Изучение почвы на федеральной территории «Сириус», исследования икры, которые в перспективе помогут привлечь к ответственности браконьеров, поиск сортов растений, устойчивых к заболеваниям. Над этими и другими проектами работают участники июльской научно-технологической программы «Большие вызовы». Об актуальных задачах в области агропромышленных и биотехнологий мы поговорили с Сергеем Седых – кандидатом биологических наук, научным сотрудником Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН, методистом направления «Агропромышленные и биотехнологии».
Какие вызовы в целом стоят перед вашей областью научных знаний?
Одним из самых актуальных вызовов последних двух лет, несомненно, стала борьба с коронавирусной инфекцией и разработка вакцин. Фармацевтическая индустрия нашей страны достойно ответила на этот вызов, в большом количестве были выпущены тест-системы и их компоненты, а клинико-диагностические лаборатории в 40 раз увеличили проведение анализов. Учеными была разработана вакцина «Спутник V», показавшая свою эффективность и безопасность. Наш партнер – компания «Р-Фарм», которая работает на этих «Больших вызовах», – сегодня производит первый и второй компонент этой вакцины. К сожалению, коронавирусная инфекция остается проблемой, поэтому проекты и исследования в этой области продолжаются. Один из проектов, который компания «Р-Фарм» предложила для программы этого года, связан с разработкой прототипа системы для ИФА- и ПЦР-диагностики S-белка коронавируса.
Если говорить о других вызовах, то последние события в мире показали всю важность отечественного производства оборудования. Чтобы ученые могли продолжить работу на прежнем уровне, необходимо наладить импортозамещение и добиться технологического суверенитета по критическим направлениям.
Еще один вызов – поиск и селекция сортов растений, устойчивых к заболеваниям и определенным погодным условиям. Такая работа ведется непрерывно, но очень часто ученые сталкиваются с тем, что бактерии приобретают устойчивость к тем или иным препаратам, применяемым для борьбы с ними. И приходится искать другие методы борьбы с заболеваниями. Мы всегда говорим, что селекционер – это профессия будущего, в том числе потому, что этот специалист должен быть всегда, образно говоря, на шаг впереди паразитов, с которыми ведет борьбу. От процветающей плантации персиков, которую мы видим сегодня, через 10 лет может ничего не остаться, если из года в год мы будем сажать те же сорта и применять те же методы борьбы с вредителями. Важно создавать новые устойчивые к ним сорта. Это эффективнее и безопаснее с точки зрения экологии. Такой работе посвящен наш проект «Upgrade кабачка». Школьники ищут сорта кабачка, устойчивые к мучнистой росе. Это одно из самых серьезных и распространенных грибковых заболеваний. Также важно создавать сорта, устойчивые к разным погодным условиям, например, к засухе. Эта задача актуальна и для сельхозпроизводителей федеральной территории «Сириус».
.jpg)
Масштабный проект этого года касается анализа генетического разнообразия азотфиксирующих микроорганизмов почв Краснодарского края и федеральной территории «Сириус». О чем он?
Это исследование действует в рамках всероссийского проекта «Атлас почвенных микроорганизмов России». Мы приехали сюда, чтобы разобраться, какие консорциумы почвенных микроорганизмов благотворно влияют на произрастание пшеницы и других важных культур именно на федеральной территории «Сириус». Мы понимаем, что для разных культур требуются разные почвенные консорциумы. Фермеры должны знать, как их правильно создавать. Искусственное внесение в почву полезных бактерий позволит снизить использование минеральных удобрений. Это положительно отразится и на финансовой составляющей, и на экологии. Но почва в зависимости от региона очень разная, варьируется и состав бактерий в ней. Поэтому важно изучать этот вопрос в каждом конкретном субъекте. Соответственно, проект, с которым работают участники смены, – это часть всероссийского проекта. Мы надеемся, что благодаря «Большим вызовам» пополним нашу коллекцию новыми образцами для дальнейших исследований. В целом у этого проекта несколько глобальных целей. Во-первых, найти новые инструменты для развития генетических технологий. Это ведет к открытию новых ферментов, антибиотиков, бактериофагов, консорциумов, которые благотворно влияют на развитие почвы. Вторая цель – это развитие гражданской науки, когда школьники помогают ученым собирать образцы. Такая работа ведется в рамках проекта «Охотник за микробами». Ребята вместе с педагогами отбирают образцы почвы в своих регионах и проводят первичный анализ, после чего передают образцы ученым для дальнейших углубленных исследований.
