«Клонуємо ДНК і створюємо штрих-код». Олександр Зіненко про баркодинг, науку в Харкові та гадюк

Уляна Круча - 09 Лютого 2024 | 15:51
Харківський науковець Олександр Зіненко

Олександр Зіненко — кандидат біологічних наук, доцент кафедри мікології та фітоімунології біологічного факультету харківського вишу. Коло його наукових інтересів — популяційна біологія, молекулярна філогенетика й молекулярна екологія. У 2022 році вчений опублікував свої дослідження зміїної отрути, які сприяли розвитку лікування зміїних укусів в Україні. Уляна Круча зустрілася з харківським науковцем у лабораторії Львова, щоб дізнатися про наукові дослідження, реформи освіти та змій.

Зустріч з харківським науковцем відбувалася у справжній українській біолабораторії, розташованій в одному з корпусів Державного природознавчого музею НАН України у Львові. Ми склали спеціальний словник для розуміння того, що відбувається всередині:

Баркодинг — створення унікального штрих-коду організму для визначення його місця у класифікації.

Філогенетика — спосіб встановлення родинних зв’язків між живими організмами на базі вивчення структури ДНК.

Екологія – наука, що вивчає зв’язок між живими організмами та їхнім фізичним оточенням.

Герпетологія — наука, що вивчає плазунів та амфібій.

Генетика — наука про спадковість і мінливість ознак організмів.

Геноміка — наука, що досліджує гени, їхні функції, організацію та взаємодії.

Секвенування — прочитання окремих генів.

Філографія — еволюція й поширення видів у часі й просторі.

Філогенія — історичний розвиток органічного світу.

Лабораторія харківського науковця Олександра Зіненка у Львові
Лабораторія харківського науковця Олександра Зіненка у Львові / Фото: Ліля Петренко для Ґвара Медіа

Подобається матеріал? Долучайся до Спільноти читачів та допомагай нам розповідати більше важливих історій!

Баркодинг та філогенетичні дослідження

Шлях до лабораторії лежить повз стелажі з таємничими коробками, теками й кістками напівосвітленого сховища Державного природознавчого музею НАН. Приміщення складається з двох тісних сумісних кімнат, де на нас чекають ще три науковці.

— Це мої співробітники: Катерина і Габріель Гуштан — екологи, Андрій Новіков — ботанік. Ця лабораторія неформально об’єднує працівників музею та ХНУ, де в середньому працює близько 15 осіб. Можу пояснити, що тут відбувається.

Пояснення швидко перетворюється на демонстрацію одного з кроків баркодингу — подвоєння ДНК підмаренника закарпатського, який росте лише в Україні.

— Беремо шматочок рослини та поміщаємо у розчин, що частково розчиняє її тканини й вивільняє ДНК. От ним ми й будемо маніпулювати.

Це як приготування їжі, але в малому об’ємі. Ми складаємо в пробірку все, що потрібно для реакції подвоєння ДНК: будівельні матеріали, суміші, розчини, ферменти та зразок, за яким треба відтворити певну послідовність ДНК. Потім ретельно і чітко повторюємо цикли. Нагрівання, охолодження, зберігання за певної температури — і так 35 разів, де кожен цикл подвоює кількість ДНК. Ми починаємо з однієї копії, виходить — 2, 4, 8, 16… За 35 циклів отримаємо 10 млн копій. Це вже та цифра, яку можна побачити очима, бо ДНК світиться при додаванні певних барвників, під впливом ультрафіолету.

Далі за допомогою спеціальної технології ми отримуємо штрих-код ДНК і можемо порівняти з базою даних наявних ДНК.

Це проєкт Biodiversity Genomics Europe. Консорціум з 30 організацій, зокрема ХНУ, на гроші Євросоюзу та Горизонту займається дослідженням біорізноманіття із застосуванням цих універсальних ДНК. Його завдання — отримати декілька мільйонів баркодів всього живого у Європі та створити для кожної одиниці цифровий ДНК-підпіс.

— І розробити етнічно спрямовану біологічну зброю, — жартує один із вчених.

Зіненко сміється.

