"Rêbaza guherandina genomê divê li dijî rêbazên hilbijartina kevneşopî nebe. "Ev bêtir amûrek nû ye," serokê laboratuarê berxwedana stresê ya nebatê tekez dike Enstîtuya Lêkolînê ya Hemî Rûsî ya Biyoteknolojiya Çandiniyê (VNIISB) Vasily Taranov. – Carekê cerrah bi kêrê emeliyat dikirin, paşê xuya dibûn scalpels, paşê laser. Vebijarkên bi tevahî cûda ji emeliyatê re peyda bûn. Ji ber vê yekê endezyariya genetîkî amûrek pêşkêşî dike ku hûn pê re dikarin tiştek bistînin û çêtir bikin, lê ew her tiştê ku berê hatî bikar anîn betal nake an naguhezîne.
Enstîtuya Lêkolînê ya Hemî-Rûsî ya Biyoteknolojiya Çandiniyê (VNIISB) laboratûwarek ji bo berxwedana stresê ya nebatan dixebitîne, ku xebata wê di du rêgezên sereke de pêk tê: lêgerîna genên ku berxwedana nebatan li hember stresa abiotîk û biyotîk diyar dikin, û sererastkirina genomê. nebatên çandinî ji bo ku berxwedana xwe ya stresê zêde bikin. Di qada lêkolînê ya zanyaran de kartol û sebzeyên li erdê vekirî hene.
Em bi serokê laboratûarê Vasily Taranov û lêkolînerê payebilind Marina Lebedeva re dipeyivin ka taybetmendî û avantajên teknolojiyên herî dawî çi ne, ew dikarin çi encaman bi dest bixin û kîjan pirsgirêkên hilberînerên çandiniyê yên rûsî ji hêla zanyarên laboratîfê ve têne bikar anîn da ku çareser bikin.
– Îro gelek axaftin li ser pêwîstiya bilezkirina proseya hilbijartinê tê kirin. Tê bawer kirin ku rêbaza sererastkirina genomê destûrê dide vê yekê. Ev rast e?
V.T.: Dê rasttir be ku meriv bibêje ku rêbazên biyoteknolojîkî ne ew qas ji bo lezkirina hilbijartinê, lê ji berfirehkirina kapasîteyên zanyaran re dibe alîkar. Pêvajoya xebata li ser cûrbecûr hîn jî pir dirêj dimîne, ji ber ku em li ser nebatên ku xwedan çerxa jiyanê ye diaxivin.
Lê ji pisporan re gengaz dibe ku encamên ku bi karanîna rêbazên cotkirinê yên kevneşopî bigihîjin wan pir dijwar (heke ne ne mumkin) bi dest bixin.
Bi alîkariya guheztina genomîk, em dikarin bi mebest mutasyonek ku rasterast bandorê li taybetmendiyek taybetî ya cûrbecûr dike destnîşan bikin, di heman demê de tevliheviya mayî ya taybetmendiyên aborî yên hêja neguhezîne.
M.L.: Bifikirin ku em dixwazin bi şêwazên çandiniyê yên kevneşopî genek berxwedanê ji kartolek çolê têxin nav cûrbecûr xweya çandiniyê. Ji bo vê yekê, çêker rêzek xaçên "hov" bi hin rêzikên çandî re pêk tîne. Pirsgirêk ev e ku digel gena berxwedanê, hemî genên din ên "çovî" têne veguheztin cûrbecûr, ku pir caran pir nexwestî ye. Endezyariya genetîkî destûrê dide te ku hûn tenê yek genek xwestî bistînin / biguherînin.
– Nêrînek heye ku tevî ku bi qasî 10 sal in rêbaza sererastkirina genomê tê zanîn jî, hîn encamên bazirganî yên berçav derneketine.
V.T.: Ev bi tevahî ne rast e. Pargîdaniyên mezin ên cîhanê guherandina genomê bikar tînin û venaşêrin. Lê em nizanin bi rastî ew çi dikin û çi encam digirin.
Serkeftin nayên reklam kirin ji ber ku derxistina nebatek ku bi rêbazên endezyariya genetîkî hatî hilberandin ji ya ku bi kevneşopî hatî peyda kirin bihatir e. Û carinan ev bi tenê ne gengaz e ku were kirin.
