В институте биологии и биотехнологии активно развиваются перспективные фундаментальные и прикладные исследования. В этом заслуга в том числе нынешнего юбиляра Максима Геннадьевича Куцева, к. б. н., до недавнего времени – замдиректора по науке Южно-Сибирского ботанического сада, в настоящее время – зампроректора по научно-инновационному развитию АлтГУ. Задали ученому пять вопросов о растениях и узнали, почему современная ботаника – это не пестики и тычинки.
– Максим Геннадьевич, АлтГУ активно развивает сотрудничество с индустриальными партнерами. Расскажите о значимых совместных проектах, в которых вы участвовали.
– В последнее время у меня в приоритете – прикладные вещи. Нравится видеть, как за короткое время можно достичь конкретного результата. Ну и сама тематика работ очень разнообразная – это не только собственно выполнение проектов, но и общение с заказчиками, освоение их подходов к работе (да, мы тоже у них чему-то учимся). Скажем, только за 2024 год выполнилось более двадцати проектов с моим участием или под моим руководством, например, – «Метод и устройство на основе ДНК-цитометрии изображений для анализа плоидности сельскохозяйственных растений и растений естественной флоры», «Подтверждение видовой принадлежности пищевого и фармацевтического сырья методами молекулярной генетики», «Роль полиплоидии и гибридизации в видообразовании на примере модельных родов сосудистых растений Северной Евразии в биогеографическом аспекте», «Апробация наборов реагентов для генотипирования сортов хмеля и выявление сортового соответствия», «Обследование численности популяции водяного ореха (Trapa natans s.l.) в озере Манжерокское», а также НИР в рамках программы «Приоритет-2030». Сейчас биология в чистом виде уже не существует, заказчикам почти всегда нужно комплексное решение. Поэтому у нас в портфеле проекты, начиная с чисто ботанических (филогения разных групп растений, то есть выяснение родственных отношений между растениями, изучение истории растительного мира, его эволюции) и заканчивая исследованием генетического материала, иначе говоря, генотипированием оленей, гаммаруса, разработкой реагентов и технических решений для Горводоканала и приборов медицинской диагностики. Тематика исследований в основном определяется заказчиками, а мы беремся за все работы, в которых компетентны. Крупнейшими заказчиками являются как государственные организации (Ботанический институт им. В.Л. Комарова РАН, Томский государственный университет, Институт водных и экологических проблем СО РАН), а также коммерческие фирмы (Пивоваренная компания «Балтика», «Сашера-Мед») и другие.
– Вы, помимо прочего, замдиректора по науке в Южно-Сибирском ботаническом саду. Сейчас весна, кругом красота! А что цветет в саду?
– Если честно, я давно не был в ботаническом саду, поэтому и самому интересно, что уже расцвело. Вообще, коллекция здесь включает более 1000 различных видов естественной флоры и сортов декоративных растений, например крупнейшую в Сибири коллекцию диких видов пионов, луков, видов сортов тюльпанов, томатов, земляники. Основная тематика исследований, проводимых в нашем ботсаду, связана с эволюцией растений. В настоящее время ведутся научные работы в рамках госзадания: изучение флоры, генетики растений. Есть три проекта Российского научного фонда, они посвящены разработке оборудования для анализа клеточных ядер, эволюции плаунов и лишайников. Современная ботаника – это не пестики и тычинки, как большинство думает. Это прежде всего применение современных методов, которые уже стали нормой. Электронная микроскопия, генетический анализ, выявление состава растений, биоинформатика, применение беспилотных технологий при исследовании растительности… Перечислять можно долго, но хочется сказать нашим студентам, которые стоят перед выбором, чем заняться: в ботанике легко найдется «свое» направление.
– Если говорить как раз о современных исследовательских методах: применяются ли цифровые технологии в Южно-Сибирском ботаническом саду?
– Да, конечно. Цифровые технологии используются для анализа данных полногеномного секвенирования (расшифровки геномов) живых организмов – от бактерий до растений и животных. А также построения филогенетических деревьев при исследовании эволюционных процессов в родах Allium (лук), Selaginella (плаунок), разных групп папоротников, семейств Asteraceae (сложноцветные), Ranunculaceae (лютиковые) и других таксонов.
Кроме того, мы внедряем технологии компьютерного зрения для распознавания видов и сортов растений, совместно с коллегами из института математики и информационных технологий (научная группа Дениса Юрьевича Козлова) готовим публикацию «Классификация представителей рода прострел (Pulsatilla L.) и их гибридов при помощи сверхточных нейронных сетей».
Хотелось бы рассказать и про лабораторию, в которой ведутся важные исследования по биоинженерии. Она так и называется: лаборатория биоинженерии, созданная в ИББ в 2012 году совместно с Институтом химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН. Основная ее задача – проведение наряду с фундаментальными исследованиями прикладных. Замечу, что это хорошо оснащенное место, даже в некоторых федеральных университетах таких нет.
На постоянной основе в ней работает пять сотрудников – Михаил Викторович Скапцов, Ольга Васильевна Уварова, Татьяна Александровна Синицина, Анастасия Максимовна Колтунова, Владимир Федорович Зайков. Здесь выполняют исследования аспиранты и студенты не только института биологии и биотехнологии, но и института цифровых технологий, электроники и физики, института химии и химико-фармацевтических технологий, а также Сибирского федерального университета (г. Красноярск) и Института ботаники и фитоинтродукции (г. Алматы, Республика Казахстан). Лаборатория обладает достаточно высоким потенциалом и возможностями исследований в области молекулярной генетики, состава веществ, реверс-инжиниринга реагентов и оборудования.
– Насколько хорошо Алтайский край изучен ботаниками?
– Алтайский край изучен достаточно хорошо, но это не значит, что неизвестные науке виды отсутствуют на нашей территории. Эволюционные процессы идут и в настоящее время, а значит, появляются и новые виды, например, в процессе спонтанной гибридизации. Коллеги из ИББ и ботанического сада регулярно их описывают. Например, Potentilla frisenii (лапчатка Фризена), описанна Алексеем Анатольевичем Кечайкиным, сотрудником ботсада. Если говорить о наименовании новых видов растений, то обычно растения называют в честь видных исследователей или людей, внесших значительный вклад в развитие этих исследований. Например, в честь крупнейших исследователей флоры и растительности – А.А. Бунге (Stellaria bungeana), Р.В. Камелина (Myosotis kamelinii). Огромная заслуга в развитии в АлтГУ нового направления молекулярной генетики растений, а также классической флористики и систематики растений, принадлежит Александру Ивановичу Шмакову, д. б. н., профессору кафедры ботаники, директору ботанического сада. Его организационные подходы, знания и научные связи позволили сформировать в АлтГУ полноценную ботаническую научную школу, поэтому передо мной вопрос выбора названия даже не стоял бы.
– В чем заключаются перспективы ботанической школы АлтГУ, над чем и с чем ботаникам нужно работать сегодня прежде всего?
– Основные перспективные направления ботанической школы АлтГУ отражены в программе развития университета в рамках «Приоритет-2030». В настоящее время это в основном прикладные проекты, направленные на решение задач реального сектора экономики – микроклональное размножение растений, ДНК-штрихкодирование, маркер-ориентированная селекция, интеллектуальные системы для ускоренной селекции и агротехнологий, беспилотные технологии для аграрного сектора, экологическая экспертиза перспективных территорий. Также особое внимание следует уделять фундаментальным исследованиям и классической ботанике, обеспечивающим получение новых знаний и подготовку специалистов высокого научного уровня.
Эльвира ПЕТРЕНЕВА
