В подарок... расшифровка ДНК

Дата публикации: 03.10.2017 - 11:18
Просмотров - 601

Гость из Санкт-Петербурга рассказала о семимильных шагах биологии

 

В программе межрегионального методического семинара, который на днях состоялся в черногорском лицее, значилось выступление доктора биологических наук, профессора кафедры зоологии Российского государственного педуниверситета им.А.И.Герцена (Санкт-Петербург), автора учебников Ольги Анатольевны Корниловой. Она так интересно рассказывала о современной биологии, что просто нельзя было не взять у неё интервью.

Подвела… урожайная пшеница

- Вы не раз и не два во время выступления подчёркивали, насколько «быстра на ногу» биология, как динамично развивается эта наука. Хотелось бы подробностей.

- На сегодняшний день биология выходит чуть не на первое место среди наук, особенно естественных. Кстати, об этом недавно, на сочинской встрече со школьниками, вёл речь и президент. Обратила внимание, что он несколько раз повторил слово «биология», когда говорил о важных науках. Остальные упоминал по разу, и то не все. И действительно, взять медицину, сельское хозяйство, экологию – без биологии никуда. Органический синтез, химия – тоже выходят на биомолекулы, нужно глубоко знать смежную науку.

- В чём сегодня её практическая польза?

- Слышали о природных источниках масел, жиров, которые применяются в промышленности? Биологи выводят сорта, которым отводится всё больше площадей для посева, порой в ущерб другим культурам – это востребовано. И, конечно, очень важное направление – генная инженерия. То, что казалось незыблемым, рушится благодаря новым открытиям. К примеру, считалось, что селекция, которой человек занимается испокон веков, наиболее безопасна для него, однако выяснилось – это не так.

- Давайте поясним, что селекция – это когда, к примеру, при разведении сельхозкультуры оставляют на семена самые лучшие образцы, тот же принцип используют при разведении животных.

- Всё правильно. Казалось, что может быть лучше, прогрессивнее традиционных методов селекции? Сотни, тысячи лет этому круговороту. Но недавние события показывают, что такая система не всегда себя оправдывает. Если генно модифицировать растения или животных, мы точечно измененяем лишь какой-то один ген. А значит, можем предположить, предсказать, как дальше будет развиваться организм после такого вмешательства. А вот когда занимаемся селекцией традиционными методами, не знаем, что «потащит» за собой признак, который нам нравится. Не так давно произошло неприятное событие для производителей пшеницы, когда высокоурожайный сорт, выведенный традиционными методами,  подвергся опасному заболеванию на территории Южной Америки. Случайно вместе с генами высокой продуктивности в этот сорт пшеницы попали гены неустойчивости к грибным заболеваниям. Местные грибы пошли в атаку и уничтожили урожай – всё заплесневело. Плохо, что грибы, распробовав пшеницу (раньше вообще на неё не нападали – была «не по зубам»), переключились на обычные сорта пшеницы, и теперь это угроза для всей пшеницы в мире. Вот пример того, что традиционные методы далеко не так безопасны, как кажется.

Что касается животных, яркий пример – мутация гена множественной лекарственной устойчивости, которая встречается у собак породы колли, немецких, белых швейцарских овчарок и ряда других. Этот «нерабочий» ген был у кого-то из предков названных породистых собак в середине 19 века, и он случайно оказался у очень хорошего представителя породы, который его «тиражировал». Опасность заключается в том, что если собаку обработать некоторыми современными противоклещевыми препаратами, она может очень быстро погибнуть от паралича, это происходит из-за мутации гена — он не производит белок, необходимый для выведения токсинов из клеток мозга.

Это ещё один пример того, что традиционные методы селекции далеко не так безопасны, как кажется.

Поэтому, когда мы сегодня говорим о современных методах генной инженерии, приходим к выводу, что она, пожалуй, довольно безопасна, поскольку всё происходит под микроскопом, под присмотром. В настоящее время появился чрезвычайно перспективный метод, благодаря которому можно точечно изменить ген в любом живом организме, за ним большое будущее.

- То есть вы сторонник генномодифицированных продуктов?

