Сентябрь Года науки и технологий — месяц генетики и качества жизни

Фотография исследований Белгородского НОЦ "Инновационные решения в АПК". Фото: пресс-служба НИУ "БелГУ"

Тема месяца выбрана неслучайно: генетика – одно из наиболее динамично развивающихся научных направлений в мире. Развитие этого направления помогает государству обеспечить решение целого спектра стратегических задач, включая сбережение здоровья населения, продовольственную, биологическую, энергетическую безопасность, подготовить общество к оперативному ответу на новые угрозы и вызовы.

В сентябре Года науки и технологий запланировано проведение целого ряда мероприятий, обсуждений и медиапроектов, направленных на популяризацию науки в целом и генетических исследований в частности.

Место генетических технологий в стратегии развития Российской Федерации

Масштабная научно-технологическая программа развития генетических технологий стартовала в России в 2019 году. Она предусматривает модернизацию исследовательской инфраструктуры, подготовку новых квалифицированных специалистов, рост количества публикаций российских ученых, увеличение доли патентных заявок, создание условий для проведения исследований и многое другое.

В перспективе развитие генетических технологий должно помочь осуществить переход к целому ряду направлений, повышающих качество жизни: персонализированной медицине, высокотехнологичному здравоохранению и технологиям здоровьесбережения, высокопродуктивному и экологически чистому агро- и аквахозяйству, рациональному применению средств химической и биологической защиты сельскохозяйственных растений и животных, созданию безопасных и качественных продуктов питания, а также способствовать реализации других приоритетов научно-технологического развития Российской Федерации.

В качестве основных научных направлений, поддерживаемых научно-технологической программой развития генетических технологий, выделяются «биобезопасность и обеспечение технологической независимости с помощью генетических технологий», «генетические технологии для развития сельского хозяйства»; «генетические технологии для медицины»; «генетические технологии для промышленной микробиологии».

Целый ряд исследований в сфере генетики проводится в российских научно-образовательных организациях и в научно-образовательных центрах мирового уровня (НОЦ), созданных благодаря национальному проекту «Наука и университеты».

Научные проекты в сфере генетики и качества жизни

Головная научная организация Федеральной научно-технологической программы развития генетических технологий на 2019-2027 годы – Национальный исследовательский центр «Курчатовский институт» – обеспечивает создание Национальной базы генетической информации, которая будет содержать сведения об объектах живой природы и надмолекулярных системах для использования в таких областях, как здравоохранение, сельское хозяйство, промышленное производство, экология, безопасность и др. Такой генетический банк является ключевым элементом инфраструктуры генетических исследований, проводимых в нашей стране в рамках специальной федеральной программы.

НИЦ «Курчатовский институт» – единственная научная организация в России, которая ведет генетические исследования всех типов объектов: бактерии, простейшие, животные, растения, люди, древние останки (палеогенетика). В лаборатории геномики НИЦ «Курчатовский институт» на протяжении нескольких лет успешно идут исследования древней ДНК людей и животных. Одним из самых ярких результатов в этой области стал проект по расшифровке ДНК древнеегипетских мумий из коллекции ГМИИ им. А.С. Пушкина. Исследования проводились на установке позитронно-эмиссионной томографии совмещенной с компьютерной томографией. Такой метод исследования позволил буквально «распеленать» мумию и увидеть на экране во всех подробностях скелет человека, жившего более двух тысяч лет назад. Помимо этого, ученые применили химический анализ, создали 3D модели тела и черепной коробки. Это позволило установить пол, образ жизни, характер физического труда и внешность, какая была у мумий египтян при жизни.

Фотография исследования мумий, проведенного Курчатовским институтом. Фото: Пресс-центр НИЦ "Курчатовский институт"

В Курчатовском геномном центре, созданном на базе Курчатовского института, впервые в России проведено глубокое секвенирование (расшифровка генома) отечественного сорта пшеницы «Саратовская 29». Он лежит в основе всего генетического разнообразия российских сортов этого важнейшего злака и потому был выбран учеными для глубокого секвенирования. Но это не единственная зерновая культура, на которой сосредоточены исследования. Учеными Курчатовского геномного центра была получена информация о ф вирусов SARS-CoV-2 и их мутациях, распространенных в тех или иных регионах РФ, и может быть использована для хранения, систематизации и выборки данных для выявления мутаций и определения штаммов вирусов.

Центр геномных исследований мирового уровня по обеспечению биологической безопасности и технологической независимости, созданный при совместной работе Центра прикладной микробиологии и биотехнологии Роспотребнадзора в консорциуме с еще двумя научными организациями: «Вектор» и Научно-исследовательским институтом эпидемиологии Роспотребнадзора – развивает направление исследований по борьбе с ВИЧ-инфекцией. Разработки связаны с использованием генотерапевтических препаратов на основе генного редактирования с целью повышения устойчивости клеток иммунной системы к ВИЧ. Для борьбы с ВИЧ-инфекцией препараты и технологии блокирования генов тестируются на специальных гуманизированных мышах, имеющих функционирующие гены, клетки, ткани и органы как у человека.