Эксперимент в области агротехнологий вам помогает реализовывать Лицей «Сириус». Как выстраивается сотрудничество?
Когда мы готовились к проекту по анализу генетического разнообразия азотфиксирующих микроорганизмов, мы договорились, что на территории Лицея нам выделят небольшой участок земли. В мае на этом участке мы посадили пшеницу, к ее семенам были искусственно добавлены консорциумы микроорганизмов, которые благотворно влияют на почву. К июлю ростки окрепли, и их передали в работу участникам направления «Агропромышленные и биотехнологии». Ребята из Детского сада «Сириус» очень помогали нам в этой подготовительной работе: следили за грядками, поливали, фиксировали рост саженцев, делали записи.
Еще один совместный проект «Сириуса» и «Лицея» предложен компанией «Уралхим», которая в июле открывает две лаборатории в Лицее, где учащиеся смогут проводить исследования в течение всего года. Этот проект направлен на изучение влияния азотных удобрений на снижение стресса от засухи у растений чая, пшеницы и гортензии. Выбор объектов не случаен, так как актуальность выращивания чая для Краснодарского края и «Сириуса»не вызывает сомнений, как и пшеницы, а гортензия – не просто красивое растение, но еще и отличная модель стресса. Другими словами, растение плохо переносит недостаток влаги.
Над какими еще проектами в вашем направлении школьники работают на программе в этом году?
Никитский ботанический сад и компания «Генотек» представили проект по молекулярно-генетическим маркерам селекции хризантем. Участники будут подбирать сорта для скрещивания, чтобы получались образцы с желаемыми свойствами. Еще один проект – про идентификацию икры лососевых рыб. Его глобальная цель – борьба с фальсификацией при реализации продукции и установление степени вины браконьера. На данный момент систем для идентификации видов на основе анализа маркеров ДНК икры лососевых в России не представлено, в отличие от имеющейся системы идентификации происхождения икры осетровых. Соответственно, инспекторы иногда не могут точно определить происхождение и ценность конфискованного товара. Без этих данных часто просто невозможно определить степень вины злоумышленника и то, насколько противозаконным является промысел. В этом исследовании школьники анализируют происхождение красной икры, купленной в разных магазинах.
В целом вместе с научным руководителем направления «Агропромышленные и биотехнологии», директором ВИР имени Н.И. Вавилова, профессором РАН Еленой Константиновной Хлесткиной мы постарались подобрать такие проекты партнеров «Сириуса», чтобы актуальность каждого из них и для федеральной территории, и для страны и для всех участников была очевидна.
Помимо презентации итогов работы на конференции в конце июля, какие еще задачи могут решить «Большие вызовы»?
Одна из важнейших задач состоит в том, чтобы работая с участниками, мы, по сути, подготовили из них начинающих специалистов. Это ребята, которые интересуются нашей областью знаний и которые с большой долей вероятности выберут своей сферой генетику. Значит, школьники уже в 9-10 классе получают ориентир, начинают погружаться в научные проекты, изучают современные методы исследования, участвуют в профильных олимпиадах. Таким образом, уже на этом этапе мы готовим будущих селекционеров, молекулярных биологов и других специалистов, которые через несколько лет придут работать в научные институты и компании.
Больше информации о программе «Большие вызовы» смотрите на сайте bigchallenges.ru.