- Громко сказано, ведь их, по сути, всего два из съедобных. Это кукуруза и соя, в основном они востребованы как масличные культуры, а кукуруза – и как корм. Есть ещё модифицированные культуры, но их используют не для еды, а в промышленности, энергетике (хлопчатник, рапс). Доля остальных ГМО в пищевых продуктах невелика.

- А картошка?

- Несколько лет назад проводили эксперименты, она «не пошла».

- Коль заговорили о генномодифицированных продуктах, что нового вы с коллегами сможете рассказать в ближайшее время?

- Тема сложная. Во-первых, во многих странах запрещено всё это производить и даже ввозить генномодифицированные объекты. К примеру, в Евросоюз нельзя даже светящуюся аквариумную рыбку данио рерио привезти. Доходит до абсурда.

- Боязнь обосновывают!

- Справедливости ради скажем – некоторые генномодифицированные продукты могут вызывать аллергию, потому что имеют внедрённый чужой белок. Однако, примеров серьёзного вредного воздействия на организм пока никто не привёл, хотя попыток много.

- А крысы? Дохнут и плохо размножаются при экспериментах!

- Если крыс кормить только соей, да ещё давать её в непереработанном виде… Сырые соевые бобы содержат множество так называемых «антипитательных» веществ, они могут вызывать серьёзные проблемы со здоровьем. Да и вообще, любое однобокое питание приводит к тем или иным нарушениям, надо есть разнообразную пищу, тогда проблем не будет.

Прямой линии предков больше нет

- У вас в докладе был интересный раздел о наших предках, что за исследования?

- По антропогенезу сегодня очень много интересных исследований. Никто не знает, почему так сложилось, но факт остаётся фактом. Со времён Чарльза Дарвина мы пытались найти предков человека, а находили, в лучшем случае, по 3-4  косточки раз в 50 лет. А на рубеже 20 и 21 века, как из рога изобилия, повалили открытия. Трудно судить, почему. Может быть, стало больше экспедиций или мест раскопок. Кроме того, довольно много открытий делается в запасниках музеев, где хранятся кости неизвестно какие, чьи. В настоящее время появились новые методы исследований, такие как МРТ, установление возраста, палеогеномика - когда из материала извлекают ДНК, если, конечно, он не очень старый. Впрочем, если берём кости динозавров, то можно в них исследовать белок коллаген, он очень долго сохраняется, миллионы лет.

- О чём же рассказали многочисленные находки?

- Главное – о том, что нет прямой линии, в которую мы раньше выстраивали предков – австралопитек африканский, австралопитек афарский, человек умелый, человек прямоходящий и человек разумный - мы с вами. А есть сложная сеть, поскольку в одно и то же историческое время, на одних и тех же территориях, согласно исследованиям и находкам, жили близкие, но разные виды наших предков. В Африке — разные виды австралопитеков, парантропов, гомо, в Евразии - и архантропы, и палеантропы, и неоантропы. Получается, многие из них могли контактировать.

Кто из них был нашим предком, тоже неизвестно. В некоторых расшифровках ДНК мы находим следы неизвестных, неоткрытых пока людей. В нашем ДНК есть что-то от них, но мы не знаем, кто это, где жили, когда мы с ними встретились, в каком месте. Чисто африканское человечество живёт в Африке южнее Сахары. Там – чистая раса Гомо сапиенс. Все, кто из Африки вышли и расселились по планете, по пути встретились и породнились ещё с кем-то. Учёные активно занимаются исследованиями антропогенеза,  так что в этой области нас ещё ожидают самые неожиданные открытия.

ДНК, предсказывающий будущее

- В популярных медицинских программах появилась рубрика, в которой исследуют ДНК звёзд, рассказывают интересные вещи об их предках и не только. Что это за анализ, как делается, насколько дорогой?

