В сентябре в «Сириусе» проходила образовательная программа по агробиологии и генетике растений. Один из реализованных проектов был посвящен анализу клеточной Т-ДНК природно-трансгенных растений. Руководитель этого направления Галина Хафизова вместе со школьниками рассказала, как работали над задачей.
Создание трансгенных растений является одним из направлений современной селекции. Ученые создают виды, устойчивые к неблагоприятным климатическим условиям, гербицидам, вредителям. Это помогает существенно минимизировать экономические риски и сохранить урожай. Но трансгенные растения получают не только в лабораториях, они есть и в природе. В своих геномах эти виды содержат Т-ДНК агробактерий и передают ее в ряду поколений. Такую Т-ДНК называют клеточной, а содержащие ее растения – природно-трансгенными. Это те растения, предковые формы которых подверглись агробактериальной трансформации, что дало начало современным видам, содержащим Т-ДНК в геномах. Некоторые из природно-трансгенных растений, такие, как арахис, хурма и клюква, человечество использует в пищу. В настоящее время ученые ищут и анализируют новые виды подобных растений.
«Мы ищем новые виды природно-трансгенных растений и смотрим, какие трансгены находятся в их геномах. На сегодняшний день открыто уже более сорока видов природно-трансгенных растений. Количество секвенированных геномов растений растет, соответственно, накапливается информация в базах данных. Это открывает новые просторы для проведения подобного поиска. На программе мы учили школьников работать с базами данных, а также с биоинформатическими алгоритмами поиска и анализа», – рассказывает младший научный сотрудник кафедры генетики и биотехнологии Санкт-Петербургского государственного университета, преподаватель программы Галина Хафизова.
.jpg)
Работа над этим проектом преследует несколько целей. Во-первых, природно-трансгенные растения могут служить хорошей моделью для изучения отсроченных рисков возделывания генно-модифицированных культур. Это актуальное направление работы, потому что объем данных культур в мире растет, при этом остаются нерешенные вопросы об их экологической безопасности. Кроме того, работа преследует и важные фундаментальные цели – накопить знания о растительно-микробных взаимодействиях. Ученые намерены выяснить, почему последовательности, полученные от бактерий, закреплялись в растительных геномах и от каких штаммов бактерий растения получали трансгены.
Исследование, над которым работали школьники, является важным подспорьем и в практическом сельском хозяйстве.
«Анализируя, какими бактериями чаще всего трансформировались растения, мы можем делать выводы о том, что определенные штаммы являются более эффективными. Соответственно, мы можем отбирать эти штаммы для выведения в дальнейшем на их основе новых, более эффективных лабораторных штаммов, и использовать их в генно-инженерных экспериментах», – поясняет преподаватель.
Во время работы над проектом участники под руководством педагога сперва собрали базу референсных агробактериальных последовательностей, которые были описаны в ранее изученных клеточных Т-ДНК. А после искали эти последовательности в растениях, геномы которых собраны в базе Национального центра биотехнологической информации. Ребята искали новые, ранее не описанные природно-трансгенные виды.
.jpg)
Девятиклассница Софья Кондрашова приехала на программу из Тулы.
«Для меня всегда была интересна наука, всегда нравилось узнавать что-то новое, и мне интересна генетика. Я всегда поражалась тому, что можно работать с генами, этими крохотными частицами. Конечно, мне пришлось много работать, чтобы влиться в проект. Очень помогли лекции, которые проходили на первой неделе. Мы подробно разбирали селекцию, генную инженерию и способы работы с ДНК растений. Для меня этот проект был интересен тем, что это непосредственный вклад в науку, это поиск нового, чего-то инновационного. Это очень вдохновляет», – поделилась Софья.
Ее коллега Максим Кучевский приехал в «Сириус» из Ставропольского края. Он учится в 11-м классе и мечтает связать свою жизнь с генетикой и научной деятельностью.
«На эту программу я попал благодаря моему учителю биологии. Именно он зажег во мне любовь к биологии в целом. Для меня очень важно, что наша работа несет практическую пользу. Благодаря найденным трансгенным растениям можно будет сделать вывод о том, какие штаммы агробактерий эффективнее всего внедряют свою ДНК в геном растений. Это позволит нам использовать данные штаммы в свое благо, чтобы успешно трансформировать растения в лабораториях», – говорит Максим.
Всего участниками программы по агробиологии и генетике растений стали 54 школьника 8-10-х классов из 30 регионов России.
