Цивилизация
Сельское хозяйство по-научному
Выступая на конференции научных работников в мае 2015 года, первый заместитель руководителя ФАНО Алексей Медведев сравнил Российскую академию сельскохозяйственных наук, являющуюся теперь частью большой РАН, с «машиной времени» — потому что в ней занимаются исследованиями, которые были актуальны несколько десятилетий назад. Притом что в структуру бывшей РАСХН входят более 200 исследовательских институтов, изрядная доля скепсиса по поводу того, чем занимаются эти институты, присутствует, хотя, казалось бы, кому, как не представителям РАСХН, решать актуальную задачу импортозамещения. Корреспондент «Газеты.Ru» решил лично посмотреть, как сельскохозяйственная наука в России использует деньги налогоплательщиков, и отправился во Всероссийский научно-исследовательский институт животноводства (ВИЖ). Данный институт был выбран как организация, которая получила самый крупный грант от Российского научного фонда в области сельскохозяйственных наук.
Подмосковный поселок Дубровицы, находящийся рядом с ледовым дворцом подольского «Витязя», встречает нас построенной в стиле голицынского барокко в конце XVII века Знаменской церковью и живописными видами на реки Пахру и Десну. В этом поселке и находится ВИЖ, c 2014 года носящий имя академика Льва Эрнста (кстати, отца гендиректора Первого канала Константина Эрнста). Под его руководством в 1984 году здесь был создан первый центр трансплантации эмбрионов.
«Сейчас в России это направление называют одной из приоритетных инноваций. Вот только этой инновации уже больше тридцати лет, а восстанавливают ее лишь теперь», — с огорчением рассказывает директор института, академик РАН Наталия Зиновьева.
После того как в 2012 году биотехнологии стали одним из государственных приоритетов, то, чем в институте давно занимались, получило толчок к развитию. Кроме того, институт занимается генетикой, разведением, кормлением, биохимией животных, что в силу заданного государством курса теперь особенно актуально.
Учите английский
Сотрудники института сетуют, что за минувшие годы в России практически не выделялось средств на развитие животноводства, рынок оказался перенасыщен зарубежными продуктами, а производители попали в серьезную зависимость от поставок животных из-за рубежа. По словам директора ВИЖ, одним из главных позитивных моментов последних лет является создание Российского научного фонда, на средства которого — 25 млн руб. ежегодно — на базе ВИЖ совместно с четырьмя институтами создана новая лаборатория генетических ресурсов животных, которая реализует проект «Изучение, сохранение и рациональное использование биоразнообразия животных как основы получения здоровой, безопасной и высококачественной пищи».
Реализация проектов на грантовые средства ведется в институте давно. Тем не менее по объему финансирования с грантами РНФ они несопоставимы. Так, исследования одной головы скота стоят около 10 тыс. руб. При этом для наглядного результата необходимо изучить не менее 100 голов и потратить несколько миллионов рублей на расходные материалы и оборудование. Прежние объемы грантов делать это не позволяли. К примеру, провести секвенирование полного генома сейчас стоит примерно 200 тыс. руб.
«Больших изменений с момента начала реформ и создания «большой Академии наук» мы не почувствовали, потому что всегда контактировали с большим числом организаций», — рассказывает академик Наталия Зиновьева, проводя своеобразную экскурсию по коридорам научного учреждения.
На вопрос, в каких научных изданиях и на каком языке публикуются сотрудники института, директор ответила, что на русском большинству сотрудников писать легче, чем на английском: «Зачастую, имея даже неплохие данные, мы писали в русскоязычные журналы. Благодаря РНФ происходит «перестройка в мозгах» — государство дает деньги, а мы приходим к осознанию, что необходимо его достойно представлять на международном уровне».
По словам директора ВИЖ, сейчас сотрудники института на регулярной основе улучшают свой английский, занимаясь с двумя носителями языка, не говорящими по-русски.
