Фото: пресс-службы СКФУ
Ученые Северо-Кавказского федерального университета успешно завершили этап своих работ в рамках программы по изучению генетики овец в проекте «Приоритет 2030».
В ходе исследований была расшифрована генетическая информация более чем 242 овечьих геномов, относящихся к 21 отечественной породе. Данный проект стал первым подобным исследованием, проведенным на Северном Кавказе.
Научный проект геномного центра СКФУ продолжался более 200 дней и требовал практически круглосуточной работы вычислительных систем. Сборка одного генома занимает свыше 12 часов работы на мощных серверах центра, при этом каждая буква генетического кода считывается до 30 раз для минимизации вероятности ошибок.
Ученые центра смогли успешно освоить биоинформационные технологии, включая сложные математические алгоритмы, которые необходимы для точной сборки геномных последовательностей. Эта технология значительно ускорила процесс анализа генетического материала.
«Биоинформатика относится к наиболее перспективным направлениям, которые позволяют расширять возможности для перехода к высокотехнологичному здравоохранению и сельскому хозяйству. Геномный центр СКФУ работает по двум ключевым направлениям — наука и образование. Мы не только реализуем уникальные для Северного Кавказа научные проекты, но и готовим кадры, обладающие междисциплинарными компетенциями, в том числе в области биоинформатики», — подчеркнул ректор СКФУ Дмитрий Беспалов.
На уникальных научных приборах — секвенаторах — была расшифрована последовательность ДНК для каждой породы овец. Эта информация представляет собой огромный пазл, состоящий из миллиардов фрагментов и 100 гигабайт данных.
С применением математических алгоритмов и специализированных компьютерных программ из этих мелких кусочков собирается полная последовательность ДНК.
Используя международные базы данных, к полученной матрице была добавлена информация о соответствующих породах. В результате был значительно оптимизирован процесс сборки наследственных кодов, что позволило в рекордные сроки расшифровать геномы 21 породы овец.
«Работа велась на стыке генетики и сложных математических алгоритмов обработки информации — это новый для нас этап работы в области биоинформатики. Подобный проект по сборке геномов из сырых данных был проведен на Северном Кавказе впервые. На основе полученных новых сборок геномов уже проведено сравнение строения некоторых генов мясной продуктивности у овец с результатами изучения их структуры и мутаций, которые проводились ставропольскими учеными ранее. Результаты нашей работы будут полезны для повышения эффективности мясного животноводства в нашем регионе», — рассказала заведующая кафедрой генетики и селекции медико-биологического факультета СКФУ, доктор биологических наук, профессор Наталья Лиховид.
В результате проведенных исследований в сфере генетики мелкого рогатого скота были опубликованы статьи в таких журналах, как Animal Gene, Genes и Russian Journal of Genetics.
На основе полученной генетической информации совместно с Северо-Кавказским федеральным научным аграрным центром (ФНАЦ) продолжается работа по оценке мясной продуктивности овец различных генотипов, а также разработке новых биопрепаратов, которые направлены на повышение иммунитета и ускорение прироста мышечной массы у животных.
Стоит отметить, что стратегический проект «Технологии для агропромышленного комплекса, пищевой и перерабатывающей промышленности» реализуется в СКФУ в рамках государственной программы поддержки вузов «Приоритет 2030».
В то же время идет подготовка высококвалифицированных специалистов в области биоинформатики среди студентов медико-биологического факультета СКФУ.
В настоящее время лаборатория медицинской и биологической информатики геномного центра СКФУ приступила к следующему этапу своих исследований. Ведется сборка геномов пшеницы, ячменя и сорго отечественных сортов, что позволит осуществлять паспортизацию сельскохозяйственных растений.
Справочно
Геномный центр СКФУ открыт в 2024 году в рамках реализации программы развития университета и задач, поставленных губернатором Ставропольского края по созданию центра генетических технологий.
Оборудование приобретено за счет госпрограммы «Приоритет 2030» и регионального гранта. Научные исследования ведутся по направлениям генотипирование и генетическая паспортизация зерновых и кормовых культур, генетика и селекция мелкого рогатого скота и др. проекты.
На базе геномного центра осуществляется подготовка специалистов по пяти направлениям, а также проводятся курсы повышения квалификации специалистов разного уровня.
Фотографии по теме:
Фото: пресс-службы СКФУ