Ученые лаборатории эволюционной цитогенетики ТГУ приняли участие в проекте по секвенированию (расшифровке) и картированию Y-хромосомы у малярийных комаров – генетического фактора, определяющего пол и плодовитость. Это исследование имеет большое значение для разработки генетических методов борьбы с комарами – методов, основанных на производстве и последующем выпуске в природу большого количества самцов с определенными характеристиками. Как известно, самцы комаров не питаются кровью и безвредны для людей, тогда как самкам питание кровью необходимо для развития яиц.
– Геном африканского малярийного комара Anopheles gambiae, в секвенировании которого я принимала непосредственное участие, был опубликован в 2002 году, – рассказывает Мария Шарахова, старший научный сотрудник лаборатории эволюционной цитогенетики. – Сейчас мы наконец-то охарактеризовали Y-хромосому – последний фрагмент геномной мозаики. Имея информацию об этой хромосоме, в наших последующих исследованиях мы сможем выяснить генетические основы биологии самцов.
Y-хромосома у комаров в основном состоит из повторяющихся последовательностей ДНК, которые затрудняют работу компьютерных алгоритмов по сборке геномов. Поэтому до сих пор генетикам не удавалось полностью секвенировать (расшифровать) ее. В проекте с участием ученых ТГУ препятствие смогли обойти.
– Мы использовали новую технологию секвенирования длинных молекул и физического картирования повторов ДНК и генов непосредственно на Y-хромосоме, – говорит Игорь Шарахов, ведущий научный сотрудник ТГУ. – Это дало возможность детально изучить биологию хромосомы. Например, мы показали, что гены и повторы внутри нее эволюционируют очень быстро, в результате чего генетический состав Y-хромосом может кардинально различаться даже у близкородственных видов.
Теперь генетики смогут использовать новую информацию о Y-хромосоме, чтобы изменить пол комаров на ранних стадиях развития и создать стерильных самцов или даже разработать конкурентоспособных самцов для создания новых стратегий борьбы с инфекционными заболеваниями.
Игорь Шарахов отмечает, что большой вклад в исследования Y-хромосомы внесли профессор Нора Безански из Университета Норт Дам (Индиана, США) и профессор Джейк Ту из Политехнического Университета Вирджинии (США). В проекте также приняли участие ученые из других научных центров США, Италии, Великобритании и России. Данные, полученные в ходе работы, собраны в статье, опубликованной в Proceedings ofthe National Academy ofSciences (PNAS) (импакт-фактор журнала — 9,674).
Малярия является причиной более полумиллиона смертей ежегодно, в основном среди детей в странах Африки. Комары Anopheles переносят паразитов Plasmodium, которые размножаются в печени человека и инфицируют красные кровяные клетки, вызывая малярию. В лаборатории эволюционной цитогенетики ТГУ под руководством Владимира Стегния уже более 40 лет занимаются изучением хромосом малярийных комаров. Несколько лет назад томские генетики опубликовали научную статью о том, что малярийные комары значительно расширили ареал своего обитания из-за глобальных изменений климата.
