Объявлены победители дополнительного конкурса Федеральной научно-технической программы развития генетических технологий на 2019–2027 годы

Казанский научный центр РАН, Томский государственный университет и Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова стали победителями дополнительного конкурсного отбора на предоставление грантов на реализацию отдельных мероприятий Федеральной научно-технической программы развития генетических технологий на 2019–2027 годы (III очередь. Исследовательские программы, подпункт «в»). Конкурс прошел по тематике «Поиск и изучение микроорганизмов и микробных сообществ почв, животных и растений». Протокол опубликован на сайте Минобрнауки России.

В рамках Федеральной научно-технической программы развития генетических технологий на 2019–2027 годы особое внимание уделяется исследовательским программам, направленным на обеспечение глобального лидерства и решение принципиально новых фундаментальных и крупных прикладных задач мирового уровня, а также на создание ведущих мировых исследовательских коллективов.

В этом году тематика «Поиск и изучение микроорганизмов и микробных сообществ почв, животных и растений» вызвала большой интерес, поэтому Минобрнауки России решило объявить о проведении дополнительного конкурсного отбора. На реализацию своего научного проекта каждый победитель III очереди получит по 320 млн. Проекты будут основаны на принципах гражданской науки (citizen science). К участию привлекут волонтеров из разных уголков России, они помогут ученым собрать образцы и пробы для исследований.

Определение микроорганизмов-агентов для биологической защиты растений

Казанский научный центр РАН в составе консорциума выиграл грант по проекту «Генетическая технология конструирования искусственных консорциумов микроорганизмов для создания биопрепаратов в растениеводстве».

Биологические средства защиты растений — это безопасная альтернатива химическим пестицидам. Применение таких препаратов позволяет получать экологически чистые пищевые продукты, при этом и само производство таких продуктов не несет угрозы для окружающей среды и здоровья работников аграрного сектора, так как не предполагает использования токсичных веществ. В тепличных хозяйствах биопрепараты уже хорошо себя зарекомендовали, однако в открытом грунте их эффективность часто снижена. Одним из подходов увеличения стабильности защитного эффекта биопрепаратов стало использование консорциума полезных штаммов, которые действуют сообща, защищая растение от вредителей (фитопатогенов).

«Наш проект предполагает комплексное изучение микрофлоры растений и создание на основе этих знаний технологии, которая позволит превратить выделение биотехнологически значимых микроорганизмов, а также создание консорциумов на их основе в стандартную процедуру, которая даст возможность выделять ценные бактерии и микроскопические грибы для их использования в качестве безопасных и эффективных биопрепаратов защиты растений. Компетенции участников охватывают все необходимые для работы отрасли знаний: агрономия, микробиология и молекулярная генетика. Результаты проекта будут включаться в образовательные программы, что позволит привлечь молодых исследователей в тему защиты растений для ее реализации на новом техническом уровне с использованием последних генетических технологий», — рассказал руководитель исследования, научный сотрудник лаборатории микробиологии и агроэкологии и ведущий сотрудник лаборатории структурного анализа биомолекул Казанского научного центра РАН Шамиль Валидов.  

В результате исследований ученые определят микроорганизмы-агенты биологической защиты растений и предложат технологии создания консорциумов из этих полезных микроорганизмов. Среди участников проекта: Институт общей генетики им. Н.И. Вавилова РАН, Казанский государственный аграрный университет, Курская государственная сельскохозяйственная академия им. И.И. Иванова и ООО «Органик парк».

Поиск микроорганизмов-продуцентов для биотехнологии и медицины

Исследование ученых Московского государственного университета посвящено поиску микроорганизмов-продуцентов ценных биомолекул, которые найдут применение в медицине и различных областях биотехнологии. Сюда относятся новые вещества с антимикробной активностью, фитогормоны, ферменты.  

«Разнообразие микроорганизмов, обитающих на нашей планете, очень велико и пока еще крайне слабо изучено, лишь 1% микроорганизмов удается культивировать в лабораторных условиях. Чтобы получить доступ к всему разнообразию свойств бактерий, архей, микроскопических грибов, мы планируем исследовать природные сообщества микроорганизмов на геномном уровне (так называемый метагеномный анализ). Это позволит расшифровать свойства микроорганизмов, присутствующих в микробных сообществах, и выявить продуцентов ценных веществ», — рассказывает руководитель проекта «Анализ микробиомов растений и беспозвоночных животных экстремальных мест обитания с целью разработки штаммов-продуцентов новых метаболитов и ферментов», заведующая кафедрой микробиологии МГУ Елизавета Бонч-Осмоловская.

Особенность проекта — полный цикл исследований от природного образца до коммерческого продукта. Проект состоит из нескольких подпроектов с общей методологией, но разными объектами: беспозвоночные и водоросли арктических морей, сосудистые растения пустынь и высокогорий, микроорганизмы термальных площадок и горячих источников Камчатки и Забайкалья.  

В коллектив ученых входят сотрудники трех факультетов и десяти кафедр МГУ: специалисты в области различных групп макро- и микроорганизмов, молекулярные биологи, биоинформатики, химики. В проекте участвует волонтеры — студенты из различных регионов России. Они будут собирать образцы и участвовать в их исследовании, как дистанционно, так и во время летних школ и семинаров, которые пройдут в рамках проекта. Во время этих мероприятий участников познакомят с методами современной биологии, а также с получаемыми на каждом этапе выполнения проекта результатами.

Получение данных о генах микробов, обитающих в кишечнике сельскохозяйственных животных

Национальный исследовательский Томский государственный университет (ТГУ) участвует в программе с исследованием «Широкомасштабный поиск и изучение микроорганизмов и микробных сообществ, ассоциированных с сельскохозяйственными животными и продуктами животного происхождения».

В настоящее время в сельском хозяйстве при производстве мяса, молочных продуктов, яиц используются антибиотики, которые позволяют снижать заболеваемость животных и предотвращать их массовый падёж. В результате у микроорганизмов, живущих в кишечнике животных, вырабатывается устойчивость к антибактериальным препаратам.

«Вместе с отходами жизнедеятельности животных такие микроорганизмы попадают на поля, в почву и в продукты, которые на ней выращиваются. В конечном итоге это приводит к тому, что микробы с резистентностью к широкому спектру антибиотиков населяют кишечник человека. Это опасно тем, что при заболевании и назначении пациенту антибактериального препарата лекарство просто не будет работать. Поэтому проект, который ТГУ реализует с научными партнерами, направлен на решение сразу нескольких важнейших задач, в первую очередь, это снабжение россиян безопасными продуктами и обеспечение здоровья нации», — говорит руководитель проекта, заведующая кафедрой физиологии растений, биотехнологии и биоинформатики Биологического института ТГУ Ольга Карначук.

Ученые исследуют микробиоту (совокупность микроорганизмов) кишечника сельскохозяйственных животных: коров, лошадей, свиней, кур и некоторых региональных животных — верблюдов, яков, бурятских лошадей и северных оленей. С помощью высокопроизводительного секвенирования получат данные обо всех генах микробов, обитающих в кишечнике животных, соберут их в геномы, идентифицируют виды и определят, какие из них могут быть использованы в новых биотехнологиях. Затем ученые выделят эти микроорганизмы с помощью традиционных биологических методов, создадут из них сообщества, разработают методики применения для решения задач, стоящих перед сельским хозяйством и пищевой промышленностью. По результатам исследования с помощью географической информационной системы будет создана карта, на которой будут отмечены все точки отбора образцов и генетические последовательности микробов, обнаруженных в пробах.

Работать над решением поставленных задач будет большая междисциплинарная группа, в которую вошли молекулярные биологи, биоинформатики и микробиологи, а также волонтеры. Основным исполнителем является Томский государственный университет. Соисполнители: ФИЦ Биотехнологии РАН, МГУ им. М.В. Ломоносова, НИЦ «Курчатовский институт», Институт общей и экспериментальной биологии Сибирского отделения РАН, фонд «Поддержка проектов в области образования». Проект интегрирован в программу развития ТГУ по направлению «Инженерная биология».  Выполнение проекта, поддержанного Минобрнауки РФ, позволит создать две новые лаборатории, вывести исследования и разработки в области инженерной биологии на новый уровень.

Федеральная научно-техническая программа развития генетических технологий на 2019‒2027 годы разработана в соответствии с Указом Президента Российской Федерации от 28 ноября 2018 г. № 680 «О развитии генетических технологий в Российской Федерации». С 2019 года в рамках программы созданы и функционируют три центра геномных исследований мирового уровня.

Программой определены четыре направления: биобезопасность и обеспечение технологической независимости; генетические технологии для развития сельского хозяйства и промышленности; генетические технологии для медицины; генетические технологии для микробиологии. Ответственный исполнитель и координатор программы ― Минобрнауки России.

Читать также