Учёные Биологического института Томского госуниверситета исследуют механизм хромосомной изменчивости малярийных комаров – кровососущих насекомых, передающих людям опасные инфекции. В рамках проекта, поддержанного РНФ, биологи проведут полное секвенирование геномов двух видов – Anopheles messeae и Anopheles beklemishevi, широко распространённых в России. Это даст максимум информации об адаптивных возможностях комаров, например, их способности переносить холод или засуху, передавать те или иные заболевания и других. При возникновении опасности эпидемии заболеваний, распространяемых малярийными комарами, генетическая информация поможет быстро реагировать, создавая инсектициды, прицельно действующее на данный вид. 

– Малярийные комары являются одними из самых опасных животных в мире. Они способны переносить множество опасных инфекций, включая малярию, лихорадку Западного Нила, лихорадку Маяро, лимфатический филяриоз, дирофиляриоз и другие, – рассказывает руководитель проекта, профессор Биологического института ТГУ и Политехнического университета Вирджинии Игорь Шарахов. – В России малярия давно искоренена, но малярийные комары никуда не исчезли. Более того, вследствие изменения климата они активно расширяют свой ареал, продвигаясь на север и восток. С учётом того, что люди сейчас активно перемещаются по планете, посещают экзотические страны, риск завоза опасных инфекций и развития новых эпидемий значительно возрастает. Чтобы этого не допустить, нам необходимо знать генетический состав малярийных комаров, которые живут рядом с нами. 

Igor Sharakhov.JPG 

В рамках нового проекта РНФ (идентификационный номер 21-14-00182) биологи ТГУ будут исследовать два вида малярийных комаров, широко распространённых в РФ и Томской области – Anopheles messeae и Anopheles beklemishevi. Их геномы учёные сравнят с геномом родственного комара Anopheles freeborni, обитающего в США. Поскольку распространение малярийных комаров в Евразию шло из Северной Америки, сравнение сибирских комаров с более предковым видом позволит выявить произошедшие хромосомные изменения. 

– Это важно, поскольку хромосомные мутации могут обеспечивать носителю новые свойства, – объясняет Игорь Шарахов. – Известен пример из Африки, где при исследовании Anopheles gambiae было установлено, что одна довольно распространённая инверсия (вид мутации, при котором участок хромосомы разворачивается на 180 градусов), оказалась напрямую связана сo способностью комаров выживать в условиях засухи. Это позволяет виду значительно расширить ареал, выйти за пределы тропических лесов и освоить саванну. 

По словам учёного БИ ТГУ, многие адаптивные особенности организмов закодированы в иx геномax. Прочитав полностью геном малярийных комаров, биологи смогут в полной мере оценить потенциал изучаемых видов, в том числе их способность адаптации к неблагоприятным факторам – засухе, холоду, жаре и прочим. Применительно к сибирским комарам, появится возможность на генетическом уровне изучать способность самок впадать в диапаузу и переживать суровые зимы. Расшифровка генома расскажет и о «пищевых» предпочтениях комаров (т.е. чью кровь будет пить насекомое – птиц, людей, теплокровных животных или окажется всеядным). Это позволит определить круг источников инфекции, от которых комар может заразиться, и потенциальных жертв, которым он передаст возбудителя инфекции. Наряду с этим исследователи смогут проанализировать гены, отвечающие за передачу заболеваний и сделать выводы относительно того, какие инфекции может переносить каждый конкретный вид. 

IMG_3337.jpg 

Одной из задач, решаемых в рамках проекта, станет построение карт геномов трёх видов комаров. Наряду с этим исследователи намерены выяснить механизмы хромосомных изменений и узнать, каково их разнообразие внутри вида. Методом геномного анализа будет проверяться гипотеза, согласно которой причиной хромосомных мутаций может являться «мусорная» ДНК или так называемыe «прыгающиe» элементы. Их особенностью является способность перемещаться из одного участка хромосомы в другой, приводить к её разрыву и перестройке. 

– Фундаментальная задача нашего проекта – изучение влияния инверсии на работу генов, – говорит Игорь Шарахов. – Будут измерены профили генной экспрессии у комаров с инверсией и без неё. В процессе экспрессии наследственная информация преобразуется в РНК и затем в белок, поэтому уровень РНК важен с точки зрения функциональных возможностей организма. 

При реализации проекта будут использованы современные технологии и инструменты, позволяющие извлечь большой объём новых данных, например, технология длинных прочтений последовательностей ДНК. Для картирования последовательностей ДНК на хромосомах будет применена флуоресцентная гибридизация in situ (FISH) – метод молекулярной цитогенетики, при помощи которого идентифицируется конкретная хромосома или часть хромосомы, где находится ген. С помощью данных подходов определяются изменения в хромосомах, которые невозможно выявить обычными цитогенетическими методами. 

Данные, которые учёные получат по итогам исследований, будут иметь не только большую фундаментальную, но и практическую значимость. Во-первых, понимание адаптивных возможностей вида позволяет прогнозировать его ареал при тех или иных экологических параметрах. Это, в свою очередь, поможет просчитывать риски распространения заболеваний, передаваемых малярийными комарами. 

Во-вторых, в случае возникновения угрозы пандемии, обусловленной участием в ней малярийных комаров, наличие геномных данных даёт возможность определить мишени для прицельного сокращения популяции либо её уничтожения с предварительным расчётом экологических рисков. 

По данным ВОЗ в 2019 году количество случаев заболевания малярией в мире составило 229 миллиона, болезнь унесла жизни примерно 409 000 человек. В России в 2019 году отмечено более 100 случаев завозных малярии из Индии, Афганистана, Индонезии, Ирака, Новой Гвинеи, Венесуэлы и Гайаны. 

