“Níor cheart go mbeadh an modh eagarthóireachta géanóim i gcoinne modhanna traidisiúnta roghnúcháin. “Is uirlis nua í seo,” a leagann ceann na saotharlainne um fhriotaíocht struis plandaí béim ar Institiúid Taighde Uile-Rúise na Biteicneolaíochta Talmhaíochta (VNIISB) Vasily Taranov. – Uair amháin eile, rinne máinlianna oibríochtaí le scian, agus tháinig siad ar an láthair scalpels, ansin léasair. Bhí roghanna go hiomlán difriúil ar fáil don mháinliacht. Mar sin cuireann innealtóireacht ghéiniteach uirlis ar fáil lenar féidir leat rud éigin a thógáil agus a fheabhsú, ach ní chuireann sé ar ceal nó in ionad gach rud a úsáideadh roimhe seo.”
Feidhmíonn an Institiúid Taighde Uile-Rúise um Biteicneolaíocht Talmhaíochta (VNIISB) saotharlann le haghaidh frithsheasmhacht in aghaidh strus plandaí, a dhéantar a chuid oibre i dhá phríomhthreo: cuardach a dhéanamh ar ghéinte a chinneann friotaíocht plandaí i gcoinne strus aibitheach agus bitheach, agus eagarthóireacht a dhéanamh ar an genome. de phlandaí saothraithe chun cur lena bhfriotaíocht struis. Áirítear prátaí agus glasraí talún oscailte i réimse taighde na n-eolaithe.
Labhraímid le ceann na saotharlainne Vasily Taranov agus an taighdeoir sinsearach Marina Lebedeva faoi na gnéithe agus na buntáistí a bhaineann leis na teicneolaíochtaí is déanaí, cad iad na torthaí is féidir leo a bhaint amach agus cad iad na fadhbanna a bhaineann le táirgeoirí talmhaíochta na Rúise a úsáideann eolaithe saotharlainne iad a réiteach.
– Tá go leor cainte inniu faoin ngá atá ann an próiseas roghnúcháin a bhrostú. Creidtear go gceadaíonn an modh eagarthóireachta genome é seo a dhéanamh. Tá sé seo fíor?
V.T.: Bheadh sé níos ceart a rá nach gcuidíonn modhanna biteicneolaíochta an oiread sin chun an roghnúchán a bhrostú agus a leathnaítear cumais na n-eolaithe. Tá an próiseas oibre ar éagsúlacht fós sách fada, ós rud é go bhfuil muid ag caint faoi phlandaí a bhfuil saolré áirithe acu.
Ach éiríonn le speisialtóirí torthaí a fháil a bheadh an-deacair (mura bhfuil sé dodhéanta) a bhaint amach ag baint úsáide as modhanna póraithe traidisiúnta.
Le cabhair ón eagarthóireacht ghéanómach, is féidir linn sóchán a thabhairt isteach d’aon ghnó a théann i bhfeidhm go díreach ar shaintréith ar leith d’éagsúlacht, agus an chuid eile den choimpléasc de thréithe atá luachmhar ó thaobh na heacnamaíochta á choinneáil gan athrú.
M.L.: Samhlaigh go dteastaíonn uainn géine friotaíochta ó phráta fiáin a thabhairt isteach inár n-éagsúlacht shaothraithe ag baint úsáide as modhanna póraithe traidisiúnta. Chun seo a dhéanamh, déanann an póraitheoir sraith de chrosanna den "savage" le línte cultúrtha áirithe. Is í an fhadhb atá ann ná go n-aistrítear gach géinte “fiáin” eile chuig an éagsúlacht, mar is minic a bhíonn sé thar a bheith neamh-inmhianaithe. Ligeann innealtóireacht ghéiniteach duit géine amháin atá uait a ghlacadh/a athrú.
– Tá dearcadh ann, in ainneoin go bhfuil an modh eagarthóireachta genome ar eolas le thart ar 10 mbliana, nach bhfuil torthaí tráchtála suntasacha bainte amach aige go fóill.
V.T.: Níl sé seo fíor go hiomlán. Úsáideann cuideachtaí pórúcháin tosaigh an domhain eagarthóireacht genome agus ní cheiltíonn siad é. Ach níl a fhios againn cad go díreach a dhéanann siad agus cad iad na torthaí a fhaigheann siad.
Ní fhógraítear éachtaí toisc go bhfuil sé níos costasaí gléasra a phróiseáiltear trí úsáid a bhaint as modhanna innealtóireachta géiniteacha a thabhairt chun an mhargaidh ná an gléasra a fuarthas go traidisiúnta. Agus uaireanta tá sé seo dodhéanta go simplí a dhéanamh.
