Версия для печати
Вернуться к списку

«ГЕН ТАНКИСТА»

Генетический паспорт военнослужащего – недалекое будущее военной медицины. Меньше чем через год в военном технополисе «Эра» откроются новые лаборатории, где будут исследовать гены, связанные с заболеваниями, и проводить профотбор военных с учетом их генетических предрасположенностей. Своими проектами «Эра» поделилась с представителями РАН через телемост, соединивший Многофункциональную клинику ВМЕдА в Санкт-Петербурге и технополис в Анапе.

Как рассказал полковник Борис Вертий, председатель военно-научного комитета главного военно-медицинского управления Министерства обороны РФ, генетический паспорт будет создаваться в так называемой «лаборатории профотбора». Она будет изучать гены, которые отвечают за развитие как физических, так и психоэмоциональных расстройств.

Эта лаборатория будет использовать те же технологии, что и молекулярно-генетическая лаборатория, еще один перспективный проект технополиса. Ученые «Эры» уже выявили 27 генов, ассоциированных с сердечно-сосудистыми заболеваниями, и исследовали из них четыре. Остальные 23 будут изучены уже в новой лаборатории – и, возможно, до конца года. Исследование поможет снизить вероятность внезапных смертей военнослужащих.

Тема генетического паспорта военнослужащего обсуждалась сегодня и на встрече делегации от Российской академии наук с ученым советом Военно-медицинской академии.

- Это очень далеко идущий проект, научный проект, фундаментальный проект, - отметил президент РАН Александр Сергеев. – Найти такие генетические предрасположенности у военнослужащих, чтобы правильно ориентировать их по военным специальностям. Использовать те преимущества, которые дает генетическая предрасположенность, очень важно. Интересно, что такая задача ставится именно в военной профессии. И я считаю, что наша военная медицина сможет высоко поднять планку – и те наработки, которые здесь будут получены, и для гражданской медицины будут очень важны.

- Когда Военно-медицинскую академию посещает президент РАН – это уже высокая оценка академии. Мы чувствуем, что мы востребованы, что мы нужны российской науке. Даже те короткие моменты, которые были сегодня озвучены на встрече, уже нас окрыляют, – сказал Александр Фисун, начальник Военно-медицинской академии.

Военный инновационный технополис «Эра» - это «фабрика технологий», где проводятся передовые исследования и реализуются новые разработки под руководством ученых и конструкторов, в тесном взаимодействии с операторами научных рот Вооруженных Сил Российской Федерации, ОПК и индустриальными партнерами.

Ученые томского НИИ медицинской генетики исследуют особенности наследственного заболевания, связанного с нарушением трехмерной организации генома. Его проявлением является тяжелая умственная отсталость и ряд других врожденных пороков развития. Томские генетики нашли эту «поломку», а генные инженеры нашего института воспроизвели ее в геноме лабораторных мышей. Анализ жизнедеятельности животных, получивших человеческий недуг, позволяет в процессе исследования получать новые фундаментальные данные, необходимые для понимания механизма формирования патологии и поиска путей ее предотвращения.

Еще один пример — исследование процесса запуска болезни Альцгеймера. Известно, что одним из главных факторов развития тяжелого нейродегенеративного заболевания является чрезмерное образование бета-амилоида, который накапливается в головном мозге человека. А круглые черви Caenorhabditiselegans производят такой же бета-амилоид в кишечнике. Исследование этого вида беспозвоночных помогает ученым понять принципы и особенности динамики накопления данного вещества, что важно для разработки подходов по предупреждению и лечению болезни Альцгеймера.

Планета не успевает возмещать потери

В последнее время тема биоразнообразия довольно часто появляется в СМИ — увы, в связи с исчезновением очередного представителя флоры или фауны. Заголовки типа «Умер последний самец северного белого носорога», «Умерла последняя гигантская галапагосская черепаха на планете», «Снежный барс вымирает из-за конфликта с человеком» стали привычны.

Нина Москвитина, ученый Биологического института ТГУ, заведующая лабораторией мониторинга биоразнообразия:

Вымирание одних видов и появление других — процесс вполне естественный, за всю историю Земли это происходило неоднократно. Известно по меньшей мере пять массовых вымираний, но еще никогда темпы исчезновения видов не были такими колоссальными, как сейчас.

