О создании геномного атласа всех живых организмов планеты

Генетик, ведущий научный сотрудник Института общей генетики им. Н. И. Вавилова РАН, профессор Гёттингенского университета (Германия) и Техасского АМ университета (США), руководитель лаборатории лесной геномики и НОЦ геномных исследований Сибирского федерального университета Константин Крутовский рассказывает о глобальных вызовах в геномике XXI века и намерении российских учёных создать геномный атлас всех живых организмов России.

Моё глубокое убеждение состоит в том, что современная российская наука нуждается в мегапроектах, направленных на преумножение фундаментальных знаний, дающих стратегические преимущества государству. Например, проект «ОКЕАН», разрабатываемый под руководством заслуженного профессора нейробиологии, генетики, биологии и химии Университета Флориды (США) Леонида Мороза, — это одна из немногих уникальных возможностей для России в течение пяти лет выйти в лидеры научного направления, без которого дальнейший прогресс в биологии, медицине, экологии, образовании и даже политике (за счёт «научной дипломатии») невозможен. Этот проект гарантирует России полноценное участие в глобальном международном проекте «Биогеном Земли» Earth BioGenome Project, инициированном совершенно недавно ведущими зарубежными учёными и научными организациями. Упустим шанс — завтра будет поздно. Знание генома позволит хотя бы сохранить бесценную информацию о тех видах, которые мы сейчас теряем десятками и сотнями ежедневно, и может быть в будущем даже и восстановить их.

Что представляет собой мегапроект «ОКЕАН»? Леонид Мороз полагает, что саму идею по значимости можно, пожалуй, сравнить с запуском первого спутника Советским Союзом, посадкой на Луну или проектами «ГЕНОМ» и «МОЗГ» («BRAIN») учёных США. Если последние два проекта направлены на человека (его геном и мозг, с фокусом на персонифицированную и профилактическую медицину будущего), то проект «ОКЕАН» направлен на познание и сохранение нашего дома, нашей планеты, которую стоило бы называть Планета ОКЕАН, составляющий 71 % поверхности.

Профессор Мороз утверждает, что, к сожалению, мы знаем больше про камни на Луне, чем про наш дом. Сотни тысяч, если не миллионы видов морских организмов (возможно, мы знаем около 10 %), определяют здоровье нашей планеты, сейчас и в будущем. Многие виды мы потеряли и ещё больше потеряем, так и не узнав, не получив даже первичной информации (например геномной) про те организмы, которые живут в Океане и особенно на его глубине.

Я полностью с ним согласен. Как генетику мне весьма импонирует возможность создать геномный атлас всех живых организмов и через проект «ОКЕАН» присоединиться к глобальному международному проекту «Биогеном Земли» Earth BioGenome Project.

Леонид Мороз полагает, что Россия, обладающая одной из наиболее протяжённых береговых линий и уникальными возможностями своего научного флота, может не только присоединиться, но и быть лидером в этом направлении, если, конечно, проявит желание и волю. Всё же, XXI век — это эпоха биологии и геномных исследований. И мы с коллегами предлагаем шагнуть в этот «океан» — и в буквальном смысле тоже.

«ОКЕАН» — это молекулярная расшифровка на полногеномном уровне (включая транскриптом, протеом и метаболом) глобального биоразнообразия представителей всех типов/классов/отрядов животных, растений, менее известных одноклеточных эукариот для целей биологии, селекции, растениеводства и медицины. Спектр исследованных видов может достичь сотни тысяч и даже миллионы, включая все представленные виды растений и животных в РФ, и до 60–80 % мирового разнообразия биологического океана.

В проект «ОКЕАН» предлагается включить проведение кругосветной морской исследовательской экспедиции. С одной стороны, это необходимо для создания Геномной карты мирового океана, с другой — это готовность стать флагманом научной дипломатии и привлечь международные коллективы и исследователей. Это поможет также задействовать большой научно-исследовательский флот страны, который недоиспользован.

В отличии от существующих подходов предшественников, нацеленных на таксономический сбор материала, предложенная профессором Морозом комплексная международная экспедиция прямо на борту исследовательских судов позволит выполнять весь цикл молекулярных и физиологических работ на практически любых объектах в реальном времени и в любой точке мира, что критично для видов, которые невозможно доставить в традиционные лаборатории (например, глубоководные, редкие или легко повреждаемые организмы). Исследование глубин Мирового океана является особенно важным и перспективным направлением, которое при относительно небольших затратах приведёт к прорывным результатам и глобальному научному эффекту, сравнимому с выходом в космос.

Мы обсуждали этот проект во время конференции «Наука будущего», и этот проект был также предложен на встрече с президентом РФ. И на конференции, и на встрече уделялось серьёзное внимание международным мегапроектам, таким как, например, «Геном человека», «Мозг человека», космические, синхротронно-нейтронные и термоядерные проекты (ESRF, XFEL, NICA, ITER, CERN, и т.д.) и др. Мы надеемся, что проект «ОКЕАН» получит государственную поддержку.

Руководитель проект Леонид Мороз предсказывает, что проект такого масштаба позволит за 5 лет работы как минимум утроить знания об океанах и жизни на нашей планете, накопленные за все прошлые столетия. Фундаментальные открытия и практические решения, включая природоподобные технологии, алгоритмы, ресурсы такой программы, будут иметь огромное научное, экологическое и экономическое значение и мировой резонанс, сравнимый с самыми известными исследованиями прошлого (экспедициями Ч. Дарвина, Д. Кука, «Челленджера»).

Немаловажно, что международный, междисциплинарный и комплексный формат экспедиций, да и программы в целом, возможно, поможет «растопить лёд» между политическими игроками на мировой арене и приведёт к более тесному международному сотрудничеству и практическим шагам для глобального мониторинга воздействия антропогенных факторов на окружающую среду, включая важные аспекты изменения климата, моделирование глобального потепления, понимание его влияния на биоразнообразие планеты и разработке мер по его сохранению.

Выйдет ли Россия на просторы мирового океана и будет ли лидером в гонке по сохранению видов зависит от нас с вами. Практически каждый вид живых существ уникален и является настоящим наследием человечества. Это не меньшее сокровище, чем «Мона Лиза» да Винчи или собор Парижской Богоматери. Наши потомки скажут спасибо России, если она сделает проект «ОКЕАН» реальным.