Як геномныя біятэхналогіі служаць эканоміцы і людзям
5 гадоў назад на базе Інстытута генетыкі і цыталогіі НАН Беларусі быў створаны Рэспубліканскі цэнтр геномных біятэхналогій. Сёння ён вырашае цэлы шэраг задач у сферы сельскай гаспадаркі, аховы здароўя, спорту і іншых галінах. Пра эфектыўнасць яго дзейнасці сведчаць не толькі фінансавыя паказчыкі, але і тое, што цяжка вымераць лічбамі: дзякуючы генетычным даследаванням, якія праводзяцца ў цэнтры, многія людзі змаглі палепшыць сваё здароўе, тысячы жанчын — нарадзіць дзяцей. І спектр паслуг, якія аказвае цэнтр, пастаянна пашыраецца.
Як паведаміў кіраўнік цэнтра, член-карэспандэнт, галоўны вучоны сакратар Нацыянальнай акадэміі навук Аляксандр Уладзіміравіч Кільчэўскі, тут распрацаваны найноўшыя методыкі селекцыі, якія базіруюцца на ДНК-маркіраванні; распрацаваны сістэмы генетычнай пашпартызацыі і ўжо створаны эталонныя генетычныя пашпарты для 170 гатункаў і гібрыдаў сельскагаспадарчых раслін, складзена больш за 3,5 тысячы генетычных пашпартоў племянных жывёл і больш 8,8 тысячы генетычных пашпартоў для людзей.
“Попыт на паслугі нашага цэнтра пастаянна расце, — адзначыў Аляксандр Уладзіміравіч. — Калі ў 2010—2013 гадах намі было праведзена 22,6 тысячы генетычных аналізаў, то за перыяд 2014—2016 гадоў — 101,5 тысячы. Пры гэтым многія паслугі кваліфікуюцца як імпартазамяшчальныя. Умоўная эканомія валютных сродкаў за кошт пастаўкі імпартазамяшчальнай прадукцыі на ўнутраны рынак у 2016 годзе склала 413,6 тысячы долараў. А ў цэлым аб’ём аказаных паслуг за 2010—2016 гады склаў звыш 2,3 млн долараў”.
Пачатак персаніфікаванай медыцыны
Рэспубліканскі цэнтр геномных біятэхналогій актыўна працуе ў галіне медыцынскай генетыкі. Тут распрацаваны метады геннай дыягностыкі па 19 сацыяльна значных захворваннях, у тым ліку такіх распаўсюджаных, як сардэчна-сасудзістыя, дыябет, астэапароз, бранхіяльная астма. Ведаючы пра генетычную схільнасць да той ці іншай хваробы, можна прыняць эфектыўныя меры па яе прадухіленні.
У цэнтры вядуцца сур’ёзныя даследаванні індывідуальнай адчувальнасці чалавека да лекавых прэпаратаў. “Адны і тыя ж лекі камусьці могуць дапамагаць, а камусьці, наадварот, — шкодзіць, — тлумачыць Аляксандр Уладзіміравіч, — таму пры выкарыстанні лекаў трэба ўлічваць генатып чалавека. Напрыклад, такі прэпарат, як “Варфарын” (прымяняецца для лячэння сардэчна-сасудзістых захворванняў), можна прызначаць пацыентам толькі пасля генетычнага аналізу. Па сутнасці, гэта пачатак персаніфікаванай медыцыны, трэнд, які будзе пастаянна пашырацца”.
Вельмі запатрабаванай у цэнтры з’яўляецца паслуга па вызначэнні генетычных прычын невыношвання цяжарнасці. Жанчыны, у якіх было некалькі няўдалых спроб вынасіць дзіця, звяртаюцца па дапамогу да генетыкаў. Пры выяўленні высокай генетычнай рызыкі невыношвання з дапамогай спецыяльных тэрапеўтычных прэпаратаў праводзіцца карэкціроўка эфектаў неспрыяльных варыянтаў генаў.
Рэспубліканскі банк ДНК чалавека, жывёл, раслін і мікраарганізмаў абвешчаны нацыянальным здабыткам. Сёння ў гэтым банку захоўваецца звыш 10 тысяч узораў ДНК, і ён пастаянна папаўняецца.
“За час работы цэнтра ў нас пратэсціравалася звыш 5 тысяч жанчын, — расказвае Аляксандр Уладзіміравіч. — Каб ацаніць эфектыўнасць сваёй работы, у кастрычніку 2016 года мы правялі апытанне 700 жанчын, якія на аснове нашага тэсціравання атрымалі адпаведнае лячэнне. Высветлілася, што каля 87% з іх здолелі захаваць цяжарнасць і вынасіць дзяцей. І мы часта атрымліваем кранальныя лісты з падзякамі”.