- В России такой анализ стоит около 30 тысяч рублей, любопытно, что стало модным преподносить возможность сделать такой анализ как подарок. Родственники или друзья «скидываются», и - пожалуйста! К слову, в Европе до недавнего времени можно было сделать анализ на происхождение и здоровье, а в настоящее время расшифровывать информацию по здоровью запрещено. Это сделано, чтобы не было заболеваний, вызванных неосторожным словом врача. Известно ведь, что, начитавшись о предрасположенностях к заболеваниям, можно усугубить ситуацию и в самом деле тяжело захворать. У нас в стране информация по здоровью пока не запрещена, есть несколько лабораторий, мне импонирует программа, по которой  анализ ДНК делают в Сколково. Человеку на дом присылают пробирку, он должен заполнить её слюной и отправить обратно. Через несколько недель заказчик получит список сиквенсов – последовательностей ДНК в хромосомах, которые расшифрованы. Вот, к примеру, передо мной анализ конкретного человека. У него предрасположенность к костной болезни. Из десяти генов, которые могут привести к беде, только 6 под подозрением, остальные нормальные. Из предпосылок – ломкость костей в детстве, этого у него не было, значит, во взрослом возрасте уже вряд ли что-то проявится. У него же - предрасположенность к диабету 2 типа, к ожирению. А вот, к примеру, к подагре – никакой предрасположенности.

- Выходит, можно пользоваться этими данными, беречься, обследоваться.

- Да, можно заказать исследование по отдельным органам, лаборатории предлагают массу тестов ДНК от 3 до 5 тысяч. Что ещё даёт индивидуальный тест ДНК? Он может рассказать об особенностях поведения, к примеру, о предрасположенности к частым перекусам, к сильным или, напротив, к умеренным переживаниям. Тест покажет, откуда родом человек по материнской или отцовской линии. Такая вот развлекательная генетика.

Я делала тест ДНК щенкам от своей любимой собаки — белой швейцарской овчарки. Трое оказались нормальными, четверо – носителями мутантного гена ДНК. К их племенным документам приложен  список лекарств, запрещённых к применению, впрочем, это довольно специфические препараты, которые редко назначаются и легко могут быть заменены на безопасные.

Любопытно: если 15 лет назад такие исследования стоили миллионы, и геном человека расшифровывали 10 лет, сегодня всё то же самое делается за несопоставимо более скромные средства и за считанные часы. Когда-то мы о таких экспериментах лишь мечтали, а сегодня это делают студенты-дипломники непосредственно в лаборатории у нас на кафедре.

- Чем ещё занимаются дипломники, какими направлениями науки?

- Сейчас очень востребована клеточная биология, потому что всё больше лабораторий, в которых изучается клетка, – это и фундаментальная, и прикладная наука. Много загадок и отгадок. Интересна студентам геномика – наука об изучении генов. У нас на кафедре очень востребованы паразитологические направления. Занимаемся этим давно, в том числе – на средства грантов.

Паразитов –

в Красную книгу?!

- Раз так, что нового расскажете о паразитах?

- Интересный вопрос! С точки зрения зоолога, скажу, что некоторых из них надо вносить в Красную книгу. Мы громко говорим о сохранении биоразнообразия, но почему-то не думаем, что сохранять надо, в том числе, и паразитические виды.

- Которые обитают в нас?

- И в нас, и вокруг, и в домашних животных.

- Да зачем же их сохранять, общий настрой – бороться!

- А зачем сохранять живую природу, биоразнообразие? Получается, человек ханжески относится к охране природы. Он стремится сберечь миленьких животных и при этом полностью уничтожает паразитов и вредителей или хищников. К примеру, бычий цепень – на грани исчезновения. На территории Ленинградской области он уже не встречается, фиксируется лишь в южных районах. С одной стороны, можно гордиться, что справились с заболеванием, с другой – теряем вид!

- Но он такой коварный!

- А тигры тоже едят людей, почему так однобоко относимся к видам – кого-то сохраняем, других уничтожаем? Вполне серьёзно говорю – биологи бьют по этому поводу тревогу.

- Это один аспект. Другой, который волнует людей в регионах, где едят речную рыбу и цепляют паразитов, - как с ними бороться?