Di heman demê de, pir dijwar e ku îspat bike ku guherandina genomê ji bo afirandina celebek taybetî bi karanîna rêbazên heyî ve hatî bikar anîn.
Di dema ceribandinê de, pispor dê di genoma organîzmê de li rêzek nîşanker bigerin; heke ew hebe, dê nebat wekî genetîkî guhertî were nas kirin. Lê bi edîtoriya genomîk, tiştek di genomê de nayê destnîşankirin, ji ber vê yekê tiştek nayê dîtin.
Guhertin bi gelemperî ne tenê yek genê, lê li cîhek taybetî di genê de, bi rastî yek nukleotîd, yek tîp bandor dike. Û bi mîlyaran tîpên mayî jî wek xwe dimînin. Ji bo ku hûn diyar bikin ku nebatek hatî guherandin, hûn hewce ne ku hûn bi rastî tevahî genoma wê bixwînin, bi vegirtinek deh carî ji standardê bilindtir e ku xeletiyê ji holê rabike. Tu kes dê analîzek wusa mezin û pir biha neke, û çêker her gav dikare bibêje ku wî nebat bi karanîna mutagenesis an hilbijartina kevneşopî wergirtiye.
- M.L.: Guhertina genomê bi gelemperî, û nemaze ezmûna karanîna van teknolojiyên li ser nebatan, çîrokek pir nû ye.
Ne bi kêmanî ji ber ku ji bo guheztina taybetmendiyekê hûn hewce ne ku zanibin ka bi rastî çi û çawa wê biguherînin. Taybetmendiyên nebatê ji hêla genan ve têne destnîşankirin, bi gelemperî komek genan, ku divê ji wan armancên guncan ji bo sererastkirinê bêne hilbijartin. Lê ronîkirina fonksiyon û rêziknameya genên taybetî yên ku beşdarî taybetmendiyên berjewendiyê dibin lêkolînên tevlihev û pir caran dirêj hewce dike. Dema ku bi heywan û mirovan re were berhev kirin, em dikarin bibêjin ku em gelek mekanîzmayên molekular ên taybetmendiyên nebatan (wek nimûne, berxwedan, hilberandin, hwd.) baş nizanin. Di heman demê de, genomên nebatan mezintir û tevlihevtir in, ku ev kar qet hêsan nake. Lêbelê, jixwe bi lêkolîna bingehîn a di biyolojiya nebatan de pir tişt têne zanîn, û her ku em vê yekê fêm dikin, îmkanên me yên guheztinê ewqas zêde dibin.
Wekî din, em li ser rêbazek dipeyivin ku rastkirina hin taybetmendiyan gengaz dike, lê ne danasîna cûrbecûrên nû li sûkê, xebata ku, tevî hin lezkirinê, hîn jî sal digire.
– Biyoteknolog guherandina genan dikin? Ew çawa rêberiya rastîn a xebatê (armanca sererastkirinê) diyar dikin?
V.T.: Pêdivî ye ku biyoteknolog bi cotkarek serketî ya çandiniya bijartî re bi hev re bixebite û, bi îdeal, hilberînerên pispor ên din jî beşdar bike. Çêker, bi cotkaran re, peywirê destnîşan dike, cotkar ji bo hilbijartina jenotîpên guncaw dibe alîkar. Em, di serî de, bi biyokîmyazan û genetîkzanan re şêwir dikin, em difikirin ka em dikarin li ser vê bingehê çi pêşkêş bikin (taybetmendiyên pêwîst her gav ji hêla biyolojîkî ve têra xwe nayên lêkolîn kirin). Em li tiştê ku em bi rastî dikarin bikin dinêrin, qonaxa xebata xwe bimeşînin, rêza encam vedigerînin cotkar, û çêker encamê bi cûrbecûr tîne.
- Ma sererastkirina genom teknolojiyek biha ye?
V.T.: Mesrefa bidestxistina nebatek bi çandiniyê ve girêdayî ye û gelo nebata ku di encamê de hatî sererast kirin an transjenîkî ye.