Ag an am céanna, tá sé an-deacair a chruthú gur úsáideadh eagarthóireacht genome chun éagsúlacht ar leith a chruthú ag baint úsáide as modhanna atá ann cheana féin.
Le linn na tástála, lorgóidh speisialtóirí seicheamh marcóra i genome an orgánaigh; má tá sé i láthair, aithneofar an planda mar ghléasra géinmhodhnaithe. Ach leis an eagarthóireacht genomic, ní thugtar aon rud isteach sa genome, mar sin ní féidir aon rud a fháil.
Is minic go mbíonn tionchar ag athruithe ní hamháin ar ghéin amháin, ach ar áit shonrach sa ghéin, go litriúil nucleotide amháin, litir amháin. Agus fanann na billiúin litreacha atá fágtha mar a bhí siad. Chun a chinneadh go bhfuil planda curtha in eagar, ní mór duit a genome iomlán a léamh i ndáiríre, le clúdach deich n-uaire níos airde ná an caighdeán chun earráid a dhíchur. Ní dhéanfaidh aon duine anailís toirtiúil agus an-daor, agus is féidir leis an póraitheoir a rá i gcónaí go bhfuair sé an planda ag baint úsáide as mutagenesis nó roghnú traidisiúnta.
– M.L.: Is scéal measartha nua é eagarthóireacht ghéanóim go ginearálta, agus go háirithe an taithí ar úsáid na dteicneolaíochtaí seo ar phlandaí.
Go háirithe toisc go n-athróidh gné ní mór duit fios a bheith agat cad go díreach agus conas é a chur in eagar. Déantar tréithe plandaí a chinneadh de réir géinte, sraith ghéinte go minic, óna gcaithfear spriocanna oiriúnacha le haghaidh eagarthóireachta a roghnú. Ach tá gá le staidéir chasta agus fhada go minic chun feidhmeanna agus rialáil ghéinte ar leith a chuireann le tréithe spéise a shoiléiriú. Nuair a dhéantar comparáid le hainmhithe agus le daoine, is féidir linn a rá nach bhfuil a fhios againn go leor de na meicníochtaí móilíneacha a bhaineann le tréithe plandaí (mar shampla, friotaíocht, táirgiúlacht, etc.) go han-mhaith. Ag an am céanna, tá genomes plandaí níos mó agus níos casta, rud nach simplíonn an tasc ar chor ar bith. Mar sin féin, tá go leor ar eolas cheana féin trí thaighde bunúsach i mbitheolaíocht plandaí, agus dá mhéad a thuigimid é seo, is amhlaidh is mó a mhéadaíonn ár bhféidearthachtaí maidir le modhnú.
Ina theannta sin, táimid ag caint faoi mhodh a fhágann gur féidir tréithe áirithe a cheartú, ach gan cineálacha nua a thabhairt isteach ar an margadh, obair ar a bhfuil, in ainneoin roinnt luasghéaraithe, fós blianta.
– An ndéanann biteicneolaithe eagarthóireacht géine? Conas a chinneann siad treo iarbhír na hoibre (an cuspóir don eagarthóireacht)?
V.T.: Caithfidh an biteicneolaí oibriú i gcomhar le póraitheoir rathúil an bhairr roghnaithe agus, go hidéalach, baint a bheith aige le táirgeoirí speisialta eile. Leagann an póraitheoir, in éineacht leis na feirmeoirí, an tasc, cabhraíonn an póraitheoir le géinitíopaí oiriúnacha a roghnú. Déanaimid, ar a seal, dul i gcomhairle le bithcheimiceoirí agus géineolaithe, is dóigh linn cad is féidir linn a thairiscint ar an mbonn seo (ní dhéantar staidéar leordhóthanach ar na tréithe riachtanacha i gcónaí ó thaobh na bitheolaíochta de). Breathnaímid ar an méid is féidir linn a dhéanamh i ndáiríre, déanaimid ár gcéim oibre, cuir an líne mar thoradh air ar ais chuig an póraitheoir, agus tugann an póraitheoir an toradh chuig an éagsúlacht.
- An teicneolaíocht chostasach í eagarthóireacht genome?
V.T.: Braitheann an costas a bhaineann le planda a fháil ar an mbarr agus cibé an bhfuil an planda mar thoradh air in eagar nó trasgenic.