Стаер ці спрынтар — усё вызначаюць гены
Цэнтр геномных біятэхналогій актыўна працуе ў галіне генетыкі спорту. За гады работы тут былі пратэсціраваны звыш 500 прадстаўнікоў 30 алімпійскіх і нацыянальных каманд Беларусі, створаны банк ДНК элітных спартсменаў.
“Прафесійныя спартсмены вылучаюцца выбітнымі фізічнымі якасцямі: сілай, вынослівасцю, псіхалагічнай устойлівасцю, — тлумачыць Аляксандр Уладзіміравіч. — Гэтыя якасці атрымліваюцца ў спадчыну, і мы іх вывучаем. Насамрэч, генетычна прадвызначана, хто будзе стаерам, а хто — спрынтарам. Ведаючы генетычныя асаблівасці, можна вызначыць, якая спецыялізацыя будзе найбольш эфектыўнай для таго ці іншага спартсмена”.
Даследаванні ў цэнтры вядуцца ў двух напрамках: па-першае, гэта здольнасць спартсменаў дасягаць высокіх вынікаў, а па-другое — наяўнасць у іх генаў рызыкі. Генетычнае тэсціраванне дазваляе палепшыць спартыўны адбор, аптымізаваць трэніровачны працэс і карэкціраваць медыка-біялагічнае забеспячэнне атлетаў, што ў выніку спрыяе павышэнню іх выніковасці. А калі выяўляюцца гены, якія хаваюць у сабе небяспеку для жыцця спартсмена пры звышнагрузках, то гэта можа засцерагчы ад бяды.
Банк ДНК — мара любога міністра сельскай гаспадаркі
У цэнтры геномных біятэхналогій зараз актыўна вядзецца ДНК-пашпартызацыя сельскагаспадарчых культур. Напрыклад, тут могуць вельмі хутка ўстанавіць прыналежнасць раслін і нават іх частак да таго ці іншага гатунку. Гэта вельмі важна, калі, напрыклад, насенны матэрыял набываецца за мяжой і трэба выключыць рызыку фальсіфікацыі.
“Банк ДНК — гэта, напэўна, мара любога міністра сельскай гаспадаркі, — гаворыць А.У.Кільчэўскі. — Калі нашы беларускія калегі навучыліся адрозніваць гібрыды кукурузы па бялковых маркерах, то якасць насення, што пастаўляецца з-за мяжы, адразу рэзка вырасла. ДНК-пашпартызацыя таксама дае вынік, бо, як толькі з’яўляецца якасная сістэма кантролю, пастаўшчыкі становяцца больш адказнымі”.
Аляксандр Уладзіміравіч пацвярджае неабходнасць ДНК-пашпартызацыі прыкладамі з жыцця. Так, летась Віцебская мытня канфіскавала вялікую партыю саджанцаў, на якія не было дакументаў. Паўстала пытанне: што з імі рабіць? Нельга ж засадзіць гектары плошчы дрэвамі, калі невядома, што з іх вырасце. Гэта значыць змарнаваць час, грошы, працу людзей. Але і знішчыць шкада. Тады мытня перадала саджанцы ў цэнтр геномных біятэхналогій, дзе вучоныя зрабілі генетычны аналіз і даказалі: гэта клонавыя прышчэпы яблынь пэўнага гатунку, які раяніраваны ў нашай краіне, а значыць, іх можна прадаць — і гэта ўжо тавар. У выніку саджанцы былі рэалізаваны, дзяржава атрымала даход каля 100 тысяч долараў.
“Задача ідэнтыфікацыі гатункаў раслін вельмі важная, — гаворыць Аляксандр Уладзіміравіч, — бо на рынку вельмі многа фальсіфікату. Пад назвай аднаго гатунку нярэдка пастаўляецца зусім іншы. У выніку гэта прыводзіць да эканамічных страт. Патрэбен жорсткі насенны кантроль, і мы плануем наладзіць яго па сельскагаспадарчых, дэкаратыўных і лясных культурах”.
Яшчэ адзін важны напрамак работы цэнтра — маркер-асацыіраваная селекцыя. Усім вядомы традыцыйны спосаб, калі селекцыянер ідзе ў поле і адбірае там расліны з жаданымі якасцямі. Генетыкі адбіраюць расліны ў лабараторыі, проста бяруць невялікую колькасць матэрыялу (літаральна 20 мг) і пасля кароткага даследавання могуць сказаць, ці ёсць там жаданыя гены. Адбіраюць толькі тое, што патрэбна для развядзення, астатняе выбракоўваюць. У выніку эканомяцца час, грошы, пасяўныя плошчы, праца людзей і г.д.
Акрамя таго, у цэнтры ажыццяўляецца дэтэкцыя генетычна мадыфікаваных арганізмаў. Спецыялісты вызначаюць наяўнасць або адсутнасць ГМА ў прадуктах з утрыманнем соі ці кукурузы (менавіта гэтыя аб’екты могуць змяшчаць ГМА) і выдаюць зацікаўленым арганізацыям адпаведныя сертыфікаты.
Што да ДНК-біятэхналогій для жывёлагадоўлі, то тут вырашаюцца прыкладна такія ж задачы, як і ў раслінаводстве. Ажыццяўляецца ДНК-пашпартызацыя жывёл, праводзіцца ДНК-дыягностыка захворванняў. “Справа ў тым, што некаторыя захворванні маюць не інфекцыйны, а спадчынны характар, — тлумачыць А.У.Кільчэўскі. — Знешне жывёла можа быць нармальнай, але калі яна генетычна схільна да той ці іншай хваробы, то шкодныя гены могуць перадацца патомству. Мы выяўляем такія гены, і жывёлы — іх носьбіты выбракоўваюцца. Частата гэтых генаў у статку змяншаецца, здароўе статка паляпшаецца”.
Міністэрства сельскай гаспадаркі і харчавання патрабуе, каб усе высокапрадукцыйныя жывёлы падвяргаліся генетычнай экспертызе і ім выдаваліся пашпарты. У такім выпадку яны істотна павышаюцца ў цане.
Адметна, што ў цэнтры праводзяць генетычную экспертызу не толькі жывёл, але і рыб. Гэтая неабходнасць таксама прадыктавана жыццём. Сёння на рынку шмат вытворцаў ікры — і чорнай, і чырвонай. Гэты прадукт мае высокі кошт, і любая фальсіфікацыя можа абысціся вельмі дорага.
Цікавы новы напрамак работы цэнтра — выяўленне відавой прыналежнасці мясных кампанентаў. Каб у вытворцаў не было спакусы прыхлусіць (на этыкетцы напісаць адно, а ўнутр пакласці іншае), сёння ёсць магчымасць дакладна ўстанавіць склад любой каўбасы ці фаршу: колькі там свініны, ялавічыны, курыцы і г.д. Дагэтуль не было дакладнага спосабу ўстанавіць склад змешанага матэрыялу, але сёння, калі ёсць сумненні, дзякуючы генетычнай экспертызе, можна хутка вывесці нядобрасумленных вытворцаў на чыстую ваду.
Тэст на стрэсаўстойлівасць
Літаральна ў найбліжэйшы час Рэспубліканскі цэнтр геномных біятэхналогій прапануе некалькі новых паслуг. Напрыклад, тут пачнуць праводзіць генетычную экспертызу для ўстанаўлення відавой прыналежнасці ласасёвых і прадукцыі з іх. І калі хтосьці хацеў выдаць сёмгу за фарэль (ці наадварот), цяпер зрабіць гэта будзе значна складаней.
Акрамя таго, у цэнтры пачнецца генетычнае тэсціраванне чалавека на стрэсаўстойлівасць. “Псіхічныя магчымасці чалавека таксама наследуюцца, і гэта можна вывучаць, — тлумачыць Аляксандр Уладзіміравіч Кільчэўскі. — Ёсць прафесіі, дзе неабходна вытрымка, мужнасць, устойлівасць да стрэсаў, — гэта ратавальнікі, авіядыспетчары, прадстаўнікі сілавых структур і г.д. Пры адборы на работу можна тэсціраваць іх на генетычным узроўні”.
Сёння ў лабараторыях Рэспубліканскага цэнтра геномных біятэхналогій і ўсяго Інстытута генетыкі і цыталогіі праводзяцца сур’ёзныя фундаментальныя даследаванні ў галіне генетыкі, геномікі і біятэхналогіі раслін, жывёл, мікраарганізмаў і чалавека. Вынікі вучоныя дакладваюць на навуковых канферэнцыях і друкуюць у навуковых часопісах, але спакваля яны будуць афармляцца ў прыкладныя рэчы і прапаноўвацца ў якасці паслуг. І гэта будуць сапраўды ўнікальныя прапановы, якія дапамогуць нам лепш пазнаць сябе і навакольны свет.
Галіна СІДАРОВІЧ.
Фота Алега ІГНАТОВІЧА і з сайта ўстановы.