Работая в рамках гранта РНФ, исследователи ВИЖ успели опубликовать тезисы в Journal of Animal Science (импакт-фактор 1,96), Reproduction of Domestic Animals (1,56) и в Journal of Reproduction and Fertility (3,1), а также отправить статью в Journal of Heredity (2), на которую пришла первая положительная рецензия. Большинство статей написаны в соавторстве с иностранными специалистами, а в реализации самого проекта участвует Брем Готтфрид, доктор ветеринарных наук, профессор, действительный член Австрийской и Немецкой академий наук, иностранный член РАН.
«Надеюсь, мы выполним индикаторы по публикациям. Покупать место под свои статьи в индексируемых мусорных журналах мы не собираемся», — утверждает Наталия Зиновьева, отметив, что пик публикационной активности в рамках проекта придется на 2016–2017 годы.
Коровы должны быть разные
В основе проекта лежит концепция рационального питания Продовольственной и сельскохозяйственной организации ООН (FAO), согласно которой снижение генетического разнообразия флоры и фауны ведет к потере разнообразия в продуктах питания, результатом чего становятся проблемы в области здоровья человека.
«Раньше человек получал молоко и мясо, используя большое число пород. Имелось огромное число локальных пород, а продукты были разнообразными. Сейчас все сводится к монопороде: если необходимо молоко, то его дают коровы голштинской породы, если нужна свинина, то выращивают животных породы ландрас», — пояснила Наталия Зиновьева.
Вследствие этих процессов человек получает более бедный нутриентный состав пищевых продуктов, чем прежде. Кроме того, имеют место процессы изменения климата, что может привести к невозможности использования имеющихся пород в условиях изменившихся реалий. Для этого и необходимо сохранение биологического разнообразия.
В рамках проекта сотрудники ВИЖ и их коллеги пытаются дать оценку существующему разнообразию пород посредством современных методов: так, ученые изучают крупный рогатый скот, коз, овец, северных оленей и пчел.
«Мы хотим показать, что есть уникальные по своим генотипам локальные породы, которые в будущем будут востребованы. А для создания новых форм животных можно использовать дикие виды. Нам уже удалось показать, что это возможно, приливая кровь архаров и горных коз. Это позволит создать новые виды, которые могут выжить в экстремальных условиях», — рассказала Наталия Зиновьева.
За прошедший год исследователи из ВИЖ сумели существенно расширить банк ДНК института, создали практически с нуля банк ДНК диких видов. В частности, в распоряжении исследователей имеется около 40 образцов ДНК снежного барана, относящегося к занесенным в Красную книгу видам.
Исследователям уже удалось доказать, что среди снежных баранов существуют внутривидовые различия, и получить гибридов снежного барана и архаров, которые могут жить в экстремальных условиях, например в Якутии.
До конца 2015 года ученые планируют получить полногеномные данные по всем животным, которых изучают в рамках проекта. На их основе они смогут более глубоко и детально говорить о том, какие породы уникальны, а какие нет.
Наконец, в рамках проекта изучают северных оленей. Их геном до сих пор полностью не секвенирован, как и в случае со снежным бараном. Исследователи из ВИЖ надеются сделать это первыми в мире, однако подобную цель ставят перед собой и норвежские ученые.
В России северные олени считаются полудомашними животными, и существуют племенные хозяйства, где их разводят. При этом система контроля происхождения и отцовства животных отсутствует, что колоссально снижает эффективность воспроизводства. Для ее создания исследователи ВИЖ вместе с коллегами и проводят масштабные изыскания генома северного оленя.
От козерога до пчелы
Двор внутри института, где в летнее время держат животных, любовно называют физдвором. В нем кудахтанье разгуливающих около стогов сена кур смешивается с блеянием баранов, молчанием архаров и лязгом прутьев клеток.
«Особо буйных мы вычисляем сразу и отсаживаем. К таким даже за семенем в одиночку не заходим», — объясняют сотрудники института, пока корреспондент «Газеты.Ru» рассматривает гигантского козерога, прутья клетки которого того и гляди выпадут.
