В семинаре приняли участие сотрудники Института леса и Отдела комплексных научных исследований (ОКНИ) Карельского научного центра РАН, Центра по проблемам экологии и продуктивности лесов РАН, Почвенного института им. В.В. Докучаева, а также преподаватели и студенты Института биологии, экологии и агротехнологий Петрозаводского государственного университета.

— Сегодня в биологии невозможно обойтись без молекулярно-генетических исследований. Свое развитие направление получило в последние 10–20 лет. Многие ученые оканчивали университет, когда этого знания еще не было, и сегодня вынуждены осваивать современные методы уже в процессе работы. При этом применять их нужно очень грамотно: за каждым, порой кажущимся простым, этапом стоит очень большая работа, и важно не допустить ошибок, – отметила Наталия Галибина, организатор семинара, доктор биологических наук, заместитель директора по научной работе Института леса КарНЦ РАН, руководитель лаборатории биотехнологии растений ОКНИ КарНЦ РАН.

Первая часть программы была посвящена общим вопросам — основным направлениям молекулярно-генетических методов, которые используются применительно к лесным растительным объектам.

Молекулярная биология — это наука, которая занимается изучением нуклеиновых кислот (ДНК и РНК) и макромолекулярных комплексов, обеспечивающих их биосинтез и работу. Она устанавливает роли и механизмы функционирования этих макромолекул на основе знаний об их структуре и свойствах.

Младший научный сотрудник лаборатории биотехнологии растений ОКНИ КарНЦ РАН Ольга Чирва рассказала о таком методе молекулярной биологии, как полимеразная цепная реакция (ПЦР), и сферах его применения.

– Полимеразная цепная реакция помогает добиться значительного увеличения маленьких фрагментов нуклеиновой кислоты в биологическом материале. Например, есть небольшой участок ДНК, ген, который нас интересует. Но его концентрации настолько мала, что сложно производить с ним какие-либо взаимодействия. С помощью ПЦР мы можем получить из одного участка множество копий, – пояснила Ольга Чирва.

Аббревиатура «ПЦР» получила широкую известность в связи с проведением тестов на COVID-19, однако этот метод применяется не только для диагностики инфекционных заболеваний. Он помогает ученым в определении генотипа организма, изучении экспрессии генов и в других молекулярно-биологических и молекулярно-генетических исследованиях.

Метод ПЦР активно используется учеными во всем мире, но его применение и описание в научных статьях требует особых правил. О том, как избежать ошибок и провести ПЦР-анализ максимально корректно рассказала Юлия Мощенская, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник лаборатории физиологии и цитологии древесных растений Института леса КарНЦ РАН.

Елена Гуляева, младший научный сотрудник лаборатории биотехнологии растений ОКНИ КарНЦ РАН, познакомила слушателей с ДНК-маркерами в молекулярно-генетических исследованиях. Они основаны на изменчивости последовательности ДНК и являются самыми надежными маркерами генетического разнообразия, изучение которого наряду с биоразнообразием в целом — одна из фундаментальных задач биологии.

Завершило первую часть семинара выступление Татьяны Тарелкиной, кандидата биологических наук, старшего научного сотрудника лаборатории физиологии и цитологии древесных растений Института леса КарНЦ РАН. Она представила методы биоинформатики в молекулярно-генетических исследованиях растений.

— Биоинформатика — это отрасль науки, которая изучает особенности протекания информационных процессов в биологических системах. Основным носителем информации в биосистемах является молекула ДНК. Применяя к последовательностям ДНК методы прикладной математики, статистики и информатики, можно получать новую биологически значимую информацию, — отметила во вступлении ученый.

Перечисленные на семинаре методы широко применяются карельскими учеными при анализе генов растений для решения разных задач. Во второй половине мероприятия эксперты представили конкретные результаты исследований, проведенных с их использованием.

Семинар «Современные молекулярно-генетические методы, их применение в исследовании лесных экосистем» был организован в Год науки и технологий Институтом леса и Отделом комплексных научных исследований КарНЦ РАН при участии Центра по проблемам экологии и продуктивности лесов РАН и кафедры ботаники, и физиологии растений Института биологии, экологии и агротехнологий Петрозаводского государственного университета. Мероприятие проводилось под эгидой Научного совета РАН по лесу.