Томский государственный университет инициировал создание консорциума, который занимается разработкой принтера для печати олигонуклеотидов – коротких участков ДНК. Их можно будет использовать для сборки уже известных генов с внесением модификаций либо для создания новых последовательностей в зависимости от решаемой задачи. Появление первого российского ДНК-принтера способно привести к революционным изменениям во всех отраслях – медицине, фармацевтике, химической промышленности, агрокомплексе. С помощью таких искусственно созданных ДНК можно создавать эффективные подходы в генной терапии и передовые медицинские препараты. Например, изменив ДНК микроорганизмов, человечество сможет решить одну из острейших проблем – переработку мусора. Также синтетические ДНК необходимы для создания новых агробиотехнологий, которые позволят обеспечить продовольственную безопасность страны. Недавно участники консорциума приступили к разработке технического задания для уникальной установки.

Белгородский государственный аграрный университет имени В.Я. Горина – участник НОЦ «Инновационные решения в АПК» – с помощью применения генетических технологий помог развить производство сои в Центральном федеральном округе России. На сегодняшний день Белгородский государственный аграрный университет им. В.Я. Горина (ГАУ) является лидером селекции и семеноводства сои в Центрально-Черноземном регионе. В нем создано 13 сортов сои. Среди этих селекционных результатов лидирующее положение по популярности занимает сорт «Белгородская 7»: она составляет около 30% от общей площади посева сои в Белгородской области. Урожайность зерна в некоторых хозяйствах доходит до 45 ц/га и выше. Популярность этого сорта не ограничивается Белгородской областью. Помимо областей пятого региона, он востребован в Татарстане, в Приморском крае и в других регионах РФ.

Другая разработка НОЦ «Инновационные решения в АПК» – сахарозаменитель «сладкие белки». В рамках этого проекта белгородские ученые получили из тропических фруктов соединения, которые являются альтернативой уже имеющимся подсластителям. Созданные пептиды являются натуральными заменителями сахара и обладают высоким уровнем сладости по сравнению с сахарозой.

Основные мероприятия сентября Года науки и технологий

Сентябрь начался с проведения масштабного всероссийского открытого урока «Современная российская наука». Урок состоялся в День знаний в образовательных организациях Российской Федерации. Методические материалы для подготовки к проведению уроков размещены на портале Российской электронной школы, в них рассказывается об истории отечественной науки, открытиях и изобретениях, которые совершили ученые в ХХ и ХХI веках.

Со 2 по 4 сентября во Владивостоке проходит VI Восточный экономический форум (ВЭФ), на котором презентуют разработки современных ученых. С 9 по 10 сентября в Казани пройдет Международный спортивный форум «Россия – спортивная держава», в рамках которого запланировано проведение научной конференции с международным участием «Физкультурно-спортивная активность населения – основа увеличения продолжительности жизни». 25-26 сентября на фестивале «Техносреда» на ВДНХ будут представлены передовые разработки научных и высокотехнологичных компаний. Кроме этого, в сентябре на Международном научно-технологическом форуме конвергентных и природоподобных технологий состоится экспертное обсуждение новых технологий, а художественные формы осмысления научных достижений будут показаны на Фестивале научного кино.

Сентябрь Года науки и технологий также ознаменуется событиями в области создания новой научной инфраструктуры и обновления приборной базы – одного их главных направлений нацпроекта «Наука и университеты». Среди основных событий – открытие филиала МГУ имени М.В. Ломоносова в г. Сарове, открытие Центра микрофабрикаций и нанобиотехнологий в составе Федерального научно-клинического центра физико-химической медицины Федерального медико-биологического агентства (ФМБА) России, спуск на воду научно-исследовательского судна «Пионер-М», открытие научно-производственного комплекса по изготовлению рекомбинантных препаратов на базе Санкт-Петербургского НИИ вакцин и сывороток ФМБА России.

Открытие филиала МГУ в г. Сарове. Фото: пресс-служба ГК "Росатом"

Кроме этого, для российских учащихся и молодых исследователей появится еще больше шансов показать свои способности и достижения. Ведь в сентябре продолжится регистрация для участия в Национальной технологической олимпиаде, которая проводится в том числе по направлению генной инженерии, работа соревновательного трека «Наука» конкурса «Лидеры России», состоится Всероссийская олимпиада школьников по естественно-научным предметам в компьютерной форме, а также Международный инженерный чемпионат «CASE-IN», который входит в план дополнительных мероприятий Года науки и технологий.