По соседству с горными баранами, линяющими овцами и козами разных мастей непринужденно пасется архар. Он выглядит довольно отрешенно, а во взгляде животного можно увидеть стоическое спокойствие, с которым, жуя сено, он смотрит на пришедших потревожить его покой людей.
Эти животные нужны для воспроизводства: искусственное оплодотворение позволяет получать редко встречающиеся в природе особи и исследовать их. Кроме того, они важны для создания гибридов, на основе которых впоследствии можно выводить новые породы. Благодаря выведению гибридов исследователи получили животных, которые растут быстро и которые растут медленно. Имея полногеномные данные, ученые смогут найти гены, которые отвечают за скорость роста.
Особенное внимание в ВИЖ уделяют исследованию якутских и ярославских пород коров, которые обладают наибольшим разнообразием, лучшим иммунитетом и приспособленностью к экстремальным условиям.
Интерес исследователей вызывают и пчелы — в частности, они оценивают генофонд серой горной кавказской пчелы. В результате застройки Красной Поляны из-за Олимпиады в Сочи большинство пасек были ликвидированы, осталось всего лишь около тридцати, что угрожает существованию этого подвида. При этом вымирание пчел, которое может привести к их полному исчезновению, связано как раз с процессом метизации — неконтролируемого скрещивания между разными подвидами пчел.
В погоне за мясом овцы
После падения курса рубля, когда иностранные фирмы резко повысили цены на оборудование для российских исследователей, в ВИЖ нашли выход. Так, в институте не стали покупать дорогостоящее оборудование, а прибегли к помощи немецких коллег, оплатив лишь покупку расходных материалов. Таким образом, исследователям удалось сэкономить в два раза больше средств, чем если бы институт занимался закупкой ДНК-чипов для изысканий напрямую.
В самой Лаборатории генетических ресурсов животных корреспонденту «Газеты.Ru» рассказали, что на днях к японскому блоку для расшифровки генома будет подключен российский модуль. По словам сотрудников, выяснилось, что определенное оборудование можно вполне делать российскими силами, например обращаясь за электроникой в Зеленоград.
Импортозамещение касается не только оборудования. Так, в ВИЖ в сотрудничестве с племенными предприятиями создают систему геномной оценки.
«Корова — это не стиральная машинка, которую можно купить, поставить — и вот она работает.
Любое животное живет ограниченный период времени, поэтому, даже приобретая за рубежом высокопродуктивных животных, мы вынуждены со временем отбирать следующие поколения.
Вот только у нас нет инструмента для отбора лучших: у животных могут быть выдающиеся по продуктивности родители, но посредственные дети», — рассказала Наталия Зиновьева.
Ведущиеся разработки нацелены на создание инструмента, который позволит отбирать следующие поколения животных. В силу того что сейчас Россия завозит до 50% племенных быков из-за рубежа, проблема с продуктивностью отечественных животных особенно актуальна. По словам Наталии Зиновьевой, на обеспечение независимости в этой области уйдет минимум пять-шесть лет.
Кроме того, повышению эффективности сельского хозяйства в России служат и гибриды.
«Имея дикие и домашние виды, мы получили овец, которые линяют. Шерсть, за исключением тонкой мериносовой, не востребована. Раньше грубая шерсть нужна была армии, а теперь она стала ненужной. Кроме того, овцы тратят колоссальное количество энергии на рост шерсти, но не очень сильно прибавляют в весе», — уточнила Наталия Зиновьева, добавив, что мясных пород овец в России пока что нет.
Один из главных трендов в мировом овцеводстве — выведение мясных бесшерстных овец, в чем ученые ВИЖ добились успеха. Исследования в области наук о жизни, активно поддерживаемые Российским научным фондом, в ближайшей перспективе помогут стране обеспечить себя всем многообразием сельскохозяйственной продукции самостоятельно.