Ger em li ser amûran biaxivin, wê hingê ji bo pargîdaniyek ku berê xwe bi wergirtina materyalê bê virus û mîkroklonkirinê ve mijûl e, kirîna amûr û reagentên ji bo sererastkirina genomê dê bihayek hindik be. Astengiya li pêşiya destpêkirina xebatek weha dibe ku ne pirbûna veberhênanê be, lê nebûna personelên jêhatî be. Kêm kes hene ku karibin karekî weha pispor bigrin ser xwe û bikin.
Û vegerî lêçûn: pêşkeftina teknolojîk di vî warî de pir zû ye. Rêbazên sererastkirina genomê, bêje, di sala 2012-an de, dema ku CRISPR/Cas9 hat dîtin (teknolojiyek ji bo sererastkirina genomên organîzmayên bilind, li ser bingeha pergala berevaniya bakteriyan), û ya ku niha li ber destê me ye, pir cûda ne. Karbidestiya xebitandinê sal bi sal zêde dibe, û lêçûn kêm dibin.
M.L.: Ev dikare bi projeya rêzgirtina genoma mirovan re were berhev kirin. Yekem genoma mirovî ji hêla konsorsiyûmek navneteweyî ve ji bo 10 salan bi 2.7 mîlyar dolarî hate rêzkirin tenê ji ber ku teknolojiyên weha di salên 90-an de peyda bûn. Heya nuha, rêzkirina genomek mirovî ya bêkêmasî ji 1000 $ kêmtir lêçûn û çend rojan digire.
- Werin em li ser laboratûara we biaxivin, gelo ew li ser zanistiya bingehîn an lêkolîna sepandî ye?
V.T.: Em hewl didin herduyan jî bikin. Di destpêkê de girîngî bi tiştên bingehîn dihat dayîn, lê niha em hewl didin pêşketinên xwe di pratîkê de bi cih bînin.
Mînakî, niha em mekanîzmayên berxwedana kartolê li hember vîrusê Y dixwînin. Ev gelek xebata bingehîn e, lê heke serketî be, dê encam ji bo hilbijartina celebên berxwedêr pir balkêş be.
M.L.: Zanista bingehîn û sepandî bi hev ve girêdayî ne; yek bêyî ya din nabe. Ger em nizanibin vîrus bi nebatê re çawa têkilî dike, bi kîjan proteînên taybetî re, em ê nikaribin wan biguhezînin da ku nebat berxwedêr bikin.
Em ji sala 2018-an vir ve li ser vîrusa Y lêkolînê dikin û naha nêzikî wê yekê dibin ku di du salên pêş de em ê formulek ji bo berxwedanê bi dest bixin, û di pêşerojê de encama pratîkî ya pêwîst: nebata kartol proteînên vîrusê sentez neke, ew ê. dê li hember vîrusê berxwe bidin.
- Ma hûn bi pargîdanî / cotkarên rûsî re hevkariyê dikin?
V.T.: Li ser kartol, em bi cotkarek ciwan Maria Polyakova re dixebitin, bi pisporên Yekîtiya Potatoyê re bi awayekî aktîf ragihînin, û têkiliyan bi Navenda Lêkolînê ya Federal a Potato ya bi navê wî re didomînin. A.G. Lorja. Di derbarê kelemê de, em bi cotkar û cotkarên tovên Zanîngeha Agrorî ya Dewleta Rûsyayê-Akademiya Çandiniyê ya Moskowê ya bi navê xwe re têkilî daynin. K.A. Timiryazev ji aliyê Grigory û Sokrates Monachos. Û di vî warî de em çi dikin, em bi tevahî ji hêla wan ve têne rêve kirin.
- Û dîsa li ser vîrusan. Marina Valerievna, rêza berjewendiyên zanistî ne tenê vîrusê vedihewîne Y. Di sala 2023-an de, we ji Weqfa Zanistî ya Rûsî destûrek wergirt da ku lêkolînek li ser projeya "Lêkolîna viromên kartolên çandinî (Solanum tuberosum L.) bi karanîna rêgezên rêzgirtinê yên bilind-rêvebirinê bike." Çima ev mijar balkêş e?
M.L.: Kartol, ji gelek nebatên din pirtir, ji nexweşiyên vîrusê dikişînin, ji ber ku ew bi nebatî têne belav kirin. Vîrus di boriyan de kom dibin û derbasî nifşên din dibin, ji ber vê yekê barkirina vîrus her ku diçe mezin dibe. Dema ku dibêjin kartol dejenere dibe, em behsa vê dikin.
