Конференции

Нор Амберд: сохраняя историю, двигаться вперед

С 5 по 9 октября в Армении проходила V Международная конференция, посвященная Н.В.Тимофееву-Ресовскому, "Современные проблемы генетики, радиобиологии, радиоэкологии и эволюции" GRRE 2021.

В прошлом году исполнилось 120 лет со дня рождения выдающегося ученого, заложившего новые направления в этих областях знаний. Пандемия изменила сроки проведения конференции, но, несмотря на все сложности, форум состоялся. Более 150 ученых из Армении, Белоруссии, Болгарии, Великобритании, Германии, Грузии, Египта, Канады, Нидерландов, Норвегии, США, России, Японии участвовали в нем онлайн и очно в конференц-центре Нор Амберд Национальной лаборатории имени А.И.Алиханяна (Ереванский физический институт).

Вступлением к конференции стали лекции для студентов Ереванского госуниверситета, прочитанные накануне открытия в смешанном формате ведущими мировыми специалистами в области генетики, радиоэкологии, эволюции. С лекцией об исследованиях, ведущихся в ОИЯИ, выступил В.А.Матвеев, физике элементарных частиц посвятил свой доклад В.А.Никитин.

День первый. Генетика

Открывая конференцию, директор ЕрФИ Ани Апрахамян тепло приветствовала всех собравшихся в прекрасном месте на склонах горы Арагац и поблагодарила В.Л.Корогодину и всех участвовавших в организации конференции. Она вспомнила Н.В.Тимофеева-Ресовского как отца радиобиологии в Армении, рассказала о текущем состоянии дел в ЕрФИ, экспериментальных установках, международном сотрудничестве и планах развития. С рассказа о жизни и исследованиях Н.В.Тимофеева-Ресовского в Берлин-Бухе начали свои выступления К.Раевский и Р.Зинзен, которые продолжают вести исследования в том же немецком центре.

Ани Апрахамян, Рубен Арутюнян и Анжела Саргсян

С докладом "Сайт-направленный мутагенез" на конференции выступила директор Всероссийского института генетических ресурсов растений имени Н.И.Вавилова (Санкт-Петербург) Е.К.Хлесткина. Вот что она сказала для нашего еженедельника:

- Начну с самой конференции, с основателя этого направления - Николая Владимировича Тимофеева-Ресовского. Много десятилетий назад он сделал то, что сегодня определяет актуальность науки, - инициировал междисциплинарные исследования. Это не просто способствовало развитию биофизики, это хороший пример, модель того, как надо объединять свои усилия специалистам из абсолютно разных дисциплин для того, чтобы рождались новые знания, новые технологии. На сегодняшнем уровне развития науки новые знания и технологии как раз наиболее часто возникают на стыке разных наук, в том числе те технологии, о которых шла речь на нашем заседании, - технологии генетического редактирования. И здесь соприкасаются сразу нескольких наук - биология, а именно молекулярная генетика и молекулярная биология, химия, и, конечно, медицинская и сельскохозяйственная науки, где в итоге эти новые технологии могут найти и уже находят применение.

На этой сессии мы резюмировали успехи, которые достигнуты на сегодняшний день в этой области, на конкретных примерах и акцентировали внимание на проблемах. Сейчас, например, очевидно, что в первые годы прорыва, волны публикаций результатов по применению технологий генетического редактирования для улучшения растений, были сняты сливки трех десятилетий кропотливой работы молекулярных генетиков, которые находили и расшифровывали гены, отвечающие за селекционно значимые признаки. Такая работа проведена, и сейчас надо понять, куда развиваться дальше, какие есть ограничения. А дальнейшее развитие базируется на фундаментальных знаниях, не устаю это подчеркивать. Сейчас очень часто ученым говорят: поработайте год-другой и, пожалуйста, выдайте практическое применение. Заниматься фундаментальной наукой все сложнее и сложнее. А на самом деле мы увидели хороший пример: если бы 30 лет не велись фундаментальные исследования в области генетики растений, сегодня тех успехов в применении генетических технологий, которые придумывались изначально не для растений, но пришли в растениеводство, мы бы не увидели.