Источник: www.tsu.ru

Источники

Исследования ученых ТГУ позволят прогнозировать приход новых эпидемий
Томский государственный университет (tsu.ru), 10/06/2021
Исследования ученых ТГУ позволят прогнозировать приход новых эпидемий - Naked Science
Naked Science (naked-science.ru), 09/06/2021
Томичи изучат геном малярийных комаров для защиты от опасных эпидемий
РИА Томск (riatomsk.ru), 10/06/2021
В Томске изучат геномы комаров, чтобы спрогнозировать эпидемии
ИА Flashsiberia, 10/06/2021
Томские ученые изучают малярийных комаров, чтобы прогнозировать новые эпидемии
Томский обзор (obzor.city), 10/06/2021
Исследования генетиков ТГУ позволят прогнозировать приход новых эпидемий
Поиск (poisknews.ru), 10/06/2021
Ученые ТГУ изучат геном малярийных комаров для защиты от опасных заболеваний
Московский Комсомолец (tomsk.mk.ru), 10/06/2021
Исследования ученых ТГУ позволят прогнозировать приход новых эпидемий
Российский научный фонд (рнф.рф), 10/06/2021
Исследования ученых ТГУ позволят прогнозировать приход новых эпидемий
Российский научный фонд (rscf.ru), 10/06/2021

Похожие новости

  • 15/02/2018

    Томские ученые доказали эффективность нового метода диагностики заболеваний мозга

    ​Издательство Nature Publishing Group опубликовало результаты исследований ученых ТГУ, подтверждающие эффективность нового метода диагностики заболеваний головного мозга. Уникальный способ неинвазивной оценки состояния оболочек нервных волокон (миелина) при помощи магнитно-резонансной томографи (МРТ) был разработан под руководством профессора Университета Вашингтона, научного руководителя лаборатории нейробиологии НИИ ББ ТГУ Василия Ярных.
    2785
  • 12/07/2017

    Робота-врача для военных создадут томские медики и инженеры​

    Ученые из НИИ кардиологии Томского национального исследовательского медицинского центра и Томского политехнического университета (ТПУ) планируют создать мобильного робота, который сможет оказывать первую медицинскую помощь пострадавшим в местах военных действий и ЧС.
    2147
  • 23/12/2020

    Директор Исследовательской школы химических и биомедицинских технологий ТПУ Марина Трусова: «Все силы и средства идут на развитие школы»

    ​​О главных событиях и достижениях 2020 года и планах на будущее рассказала директор Исследовательской школы химических и биомедицинских технологий Марина Трусова.    Мегагранты Год для коллектива нашей школы был ярким и богатым на события.
    507
  • 10/06/2019

    В НИИ онкологии Томска создают технологию профилактики и лечения метастазов

    ​Каждая двенадцатая женщина в мире заболевает раком молочной железы. В России грозная статистика усугубляется несвоевременной диагностикой (31,9% больных с запущенным опухолевым процессом) и, соответственно, высокой и скорой летальностью (7,4% пациенток умирают в течение года после постановки диагноза).
    1806
  • 17/05/2018

    Ученые ТГУ отправятся на поиски новых бактерий

    ​Ученые кафедры физиологии растений и биотехнологии БИ ТГУ в рамках проекта, поддержанного РНФ, займутся поиском новых микроорганизмов в удаленных труднодоступных экосистемах в Сибири. Наряду с этим микробиологи изучат характеристики двух бактерий, обнаруженных в 2017 году глубоко под землей.
    1920
  • 14/09/2017

    Томские ученые испытывают противоинсультный препарат

    ​Ученые Томского политехнического университета (ТПУ) приступают к испытаниям нового противоинсультного препарата. Его эффективность предсказана математическими моделями и предварительными экспериментами.
    1231
  • 29/12/2020

    Наталья Гусева: «2020 год потребовал самоотверженности и готовности к переменам»

    ​Директор Инженерной школы природных ресурсов ТПУ Наталья Гусева поделилась результатами, которых достиг коллектив школы в 2020 году, и рассказала о целях и задачах на будущий год.​   Уходящий год стал точкой отсчета новой реальности для всего мира, и, чтобы в нее «встроиться», нам пришлось многое пересмотреть и изменить в своей деятельности.
    965
  • 28/08/2017

    Ученые ТУСУРа получили два патента на оригинальные изобретения

    ​Сотрудники научно-исследовательской лаборатории "Безопасность и электромагнитная совместимость радиоэлектронных средств" (НИЛ "БЭМС РЭС") ТУСУРа разработали оригинальные конструкции климатической экранированной камеры и стола для биологических исследований.
    1764
  • 19/02/2021

    Данные учёных ТГУ помогут в обследовании пациентов с инсультом

    Учёные лаборатории нейробиологии ТГУ в ходе серии экспериментов, проведённых с использованием модели ишемического инсульта у крыс, получили новые данные о процессах, которые происходят в очаге поражения головного мозга.
    568
  • 21/02/2017

    Разработки ТПУ для имплантологии выходят на стадию клинических испытаний

    ​Биодеградируемые имплантаты Томского политехнического университета выходят на стадию клинических испытаний. Как сообщают ученые ТПУ, на стадии доклинических исследований эффективность томских изделий уже доказана, и сегодня некоторые биоразлагаемые имплантаты Томского политеха сегодня частично используются в медицинской практике в одном из ведущих ортопедических центров России - Центре Илизарова.
    3320