Александра ДУБРОВИНА: «Мы улучшаем свойства растений, не изменяя структуру ДНК»

Лауреат премии президента РФ для молодых учёных

Александра Сергеевна ДУБРОВИНА

В День российской науки президент РФ В.В. Путин провёл заседание Совета при Президенте Российской Федерации по науке и образованию. Основным вопросом повестки дня была реализация важнейших инновационных проектов государственного значения. Президент отметил, что в самых перспективных, новых научных направлениях яркие, новаторские результаты всё чаще показывают российские исследователи, которые только начинают свой путь в науке, представил трёх лауреатов премии молодым учёным. Одна из них – «биолог из Владивостока Александра Сергеевна Дубровина. Она создала новый механизм улучшения свойств сельхозкультур, роста их урожайности. Этот метод основан на природных, естественных биологических процессах, безопасен для окружающей среды и человека, что крайне важно для развития экологически чистого сельского хозяйства», – сказал президент РФ и поблагодарил лауреатов и их научные коллективы за впечатляющие достижения.

Александра Дубровина, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник лаборатории биотехнологии ФНЦ Биоразнообразия наземной биоты Восточной Азии ДВО РАН хорошо известна нашему читателю, мы не раз рассказывали о ней на страницах нашей газеты по значимым поводам. Вот и сейчас по горячим следам мы задали Александре несколько вопросов.

– Александра, мы с вами в последний раз беседовали пять лет назад, когда вы рассказали нашим читателям о пути к «чистому» сельскому хозяйству. Что важного произошло за это время в вашей исследовательской деятельности?

– В течение пяти последних лет наш молодой коллектив активно работал по нескольким научным направлениям. Исследования были направлены на изучение молекулярно-генетических механизмов, вовлечённых в регуляцию биосинтеза ценных биологически активных веществ растений (прежде всего стильбенов) и устойчивости растений к неблагоприятным воздействиям внешней среды. В 2017 году мы начали работу по совершенно новому направлению – это разработка новых экологически чистых и безопасных подходов для изменения различных свойств растений без модификации их генома на основе природного явления, называемого РНК интерференцией.

– Расскажите подробнее об этих исследованиях.

– Мы исследуем возможность влияния на работу генов растений с помощью внешней обработки поверхности растений водными растворами двухцепочечных РНК. При этом мы воздействуем на работу «родных» генов растения извне, не изменяя структуру ДНК. Оказывается, экзогенные двухцепочечные РНК способны проникать в сосудистую систему и отдельные клетки растения, распространяться по растению и индуцировать процессы замолкания целевых генов или так называемой РНК-интерференции. В наших работах показано, что с помощью обработки поверхности растений геноспецифичными двухцепочечными РНК можно вызвать замолкание целевых генов, активная экспрессия которых препятствует повышению качества определённых характеристик растений, и таким образом способствовать совершенствованию характеристик растений. Например, с помощью разработанного подхода нами доказана возможность специфичного ингибирования целевых генов растений и регуляции количества конечного продукта на примере регуляции биосинтеза антоцианов, которые являются растительными пигментами и применяются в медицине, пищевой промышленности, косметологии и декоративном садоводстве. С помощью обработки поверхности листьев растений растворами РНК нам удалось повысить содержание антоцианов в растениях.

– Вам присуждена премия президента РФ для молодых учёных за работу, которая позволит улучшать различные свойства растений без изменения генома. Можно ли назвать ваши исследования прорывом в сельском хозяйстве?

– Мы не создаем новые сорта, а разрабатываем подход для улучшения свойств имеющихся сортов во время их выращивания в лабораторных или полевых условиях. Предполагается опрыскивание растений специальными растворами для временного повышения содержания нужных веществ или устойчивости растений.

Разрабатываемый нами подход имеет значительный потенциал для улучшения свойств растений в желаемом направлении, но необходимы дальнейшие исследования на сельскохозяйственных культурах. Основная часть нашей работы выполнения на резуховидке Таля (лат. Arabidopsis thaliana), растении семейства Крестоцветные, использующегося в основном для лабораторных исследований и не применяющемся в сельском хозяйстве. Мы подтвердили действенность похода в отношении биосинтеза антоцианов на растениях томата, но необходимы дальнейшие исследования на других растениях и генах-мишенях, в том числе для подтверждения безопасности подхода и его применимости в полевых условиях.

– Результаты ваших исследований могут быть использованы только в сельском хозяйстве?

– В первую очередь в сельском хозяйстве, но также в научных исследованиях функций генов растений.

– Кто кроме вас участвует в этом проекте?

– Я хочу выразить искреннюю благодарность активно работавшим со мной сотрудникам лаборатории биотехнологии, а именно руководителю лаборатории, ведущему научному сотруднику, кандидату биологических наук Константину Вадимовичу Киселёву, старшему научному сотруднику, кандидату биологических наук Ольге Артуровне Алейновой, младшему научному сотруднику Андрею Романовичу Супруну, Алексею Петровичу Тюнину и Николаю Николаевичу Нитяговскому. Я же являюсь руководителем научных грантов от Российского научного фонда по данному направлению и несу ответственность за конечный результат.

– Какие ожидаете результаты, когда они могут быть получены? Поделитесь вашими планами на будущее.

– Нашей дальнейшей целью является применение подхода для других генов-мишеней, изучение эффективности и безопасности подхода, его применимости в полевых условиях на важных сельскохозяйственных культурах. Когда будут получены результаты, сложно сказать, поскольку на данный момент научный грант Российского научного фонда завершается, необходимо отчитаться и писать новую заявку на продолжение исследований.

– Благодарю за беседу и желаю удачи вам и вашей команде в исследованиях, расширяющие горизонты познания. В работах, создающих технологическую основу для движения нашей страны вперёд. Новых научных открытий!

Фото предоставлены Александрой ДУБРОВИНОЙ