Исследователи лаборатории Экоген ТГУ, кафедры цитологии и генетики БИ ТГУ и Политехнического университета Вирджинии (США) завершили работу по физическому картированию генома одного из переносчиков малярии в Центральной и Южной Америке – малярийного комара Anopheles albimanus. Карта открывает новую страницу в изучении одного из опасных переносчиков возбудителя малярии, от которого ежегодно в мире гибнет более 400 тыс. человек, и расширяет возможности в борьбе со смертельно опасной инфекцией.
– Наиболее эффективной профилактикой распространения малярии является искоренение переносчика заболевания – малярийного комара, – говорит старший научный сотрудник лаборатории Экоген ТГУ Глеб Артемов. – Для этого используются различные способы – от осушения болот до создания трансгенных комаров. Разработка новых подходов вызывает необходимость исследования генетики, физиологии, экологии представителей рода Anopheles, которые невозможны без информации о его полной последовательности ДНК.
В течение двух лет группа ученых ТГУ и Политехнического университета Вирджинии изучала геном вида Anopheles albimanus. Исследователи получили изображения его хромосом и провели большую серию экспериментов. В конце ноября 2016 года ученые закончили наиболее полную версию геномной сборки малярийного комара и как результат представили его физическую карту.
– Это третий картированный геном для рода Anopheles, – говорит ведущий научный сотрудник лаборатории Экоген ТГУ и доцент Политехнического университета Вирджинии Игорь Шарахов. – Первая карта самого опасного малярийного комара Anopheles gambiae была опубликована в 2002 году, а затем были созданы карты азиатского вида Anopheles stephensi и Anopheles atroparvus – малярийного комара, обитающего в Европе и России. Сравнение этих видов выявило новые геномные перестройки, которые перетасовали порядок генов между разными хромосомами.
Физическая карта генома позволяет определять положение любого гена на хромосомах и изучать эволюцию малярийных комаров путем сравнения порядка генов у разных видов. Карта, например, способна помочь ученым, создающим трансгенных комаров, для определения оптимального места встраивания фрагментов ДНК в геном.
Модифицированные комары как инструмент корректировки численности популяции уже опробованы в нескольких научных группах из разных стран. Так, ученые Оксфордского университета и биотехнологической компании Oxitec создали трансгенных самцов комара Aedes aegypti – вида, который переносит вирус Зика, возбудителя лихорадки Денге и других заболеваний. Новые особи несут ген, останавливающий развитие потомства: оно погибает, прежде чем достигает репродуктивного возраста. В 2009–2010 годах почти 3 млн таких насекомых были выпущены у Каймановых островов, что вызвало снижение их численности на 96%!
Использование карты уже помогло ученым ТГУ и Политехнического университета Вирджинии обнаружить и исправить ранее допущенные ошибки сборки генома Anopheles albimanus. Результаты научных изысканий легли в основу статьи, опубликованной в одном из высокорейтинговых научных журналов в январе 2017 года.
Добавим, что исследования выполнены при поддержке грантов Российского научного фонда и Национальных институтов здоровья США под руководством Игоря Шарахова. Новая геномная карта находится в открытом доступе в базе VectorBase (https://www.vectorbase.org/Anopheles_albimanus/Location/Genome).
