На нашей планете обитает немало организмов-экстремофилов (те, кто способен жить и размножаться в экстремальных условиях окружающей среды). По большей части это различные бактерии и микробы, но встречаются и более крупные существа. Им не страшны обезвоживание, сверхвысокие или сверхнизкие температуры, тяжелые травмы и т.п. Изучение генетических механизмов этой необычной устойчивости к внешним воздействиям интересны не только с точки зрения фундаментальной биологии, но и по вполне прикладным причинам, для развития биотехнологий, селекции и медицины. Этой теме был посвящен доклад, прочитанный во время пленарного заседания 14-ой Международной мультиконференции «Биоинформатика регуляции и структуры геномов / системная биология» (BGRS/SB2024) профессором университета Джунтендо (Токио, Япония) Олегом Гусевым.
По его словам, эта работа укладывается в концепцию природоподобных технологий. Сама концепция довольно давняя, ее продвигал еще Вернадский. Но за прошедшие десятилетия она заметно расширилась. Суть природоподобных технологий заключается в создании материалов и устройств таким образом, чтобы их механизм работы был подобен процессам в природе. К ним относятся многие современные направления НТР - нанотехнологии, искусственный интеллект и, конечно же, биотехнологии. В последние годы резкое удешевление секвенирования генома и связанное с этим взрывное накопление «больших генетических данных» открыли новый уровень в изучении тех самых природных процессов с целью создания на их основе новых технологий и продуктов.
Хоть Гусев и выступал на конференции как профессор японского университета, сам он считает себя, прежде всего, российским ученым, сотрудником Казанского университета, и вся его исследовательская работа выполняется исключительно в формате сотрудничества ученых России и Японии.
«Институт цитологии и генетики является одним из наших ключевых партнеров в этом проекте, здесь идет работа по созданию линий лабораторных животных, несущих гены от экстремофилов, которые мы изучаем в рамках проекта», - подчеркнул он. К слову, сотрудничество началось задолго до этого: Гусев со своими японскими коллегами по университету Джунтендо, оказывал помощь в создании SPF-вивария на базе ИЦиГ СО РАН. А нынешняя конференция стала еще и площадкой для обсуждения планов дальнейшего сотрудничества, в частности, по созданию трансгенных линий свиней (т.н. мини-пигов).
Выбор экстремофилов в качестве основного объекта исследования – не случаен. Животные, которые отличаются необычными свойствами очень привлекательны, как для фундаментальной науки, так и с точки зрения создания новых технологий. Например, в области медицины.
«Возьмем акомисов, или, как их еще называют, иглистых мышей. У них кровотечение из раны останавливается в пять раз быстрее, чем у других грызунов, причем, без образования тромбов. А еще они могут выжить, потеряв до 80 % кожи, и после восстановить ее без рубцов», - рассказал он.
Сейчас ученые стараются понять генетический механизм, обеспечивающий столь потрясающие способности к регенерации. Конечно, не для того, чтобы потом пытаться внедрить эти гены человеку. Все гораздо проще, гены кодируют белки, которые запускают или блокируют нужные для регенерации процессы. А понимание биохимической природы этого процесса, открывает перспективы для синтеза новых лекарств или других средств, которые будут воспроизводить аналогичные регенеративные процессы в организме пациента. Даже если они будут уступать своим природным аналогам в эффективности, это все равно будет большой шаг вперед в области кровоостанавливающих и ранозаживляющих препаратов.
Акомисы умеют не только останавливать кровь и наращивать новую кожу, они способны заново отрастить потерянную конечность. Понятно, что в человеческом геноме такая замечательная возможность тоже не заложена, но понимание того, как фибробласты (клетки кожи) перепрограммируются в хондроциты (клетки хрящей) – это также прямой выход на качественно новые медицинские технологии регенерации тканей.
И это только один из примеров животных-экстремофилов, а их в поле зрения ученых гораздо больше. Причем, не все из них являются экзотическими. Необычными, но интересными свойствами могут обладать и вполне привычные для нас существа. Например, личинка комара – мотыль – может длительное время выживать без воды. А курица откладывает яйца, которые развиваются при температуре 37 градусов и останавливают развитие в случае ее снижения. «Это свойство столетиями используется в птицеводстве, но до сих пор досконально не известно, как температурным режимом можно останавливать развитие эмбриона, не убивая его», - добавил Гусев.
Сергей Исаев
- Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии