Как Вы считаете, какие основные успехи, результаты были достигнуты в последнее время, особенно в 2015-16 годах, в области агробиотехнологий в нашей стране и за рубежом? Какие результаты исследований можно назвать наиболее важными, перспективными?
На мой взгляд, я и сам этим хочу заняться в ближайшее время, это технология редактирования генома CRISPR/Cas 9. При комплементарном взаимодействии РНК-белкового комплекса CRISPRа с целевой ДНК, происходит двунитевой разрыв по обе стороны от целевого локуса, после чего происходит репарация путём негомологичного сшивания концов. Это приводит к нарушению рамки считывания, и в результате ген перестает работать. Эта технология, называемая нокаут гена, и обладает высоким потенциалом.
Существует и другая технология, основанная на базе CRISPR/Cas 9, которая более привлекательная, но при этом очень сложная, - изменение аллельного состояния гена с помощью CRISPR, например изменение одного нуклеотида в гене в том случае, если мы знаем, что именно этот SNP приводит к формированию устойчивости. В основе этой технологии лежит гомологичная репарация. Если добавить к комплексу CRISPR/Cas9 искусственную последовательность, которая имеет гомологию к ДНК в месте разрыва, то она может стать матрицей для гомологичной репарации. Вся соль в том, что мы можем подправить последовательность ДНК в интересующем нас объекте и изменить сам ген и его продукт. Эта технология может сэкономить годы, необходимые для переноса гена с помощью традиционной селекции в растениеводстве.
Конечно, технология CRISPR/Cas 9 сама по себе является очень сложной, и для ее применения необходимы высококвалифицированные сотрудники и проведение научных исследований в этой области. По этой причине, эту технологию, в первую очередь, следует использовать не в сельском хозяйстве, а в медицине, например, для лечения рака, выключив ген, отвечающий за развитие рака того или иного типа. Китайские ученые уже проводят эксперименты по редактированию генома взрослого человека с помощью технологии CRISPR для лечения рака легких. Основная опасность использования CRISPR в медицине – это оff-target или возможность изменения нецелевых участков ДНК, которые имеют сходную последовательность нуклеотидов, а ошибочное выключение какого-либо гена у человека может привести к серьезным последствиям, и даже к летальному исходу.
В России исследования в области CRISPR тоже ведутся, прежде всего, в Сколково.
В развитии каких областей агробиотехнологий, на Ваш взгляд, были достигнуты наибольшие успехи? Каково влияние результатов исследований в области Агробиотехнологий на развитие сельского хозяйства и других секторов экономики России?
Создание новых сортов и гибридов с помощью биотехнологических методов. В этой области серьезные результаты достигнуты Г.Ф. Монахосом и С.Г. Монахосом, они с помощью методов биотехнологии в селекции растений смогли создать новые сорта овощных культур, по многим показателям значительно превосходящие зарубежные аналоги. В конце 2017 года и мы на фирме Гавриш планируем открыть лабораторию биотехнологии для внедрения технологии удвоенных гаплоидов в селекционный процесс.
Трансгеноз, на мой взгляд, всё реже используется для получения продукции сельскохозяйственного назначения. В основном, трансгенные растения широко используются как средство обнаружения нужных генов, то есть в растение встраивается чужеродный ген, который например должен сделать растение устойчивым к чему-либо. И если устойчивость подтверждается, то дальше ведутся работы по переносу этого гена в растение с помощью не генно-инженерных методов. Также сейчас создаются более совершенные конструкции для трансгеноза. Однако, на мой взгляд, технологии классической генной инженерии, во всём мире, сейчас отходят на второй план, поскольку более продуктивной видится технология CRISPR. Так, в этом году, израильским ученым с помощью этой технологии удалось вывести огурец, обладающий широким спектром устойчивости к вирусам, изменив всего один ген фактора инициации трансляции.
Паспортизация сортов некоторых растений в России в настоящее время проводится в Сколково. Также в нашей фирме «Гавриш» производится паспортизация, но в той степени, которая нам необходима для ведения селекционного процесса. Обычно для паспортизации используется большое количество маркеров, которые выявляют индивидуальные особенности каждого сорта. У нас имеется набор маркеров, с помощью которых мы можем решить все стоящие перед нами задачи, например, идентификация примесей в посевах какого-либо сорта.
