На днях, в рамках проекта «European Researchers’ Night in Armenia» (ERNA), финансируемого за счет программы Marie Skłodowska-Curie Actions (Horizon Europe) НАН РА организовала в кафе «The Academy people» научно-популярное мероприятие для молодежи «Генетика в Армении: сегодня и завтра» с участием ведущих ученых, применяющих генетические методы в разных областях исследований. Модератор встречи – советник президента НАН РА по естественным и точным наукам, зав. лабораторией общей и молекулярной генетики Института биологии ЕГУ Рубен Арутюнян представил развивающиеся в Армении направления генетической науки и перспективы, связанные с этими исследованиями.
КАК ОТМЕТИЛ ПРОФЕССОР РУБЕН АРУТЮНЯН, В АРМЕНИИ СФОРМИРОВАЛИСЬ СИЛЬНЫЕ НАУЧНЫЕ ШКОЛЫ В ОБЛАСТЯХ генетики, молекулярной биологии и биотехнологии. Отечественные ученые осваивают технологии, применяемые в мировой медицине — от химических антител и биосенсоров до генного редактирования CRISPR. Сформирована крепкая научная база по ряду направлений современной генетики, появились очень интересные разработки, выполненные на хорошем научном уровне.
Одним из перспективных направлений исследований Р. Арутюнян назвал исследование аптамеров — химических антител. В отличие от традиционных антител, вырабатываемых живыми организмами, аптамеры — искусственно синтезированные фрагменты ДНК или РНК, также способные эффективно связываться с антигенами и блокировать их. По словам ученого, армянские специалисты изучают применение таких молекул и для диагностики африканской чумы свиней. Эта работа проводится в Институте молекулярной биологии НАН РА совместно с ЕГУ, ОИЯИ в Дубне и химическим факультетом МГУ. Аптамеры могут найти применение в биосенсорах — устройствах, способных распознавать биологические объекты и превращать результат анализа в цифровой сигнал.
Другое важное направление— использование генетические методов для оценки загрязнения окружающей среды. Анализируются повреждения ДНК рыб, речных раков, растений, ящериц, дождевых червей и виноградных улиток в связи с содержанием загрязнителей, в частности, тяжелых металлов, позволяет объективно оценить изменения в экосистемах и выявить экологические угрозы.
По мнению Р. Арутюняна, значительных успехов отечественные ученые достигли и в области биотехнологии, где Армения заняла ведущие позиции в регионе. Создаются новые микробиологические штаммы, синтезирующие различные белки, используемые в медицине, фармацевтике, сельском хозяйстве и пищевой промышленности. – В области молекулярной генетики и генетики человека мы также занимаем ключевые позиции на Южном Кавказе, — сказал Р. Арутюнян.
Армянские исследователи активно сотрудничают с зарубежными научными центрами. Совместно с немецкими коллегами ведутся исследования теломер — участков ДНК, длина которых связана со старением организма. Во время пандемии COVID-19 ученые получили интересные результаты, свидетельствующие о том, что более тяжелое течение заболевания чаще наблюдалось у мужчин с укороченными теломерами, особенно при ожирении. Эти исследования продолжаются и сегодня.
Сотрудничество развивается и по другим направлениям. Прекрасно, что улучшение финансирования науки предоставило дополнительные возможности, которые максимально используются для решения актуальных проблем, —сказал профессор Арутюнян.
СТАРШИЙ НАУЧНЫЙ СОТРУДНИК ИНСТИТУТА МОЛЕКУЛЯРНОЙ БИОЛОГИИ, ДИРЕКТОР Института биомедицины и фармации РАУ Роксана Захарян рассказала о возможностях молекулярнаой биологии и биоинформатики. В период пандемии COVID-19 благодаря сотрудникам Института молекулярной биологии проводились исследования разных штаммов коронавируса, использовался метод секвенирования третьего поколения. Исследование проводилось совместно с Минздравом РА и Национальным центром по контролю и профилактике заболеваний. Ученые разработали метод, позволяющий выявлять генетические изменения, наблюдаемые при заболеваниях, используя ту же технологию — секвенирование третьего поколения.