Считается, что в среднем вид живет один миллион лет. За этот отрезок времени эволюция успевает выработать ему замену, но в последнее время сокращение биоразнообразия идет настолько быстро, что планета не успевает возмещать потери. Процесс убыли видов в 200 раз быстрее их естественной замены. Организация экономического сотрудничества и безопасности (ОСЭР) включила сокращение биоразнообразия в четверку глобальных проблем, требующих безотлагательного решения, вместе с изменением климата, нехваткой пресной воды и влиянием загрязнений на здоровье человека.

Все эти проблемы в той или иной мере связаны с антропогенным воздействием, а это, в свою очередь, связано с ростом населения. Пагубно влияя на экосистемы, человек и сам оказывается под угрозой нехватки питания, воды, почвы, кислорода. К 2050 году людям нужны будут две планеты, поскольку доступная земля в расчете на одного жителя планеты к этому времени уменьшится в два раза. Население слаборазвитых стран голодает уже сегодня, по сути, к этому приближается все человечество.

Нина Москвитина: От состояния биоразнообразия напрямую зависит продовольственная безопасность страны. Исключите какое-нибудь звено биоценоза, к примеру, насекомых-опылителей, и люди лишатся значительной части пищи — многих овощей, злаков, плодово-ягодных культур. Большинство растений просто перестанут существовать: без опыления они не смогут давать семена. Если убрать насекомых, обитающих в почве, перестанут образовываться ее новые слои и не будет рекультивации, поскольку главную роль в этом играют жуки, черви, личинки, грибы, бактерии, которые постоянно живут в земле, перерабатывают органику, разрыхляют почву, помогая поступать в нее воздуху и воде.

Около 80% продовольственного снабжения человека приходится на 20 видов растений. Всего же люди используют около 40 тыс. видов флоры для еды, одежды и жилья. Стабильность биологических систем определяет и стабильность климата на планете. Всем известно, что деревья поглощают углекислый газ и выделяют кислород. Но в процессе дыхания планеты участвует множество других звеньев. К примеру, здоровые почвы играют важную роль в смягчении последствий изменения климата за счет накопления (связывания) углерода и уменьшения выбросов парниковых газов в атмосферу. Неправильное использование почв приводит к прямо противоположному эффекту.

Нарушение баланса экосистемы уже спровоцировало увеличение количества природных катаклизмов на планете. Пожары в тундре, торнадо в Сибири — еще недавно это казалось невозможным, но довольно скоро может стать привычным. В марте 2018 года были опубликованы новые результаты исследований, проведенных группой, объединяющей 27 научных академий Европы: критические погодные явления за последние 36 лет значительно участились, в частности, возросло количество паводков, наводнений, лавин, селей.

Уже в конце ХХ века стало очевидно, что ситуация критическая и требует немедленных действий. Международное сообщество инициировало создание Конвенции о биологическом разнообразии, которая была подписана в 1992 году. Россия присоединилась к этому договору в 1995-м. Цель — сохранение биологического разнообразия, устойчивое использование его компонентов и совместное получение на справедливой и равной основе выгод, связанных с использованием генетических ресурсов.

Страны, которые присоединились к соглашению (их 189, США не входят), взяли на себя ряд обязательств, одно из них — разработка национальной стратегии сохранения биоразнообразия. В России такая стратегия принята в 2002 году, это документ долгосрочного планирования: развитие любой сферы в стране должно осуществляться с учетом данного документа.

Нина Москвитина: Однако зачастую мы сталкиваемся с тем, что вещи, которые декларируются в национальной стратегии сохранения биоразнообразия, и реальность сильно расходятся. Простой пример — уничтожение лесов. В Сибири массовые вырубки ведутся повсеместно, при этом нормальной деятельности по лесовосстановлению практически нет. Компании, которые занимаются заготовкой леса в РФ, обязаны возобновлять ее природные ресурсы. В идеале должно быть так: сколько вырубил — столько посадил. Но зачастую нет даже частичного восстановления. То, что есть, бывает сделано для проформы, с несоблюдением правил. Результат от этого соответствующий — нулевой.

