях, потому что вокруг практики строится весь образовательный процесс в Университете «Сириус».

Один из двух месяцев магистерской практики Татьяна провела в университете-партнере Всероссийском институте генетических ресурсов растений имени Н.И. Вавилова в Санкт-Петербурге. «Там мы учились криоконсервации, методам создания криопротекторов, как выделять протопласты, готовить среды под разные культуры, стерилизовать семена и участки растений, вводили растения в in vitro, черенкованию побегов и почек, рассадке введенных в культуру образцов. Это как из маленького горшка пересадить в большой, чтобы было место, и они хорошо себя чувствовали», поясняет студентка. За время учебы ребятам удается побывать на всех этапах работы с растениями.

Татьяна с теплом говорит о команде проекта: «У нас классный коллектив. Для меня очень важно, что в коллективе дружеская обстановка и благоприятная для работы атмосфера. Все очень мирно, прелестно. В том числе именно поэтому я и выбрала ботанику здесь все по-доброму, с душой».

В дальнейшем Татьяна сможет изучать не только виноград, но и другие растения, потому что механизмы работы в большинстве своем универсальны и применимы практически везде. В будущем Татьяна планирует продолжать исследования в аспирантуре  Университета «Сириус».

Если вы тоже мечтаете о карьере ученого, ждем вашу заявку на образовательную программу «Биологические материалы и бионаноструктуры» до 25 сентября и на конференцию «Молекулярно-генетические основы старения» до 9 октября. Приезжай в «Сириус», попробуй себя в роли биолога будущего!

 

Материал подготовлен Алисой Велиной, студенткой Высшей школы экономики.

1

Партнеры:

ВСЕРОССИЙСКИЙ ИНСТИТУТ ГЕНЕТИЧЕСКИХ РЕСУРСОВ РАСТЕНИЙ ИМ. Н.И. ВАВИЛОВА
Смотрите также:
10.07.2025
В Сириусе завершился научно-туристический интенсив «Тридцатка с математикой»
09.07.2025
Лучшие студенты и аспиранты съедутся в Сириус на школу-конференцию по международной климатической дипломатии
07.07.2025
В Сириусе синтезировали новые молекулы, способные усилить действия известных антибиотиков
04.07.2025
Борьба с диабетом и влияние музыки на мозг: над какими проектами Университета работают российские школьники
03.07.2025
Кто жил в столице Золотой Орды: генетики раскрыли тайны средневекового города Болгар
26.06.2025
Российские учёные нашли лучшие способы изучения травм спинного мозга

Обратная связь

Нажимая на кнопку «СОГЛАСЕН», Вы подтверждаете, что проинформированы об использовании на нашем сайте файлов cookie, а также ознакомлены с нашей Политикой конфиденциальности.

Согласен