Má labhairt linn faoi threalamh, ansin do chuideachta atá ag gabháil cheana féin chun ábhar saor ó víreas agus microclónáil a fháil, cosnóidh ceannach trealaimh agus imoibrithe le haghaidh eagarthóireacht genome méid réasúnta beag. B’fhéidir nach é an bac ar thosú obair den sórt sin an méid ollmhór infheistíochta, ach an easpa pearsanra cáilithe. Is beag duine atá in ann tasc speisialaithe den sórt sin a ghlacadh agus a dhéanamh.
Agus ag teacht ar ais ar chostais: tá dul chun cinn teicneolaíochta sa réimse seo an-tapa. Tá na modhanna eagarthóireachta géanóim, abair, in 2012, nuair a thángthas ar CRISPR/Cas9 (teicneolaíocht chun eagarthóireacht a dhéanamh ar ghéanóim na n-orgánach níos airde, bunaithe ar chóras imdhíonachta na mbaictéar), agus an méid atá againn anois an-difriúil. Méadaíonn éifeachtúlacht oibriúcháin bliain i ndiaidh bliana, agus laghdaítear costais.
M.L.: Is féidir é seo a chur i gcomparáid leis an tionscadal seicheamhaithe genome daonna. Chuir cuibhreannas idirnáisiúnta an chéad ghéanóm daonna in ord ar feadh 10 mbliana ar feadh 2.7 billiún dollar go simplí toisc go raibh teicneolaíochtaí den sórt sin ar fáil sna 90í. Faoi láthair, cosnaíonn seicheamhú genome daonna iomlán níos lú ná $1000 agus tógann sé cúpla lá.
– Lig dúinn dul ar aghaidh go dtí labhairt faoi do shaotharlann, an bhfuil sé dírithe ar eolaíocht bhunúsach nó taighde feidhmeach?
V.T.: Déanaimid iarracht an dá rud a dhéanamh. Ar dtús, tugadh tosaíocht do rudaí bunúsacha, ach anois táimid ag iarraidh ár bhforbairtí a chur i bhfeidhm ar an gcleachtas.
I láthair na huaire, mar shampla, táimid ag déanamh staidéir ar na meicníochtaí a bhaineann le friotaíocht prátaí le víreas Y. Is obair bhunúsach go leor é seo, ach má éiríonn leis, beidh an toradh an-suimiúil maidir le roghnú cineálacha frithsheasmhacha.
M.L.: Tá dlúthnasc idir eolaíocht bhunúsach agus eolaíocht fheidhmeach; ní féidir le duine a bheith ann gan an ceann eile. Mura bhfuil a fhios againn conas a idirghníomhaíonn an víreas leis an bplanda, lena bhfuil próitéiní sonracha, ní bheidh muid in ann iad a athrú chun an planda a dhéanamh frithsheasmhach.
Táimid tar éis taighde a dhéanamh ar víreas Y ó 2018 agus táimid ag druidim anois leis an bhfíric go bhfaighfimid foirmle le haghaidh frithsheasmhachta sa chéad chúpla bliain eile, agus sa todhchaí an toradh praiticiúil is gá: ní dhéanfaidh an gléasra prátaí próitéiní víreasacha a shintéisiú, is é sin. beidh sé frithsheasmhach don víreas.
– An gcomhoibríonn tú le cuideachtaí pórúcháin/póraitheoirí na Rúise?
V.T.: Maidir le prátaí, oibrímid le pórthóir óg Maria Polyakova, déanaimid cumarsáid ghníomhach le saineolaithe ón Aontas Prátaí, agus coinnímid teagmhálacha leis an Ionad Taighde Chónaidhme Prátaí a ainmníodh ina dhiaidh. A.G. Lorja. Maidir le cabáiste, idirghníomhaíonn muid le póraitheoirí agus saothróirí síolta de chuid Acadamh Talmhaíochta Ollscoil Stáit na Rúise-Moscó ainmnithe ina dhiaidh. K.A. Timiryazev ag Grigory agus Socrates Monachos. Agus sa mhéid a dhéanaimid sa réimse seo, táimid faoi threoir iomlán acu.
- Agus arís faoi víris. Marina Valerievna, cuimsíonn do raon leasanna eolaíocha ní hamháin an víreas Y. In 2023, fuair tú deontas ó Fhondúireacht Eolaíochta na Rúise chun taighde a dhéanamh ar an tionscadal “Staidéar ar viróim na bprátaí saothraithe (Solanum tuberosum L.) ag baint úsáide as modhanna seicheamhaithe ard-tréchuir." Cén fáth a bhfuil an topaic seo suimiúil?