Другая сторона, которую сегодня тоже немного удалось затронуть, - это вопрос биоэтики, биобезопасности. Когда мы говорим о растениях, этические вопросы не актуальны, но никто не отменял вопросы биобезопасности. И тот энтузиазм, который есть в отношении редактированных растений, что они не совсем такие, как прежние ГМО, что среди них могут быть получены и не трансгенные, модифицированные растения, и действительно это прекрасный способ ускорения селекции, но сегодня такой высокий уровень технологий ставит кардинально новые проблемы для системы контроля селекционных достижений. Пока технологический уровень был достаточно простым, никакого подвоха от селекционной работы ожидать было нельзя: это проверяется в полях - она либо хороша, либо нет. Если это традиционные ГМО, то их нетрудно было контролировать, потому что метод оставляет следы в геноме. Сегодняшние генетические технологии "бесшовные", и их можно применять как во благо, так и во вред, так же как и IT-технологии, или, что ближе ОИЯИ, есть мирный и не мирный атом. Также и с генетическими технологиями, и поэтому сейчас нужны новые подходы, новые системы контроля. Сейчас мы все работаем в интересное время, когда меняются парадигмы и селекции, и правового регулирования в этой сфере, и системы контроля, - с одной стороны это сложно, с другой - очень интересно.

Много заинтересованных вопросов вызвал доклад "Амилоидные белки растений" заведующего лабораторией Всероссийского института сельскохозяйственной микробиологии А.А.Нижникова:

- Амилоидные белки - это тема, которой я занимаюсь всю свою научную жизнь. Это такие фибриллы с особой, уникальной пространственной структурой, которая делает их крайне устойчивыми. Это одни из самых стабильных биогенных частиц. Их изучают уже более 150 лет потому, что они вызывают у человека много неизлечимых заболеваний - амилоидозов. К счастью, большинство из них довольно редкие, но многие связаны со старческим возрастом, а это напрямую влияет на качество жизни. Увеличение продолжительности жизни требует и хорошего ее качества до последних дней, чтобы не было, прежде всего, старческого маразма, а многие заболевания такого рода относятся к амилоидозам. Назову только одно, всем известное, - болезнь Альцгеймера, которая поражает каждого второго после 85 лет, а дальше идет экспоненциальный рост. Успехов в лечении этих болезней пока очень мало, эта проблема остается большим вызовом.

Кроме патологических, есть еще и функциональные амилоиды, которые выполняют важные функции в организме. Я в своем докладе рассказывал о белке, отвечающем за полимеризацию меланина. Пептидные гормоны у нас запасаются в виде амилоидов, а при необходимости специальный механизм переводит их в нормальные гормоны. Ну и, по крайней мере, у животных было показано, что один из белков долговременной памяти образуют функциональные амилоиды. То есть одни амилоиды вызывают патологическую нейродегенерацию, а другие там же отвечают за формирование долговременной памяти.

- А их можно различить?

- Да, с помощью современных методов можно выявлять и патологические, и функциональные, можно определить белки, их составляющие. А коллектив под моим руководством впервые в мире открыл амилоиды у растений. Оказалось, что очень важный процесс накопления белка в семенах связан с амилоидами, запасные белки накапливаются в амилоидной форме. Белок семян, помимо того, что это важный компонент нашего питания, он нужен для зародыша как запас аминокислот при прорастании. Мы четко показали, что количество амилоидов при созревании нарастает, а при прорастании они быстро исчезают. Значит, в семенах есть какие-то молекулярные машины, не патологические для семян, которые это умеют делать, а в нашем мозге, к сожалению, нет таких машин.

- Если найти такой механизм, он станет спасением?

- Да, это может быть весьма перспективным, у нас сейчас откроется проект по этому направлению. Мы очень хотим в этом разобраться, это очень важно. Еще мы показали, что реальная пищевая ценность семян для нас страдает от наличия амилоидов, они не перевариваются. Это перспективная стратегия для биотехнологий - создание сортов, где эти запасные белки образуют более растворимые агрегаты, но важно, чтобы при этом не снизилась выживаемость семян. Кстати, по данным компьютерной биологии белки, самые обогащенные участками, склонными к образованию амилоидов, были у лотоса. А его семена в некоторых случаях прорастают спустя более тысячи лет, причем возраст семян определялся современными методами радиоуглеродного анализа. Так что, амилоиды - это обоюдоострый меч.

- Вы ведь участвовали и в предыдущей конференции в Санкт-Петербурге?

- Да, и был награжден медалью имени Владимира Ивановича Корогодина в конкурсе работ молодых ученых. Мне кажется, это очень важно, что такие конкурсы проводятся: во-первых, это приятно, во-вторых, так сохраняется наследие Тимофеева-Ресовского, его научная школа, к которой принадлежал Владимир Иванович, который был сам по себе крупным ученым. Тут надо выразить горячую благодарность Виктории Львовне Корогодиной, которая это наследие бережет, издает труды. Я как организатор конференций знаю, как это все сложно делать. Огромная благодарность Виктории Львовне и другим организаторам.