Vîrus ne pergalên bêserûber in; ew hem bi nebatê mêvandar û hem jî bi hevûdu re bi awayekî aktîf tevdigerin. Bûyer hene ku nebatek ku jixwe bi vîrusek taybetî nexweş bûye nikare bi yekî din vegirtî bibe. Û vîrus hene ku bi tena serê xwe nikarin nebatekê bixin; ew tenê bi hevkarîya vîrusên din re tevdigerin. Di van demên dawî de, xebatek hate weşandin ku tê de formên vîrusan diyar dike ku alîkariya nebatan ji ziwabûnê dikin. Veguheztinek wusa ya neçaverêkirî ji parazîtîzmê ber bi hevdûparêziyê ve.
Ji bo şerkirina nexweşiyên viral ên li ser kartolê kîmyewiyên bi bandor tune. Ji bo baştirkirina tenduristiya wê, rêbazên pir tevlihev û, ya herî girîng, biha hatine pêşve xistin: bi riya çanda in vitro, bidestxistina mîkrotuberan. Lê encam tenê ji bo çend nifşan dimîne. Ji bo dîtina çareseriyên din, hûn hewce ne ku taybetmendiyên vîrusan bi hûrgulî bixwînin, ji ber vê yekê lêkolîn pir, pir têkildar e.
- GOST 33996-2016 "Tovê kartol. Şert û rêbazên teknîkî yên ji bo diyarkirina kalîteyê" pênc vîrus têne navnîş kirin (PVK - Vîrûsa kartol X; SBK - Vîrûsa kartol S; MVK - Vîrûsa kartol M; YBK - Vîrûsa kartolê Y; VSLK - Vîrûsa pelê kulmek kartol) û yek vîroid (PSTV - potato spindle tuber viroid). Ma hûn ê li ser wan bisekinin?
M.L.: Projeya min armanc dike ku ez metodên berbelavtir bikar bînim da ku wan viromên (koleksiyonên vîrusan) yên ku li Rûsyayê li ser kartol hene lêkolîn bikin. Ev hem ji hêla nebatê ve, hem jî ji hêla berbelavbûna van vîrusan ve balkêş e.
Bi tevahî, li cîhanê zêdetirî 50 vîrusên ku li ser kartol têne dîtin têne zanîn. Yên ku di GOST-ê de têne navnîş kirin di nav xeternak de ne, û ji bilî vê, wan nîşanên derveyî yên zelal hene. Ji ber vê yekê, nekroza mozaîk diyardeyek hevpar a enfeksiyona virusê Y e, û hebûna virusa kulmek pelan dikare ji hêla deformasyona taybetmendiya tiliyên pelan ve were destnîşankirin.
Lê gelek vîrus hene ku xwe bi fenotîpîk diyar nakin, her çend ew dikarin bandorek li ser çandiniyê jî bikin. Ew kêm kêm têne dîtin, lê tenê ji ber ku li wan nayên lêgerîn.
Wek mînak, ez dikarim xebata hevkarên ji Enstîtuya Lêkolînê ya Hemî-Rûsî ya Parastina Nebatan (VIZR) bidim. Di sala 2019 de, wan gotarek li ser vedîtina vîrusa kartol P li Rûsyayê weşand. Berê dihat bawer kirin ku ew tenê li Amerîkaya Başûr tê belav kirin.
Pirs ev e ku em ê çi kifş bikin ger em ne li "bin ronahiya kuçeyê" li ku derê ronahî ye, lê li ku me hêj nenihêrî binihêrin.
– Hûn ê lêkolîna xwe li ku bikin?
M.L.: Li gorî şert û mercên alîkariyê, proje dê du salan bidome. Sala borî me li herêma Tulayê bi cotkarekî kartolê re hevkarî kir, me malzemeyên berhev kir, bi cûrbecûr û reproduksiyonên cuda xebitîn. Em ê îsal biçin herêmên din û bibînin ka çi vîrus li wir peyda dibin.
Encamên lêkolînê dê di sala 2025-an de werin berhev kirin, û em ê bê guman li ser wan ji cotkarên kartolên rûsî re bibêjin.