Почему Матвей Киселёв изучает ДНК батата?

- Моя работа называется «Уточнение структуры клеточной Т-ДНК батата». Батат – сельскохозяйственная культура тропических стран (хотя в советское время были попытки выращивания ее в Сухуми). Мы изучаем агробактериальную вставку в его геноме. Когда-то бактерия генетически модифицировала это растение, перенеся в него часть своей ДНК. Мы изучаем этот кусочек ДНК, перенесенной из бактерии. Одна из первостепенных задач – выяснить, почему закрепилась эта вставка в популяции. Предполагается, что это влияет на приспособленность растений к условиям окружающей среды. Либо повышается устойчивость к засухе, либо она сама себя реплицирует – увеличивает свою копийность и таким образом распространяется.

- Эта генетическая модификация – плюс или минус?

- Это не минус, и не плюс. В биологии вообще мало плюсов и минусов. Скорее, «мешает» или «не мешает». Раз оно закрепилось, значит, не мешает. А, вероятно, дает что-то положительное.

- Батату?

- Батату все равно. Агропрому, в принципе, тоже. Но если мы изучим, как эта вставка за три тысячи лет закрепилась в популяции растений, мы сможем прогнозировать, как закрепятся искусственно модифицированные растения в природной популяции. То, чего так все боятся – ГМО. На самом деле, ничего ненатурального в ГМО нет. Другое дело, что, если искусственно генетически модифицированные организмы попадут в природные популяции, это может отрицательно сказаться на их генетическом разнообразии.

Если генетическая модификация несет вред, то она просто-напросто себя изживает.

- Почему именно батат? Прямо скажем, не самая популярная у нас агрокультура…

- Потому что батат – это одно из трех растений, для которого доказана природная трансгенность. Есть еще табак и льнянка, но батат не изучен. Над изучением льнянки в этой области работает мой руководитель и его команда. Над изучением табака трудились многие исследователи – японские, американские и европейские – в течение двадцати лет. А трансгенность батата была открыта в 2015 году, и развития эта область не получала.

- Как ты его изучал?

- Для начала мы нашли генетическую вставку батата в американской базе данных NCBI, в которой выложены все изученные генетические последовательности всех организмов. Затем мы отобрали образцы растений – клубни, и с помощью ПЦР – полимеразной цепной реакции – изучили, есть ли такая вставка в геноме конкретно этих клубней. Мы синтезировали специальные последовательности, чтобы началась реакция.

- Где это все происходило?

- Я работаю в лаборатории на базе компании «Бигль» в Стрельне. Компания занимается коммерческим синтезом и продажей синтетических олигонуклеотидных последовательностей. Она синтезирует маленькие цепочки ДНК, РНК. В лабораторию меня пригласил преподаватель Политехнического университета, доцент Высшей школы биомедицинских систем и технологий Денис Игоревич Богомаз после конкурса «Большие вызовы».

- И каков результат твоей научно-исследовательской работы – что удалось выяснить?

- Вот эту генетическую последовательность секвенировали американские исследователи – и выложили ее в базу NCBI. Мы выяснили, что секвенирована она была правильно. Однако, скорее всего, была неправильно выполнена ее биоинформатическая сборка. При секвенировании по методу Сэнгера последовательность разбивается на так называемые риды – короткие участки прочтения. Эти участки прочтения секвенируются – то есть, выясняется их последовательность. И эти маленькие последовательности нужно, как паззл, собрать между собой. Это насущная задача всех биоинформатиков – создавать методы этой сборки. При этом велика вероятность того, что последовательность будет собрана неправильно – кусочки будут поменяны местами по сравнению с оригиналом. С тем, как это есть в природе.

- Что тогда делать?

- Секвенировать и собирать по новой… Нужно восстановить цепочку.

…Помимо победы на конкурсе им. Менделеева, Матвей Киселев снова занял первое место на региональном этапе школьной олимпиады по биологии. Теперь ближайшая цель – всероссийская биологическая олимпиада.

Екатерина Дзюба