Ю.О.Чернов (Технологический институт Джорджии, США, СПбГУ) начал с воспоминаний о Н.В.Тимофееве-Ресовском и свое выступление на заседании, и интервью:

- Я еще 18-летним студентом видел Николая Владимировича на генетическом конгрессе в Москве в 1978 году. Мы стояли лицом к лицу, но дама, которая была с ним, хорошо его знавшая, не догадалась, что мы не знакомы, и так и не представила ему меня! Очень жалею, что не получилось лично познакомиться. На этом конгрессе он не выступал, но производил впечатление даже без доклада.

- Возвращаясь в сегодняшний день, можно сделать какой-то прогноз грядущих достижений?

- В тех областях, которыми я занимаюсь, есть животрепещущая проблема, что самые опасные из этих заболеваний остаются неизлечимыми, - это болезни Альцгеймера, Крейтцфельдта - Якоба (прионная болезнь), коровье бешенство, в общем-то, и Паркинсон по-настоящему не излечим, можно только замедлять процесс развития. Эта группа заболеваний становится все более опасной, потому что стареющая популяция все чаще болеет тем же Альцгеймером, и остаются неизлечимыми. Один из важнейших пунктов - разработка методов лечения, к чему сейчас есть подходы, но работающих лекарств почти нет: есть те, которые замедляют ход болезни, но нет таких, которые излечивают. Второе - ранняя диагностика. Эти болезни неизлечимы: когда нейроны уже разрушены, лечить поздно, их не восстановишь, даже если убрать причину. Важно диагностировать, пока еще нет никаких симптомов, и диагностировать так, чтобы пациента при этом не тревожить, потому что есть, например, методы диагностики болезни Альцгеймера по спинномозговой жидкости, но не будете же просто так делать здоровому человеку пункцию? И эти вещи идут вместе: зачем диагностировать, если нельзя лечить? Нужно уметь лечить, нужно иметь методы ранней диагностики, и они должны прийти вместе. Это важно с практической точки зрения, а с точки зрения теоретической мне кажется важнейшим вопрос понимания, насколько широко матричные процессы на уровне белков, когда белковая матрица воспроизводит себя через конверсию другого белка, вовлечены в наследственность, память и эволюцию, причем не только у модельных организмов, таких как дрожжи, но и у человека. Есть все указания на то, что роль их очень велика. Вот этих конкретных процессов в зависимости от расшифровки я ожидаю в ближайшие 5-10 лет. Я думаю, это очень сильно изменит наше представление о генетике в целом, потому что недостаточно только секвенирования геномов, хотя они очень важны, но необходимо еще конкретное изучение наследования конкретных признаков, в которые вовлечены не только процессы изменения сиквенса (последовательности генетического кода), но и изменения на уровне выше сиквенса. Эпигенетика в целом очень важна, мы это уже поняли, но эта часть эпигенетики еще недостаточно исследована, и она займет гораздо большее место, когда мы поймем масштабы ее вовлечения в генетические процессы.

С докладом "Применение биоиндикаторов для оценки генетических и эпигенетических эффектов тяжелых металлов в различных регионах Армении" выступила Анжела Саргсян (Ереванский госуниверситет):

- Очень важно оценить генетические и эпигенетические эффекты в окружающей среде, поскольку в ней присутствуют многие загрязнители, повреждающие ДНК, и важно оценить риск их воздействия на человека и на всю экосистему. В Армении это направление очень хорошо развивается, свои исследования мы ведем в сотрудничестве с кафедрой зоологии нашего университета, там изучают ящериц...

- Они их ловят, а вы изучаете?

- Да, они их ловят и передают нам, а мы проводим генетические исследования.

- Ящерицы - это, наверное, характерные для Армении биоиндикаторы, в средней полосе России в аналогичных исследованиях используются мхи.

- У нас живут партеногенетические ящерицы, эндемические виды, они служат хорошими и очень удобными биоиндикаторами, поскольку все являются клонами одной особи, они размножаются без участия самцов (партеногенез - "однополое размножение", когда женские половые клетки развиваются во взрослом организме без оплодотворения - О.Т.).

- Почему вы выбрали это направление?

- Уже в детстве я поняла, что хочу заниматься биологией, потому что очень люблю животный мир, а экологические исследования мне особенно по душе, какое-то изменение одной части влияет на всю экосистему, в том числе на человека, и это надо изучать.

- Вторая часть вашего доклада была посвящена изучению рыбы в озере Севан...

- Да, реки приносят в Севан загрязнения, поэтому рыба, живущая в озере близко от мест впадения рек, имеет более глубокие повреждения ДНК, чем у Артанишского полуострова. Чтобы оценить всю величину загрязнений, нужны дополнительные исследования с дополнительными биоиндикаторами, например, раками.

Научная станция Нор Амберд ЕрФИ... и вид, открывающийся с нее на Бюракан и Ереван.

(Продолжение следует.)

Ольга ТАРАНТИНА, фото автора,
Нор Амберд-Дубна