Исследования ученых ТГУ позволят прогнозировать приход новых эпидемий — Naked Science
11 минут
ТГУ

Исследования ученых ТГУ позволят прогнозировать приход новых эпидемий

4.5

Ученые Биологического института ТГУ исследуют механизм хромосомной изменчивости малярийных комаров – кровососущих насекомых, передающих людям опасные инфекции.

Исследования ученых ТГУ позволят прогнозировать приход новых эпидемий / ©Getty images

В рамках проекта, поддержанного РНФ, биологи проведут полное секвенирование геномов двух видов – Anopheles messeae и Anopheles beklemishevi, широко распространенных в России. Это даст максимум информации об адаптивных возможностях комаров, например, их способности переносить холод или засуху, передавать те или иные заболевания и так далее. При возникновении опасности эпидемии инфекции, распространяемой малярийными комарами, генетическая информация поможет быстро реагировать, создавая инсектициды прицельно действующее на этот вид.

«Малярийные комары — одни из самых опасных животных в мире. Они способны переносить множество опасных инфекций, включая малярию, лихорадку Западного Нила, лихорадку Маяро, лимфатический филяриоз, дирофиляриоз и другие заболевания, – говорит руководитель проекта, профессор Биологического института ТГУ и Политехнического университета Вирджинии Игорь Шарахов.

– В нашей стране малярия давно искоренена, но малярийные комары никуда не исчезли. Более того, вследствие изменения климата они активно расширяют свой ареал, продвигаясь на север и восток. С учетом того, что люди сейчас активно перемещаются по планете, посещают экзотические страны, риск завоза опасных инфекций и развития новых эпидемий значительно возрастает. Чтобы этого не допустить, нам необходимо знать генетический состав малярийных комаров, которые живут рядом с нами».

В рамках нового проекта биологи будут исследовать два вида малярийных комаров, широко распространенных в РФ и Томской области – Anopheles messeae и Anopheles beklemishevi. Их геномы ученые сравнят с геномом родственного комара Anopheles freeborni, обитающего в США. Поскольку распространение малярийных комаров в Евразию шло из Северной Америки, сравнение сибирских комаров с более предковым видом позволит выявить произошедшие хромосомные изменения.

Малярийные комары / ©Пресс-служба ТГУ

«Это важно, поскольку хромосомные мутации могут обеспечивать носителю новые свойства, – объясняет Игорь Шарахов. – Известен пример из Африки, где при исследовании Anopheles gambiae было установлено, что одна довольно распространенная инверсия (вид мутации, при котором участок хромосомы разворачивается на 180 градусов), оказалась напрямую связана сo способностью комаров выживать в условиях засухи. Это позволяет виду значительно расширить ареал, выйти за пределы тропических лесов и освоить саванну».

По словам ученого БИ ТГУ, многие адаптивные особенности организмов закодированы в иx геномax. Прочитав полностью геном малярийных комаров, биологи смогут в полной мере оценить потенциал изучаемых видов, в том числе их способность адаптации к неблагоприятным факторам (засухе, холоду, жаре и так далее). Применительно к сибирским комарам, появится возможность на генетическом уровне изучать способность самок впадать в диапаузу и переживать суровые зимы.

Руководитель проекта Игорь Шарахов / ©Пресс-служба ТГУ

Расшифровка генома расскажет и о «пищевых» предпочтениях комаров (то есть чью кровь будет пить насекомое – птиц, людей, теплокровных животных или окажется всеядным). Это позволит определить круг источников инфекции, от которых комар может заразиться, и потенциальных жертв, которым он передаст возбудителя инфекции. Наряду с этим исследователи смогут проанализировать гены, отвечающие за передачу заболеваний и сделать выводы относительно того, какие инфекции может переносить каждый конкретный вид.

Одной из задач, решаемых в рамках проекта, станет построение карт геномов трех видов комаров. Наряду с этим исследователи намерены выяснить механизмы хромосомных изменений, и узнать каково их разнообразие внутри вида. Методом геномного анализа будет проверяться гипотеза, согласно которой причиной хромосомных мутаций может быть «мусорная» ДНК или так называемыe «прыгающиe» элементы. Их особенность — способность перемещаться из одного участка хромосомы другой, приводить к ее разрыву и перестройке.

По данным ВОЗ в 2019 году количество случаев заболевания малярией в мире составило 229 миллиона, болезнь унесла жизни примерно 409 000 человек. В России в 2019 году отмечено более 100 завозных случаев малярии из таких стран, как Индия, Афганистан, Индонезия, Ирак, острова Новая Гвинея, Венесуэла и Гайана.

«Фундаментальная задача нашего проекта – изучение влияния инверсии на работу генов, – говорит Игорь Шарахов. – Будут измерены профили генной экспрессии у комаров с инверсией и без нее. В процессе экспрессии наследственная информация преобразуется в РНК и затем в белок, поэтому уровень РНК важен с точки зрения функциональных возможностей организма».

