Third International Conference “Genetically modified organism: the history, achievements, social and environmental risks”

Abstract

From October 3 to October 5, 2023, the Third International Conference “Genetically modified organism: the history, achievements, social and environmental risks” was held at St. Petersburg State University as part of the implementation of the Program for the creation and development of a world-class Scientific Center “Agricultural Technologies for the Future. ”This issue is dedicated to the 300^th anniversary of St. Petersburg State University and presents materials from selected conference reports.

Full Text

C 3 по 5 октября 2023 г. в Санкт-Петербургском государственном университете в рамках реализации Программы создания и развития Научного центра мирового уровня «Агротехнологии будущего» прошла Третья Международная конференция «ГМО: история, достижения, социальные и экологические риски». В конференции приняли участие исследователи из России, Китая, Германии, Испании, Индии, Молдовы, Таджикистана, Белоруссии [1].

Генная инженерия — это одно из наиболее бурно развивающихся направлений исследований в современной биологии. Генно-инженерно-модифицированные организмы (ГМО) находят свое применение в сельском хозяйстве, медицине, ветеринарии, пищевой промышленности и в фундаментальных исследованиях. Все эти направления широко обсуждались на нашем мероприятии.

Устные и стендовые доклады были организованы в составе шести секций: ГМО для фундаментальных исследований [2–12], технологии геномного редактирования растений [13–19], ГМО для медицины [20–24], ГМО для сельского хозяйства [25–33], ГМО и окружающая среда [34–40], ГМО и общество [41–45]. Материалы избранных докладов конференции представлены в виде полноразмерных статей в данном тематическом выпуске.

Генная инженерия обладает огромным потенциалом изменения наследственного материала живых организмов. Ее подходы могут быть использованы как для точечного редактирования геномов [11–17, 28, 37, 46], так и для внедрения в геном целых кассет генов [26, 47]. Несмотря на то что исследования с использованием генно-инженерных методов проводят вот уже несколько десятилетий, еще остается много нерешенных проблем. Многие из них были освещены на конференции.

Возможность вносить точечные изменения в геномы открывает широкие перспективы для фундаментальной и прикладной науки. Появляется возможность изменять последовательность генов бесшовными методами (не оставляя следов использованных генетических конструкций), изучать их возможные функции у форм, несущих мутации в гомо- и гетерозиготном состоянии. Примером такой работы служит исследование Е.А. Хуснутдинова с соавторами [46], нацеленное на изучение влияния на фенотип растения генов регуляторов синтеза флавоноидов у арабидопсиса.

Следует отметить, что методы геномного редактирования являются рутинными лишь для небольшого списка модельных объектов. В то же время, для многих видов сельскохозяйственных растений необходима их оптимизация, прежде чем удастся получить желаемый результат. Пример исследования в этой области — работа Е. Канцуровой и соавт. [48], направленная на совершенствование CRISPR/Cas9-редактирования генома важной сельскохозяйственной культуры — гороха. Вопросы изменения регенерационной способности бобовых широко обсуждались на конференции не только в контексте редактирования геномов, но и в контексте трансгенеза [4, 7, 19]. Хотя для этой группы растений нет эффективных протоколов получения трансгенных регенерантов, работы не стоят на месте. Получены трансгенные тканевые культуры с ценными свойствами, описанные в статье О.О. Тиминой и соавт. [47].

Для практического использования продуктов генно-инженерной деятельности важна их всесторонняя характеристика. В любом варианте исследования она предполагает подробное описание привнесенных изменений на уровне ДНК. Если для оценки успешности редактирования конкретного гена достаточно секвенирования по Сэнджеру его измененного фрагмента, то продукты трансгенеза требуют более ресурсоемких технологий исследования. В первую очередь, это касается определения сайта интеграции в геном генно-инженерной конструкции. От того, куда встроились трансгены, во многом будет зависеть их дальнейшая судьба. По этой причине сейчас разработано много методов изучения пограничных с инсерцией последовательностей. Систематизации этой информации посвящен обзор Е.С. Окуловой и соавт. [49].

Генно-инженерные методы представляют собой мощный инструментом для фундаментальных исследований. Эти методы широко применяют в генетике развития растений. Примером такого исследования является статья К.А. Кузнецовой и соавт. [50].

В отличие от растений среди микроорганизмов есть такие объекты, которые с большим успехом можно использовать и в практических целях (как продуцентов пищевых добавок, ферментов, белков терапевтического назначения), и для решения фундаментальных задач. В обзоре П.А. Виролайнен и Е.М. Чекуновой [51] приведены данные о современных достижениях в области модификации генома одноклеточной зеленой водоросли Chlamydomonas reinhardtii: принципы дизайна трансгенных конструкций, методики трансформации ядерного и хлоропластного геномов, используемые селективные маркеры и подходы к редактированию геномов с помощью системы CRISPR/Cas9.

Таким образом, ставшая уже традиционной конференция «ГМО: история, достижения, социальные и экологические риски» является важным инструментом для обмена опытом в области генной инженерии, местом встречи ключевых специалистов в данной области.

Конференция проведена при поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации в соответствии с соглашением № 075-15-2022-322 от 22.04.2022 о предоставлении гранта в виде субсидии из Федерального бюджета Российской Федерации. Грант предоставлен для государственной поддержки создания и развития Научного центра мирового уровня «Агротехнологии будущего».