Проводятся работы по изучению стволовых клеток, что имеет очень серьезные перспективы в области биомедицины, позволяет изучать причины заболеваний, а в будущем — применять методы редактирования генома, чтобы понять возможные последствия генетических изменений и то, с какими клиническими симптомами оно связано.
— Нашей группой получены стволовые клетки здоровых лиц и больных семейной средиземноморской лихорадкой, которые занесены в Европейский регистр. Планируется выявление молекулярных механизмов заболевания, — сказала Р. Захарян.
Выступление заведующего лабораторией эволюционной геномики Института молекулярной биологии НАН РА профессора Левона Епископосяна было посвящено роли генетических исследований в антропологии, эволюции человека и этногенетических процессы, включая формирование армянского этноса. Гуманитарные дисциплины – история, языкознание, археология, исследования в области мифологии и другие науки, занимающиеся происхождением армян, часто не в состоянии дать однозначных ответов на ряд актуальных вопросов, связанных с временем возникновения армянского этноса и его генетическим своеобразием.
Согласно принятому в исторической науке подходу, время возникновения этноса обычно определяют по его первому историческому упоминанию. Для армян это Бахистунская клинописная надпись, сделанная в 521 г. до нашей эры, где говорится о завоеваниях ахеменидского царя Дария I. Однако, если речь идет о стране Армении, значит уже существовал населявший ее армянский народ. Кроме того, в истории человечества существовал дописьменный период, длившийся 4-5 тысяч лет, в течение которых уже происходило формирование этносов. И если письменные источники позволяют заглянуть на несколько тысячелетий назад, то анализ ДНК дает возможность проследить происхождение этносов значительно глубже и ответить на вопросы, являющиеся предметом научных споров.
Современная генетика стала ключевым инструментом изучения древней истории народов, она позволяет понять, из каких компонентов формировался армянский генофонд, насколько он изменился за тысячелетия, какое влияние оказали на него многочисленные миграции и завоевания. По данным генетических исследований, современный армянский генофонд не является особенно разнообразным и включает два основных компонента — кавказский и ближневосточный. По мнению Л. Епископосяна, время появления народа определяется по совокупности факторов, в том числе и возникновения национального языка. Согласно данным исследований, армянский язык стал самостоятельным в семье индоевропейских языков примерно 5000 лет назад, значит был народ, который на этом языке говорил. Причем эта дата совпадает со временем формирования армянского генофонда, что является подсказкой для историков и археологов, которые могут найти следы изоляции специфической культуры.
ГЕНЕТИКА ДАЛА ОТВЕТ И НА ДРУГОЙ ИНТЕРЕСУЮЩИЙ МНОГИХ ВОПРОС – оставили ли генетический след многочисленные нашествия завоевателей на Армению? Исследования показали, что присутствие в армянском генофонде инородного генетического материала – всего 0,5%, то есть его практически нет. Ученых также интересует генетическая история групп армян, достаточно давно отделившихся от материнской популяции. Исследования армян Дона, проводившиеся совместно с английскими и российскими специалистами, показали, что, вынужденно оставив столицу Багратидов Ани, эта группа армян долго проживала в Крыму рядом с татарами и греками, но, несмотря на активные деловые отношения с этими народами, генетических контактов не было, а уже после переселения из Крыма на Дон такие контакты со славянами были, и это генетическое присутствие в этой группе составляет порядка 12%. В планах ученых также исследование амшенских армян и армян Ирана, в частности, из Новой Джульфы.
Интересным направлением исследований стало и изучение географии армянского генофонда. По словам Л. Епископосяна, группа ученых, в которую входили специалисты из Армении, Германии, Великобритании, Эстонии и России, построила карту генетического сходства населения региона. Исследований показали, что территория максимальной генетической близости практически совпадает с границами исторической Армении, то есть армянский генофонд наиболее широко представлен именно на территории исторической Армении, несмотря на многочисленные войны, миграции и изменения государственных границ.