Диагностика фитопатогенов, применительно к селекции и семеноводству, необходима для сертификации семенной продукции. Ведь латентные патогены могут перемещаться с семенами по всему миру. Эти фитопатогены могут проявить себя у потребителя, при посеве семян в поле или теплице, что может привести к 100-процентной потере урожая. У нас есть перечень наиболее опасных объектов, например вирус зеленой крапчатой мозаики на огурце, вирус мозаики пепино на томате (карантинный объект), вирус томатной мозаики, бактериальный рак томата и др. На все эти патогенны у нас разработаны высокочувствительные мультиплексные тест-системы на основе TaqMan зондов, которые очень удобны для определения трёх патогенов в одной пробирке, поскольку для них нет необходимости оценивать аллельное состояние, как на генах устойчивости растений.
Растения, как биофабрики. Эта отрасль сейчас активно развивается, суть процесса в следующем: в растения с помощью генной инженерии встраивается чужеродный ген с необходимыми промоторами и энхансерами, в результате нарабатывается нужный человеку биоматериал. Растения являются очень привлекательными по сравнению, например, с бактериями, поскольку в растениях меньше токсичных веществ, которые могут негативно повлиять на человека, поэтому очищение биоматериала, наработанного растениями, производится намного легче.
Результаты исследований в области агробиотехнологий существенно влияют на многие отрасли сельского хозяйства. Например, паспортизация сортов позволяет избежать потери родительских линий вследствие переопыления растений, при создании семенной продукции. Без диагностики фитопатогенов невозможно существование селекционно-семеноводческих фирм, которые будут нести большие убытки из-за продажи зараженного посевного материала. На нашей фирме уже несколько лет используется такой инструмент современной секции, как маркер-опосредованная селекция. Её использование неизбежно при создании конкурентоспособной продукции в области производства гибридов. А создание новых сортов и гибридов – это главный движитель сельского хозяйства. Мы каждый год вносим в Госреестр информацию о новых гибридах, тем самым развиваем сельское хозяйство и в целом экономику России.
Есть ли возможность, благодаря достигнутым результатам, у отечественных производителей занять ниши на новых российских и мировых рынках или в новых сегментах существующих рынков?
Имеется большой потенциал, поскольку сейчас Сколково привлекает ведущих зарубежных специалистов, в том числе родом из России. В результате может быть быстро достигнут высокий уровень развития биотехнологий в нашей стране, однако, чтобы реализовать этот потенциал, необходимо наладить все стадии научного производства. Например, большинство реактивов для биотехнологий производится за рубежом, и срок поставки таких реактивов обычно составляет 60 дней. И это при условии, что оплата произошла в этот же день. Если реактив не подошел, нужно заказывать новый и ждать еще 60 дней. И это в лучшем случае, поскольку ученые в государственных НИИ и университетах сталкиваются с сильно забюрократизированным процессом заказа этих реактивов, что увеличивает срок еще на месяцы. Это сильно тормозит процесс развития биотехнологий в России.
Как я уже говорил ранее, мы, в селекционно-семеноводческой фирме «Гавриш» постоянно работаем над созданием конкурентоспособных гибридов многих овощных культур. На данный момент мы применяем молекулярные маркеры для создания продукции с мультиустойчивостями к экономически значимым патогенам. Уже сейчас мы имеем перечень устойчивостей на томате, который полностью соответствует флагманским гибридам зарубежных семеноводческих фирм.
Насколько эффективно достигнутые результаты могут способствовать импортозамещению продукции массового спроса на внутреннем рынке?
Сейчас много говорят об импортозамещении, но фактически мы все еще сильно зависимы от зарубежных поставок. Например, Россия производит достаточное количество мяса птицы, но яйца все равно приходят из-за рубежа. И если однажды нам не поставят эти яйца, то объемы производства мяса птицы сразу сильно упадут, что очень неприятно с точки зрения продовольственной безопасности. Такая картина наблюдается во многих отраслях, поэтому ближайшие лет 10 мы все еще будем зависимы от импорта.
До недавнего времени была большая проблема по селекции и семеноводству сахарной свеклы, вплоть до того, что практически не осталось специалистов в данной области. Однако, сейчас этим направлениям оказывается существенная государственная поддержка. Причем, поддержка направлена на развитие полного цикла производства – от семеноводства до переработки, поэтому в ближайшее время вопрос с импортозамещением картофеля и сахарной свеклы будет решен.
Что касается производства овощей, то если посмотреть в корень, то, как и в случае с птицей, исходный материал, в данном случае семена, являются голландскими. Опять же вызывает вопрос с точки зрения импортозамещения. В целом, это направление сейчас переживает бурный подъем, в том числе и в нашей фирме разработаны молекулярные маркеры и продолжают создаваться новые сорта с улучшенными характеристиками. Но, опять же, нужно время чтобы это направление развилось до нужного уровня, и, я думаю, года через три мы достигнем необходимого для продовольственной безопасности уровня овощеводства.
Российская продукция может быть более привлекательной по цене, но по качеству нам пока сложно конкурировать с мировыми аналогами. Сейчас мы еще не можем превзойти тех, кто 20 лет назад основал научные центры и уже внедрил то, что только начинает внедряться в России.
Оцените кадровый потенциал для развития технологий в рамках приоритетного направления «Агробиотехнологии» в России на 2016 г.
В настоящее время в МГУ и в Тимирязевский академии готовятся специалисты, которые удовлетворяют потребностям всех кластеров по направлению «агробиотехнологии». Но, на мой взгляд, наиболее остро не хватает специалистов, которые бы разбирались в генетике, молекулярной биотехнологии и одновременно в селекции, поскольку нельзя говорить об эффективной работе, если тесно взаимодействующие специалисты, такие как генетики и селекционеры, не понимают друг друга. Например, селекционер, который всю жизнь проработал в поле, не может понять, как можно эффективно вести селекцию с помощью молекулярных маркеров. И наоборот, специалист в области молекулярных маркеров со знаниями в области селекции может что-то предложить селекционеру, а селекционер со знаниями в области маркирования может знать, что попросить у него, и такая работа будет намного эффективнее. В общем, нужны специалисты не узкой направленности, а обладающие хотя бы базовыми знаниями в смежных областях.
Оцените материально-техническую и производственную базу критических технологий России на 2015 г.
На примере нашей фирмы могу сказать, что у нас имеется очень хорошая коллекция различных сортов и линий растений, с которыми мы работаем. И наша коллекция превосходит коллекции некоторых крупных европейских селекционно-семеноводческих компаний, в которых, порой, даже не знают о новейших сортах растений, которые появились в мире. В нашей коллекции присутствуют линии из различных генетических банков, в том числе из Европы и США, то есть мы имеем аутентичные образцы генов устойчивости и других генов интереса. Кроме того, у нас имеются большие площади в открытом и защищенном грунте, где мы можем проверять наши гибриды. И речь идет не только о России. Так же мы имеет свои селекционные центры в Турции и Иордании. Для ускорения работы по производству конкурентоспособной продукции, мы запустили высокопропускные лаборатории молекулярной диагностики растений, без которых в настоящее время невозможно эффективное ведение селекции.
Охарактеризуйте, пожалуйста, основные угрозы, риски и ограничения, препятствующие развитию направления «Агробиотехнологий» и соответствующих ему рынков продуктов. Какие бы Вы могли высказать предложения по совершенствованию мер государственной поддержки «Агробиотехнологий».
Основная угроза для России – это отсутствие качественного оборудования и расходных материалов для постановки серьезных экспериментов и развития агробиотехнологии и науки в целом. Основными производителями являются Германия, США и Япония, и мы сейчас практически полностью от них зависим в этой области. Необходимо развивать собственное производство высокотехнологичного оборудования и расходных материалов, однако на это нужно время, поскольку нельзя быстро обогнать лидеров в этой области, которые десятилетиями развивались, чтобы достичь этого уровня. Также необходимо поддерживать российских ученых и по-достоинству оценивать их разработки, ведь многие технологии, разработанные в России, реализуются за рубежом. Например, технология чипов была разработана в институте Энгельгардта, но производство этих чипов и оборудования для них находится в США. В нашей стране есть большой интеллектуальный потенциал, но возможностей реализовать этот потенциал, к сожалению, больше за рубежом. Что касается результатов моих исследований, они могли бы быть достигнуты где-нибудь в Англии на полгода, а то и на год раньше.
Агробиотехнологии в России переживают стадию активного развития, поскольку правительство стало вкладывать средства в эту отрасль. Думаю, уже лет через пять будут видны первые результаты, а лет через десять эти результаты будут активно использоваться в агрокластере.