Чем богаче генетика, тем устойчивее вид

Россия играет ключевую роль в сохранении глобального биоразнообразия и поддержании биосферных функций на Земле. Именно на территории России находится крупнейший массив природных экосистем и представлена значительная часть мирового биоразнообразия.

Нина Москвитина: Сохранение этих ресурсов невозможно без их изучения. Мониторинг биоразнообразия позволяет оценивать состояние вида, его устойчивость, способность адаптироваться в меняющихся условиях. Сейчас это особенно важно, поскольку под влиянием трансформации климата происходит перестройка структуры многих экосистем, существенно меняются ареалы видов, некоторые из них, оказываясь на одной территории, скрещиваются, в результате чего происходит их гибридизация.

В качестве примера ученый-биолог приводит ситуацию с распространением клещей в Томской области. В последнее десятилетие в регионе начали появляться очаги лугового клеща, традиционными местами обитания которого были степные и лесостепные зоны Сибири и Европы. Как правило, вместе с переносчиками болезней приходят новые виды возбудителей болезней. В случае с луговым клещом такой «находкой» стал новый вид риккетсий (внутриклеточный паразит), которых ранее в регионе не выявляли.

Более того, ученые начали обнаруживать клещей-гибридов. Такие гибриды отмечены не только в Томской области, но и в Новосибирской, Омской областях. По словам биологов, скрещивания обычно происходят, когда численность одного вида мала и он пытается нарастить ее за счет другого.

Другой пример: расширение ареала некоторых видов малярийных комаров. Они достаточно быстро продвигаются на северо-восток, отдельных особей обнаруживают даже в Якутии. В то же время происходит изменение фауны так называемых лесных комаров в пользу теплолюбивых видов, которые могут быть переносчиками нетипичных для региона опасных инфекционных и инвазионных заболеваний человека и животных.

Мониторинг видов, который проводят ученые Биологического института, позволяет всесторонне оценивать состояние популяций, в том числе получать данные об их генетическом разнообразии. К примеру, биологам удалось выяснить, что на территории Западной Сибири сохранились лоси, имеющие характерные только для них особенности строения ДНК. Предполагается, что данные генетические линии были широко распространены 30–40 тыс. лет назад, но повсеместно исчезли в последний ледниковый максимум 18–24 тыс. лет назад.

Вписать потребности человека в возможности Земли

Скорость расходования ресурсов на планете значительно опережает формирование новых природных запасов, но вымирание лишь одного дикого вида влечет за собой безвозвратную потерю от 1 тыс. до 10 тыс. генов. Осознание этого обстоятельства заставило человечество искать способы сохранения условий для дальнейшего существования. В 1992 году на Конференции ООН по окружающей среде впервые прозвучала идея стратегии устойчивого развития.

Владимир Захаров, руководитель Центра устойчивого развития и здоровья среды ИБР РАН:

Устойчивое развитие — это необходимость вписать все возрастающие потребности и активности человечества в естественные возможности планеты. В 2015 году в Нью-Йорке состоялось специальное заседание Генеральной Ассамблеи ООН, на котором была принята повестка дня в области устойчивого развития на период до 2030 года. В нее, безусловно, входит и сохранение биоразнообразия, состояние которого сегодня страдает под влиянием разных факторов, одним из них является антропогенное воздействие.

Гораздо чаще человек истребляет животных и растения не целенаправленно, а нанося им косвенный вред — посредством ухудшения условий обитания вследствие строительства крупных объектов, вырубки лесов, химического загрязнения.

Владимир Захаров: Важно не только исчезновение вида, но и то, что последствия этой потери для других звеньев экосистемы непредсказуемы. В таком случае есть два варианта: тому, кто находился под прессингом этого вида, становится легче, а тем, кто был «завязан» на него (например, в пищевой цепочке),— сложнее. Опять же, если какой-то вид начинает процветать, не факт, что это будет хорошо. Попробуйте убрать из экосистемы хищников, как это иногда бывает на наших охраняемых природных территориях и в мире, и вы увидите, что произойдет.