Екорологи Катерина і Габріель Гуштан, ботанік Андрій Новіков та науковець Олександр Зіненко
Екологи Катерина і Габріель Гуштан, ботанік Андрій Новіков та науковець Олександр Зіненко / Фото: Ліля Петренко для Ґвара Медіа

Одне із завдань проєкту — оцінювання завезених видів, які з’являються в акваторії Чорного моря. Тварини, рослини й мікроорганізми попадають у Чорне море з Червоного чи Білого на судах разом з баластними водами внаслідок міжнародної торгівлі. Вони залишають у воді ДНК, що певний час там знаходиться.

Якщо фільтрувати морську воду чи повітря, виділяти ДНК, а потім порівнювати з базою даних, стає зрозуміло, хто живе в цій воді. Отакий широкий моніторинг всього живого.

За допомогою ДНК штрих-кодів можна дослідити історію, родинні стосунки, визначити, коли вид приблизно відокремився від найближчих родичів, та пов’язати це з певними подіями в екологічному середовищі (потепління\похолодання).

Мобільна лабораторія у Львові
Лабораторія науковців у Львові / Фото: Ліля Петренко для Ґвара Медіа

Олександр Зіненко

Доцент кафедри мікології та фітоімунології Харківського національного університету ім. Каразина. Кандидат біологічних наук, дослідник, популяризатор науки, розробник протиотрути від укусу гадюки. З 2022 року — член Каліфорнійської академії наук.

— Працюю в музеї природи Харківського національного університету, це основна моя посада. Зараз знаходжусь у відпустці своїм коштом, але продовжую виконувати обов’язки викладача на біологічному факультеті. Я там сумісник, як Індіана Джонс.

Як і кіногерою, Олександрові довелось об’їздити Україну, Центральну Азію й Азербайджан, провести рік в США та два в Німеччині. Втім, на відміну від Індіани, головною пристрастю науковця є змії.

Науковець Олександр Зіненко займається вивченням гадюк
Науковець Олександр Зіненко вивчає гадюк / Фото: Ліля Петренко для Ґвара Медіа

Герпетологія

— Від початку кар’єри займаюсь об’єктами не дуже популярними та не дуже приємними, головним чином — гадюками. Я президент Герпетологічного Українського Товариства, невеличкого громадського об’єднання науковців, яке займається популяризацією знань, пов’язаних з амфібіями, рептиліями та їхніми дослідженнями.

Герпетологію не лишаю, продовжую і маю відповідальність закінчити те, що почав. Окрім того, хочеться поділитись знанням і комусь передати естафету.

Як на мене, змії харизматичні, красиві та особливі. Вони насичені символізмом. До того ж навіть коли зустрічаються, їх не можна взяти у руки й роздивитися. Баланс близького й недосяжного. Це щось рідкісне й унікальне. Таке, що вимагає поваги.

Я склався як зоолог, досліджуючи Гадюку Нікольського. Для мене це дослідження перетворилось на щось подібне до буддистської практики. В процесі я подолав великий шлях — засвоїв майже усі методи сучасної зоології, а згодом перейшов на генетику та геноміку.

Зараз маю універсальний інструмент, який можна спрямувати на будь-який об’єкт — й він розкривається, так само як гадюка розкрилася для мене.

Цей інструмент — це науковий підхід.

У деяких дослідженнях я застосовую секвенування — прочитання окремих генів з геному цих гадюк. Також філогенію родинних відношень, філографію — еволюцію й поширення видів, які розгорталися у часі й просторі. Тепер я можу робити це з чим завгодно — людиною, комахою, рослиною, мікроорганізмом, іншим видом гадюк, які живуть на іншому континенті.

Мені це все цікаво, і я себе не стримую. Єдине, що мені перешкоджає — брак часу і сил.

Намагаюся ділитися з колегами цими методами. Це основне, що я роблю останні кілька років. Я мало просуваюся сам в розумінні, але намагаюсь навчити інших, бо вмію. Так у нас і запрацювала лабораторія.