Выступление заведующей лабораторией геномики растений Института молекулярной биологии Кристине Маргарян было посвящено вопросам изучения и сохранения уникального генофонда армянских сортов винограда. Армения становится одним из мировых центров по изучению происхождения винограда. Международный геномный проект с участием почти 100 ученых из 16 стран изменил представления об истории одомашнивания виноградной лозы и подтвердил особую роль Южного Кавказа, включая Армению, в этом процессе. Крупнейшее в мире геномное исследование винограда началось в 2018 году. Армянские ученые вошли в состав международного проекта, в котором участвовало 23 научных центра из 16 стран и около 100 специалистов разных направлений. Результаты проведенных исследований изменили научные представления о месте одомашнивание винограда и его эволюции. Ранее считалось, что виноград был окультурен исключительно на Ближнем Востоке, откуда и распространился по всему миру. Однако результаты масштабного исследования показали, что виноград начали культивировать одновременно в двух независимых центрах — на Ближнем Востоке и Южном Кавказе. Геномноый анализ показал, что одомашнивание винограда на Южном Кавказе началось примерно 11 тысяч лет назад. Тогда в геноме дикого винограда начали накапливаться изменения, благодаря которым появились сладкие культурные сорта.
АРМЯНСКИЕ УЧЕНЫЕ УЖЕ ОКОЛО 15 ЛЕТ ИЗУЧАЮТ ГЕНЕТИЧЕСКИЕ РЕСУРСЫ МЕСТНОГО ВИНОГРАДА, включая дикие формы. Исследования показали, что армянский виноград значительно отличается по структуре генома и уровню генетического разнообразия от сортов, распространенных в других странах, что, по-видимому, объясняется относительной изолированностью региона.
За годы работы группа К. Маргарян собрала сотни образцов местных сортов культурного и дикорастущего винограда и сейчас занимается сохранением уникального генофонда местных сортов. Благодаря государственным грантам ученые создали сразу два уникальных коллекционных сада, где хранятся свыше 400 сортов и генотипов винограда, многие из которых сохранились только благодаря работе ученых, поскольку в местах их естественного произрастания они исчезают.
Все образцы документируются по европейским стандартам, а результаты исследований обобщены в прекрасно иллюстрированном томе «Grapes of Armenia», подготовленном армянскими учеными совместно с зарубежными коллегами.
Кристине Маркарян подробно рассказала и о новых научных подходах к спасению виноградников от опаснейшего вредителя — филлоксеры, который уже проник в нашу страну. В XIX в. этот вредитель практически уничтожил европейские виноградники. Чтобы сохранить национальные сорта, армянские специалисты начали прививать их на американские подвои, устойчивые к филлоксере. Теперь исследуется вопрос — смогут ли после этой прививки знаменитые армянские сорта Арени и Воскеат сохранить основные генетические и хозяйственные качества. Важным направлением исследований стало изучение самого вредителя. Армянские специалисты впервые провели его молекулярное секвенирование, проанализировав около 600 геномов. Сравнив армянские образцы с популяциями из США и 12 европейских стран, ученые пришли к выводу, что армянская филлоксера относится к европейской группе, что дает основания полагать, что вредитель попал в Армению из Европы. По мнению К. Маргарян, это произошло в результате нарушения фитосанитарного контроля при ввозе посадочного материала. Выращивание корнесобственного винограда, в частности, на Араратской равнине, стало рискованным и виноградари вынуждены опрыскивать лозу пять-шесть раз за сезон, что наносит вред экологии и здоровью людей.
Лаборатория Кристине Маргарян, ориентируется на европейскую концепцию «Зеленого курса», предусматривающую сокращение использования пестицидов. Решение проблемы подсказали исследования дикого винограда, некоторые популяции которого обладают естественной устойчивостью к ряду опасных заболеваний. Используя методы молекулярной селекции, исследователи скрестили устойчивые дикие формы с сортами Арени и Воскеат. Уже получено около 5000 новых сеянцев, генетический анализ которых начнется осенью. Главная задача — перенести гены устойчивости в традиционные армянские сорта. Если эксперимент окажется успешным, количество обработок виноградников химическими препаратами значительно сократится.
Встреча, прошедшая в новом формате Science Cafe, показал, что актуальные вопросы академической и университетской науки привлекают большое внимание молодежи. Организаторы встречи планируют представить новые темы для встреч с учеными и живых дискуссий. А 25 и 26 сентября в Армении будет проведен масштабный фестиваль науки «European Researchers’ Night in Armenia», который объединит на площадке Академии наук ведущие научные институты, университеты Армении, стартапы и представителей частного сектора.
"Голос Армении"