В качестве примера Владимир Захаров приводит историю, которая имела место в США в 1960–1970 годах. В стране, где почти повсеместно, за исключением нескольких штатов, был распространен волк, его истребили. Довольно скоро начали происходить явления, природа которых была непонятна: экосистемы и ландшафты деградировали, плохо возобновлялась древесная растительность. Причина оказалась в отсутствии хищника, который регулировал численность копытных (оленей, бизонов и других), которые выедали молодые деревья и кустарники, не давая им возможности восстанавливаться.

В 1990-е годы в Йеллоустонский национальный парк (штат Вайоминг, частично штаты Айдахо и Монтана) была искусственно заселена группа волков. Через некоторое время экологи начали отмечать, что появление хищников в парке обеспечило регуляцию численности копытных и, как следствие, улучшение состояния всей экосистемы.

Изучение разнообразия видов и связей между ними важно с точки зрения предотвращения подобных ситуаций. Более того, во многих случаях исследование биоразнообразия позволяет лучше понимать, что происходит с человеком. Нередко при промышленном химическом и радиационном загрязнении на территории, окружающей источник, многообразие видов сохраняется.

Владимир Захаров:

Мы же живем в Москве, подвергаясь повышенному уровню загрязнения среды. Есть примеры, когда вблизи предприятий биоразнообразие остается на том же уровне или даже выше. Нередко исследования фиксируют ту стадию, когда при определенном уровне загрязнения животные еще не умирают, но уже болеют, снижается иммунный статус, появляются морфологические и генетические отклонения.

Это интересно с двух точек зрения: во-первых, биоразнообразие еще на месте, но оно в опасности, во-вторых, то же самое происходит и с людьми. Медикам всегда сложнее: работать со связкой «здоровье человека—среда» очень непросто, лишь в единичных случаях можно доказать причинно-следственные связи между ухудшением состояния здоровья индивидуума и влиянием на него окружающей среды.

Причина в том, что человек — существо социальное, есть множество посторонних факторов, которые способны вызывать нежелательные последствия (нездоровый образ жизни и т. д.). Животные, в отличие от людей, по сути, идеальная модель, с помощью которой можно изучать, как эти условия влияют на состояние живого организма. Такие оценки по здоровью среды и биоразнообразия очень важны для человека в контексте выработки стратегии раннего предупреждения заболеваний.

Есть и третий, не менее значимый фактор — изменение климата. Его влияние на все живое, что есть на планете, стремительно нарастает. Аномальные явления сбивают нормальный ход событий. Почти повсеместно отмечается тренд к повышению температуры, происходит множество разных событий, прежде всего меняется динамика популяций. Во многом — из-за нарушения цикличности: при высоком постоянном снежном покрове и стабильном климате численность нарастала год-два-три, потом — крах, теперь популяции не успевают достигать нужной численности, природа выбивает их из цикла.

Закономерности и периодичность явлений в жизни животных и растений претерпевают заметные изменения: раньше появляется листва, раньше прилетают птицы. У многих видов наблюдается расширение ареалов, в Сибири это хорошо видно. Более южные виды появляются там, где их никогда не было, какие-то виды, наоборот, уходят с привычной территории, и никто не понимает почему. Все это накапливается, и к чему приведет, пока сказать не может никто. Изучение биоразнообразия — это ключ к разгадке, необходимый для понимания того, что происходит с планетой, окружающей средой и человеком.

Сохранением биоразнообразия занимаются те страны, которые достигли определенного уровня экономического и социального благополучия,— Швейцария, Швеция, Германия, Норвегия и ряд других. Бедному человеку, который голодает или ему нечего надеть, не до сохранения природы.

Некоторые страны, сегодня уделяющие большое внимание сохранению природы, пришли к этому вынужденно. Например, в Японии (в частности, в Токио) состояние окружающей среды было ужасным. Когда положение стало критическим, государство резко изменило политику в сторону сохранения природных ресурсов. Сейчас Россия стоит на пороге выбора: учиться на чужих ошибках или на своих — дойти до края, а потом начать восстанавливать.