Новосибирский государственный университет получил мегагрант правительства РФ на изучение эпигенетических механизмов неменделевского наследования. Работу над проектом возглавят английский ученый Прим Сингх и заведующий отделом регуляции генетических процессов и лабораторией геномики Института молекулярной и клеточной биологии СО РАН кандидат биологических наук Степан Николаевич Белякин.

"Менделевскеое наследование - это классическое генетическое наследование какого-либо признака, когда он от родителя передается по определенным законам потомству и проявляется у этого потомства тоже по определенным законам с учетом доминирования и рецессивности. Зная эти законы и принципы комбинаторики, можно понять, какого плана потомство получится. А неменделевское наследование - то, что называется эпигенетикой (надгенетикой) - это различные эффекты, связанные с тем, как происходит наследование состояния хромосомы. И здесь начинаются всякие нюансы, которые способны искажать менделевские законы наследования", - рассказывает Степан Белякин.

Неменделевское наследование встречается у разных организмов. Например, у мыши оно проявляется в генном импринтинге, метилировании ДНК (модификация молекулы ДНК без изменения самой нуклеотидной последовательности ДНК). В зависимости от того, метилирована ли его ДНК, ген проявляет или не проявляет активность. У других организмов все еще чудесней. Так, у кокцид (к которым относится распространенный вредитель комнатных растений - щитовка) эти механизмы отвечают за удивительную разницу представителей разного пола: самец щитовки похож на обычную муху, а самка - на червяка. Происходит это потому, что у самки оба наследованных от родителей набора хромосом активны, а у самца один набор полностью инактивируется за счет тех самых неменделевских эпигенетических механизмов. У грибного комара на определенной стадии развития выключается и полностью выкидывается половая хромосома, и это тоже как-то влияет на то, какого пола будет "итоговая" особь.

Интересно, что когда основоположник генетики американский биолог Томас Хант Морган думал, какой модельный организм взять для своих исследований, он выбирал между дрозофилой и грибным комаром и отказался от последнего как раз по причине его совершенно невероятных механизмов наследования, которые на тот момент представлялись необъяснимыми.

Именно на таких странных организмах предполагает проводить исследование Прим Сингх. "Этот ученый - очень талантливый биолог, он долгое время работал в Кембридже, потом в Эдинбурге, в Институте Рослина, где клонировали овечку Долли, затем в разных университетах Европы, сейчас его на хороших условиях пригласили в Назарбаев Университет (Казахстан). Я с ним познакомился в 2001 году на конференции в Италии. Он невероятно активный исследователь, у меня нет никаких сомнений, что он будет сюда часто приезжать и очень много работать", - говорит Степан Белякин.

У Прима Сингха было несколько идей, которые ему важно было проверить, он объединил в одну заявку три модельных организма - описанных выше мышь, щитовку и грибного комара. Эти организмы - очень удачные объекты для изучения неменделевского наследования, потому что они очень наглядны, любое отклонение от наблюдаемого эффекта на них будет сразу заметно. "Почему важно исследовать их комплексно? Когда мы смотрим все вместе, то видим разные проявления этого неменделевского наследования в разных эволюционно далеких организмах, и нам гораздо проще находить какие-то общие черты, которые помогут сформулировать общие закономерности, - рассказывает Степан Белякин. - Почему неменделевское наследование и все эпигенетические эффекты важно изучать в целом? Потому что это - та самая граница, к которой сейчас подошла наука и перейти которую необходимо для того, чтобы двигаться дальше, в том числе и в прикладных областях. Во многих еще нерешенных прикладных задачах загвоздка как раз находится в этих эффектах. Например, выращивание искусственных органов. Чтобы сделать почку, необходимо перепрограммировать клетку, допустим, кожи, и это перепрограммирование - и есть механизмы неменделевского наследования, которыми важно научиться управлять. На мой взгляд, это самая животрепещущая вещь, которая сейчас есть в биологии".

В рамках научно-технического сотрудничества заявка на грант была подана от НГУ. Там будет выделено помещение, оборудование для которого закупят уже на средства гранта. В лаборатории студенты и аспиранты смогут знакомиться с новым для университета научным направлением и принимать участие в передовых экспериментах. Также Прим Сингх прочитает в НГУ курс лекций.

"Молодежь будет комплексно учиться и осваивать все эксперименты и методы на этих новых подходах, что очень важно", - отмечает директор ИМКБ СО РАН доктор биологических наук Сергей Анатольевич Демаков.

В этом году было подано более 350 заявок на мегагранты по всей стране, из которых поддержали 35. Размер каждого гранта составляет до 90 млн рублей.

"Талант Сингха заключается в том, что он, не требуя бешено дорогого оборудования, ставит высококлассные эксперименты, которые отвечают на поставленные вопросы. Этому, я думаю, нам всем надо будет у него поучиться, - говорит Степан Белякин. - В рамках мегагранта лаборатория проработает три года, затем, по условиям, обязана продержаться еще столько же. Но мне бы хотелось, чтобы она давала результаты и после этого. В НГУ может получиться новое направление, которое потом мы будем поддерживать за счет других исследований".

Диана Хомякова

Похожие новости

  • 21/08/2017

    Ученые Новосибирска и Татарстана участвуют в проекте по изучению и охране пернатых хищников

    ​Учебно-научная лаборатория "Мониторинг и охрана птиц" была создана на кафедре биологии и экологии Елабужского института КФУ в 2014 году. Ее приоритетной задачей является изучение и сохранение орнитофауны Республики Татарстан.
    179
  • 13/12/2017

    Сибирские ученые исследуют почвы

    Принято считать, что из-за плохой экологии в городах потребляемая нами пища загрязнена тяжелыми металлами, а нередко и радиоактивными элементами. Однако исследователи, уже много лет изучающие почвы и кормовые культуры Сибири, утверждают: это не так, и по части тяжелых металлов наблюдается даже не переизбыток, а недостаток, который нужно как-то восполнять.
    49
  • 10/11/2016

    Новосибирские ученые - соавторы статей, вышедших в журнале Nature

    ​В октябрьском номере журнала Nature вышли три статьи, в которых анализируются результаты недавно законченного секвенирования большого количества геномов из многих популяций мира.  Получены данные, позволяющие дополнить представления о древних миграциях из Африки, заселении Евразии и Австралии людьми современного типа, а также уточнить вклад в наш геном неандертальцев и денисовцев.
    562
  • 30/10/2017

    Ученые СО РАН ищут следы жизни в разных условиях

    ​Говоря о жизни на других планетах, мы обычно представляем себе Землю-2: синее небо, зеленая растительность, золотой песок. Однако ученые ищут следы жизни в совершенно разных условиях - в том числе и под толщей льда некоторых небесных тел.
    119
  • 04/03/2016

    Ольга Лаврик: политический кризис - не помеха для взаимодействия ученых

    ​За большой вклад в укрепление научного сотрудничества между Россией и Францией  заведующей лабораторией Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН члену-корреспонденту РАН, профессору Ольге Ивановне Лаврик  было присвоено звание кавалера ордена Академических пальм.
    1358
  • 10/03/2017

    Российские ученые разработали новое вещество против вируса гриппа на основе природных соединений

    ​Ученые из Новосибирского института органической химии имени Н.Н. Ворожцова Сибирского отделения Российской академии наук, Новосибирского государственного университета и Научно-исследовательского института гриппа в Санкт-Петербурге разработали новый продукт широкого спектра противовирусной активности, в основе которого лежат природные соединения: терпены и терпеноиды.
    928
  • 19/09/2016

    Михаил Федорук: наше сотрудничество с Таиландом развивается с хорошей динамикой

    ​Исследовательский центр продовольственной безопасности (НГУ) и Школа биоресурсов и технологий Технологического университета им. Короля Монгкута Тонбури (Таиланд) уже осуществляют ряд совместных проектов.
    966
  • 04/08/2017

    Сибирский окружной медицинский центр ФМБА России и Институт молекулярной и клеточной биологии СО РАН заключили соглашении о совместной научной работе

    ​Основной задачей сотрудничества учреждения практического здравоохранения - ФГБУЗ СОМЦ ФМБА России с ИМКБ СО РАН - научным учреждением, представляющим фундаментальную науку, является изучение молекулярно-генетических процессов, происходящих в ткани щитовидной железы при различных заболеваниях: опухолевых и неопухолевых процессах.
    222
  • 21/10/2016

    Какие стартапы зарабатывают на генетических исследованиях?

    ​Генетические тесты, которые позволяют подобрать фитнес-программу или узнать о творческих способностях ребенка, за пять лет в превратились из наукоемкого продукта в массовый сервис. Скрининги на основе таких тестов предлагают около десятка специализированных компаний, а услуги по расшифровке структуры ДНК появились в популярных сетях лабораторий.
    975
  • 05/07/2017

    В новосибирском Академгородке прошла конференция по высокопроизводительному секвенированию в геномике

    ​​Ученые из Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН представили новые методы, использующие NGS секвенирование, уникальные для нашей страны, на II Всероссийской конференции "Высокопроизводительное секвенирование в геномике", прошедшей в новосибирском Академгородке.
    535