Харківський науковець Олександр Зіненко
Харківський науковець Олександр Зіненко / Фото: Ліля Петренко для Ґвара Медіа

ВПО

— У Львові опинився 25 лютого. Родина поїхала далі, а я залишився. Зустрів колег, нових друзів, зокрема й з Харкова, з якими раніше не перетинався. Працював у біотехнологічній лабораторії «Експложен» півтора року. Тут займалися пошуком або першими етапами розробки нових біологічно активних молекул. Найголовніше, що можна знайти в процесі — нові антибіотики, яких зараз бракує. Я туди прийшов, виділив кілька сотень штамів нових мікроорганізмів для їхньої колекції з різного ґрунту і пішов, бо маю свій власний напрямок.

Останні кілька місяців мені доводиться постійно бувати в Харкові, приблизно половину часу там через адміністрування проєкту. Намагаюсь облаштувати процес так, аби те, що є неможливим через безпеку робити в Харкові, продовжувалось в інших містах України, але якщо можливо — працюю в університеті.

Я, як і багато інших ВПО, укорінений в Харкові. Я хочу туди повернутися. Єдине, що стримує — я не можу туди запросити людей. Тобто взяти на себе відповідальність. Як я привезу студентів? Сказати їм: «Та, нічого, тут прилітає, але після 22 вечора. Після десятої ховайтеся, а зранку вилазьте й працюйте». Це безвідповідально.

Зараз там життя на паузі. Але я, як і раніше, харків’янин.

У Львові довго шукав гадюк, знайшов нарешті за 30 кілометрів від міста дуже цікаву щільну популяцію, на якій продовжую проводити дослідження, розпочаті ще в Харкові. Це головним чином біологія виду — де і як живе, як росте, розмножується, що їсть тощо. Для мене це своєрідний відпочинок на вихідних.

Лабораторія науковців у Львові
Лабораторія науковців у Львові / Фото: Ліля Петренко для Ґвара Медіа

Реформа освіти

Олександр продовжує викладати онлайн в ХНУ й непокоїться змінами, що запроваджує Міністерство освіти і науки України.

— Непродумані дії реформаторів можуть призвести до того, що молодь роз’їдеться. Біологія, біотехнологія, біоінформатика могли б стати новим ІТ для України, але не за умов суцільного скорочення університетів. Здається, збираються зробити 100 закладів замість 170 (за рік!). Влада пояснює свої дії низькою демографією. Як на мене, це керованість хибним чинником. Якщо замість збільшення слідувати за зменшенням, то врешті-решт залишимось ні з чим.

Харківський університет почався 200 років тому з професорів, кафедр, обладнання і двох студентів. І як міцно він вплинув на долю міста в майбутньому! Якби люди думали «навіщо у містечку, схожому на Охтирку та Куп’янськ, університет?», вони б його ніколи не створили. У них була мрія — вони за нею слідували.

Коли кажуть, що в Україні забагато вишів, я частково з цим погоджуюсь. Але репресивні методи, коли намагаються закривати автономні заклади, не допоможуть. Можна ліберально відпустити ситуацію — хай існують ті заклади, які здатні самостійно вижити, і однакові для всіх правила. Тоді або ми помираємо від нестачі фінансування від держави, або ми знаходимо гроші — але ви до нас не лізете. Має бути так.

Харківський науковець Олександр Зіненко
Харківський науковець Олександр Зіненко / Фото: Ліля Петренко для Ґвара Медіа

Читайте також

  • Від Харкова до Антарктиди: як науковці станції «Академік Вернадський» досліджують найхолодніший материк. Детальніше про діяльність української станції та про життя на далекому півдні розповідають харківські науковці.
  • Деколонізація шрифтів. Ми звернулися за коментарем до Євгена Садка, засновника та керівника українського шрифтового вебсервісу Rentafont.
  • Роль Харкова в дисидентському русі України: нотатки з публічної дискусії. Журналісти Ґвара Медіа відвідали подію і занотували основні тези розмови.

Аби творити медіа разом із читачами, ми розвиваємо Спільноту. Саме твій внесок допоможе нам купити бензин для поїздки у важкодоступні зони, ідентифікувати ще один підрозділ росіян, що атакували Харківщину, або ж зняти сюжет про мешканців міста. Долучайся!

Якщо ти знайшов помилку, виділи потрібний фрагмент та натисни Shift + Enter.