M.L.: Prátaí, níos mó ná go leor plandaí eile, ag fulaingt ó ghalair víreasacha, ós rud é go bhfuil siad iomadaíodh fásúil. Carnann víris i dtiúbair agus cuirtear ar aghaidh iad chuig na glúine atá le teacht, agus mar sin tá an t-ualach víreasach ag fás i gcónaí. Nuair a deir siad go bhfuil prátaí ag meathlú, is é seo go díreach atáimid ag caint.
Ní córais támha iad víris; idirghníomhaíonn siad go gníomhach leis an ngléasra óstaigh agus lena chéile. Tá cásanna ann nach féidir le planda atá tinn cheana féin le víreas sonrach amháin a bheith ionfhabhtaithe le planda eile. Agus tá víris ann nach féidir le planda a ionfhabhtú ina n-aonar; ní ghníomhaíonn siad ach i gcomhar le víris eile. Díreach le déanaí, foilsíodh saothar a rinne cur síos ar fhoirmeacha víreas a chabhraíonn le plandaí teacht slán as an triomach. A leithéid d’aistriú gan choinne ón seadánachas go dtí an frithpháirteachas.
Níl aon cheimiceáin éifeachtacha ann chun galair víreasacha a chomhrac ar phrátaí. Chun a shláinte a fheabhsú, forbraíodh modhanna casta go leor agus, is tábhachtaí, costasach: trí chultúr in vitro, faigh microtubers. Ach ní mhaireann an toradh ach ar feadh cúpla glúnta. Chun réitigh eile a fháil, ní mór duit staidéar níos mine a dhéanamh ar shaintréithe víris, agus mar sin tá an staidéar an-, an-ábhartha.
- GOST 33996-2016 “Prátaí síl. Coinníollacha teicniúla agus modhanna chun cáilíocht a chinneadh" tá cúig víreas liostaithe (PVK - víreas prátaí X; víreas prátaí SBK - S; víreas prátaí MVK - M; víreas prátaí YBK - Y; VSLK - víreas curl duille prátaí) agus viroid amháin (PSTV – viroid tiúbair fearsaid phrátaí). An ndíreoidh tú orthu?
M.L.: Tá sé mar aidhm ag mo thionscadal modhanna ard-tréchuir a úsáid chun staidéar a dhéanamh ar na viróim (bailiúcháin víreas) atá i láthair ar phrátaí sa Rúis. Tá sé seo suimiúil ó thaobh cad iad na coimpléisc de víris éagsúla atá le fáil ar phlanda amháin, agus ó thaobh leitheadúlacht na víris seo.
San iomlán, tá níos mó ná 50 víreas a fhaightear ar phrátaí ar eolas ar fud an domhain. Tá na cinn atá liostaithe i GOST i measc na ndaoine is contúirtí, agus ina theannta sin, tá comharthaí seachtracha soiléire acu. Mar sin, tá neacróis mósáic ina léiriú coitianta ar ionfhabhtú víreas Y, agus is féidir láithreacht víreas curl duille a chinneadh trí dhífhoirmiú tréithiúil na lanna duille.
Ach tá go leor víris ann nach léiríonn iad féin go feinitíopach, cé gur féidir tionchar a bheith acu ar an mbarr freisin. Is annamh a aimsítear iad, ach amháin toisc nach lorgaítear iad.
Mar shampla, is féidir liom obair chomhghleacaithe ón Institiúid Taighde Uile-Rúise um Chosaint Plandaí (VIZR) a lua. I 2019, d'fhoilsigh siad alt faoi fhionnachtain víreas prátaí P sa Rúis. Roimhe sin creideadh go ndearnadh é a dháileadh go heisiach i Meiriceá Theas.
Is í an cheist cad a gheobhaidh muid amach mura mbreathnaímid “faoi sholas na sráide” san áit a bhfuil sé solas, ach sa chás nár fhéachamar fós.
– Cá ndéanfaidh tú do thaighde?
M.L.: De réir théarmaí an deontais, tógfaidh an tionscadal dhá bhliain. Anuraidh, chomhoibrighomar le feirm prátaí i réigiún Tula, bhailigh ábhar, d'oibrigh muid le cineálacha agus macasamhla éagsúla. I mbliana rachaimid chuig réigiúin eile agus féachfaimid cad iad na víris a fhaightear ann.
Déanfar torthaí an staidéir a achoimriú i 2025, agus inseoidh muid cinnte do shaothróirí prátaí na Rúise mar gheall orthu.