В ходе реализации проекта будут использованы новейшие технологии и инструменты, позволяющие извлечь большой объем новых данных, например, метод длинных прочтений последовательностей ДНК. Для картирования последовательностей ДНК на хромосомах будет применена флуоресцентная гибридизация in situ (FISH) – метод молекулярной цитогенетики, при помощи которого идентифицируется конкретная хромосома или часть хромосомы где находится ген. С помощью этих подходов определяются изменения в хромосомах, которые невозможно выявить обычными цитогенетическими методами.

Данные, которые ученые получат по итогам исследований, будут иметь не только большую фундаментальную, но и практическую значимость. Во-первых, понимание адаптивных возможностей вида позволяет прогнозировать его ареал при тех или иных экологических параметрах.

Это в свою очередь поможет просчитывать риски распространения заболеваний, передаваемых малярийными комарами. Во-вторых, в случае возникновения угрозы пандемии, обусловленной участием в ней малярийных комаров, наличие геномных данных дает возможность определить мишени для прицельного сокращения популяции либо ее уничтожения с предварительным расчетом экологических рисков.  

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Национальный исследовательский Томский государственный университет (ТГУ) — первый российский университет на территории Русской Азии (фактически первый российский университет восточнее берегов Волги), один из 29 национальных исследовательских университетов.
Позавчера, 14:46
5 минут
Илья Ведмеденко

Снимки демонстрируют интерьер новой российской атомной многоцелевой субмарины — К-561 «Казань», принадлежащей к проекту 885М «Ясень-М».

1 час назад
9 минут
Мария Азарова

Китайские ученые воспроизвели модель мужской беременности млекопитающих на лабораторных крысах: результаты оказались успешными лишь отчасти, но все равно показали, что в таких случаях эмбрионы могут развиваться нормально. Мировое сообщество восприняло эксперимент с ужасом.

Позавчера, 11:25
55 минут
Александр Березин

Два миллиона лет назад планета вошла в состояние крайне необычной неустойчивости. Раз за разом она стирала экосистемы Африки с лица земли, отчего наши предки снова и снова оказывались в сложном положении. Семьдесят тысяч лет назад их число сократилось в десять раз — ударил другой, совершенно неожиданный фактор. Пару сотен тысяч лет назад не только человечество, но вообще все наземные виды могли погибнуть от еще более разрушительной силы. 12,9 тысячи лет назад множество людей умерли и миллионы квадратных километров полностью выгорели из-за взрывов в атмосфере и огненного дождя. Как именно наш вид пережил все это?

Позавчера, 14:46
5 минут
Илья Ведмеденко

Снимки демонстрируют интерьер новой российской атомной многоцелевой субмарины — К-561 «Казань», принадлежащей к проекту 885М «Ясень-М».

Позавчера, 11:25
55 минут
Александр Березин

Два миллиона лет назад планета вошла в состояние крайне необычной неустойчивости. Раз за разом она стирала экосистемы Африки с лица земли, отчего наши предки снова и снова оказывались в сложном положении. Семьдесят тысяч лет назад их число сократилось в десять раз — ударил другой, совершенно неожиданный фактор. Пару сотен тысяч лет назад не только человечество, но вообще все наземные виды могли погибнуть от еще более разрушительной силы. 12,9 тысячи лет назад множество людей умерли и миллионы квадратных километров полностью выгорели из-за взрывов в атмосфере и огненного дождя. Как именно наш вид пережил все это?

18 июня
9 минут
Мария Азарова

Шотландские исследователи провели когортный анализ: они сравнили риск госпитализации при заражении индийским и британским штаммами коронавируса, а также определили, кого вариант из Индии поражает чаще всего.

24 мая
23 минуты
Ольга Иванова

«Сексуальную революцию совершили задние сиденья автомобилей», – заявил в свое время американский общественный деятель Джерри Рубин. И ошибся. Раскрепощение нравов происходило задолго до появления машин, причем много раз. Оно напоминает движение маятника. Как и почему вершились «секшал революшнс» и стоим ли мы на пороге нового витка сексуальности или же нас ждет ужесточение морали? Об этом – в нашем материале.

9 июня
4 минуты
Ольга Иванова

Международная команда исследователей изучила геологию и условия существования самого большого моря в истории планеты — Паратетиса.

27 мая
51 минута
Александр Березин

Хотя в прессе много пишут об исключительно редких «побочках» от вакцин, практика показывает, что бояться надо совсем другого. Самым страшным врагом привитого остается... коронавирус. Даже после вакцин Pfizer или Moderna от него иногда умирают — и подобных случаев уже сотни. Разумеется, среди непривитых таких на порядки больше, но погибшим и членам их семей от этого не легче. Еще хуже то, что две из трех российских вакцин, похоже, защищают от ковида намного слабее Pfizer и Moderna. Это довольно странно с учетом того, что третий российский препарат в этом плане не уступает западным аналогам. Почему российские власти финансируют миллионные тиражи слабой вакцины, имея в распоряжении вполне полноценную?

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: