Проект ИППИ РАН «Сравнительная и функциональная геномика прокариот» вошел в перечень проектов, поддержанных Российским научным фондом по итогам конкурса для отдельных научных групп 2018 года на получение грантов по приоритетному направлению деятельности РНФ.
Виды одноклеточных живых существ - бактерий - определить сложнее, чем виды животных или рыб. При этом их мир не менее интересен и разнообразен.
«Бактериальная геномика является традиционной темой для нашей лаборатории, - поясняет руководитель работ, доктор биологических наук, заведующий учебно-научным центром "Биоинформатика", заместитель директора ИППИ РАН Михаил Гельфанд. - Сейчас основной темой наших исследований является эволюция бактерий и определение, что же такое вид бактерий. Определять виды через возможность или невозможность гибридизации, как, например, в случае с животными, здесь не получается. Но при этом ученым хочется оперировать дискретными единицами, а не рассматривать бактерии как одно сплошное пятно. Изучение геномов бактерий, понимание того, какие гены входят в этот геном и как они переставляются в ходе эволюции, позволит нам поделить все «пространство» бактерий на виды и посмотреть, как они эволюционируют».
Работа ИППИ РАН имеет большое значение для дальнейших микробиологических исследований, экспериментальной микробиологии. Сейчас технологии и методики позволяют довольно много сказать про бактерию, даже не культивируя ее в лабораторных условиях, а просто анализируя состав ее генома: можно попытаться реконструировать ее метаболизм, понять физиологию бактерии. Для исследователей не менее важно посмотреть, как эволюционирует регуляция работы генов у бактерий.
«Гены не работают все одновременно, - поясняет М. Гельфанд, - В среднем геноме бактерии их несколько тысяч, и они включаются в ответ на изменения среды: например, в зависимости от того, что бактерии предлагают есть, т.е. для переработки того или иного вещества, или, наоборот, если бактерии чего-то не хватает, она начинает это синтезировать. Сравнивая геномные последовательности, мы выявляем специфические сигналы управления работой генов, а затем можем изучать их эволюцию».
По сути, для фундаментального ученого представляет интерес само исследование того, как эти системы эволюционируют. А побочный продукт – полученный массив подробных описаний регуляторных систем. Он позволяет ученым ставить прямые эксперименты, а не заниматься слепым поиском. Задача исследователя упрощается: не заниматься перебором того, чем в принципе мог бы управляться данный конкретный ген, а проверить конкретное предсказание по его работе. Это делает работу экспериментатора намного более эффективной.
«Если вы хотите понять, как это работает, надо понять, как оно эволюционировало. Эволюция – это самое интересное, что есть, – уверен Михаил Гельфанд. – Потребителем нашего теоретического продукта являются другие биологи. Для практикующих микробиологов-экспериментаторов мы продуцируем достаточное количество утверждений, которое делает их научную жизнь значительно легче. То есть занятие экспериментальной биологией при нашей помощи оказываются более эффективными, чем при поиске вслепую».
| 06.04.2018 | |