В научно-технологическом Университете (НТУ)”Сириус” 26-30 апреля 2021г. проходит III Саммит «Большие вызовы для общества, государства и науки». Здесь более 500 студентов со всей страны имеют возможность вживую встретиться с руководителями ведущих научных школ по генетике, IT-технологиям и когнитивным исследованиям, которые целенаправленно развиваются в НТУ «Сириус». В то же время на Саммит приехали представители наукоемкого бизнеса, успешная реализация и конкурентоспособность которого зависят от разработки и трансфера в реальный сектор экономики передовых технологий.
В частности, мини-симпозиум «CRISPR/Cas изменит нашу жизнь?» был посвящен прорывной технологии редактирования геномов, за разработку которой в 2020 году была вручена Нобелевская премия по химии. Технология универсальна, с ее помощью можно вносить желаемые изменения в геномы растений и животных, а также разрабатывать на ее основе генотерапию для лечения наследуемых болезней. Руководитель направления «Биология и биотехнология растений» НТУ Сириус, директор ВИР имени Н.И.Вавилова Елена Хлесткина (на фото), организуя этот мини-симпозиум, во главу угла поставила вопрос продовольственной безопасности, так что мероприятие объединило именно тех, кто на практике овладев методами генетического редактирования, применяет их для улучшения свойств сельскохозяйственных растений и животных.
Открыли мини-симпозиум академик РАН, директор Всероссийского НИИ сельхозмикробиологии, декан биологического факультета Санкт-Петербургского государственного университета (СПбГУ) Игорь Тихонович (на фото) и ректор НТУ “Сириус” Роман Иванов (на фото).
Елена Хлесткина в своём выступлении провела сравнение обсуждаемых технологий с мутационным процессом, имеющим место в природе и с индуцированным случайным мутагенезом, которым селекционеры пользовались десятилетиями, «стреляя вслепую» по геномам, а затем кропотливо выбирая их многих тысяч особи с нужными мутациями. Технологии редактирования позволяют целенаправленно внести нужную мутацию в нужном месте генома. Это можно сделать быстро, в том числе достичь за пару лет эффекта, которого при помощи традиционной селекции пришлось бы добиваться более 10 лет.
О том, какие задачи при помощи редактирования можно решать в селекции животных рассказал Бьерн Петерсен, доктор ветеринарных наук, руководитель направления “Генетические технологии в животноводстве” НТУ “Сириус”. Он коснулся и медицинской тематики, в частности, ксенотрансплантологии, в сфере которой перспективы генетического редактирования также имеют большие перспективы.
Какие вызовы стоят перед генетиками и генными инженерами, чтобы технологии редактирования широко вошли в селекционную практику? Не все просто – нужен поиск новых генов-мишеней для редактирования. Так как задел последних 30 лет в молекулярной генетики, направленной на поиск и расшифровку селекционно значимых генов, пока не велик, все известные гены можно быстро отредактировать, но это не решит вопроса по улучшению сортов растений по тем многим параметрам, требования к которым предъявляются при сельхозпроизводстве. Но как раз именно технология CRISPR/Cas – это отличный инструмент обратной генетики, которая позволяет устанавливать роль того или иного гена лля формирования признаков. Об этом в своем докладе увлеченно говорила молодой зав.сектором ФИЦ “Институт генетики и цитологии” Сибирского отделения РАН Софья Герасимова, демонстрируя результаты собственных исследований: она смогла , впервые подробно на генетическом, биохимическом и физиологическом уровне описать функции ранее неизвестного гена.
Другая проблема – доставка редактирующих конструкций. Как ее эфффективно решать, зависит от биологических особенностей редактируемого вида. Об этом рассказал доктор биологических наук, зав.лабораторией функциональной геномики и протеомики растений Института биоорганической химии имени академиков Шемякина и Овчинникова РАН Михаил Тальянский. Но мало выбрать ген-мишень и доставить в клетку редактирующую конструкцию, надо еще чтоб из клетки с модифицированным геномом получилось целое растение или животное с нужным свойством. Для каких-то видов это сделать несложно, для других проблематично.
Фундаментальные основы решения этой проблемы предложила самый юный спикер симпозиума кандидат биологических наук, сотрудник кафедры генетики и биотехнологии Санкт-Петербургского государственного университета (СПбГУ) Варвара Творогова – ученица профессора СПбГУ Людмилы Лутовой, которая задолго до появления методов редактирования установила, что способность растений к трансформации и регенерации наследуется. Вместе со своими учениками профессор Лутова много лет работает над выявлением и изучением генов, отвечающих за эффективность этих процессов. Сейчас результаты работы этой научной школы стали чрезвычайно востребованы для успешной практики применения редактирования на с/х растениях.
В заключение ребят пригласили уже этой осенью участвовать в учебном модуле по направлению «Биология и биотехнология растений», который будет посвящен теме инженерии растений, где студенты смогут уже более подробно ознакомиться с генетическим редактированием, как в ходе лекционного курса, так и практикума.А кто-то, возможно, в дальнейшем станет участником проектов в сфере генетических технологий, которые сейчас ведет НТУ Сириус и его партнеры – ФИЦ ВИР имени Н.И.Ваивлова, СПбГУ, ФИЦ “Институт цитологии и генетики” и другие.
Напомним, что задачи Саммита: презентация прорывных технологий и научных разработок российских компаний и исследовательских центров; обсуждение актуальных научных проблем и исследований по направлениям Саммита, открытые дискуссии с ведущими учеными и лидерами компаний; приглашение студентов и аспирантов – участников Саммита на программы стажировок в ведущих российских высокотехнологических компаниях и научных коллективах; экспертиза и обсуждение проектов студентов и аспирантов ведущими российскими учеными и специалистами компаний – партнеров; представление уникальных программ магистратуры и аспирантуры ведущих российских университетов и краткосрочных междисциплинарных программ для студентов, реализуемых Научно-технологическим университетом «Сириус».
Организаторы Саммита Образовательный Фонд «Талант и успех», Научно-технологический университет «Сириус» при поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации и Совета при Президенте Российской Федерации по науке и образованию.
