Для изучения эволюции крупных таксонов, исследования филогении животных, изменчивости структуры их популяций Научно-практический центр по биоресурсам совместно с Институтом генетики и цитологии Национальной академии наук успешно использует молекулярно-генетические методы. Они расширяют возможности ученых в решении не только фундаментальных, но и научно-прикладных задач. Среди них — формирование генетически полноценного фонда ресурсных животных для охотничьего хозяйства, сохранение редких и исчезающих видов, а также уменьшение риска распространения паразитарных инфекций и инвазий среди людей. Возглавляет исследования заместитель генерального директора по научной и инновационной работе Научно-практического центра по биоресурсам НАН Беларуси доктор биологических наук Елизавета БЫЧКОВА.
— Елизавета Игнатьевна, какие наи¬более распространенные в нашей стране вирусы, переносимые насекомыми?
— Всем известны иксодовые клещи, которые являются переносчиками возбудителей болезни Лайма и других заболеваний. По наблюдениям эпидемио¬логов, за последние годы уровень заражения жителей республики Лайм-боррелиозом растет: каждый год почти 500 человек подвергаются стационарному лечению, более 10 тыс. проходят обследование в связи с подозрением на это заболевание, около 2 тыс. экземпляров кровососущих членистоногих попадает в лаборатории для бактериологического изучения. Только с использованием молекулярно-генетических методов стала возможна видовая дифференциация возбудителей этой болезни — боррелий, которых в основном переносит собачий клещ (Ixodes ricinus). Однако, кроме Лайм-боррелиоза, на территории Беларуси циркулирует вирус клещевого энцефалита. Его в нашей стране регистрируют с 1925 г., с периодическими вспышками. Особенно страдали белорусы от этого недуга в 50—60-е гг. прошлого века, когда заражение шло в основном алиментарным путем — через молоко коз. С 90-х гг. эпидемиологи отмечают новый период реактивации природных очагов инфекции, который сопровождается подъемом численности и, главное, вирусоформностью клещей.
Как правило, регистрируется вирус западного геноварианта, переносчиком которого является I.ricinus, причем основу вирусной популяции составляют штаммы средней патогенности. Вместе с тем белорусские вирусологи обнаружили циркуляцию и высоко патогенных образцов, которые, возможно, переносит таежный клещ, I.persulcatus, недавно обнаруженный в Витебской области.
— Собачьего и таежного клещей обывателю не отличить друг от друга — даже пристрастный осмотр специалиста, вооруженного лабораторными приборами, не всегда дает результат, поэтому для их дифференциации нужен особенный способ.
— Для видовой идентификации используются молекулярно-генетические методы: в 2006—2009 гг. в рамках Государственной программы ориентирования фундаментальных исследований «Ресурсы растительного и животного мира» совместно с сотрудниками Института генетики и цитологии НАН Беларуси нами разработан новый маркер, позволяющий надежно и эффективно проводить типирование иксодовых клещей. Важно и то, что он не требует секвенирования, что значительно упрощает определение вида. Благодаря этой методике впервые за последние 50 лет на северо-западе республики идентифицированы взрослые особи таежного клеща — переносчики дальневосточного клещевого энцефалита.
— Влияет ли факт их обнаружения на выбор направления дальнейших исследований и какое практическое применение находят полученные результаты?
— Безусловно, влияет. Мы должны установить численность I.persulcatus, его биотопическое распространение и, главное, выяснить, представляет ли он угрозу для населения нашей республики как переносчик возбудителя. Это потребует объединения усилий паразитологов, вирусологов и санитарно-эпидемио¬логической службы и, в зависимости от полученных результатов, возможно, разработки дополнительных профилактических мер защиты от опасной вирусной инфекции.
— К сожалению, не только в лесопарковых зонах обитают болезнетворные животные — несколько лет назад небезопасно было купаться в озере Нарочь. С чем это связано?
— Действительно, с 1995 г. один из красивейших водоемов нашей страны время от времени становится очагом церкариального дерматита. Его вызывают личинки плоских червей, гельминтов, локализующиеся в организме промежуточных хозяев — моллюсков. Взрослые гельминты паразитируют в кровеносной системе водоплавающих птиц. На территории Беларуси до настоящего времени не был установлен видовой состав возбудителей из-за высокой степени морфологического сходства личинок и взрослых стадий паразитов. Сотрудники лаборатории паразитологии и ученые Института биологии гена РАН, используя молекулярно-генетические методы, впервые для озера Нарочь идентифицировали 5 видов трематод, один из которых — Trichobilharzia regenti — обладает особенно патогенными свойствами. При проникновении в организм неспецифического хозяина, например человека, он может вызвать, помимо дерматита, воспалительные процессы органов дыхания вплоть до бронхоспазма.
Используя PCR-анализ, мы выявили новый вид птичьих шистосом, названный Trichobilharzia narochanika, который, предположительно, можно найти не только в Беларуси, но и за ее пределами. Однако видовой статус этой находки нуждается в повторном подтверждении.
Эти данные имеют важное практическое значение для разработки комплекса мер по подавлению очагов шистосоматидных церкариозов в рекреационных зонах.
— Как повлияли результаты, полученные при изучении возбудителей церкариальных дерматитов, на дальнейшие исследования?
— Они поставили перед нами множество вопросов: какова степень участия каждого вида паразита в эпидемическом процессе, какие виды водоплавающих птиц являются их окончательными хозяевами, как распределены церкарии трематод в популяциях моллюсков? Ответы на них позволят установить пути формирования очага заражения на озере Нарочь и послужат отправной точкой для разработки системы контроля и предупреждения угрозы распространения инвазии на другие водоемы Нарочан-ского региона.
— Елизавета Игнатьевна, применяются ли молекулярно-генетические технологии в исследованиях, имеющих значение для разработки мер по сохранению и рациональному использованию животного мира Беларуси?
— Да, конечно. Без них не обойтись при создании новых популяций беловеж-
ского зубра и сохранении этого редкого вида мировой териофауны, обогащении популяций ресурсных видов животных, при разработке мер по охране птиц, находящихся под угрозой исчезновения в Европейском регионе, таких как, например, большой и малый подорлик. Генная инженерия успешно применена для получения новой линии дождевых червей «белорусский пахарь», используемой для экологически безопасной утилизации органических отходов.
Все упомянутые работы — новые, патентоспособные и имеют не только теоретическое, но и практическое значение.
— Значит, молекулярно-генетические исследования в зоологии — основа для получения знаний, необходимых не только в современной науке, но и в жизни. Где в дальнейшем вы будете использовать ДНК-технологии?
— Спектр их применения широк. Мы уже говорили о том, что эти методики позволяют разработать эффективные меры по контролю и профилактике возникновения новых природных очагов инфекций и инвазий в условиях Беларуси. Кроме этого, молекулярно-генетический метод необходим для установления путей формирования фауны Центральной и Восточной Европы в послеледниковый период. Такой способ исследований лежит и в основе изучения таксономии, динамики микроэволюционных процессов и оценки генетического груза в популяциях животных.