Они читают ДНК. О достижениях «Института генетики и цитологии НАН Беларуси»

24.01.24 12:39
(обновлено: 24.01.24 12:39)

Фото: Андрей Полторан

Сегодня Беларусь входит в число государств с высоким уровнем научно-технического развития и потенциала, и все это обеспечивается работой ученых по различным направлениям.

Институт генетики и цитологии Национальной академии наук Беларуси — яркий пример научной организации, которая находится на передовых рубежах отечественной биотехнологии. Учеными именно этого учреждения разрабатываются технологии, позволяющие понимать информацию, зашифрованную в генах любых биологических объектов — от вирусов до человека.

Здесь тоже выдают паспорт

Директор института Павел Морозик, кандидат биологических наук, доцент, рассказал о том, как развивается институт и поддерживаются научные традиции:

— Институту генетики и цитологии в следующем году исполнится 60 лет. А начиналось все с исследований явления гетерозиса как проблемы, связанной с существенным повышением продуктивности растений. Первым директором, академиком Н. В. Турбиным, и его учениками была сформулирована оригинальная концепция гетерозиса, основанная на теории генетического баланса. Шло время, и генетические исследования расширялись. Активное освоение научным коллективом методов анализа ДНК открыло новые горизонты.

Сегодня в лабораториях института создаются технологии маркер-сопутствующей селекции для растениеводства и животноводства, технологии ДНК-идентификации и ДНК-паспортизации. В области генетики человека исследования института сфокусированы на поиске вариантов генов, определяющих предрасположенность к наиболее распространенным многофакторным заболеваниям (например, сердечно-сосудистые, диабет, остеопороз и др.). Разрабатываются ДНК-технологии для начинающих и профессиональных спортсменов.

При институте создана группа биоинформатики. Молодые высококвалифицированные специалисты занимаются анализом больших массивов данных, которые получают в результате расшифровки геномов, создают алгоритмы, позволяющие идентифицировать объекты, находить определенные вставки, мутации и т. д.

Изучение взаимодействия генома и микробиома — одно из последних направлений работы института.

— Визитной карточкой учреждения стали разработка и внедрение современных ДНК-технологий для генетической паспортизации человека, растений и животных. Как это все осуществляется?

— В 2011 г. по инициативе академика А. В. Кильчевского создан Республиканский центр геномных биотехнологий. В этом центре происходит внедрение всех наших разработок и оказываются услуги как физическим, так и юридическим лицам. Например, разработка и выдача генетического паспорта человека, генетические сертификаты для животных, растений, исследование на содержание генетически модифицированных ингредиентов в продуктах питания.

Любой человек может обратиться в наш центр и узнать свои генетические особенности, связанные с целым рядом заболеваний, со спецификой метаболизма лекарств. Для этого не нужно сдавать кровь. Материалом для исследований служат клетки внутренней поверхности щеки, которые легко можно собрать ватной палочкой. Результаты генетического тестирования позволят, к примеру, скорректировать образ жизни и не дать развиться тяжелой форме заболевания.

Зачем институту банк

Кандидат биологических наук, заместитель директора по научной и инновационной работе Елена Гузенко рассказала, что в 2016 году республиканский банк ДНК получил статус национального достояния:

— Нашими учеными ежегодно выполняются десятки научных проектов, в результате которых накапливаются образцы ДНК и биологического материала с генетическими характеристиками. Например, образцы ДНК аборигенных видов животных, зубров, краснокнижных растений и т. д. Избавляться от этих образцов экономически нецелесообразно, поскольку они имеют определенную научную ценность. Поэтому было принято решение организовать банк ДНК для сбора и хранения коллекций. Так в 2013 г. появился Республиканский банк ДНК человека, растений, животных и микроорганизмов. Что он собой представляет? Это помещение с такими условиями, в которых ДНК может храниться практически вечно. Образцы ДНК сохраняются при -80ºС или -196ºС. Есть система коллекций: животные, растения, человек, редкие исчезающие виды флоры и фауны. Идет постоянная научная работа по получению дополнительных генетических характеристик материала. Ежегодно коллекции банка пополняются новыми уникальными образцами.

Стоит отметить, что в банке коммерческое хранение образцов не производится.

— Оказывает ли институт для людей услуги по генетической лабораторной диагностике?

— Да, причем очень успешно. Нами выдано более 22 000 генетических паспортов. Это документ с информацией об индивидуальных особенностях организма. Она не меняется на протяжении всей жизни.

У человека большое количество заболеваний обусловлено генетическими особенностями. И, зная это, каждый может контролировать свое состояние, чтобы избежать серьезных последствий заболевания, к которому у него есть предрасположенность. Например, зная, что риск заболеть диабетом достаточно высокий, человек будет придерживаться диеты с низким содержанием сахара, что воспрепятствует развитию тяжелой формы сахарного диабета.

Наиболее востребованная услуга — это определение генетических причин невынашивания беременности. И наши специалисты помогают установить причину, если она связана с генами, контролирующими свертываемость крови. Научные исследования показали, что у некоторых женщин при наступлении беременности меняется работа этих генов, что приводит к образованию микротромбов в плаценте и, как следствие, выкидышу. При этом биохимический анализ крови остается в норме. Не зная генетических особенностей женщины, очень сложно определить причину таких выкидышей. О нашей разработке знают гинекологи многих белорусских клиник и направляют пациенток. Мы активно информируем о всех наших разработках, проводим семинары, на которых доводим сведения до врачей.

В прейскуранте у нас значатся генетические тестирования по более чем 30 заболеваниям.

Для женщин есть и другие исследования, которые будут им интересны. Например, по генетике красоты: мы можем определить предрасположенность к фотостарению и воспалительным заболеваниям кожи, потере волос.

Генетический паспорт — это прежде всего забота о себе, индивидуальный подход к своему здоровью.

Это персонифицированная медицина, когда лечится не заболевание, а конкретный человек. Например, в нашем институте можно расшифровать полный экзом. Это исследование кодирующих последовательностей всех известных генов. В чем ценность такой информации? В том, что врач сможет точно поставить диагноз и назначить правильное лечение.

Достижений много

Павел Морозик отметил:

— Среди наиболее важных трудов института — три цикла работ, отмеченных государственными премиями БССР и Республики Беларусь. Премии НАН Беларуси получены за шесть циклов работ, в том числе за многотомное издание «Генетические основы селекции растений», за цикл работ «Разработка и внедрение методов ДНК-идентификации животных с целью подтверждения их видовой принадлежности и повышения продуктивных качеств». В 2023 г. получена премия Союзного государства за успешную реализацию очень важной программы «ДНК-идентификация», в результате выполнения которой созданы отечественные ДНК-технологии для целей криминалистики. За период 2020—2022 гг. сотрудниками института получено 58 премий и наград за научные достижение. Результаты научных исследований вошли в топ-10 и топ-100 результатов деятельности ученых Национальной академии наук Беларуси за 2021 год.

В заключение хотелось бы поздравить не только сотрудников института, но и всех людей, так или иначе связанных с наукой, с Днем белорусской науки. Пожелать вдохновения, творческого подъема и реализации самых смелых идей!