- Лекарств полно и для людей, и для животных. То, что население, проживающее вдоль рек, повально заражено  лентецом, означает, что нет культуры пищевого поведения. Если есть почти сырую, термически необработанную рыбу, последствия не заставят себя ждать – человек заразится лентецом, который, по сути, становится нахлебником, живёт в кишечнике.

- Как вы о нём, а!

- Я зоолог! Изучаю их, как зверушек, а не как наших врагов. У них свои радости и тревоги, есть определённое поведение. Взять аскариды человеческие: самка встретится с самцом, а тот обнимает её своим закрученным хвостиком.

- Это видно под микроскопом?

- Нет, обычным глазом. Паразиты очень сильно влияют на поведение своих хозяев. Они делают всё, чтобы те передали их следующему хозяину. Невероятно интересная тема. Например, крысы, как правило,  боятся запаха кошек. Но если крыса заражена токсоплазмозом, то есть становится промежуточным хозяином токсоплазмы, она должна быть съедена кошкой, чтобы путь паразита продолжился. Так вот, она с момента заражения начинает обожать запах кошачьей мочи, идёт на него, стремится быть рядом с кошкой.

То же самое происходит, к примеру,  с улиткой, заражённой червём лейкоспоридием. Обычно она прячется от птиц под листьями. А заражённая вылезает на видное место: червь просовывается в щупальца улитки и начинает там шевелиться, чтобы птица приняла щупальца за гусеницу и склевала. И заразилась!

- Токсоплазмоз – опасная инфекция для людей, особенно просят быть аккуратными беременных…

- Подавляющее число заражений – через мясо, гораздо меньше – от кошек. При этом, заражённые часто отмечают использование одной и той же разделочной доски для разных видов продуктов, тогда как для сырого мяса она должна быть отдельной.

- Опять мы о пищевой культуре!

- А как же! При очень сильном распространении холеры в южных странах заболевание удалось остановить лишь путём воспитания населения. Когда научили людей использовать отдельные разделочные доски для сырого мяса и приготовленных продуктов, заболевание прекратилось. И ту же рыбу, кстати, на самом деле можно есть сырой. Только перед этим – три недели поморозить в обычной морозилке. Если рыба из промышленной морозилки – достаточно недели. Мясо лучше всё-таки дольше варить, несколько часов.

К нам-то – почему?

- Мы с вами разговариваем в школе, где наверняка многие ребята грезят о том, чтобы стать докторами, фармацевтами, им без биологии – никак. Какие к вам приходят студенты, достаточно ли им знаний? В МГУ, после набора первокурсников, проводят проверочные диктанты, в итоге получают море ошибок, год от года – всё больше. Какие ваши студенты, чего им не хватает?

- К нам приходят получить профессию учителя биологии или будущие экологи, при этом претенденты… не сдают при поступлении биологию, с вытекающими последствиями, во многих случаях – со слабыми знаниями. Другой момент, который для меня стал неожиданностью. Читала лекции на факультете управления студентам, которые к естествознанию не имеют никакого отношения. Они все… прекрасно знали биологию, потому что там очень высокий проходной балл, и они просто хорошо учились в школе по всем предметам.

То есть в учебниках всё есть, учителя дают максимально возможное. Выходит, круг замыкается на ученике –  стремится он к знаниям или нет.

А тех, кто усиленно занимается биологией в школе и дополнительно, встречаем в мединститутах.

- За медицину можно не переживать?

- Если б не было коррупции, не переживали бы. К сожалению, она есть, и иногда такие ребята поступают, которых потом ничему научить невозможно, но это другая тема.

- Почему вы согласились сюда, в глубинку, приехать?

- По моему представлению, региональные учителя – та сила, которая не даёт полностью развалиться нашему образованию. Когда наблюдаю проблемы в образовании, иногда опускаются руки, складывается впечатление, что всё так серо и плохо… Но когда приезжаю в регионы, вижу, как здесь учителя горят желанием узнавать новое, как они работают со школьниками, какие интересные научно-исследовательские работы выполняют. Они буквально вдыхают в меня жизнь и уверенность, что всё хорошо, что не пропадём.

    Марина КРЕМЛЯКОВА

«ЧР» № 77 от 3 октября 2017г.

Новости по теме: