Геном зертханасы

Зертхана туралы тарихи мәліметтер

Геном зертханасы 1991 жылы ұйымдастырылды. Қазақстандағы өсімдіктер геномы мен адам геномын зерттейтін алғашқы зертхана. Профессор, ҚР Ұлттық ғылым академиясының академигі Айтхожина Нағима Әбенқызы осы зертхананың негізін қалаушы және алғашқы меңгерушісі. 2006 жылдан бері Геном зертханасының меңгерушісі, биология ғылымдарының кандидаты Гүлнар Әкімжанқызы Исмағұлова болып табылады.

---

Исмағұлова Гүлнара Әкімжанқызы

Биология ғылымдарының кандидаты

Геном зертханасының меңгерушісі

Телефон: 7 (727) 293-71-74 (зертхана); +7 (727) 293-52-13

E-mail: g.ismagulova@imbb.org.kz,  gulnara_ismagulova@hotmail.com,  i_gulnara@mail.ru

С.М. Киров атындағы Қазақ мемлекеттік университетінің биология факультетін бітірген (1978-1984). Биохимия мамандығы бойынша, биология ғылымдарының кандидаты (1994). Ғылымдағы еңбек өтілі – 43 жыл.

Ғылыми қызығушылық саласы: Өсімдіктердің функционалдық геномикасы, гендік инженерия, молекулалық эпидемиология, биотехнология.

---

Ғылыми—зерттеулердің негізгі бағыттары:

Өсімдіктер геномы – астық тұқымдылардың құрылымды-функционалды геномикасының ұйымдастырылуы, фитопатогендермен зақымдануға қарсы астық тұқымдарының қорғаныштық реакциясының гендер экспрессиясы;

Адам геномы – адам гендерінің ерекшеліктерін және олардың реттелетін аймақтарын қалыпты және патологиялық жағдайларда (сәйкестендіру мутациялар, полиморфизмдер, жою және кірістіру) анықтау, генодиагностика, белгілі ауруларға беймділігін және қауіпті топтарды анықтау;

Палео- және этногеномика – палеогеномдық зерттеулер, археологиялық қазба жұмыстарының биологиялық материалынан ДНҚ, этногеография және Қазақстан халқы популяцияларының этногеномдық зерттеулері.

Сирек кездесетін және жойылып кету қаупі төнген өсімдіктер, жануарлар мен құстардың генотиптеу – Қазақстанның Қызыл кітабына және Халықаралық Қызыл кітабына енгізілген өсімдіктердің, жануарлардың, құстардың популяцияларының генетикалық әртүрлілігін анықтау;

Ғарыштық биология және биотехнология – ғарыштық факторлардың жоғары организмдердің белгілі бір түрлеріне әсерін анықтау және олардың негізінде адамдарды қорғау жолдарын анықтау;

Ғылыми жобалар:

2020-2022 жж.

МқБ «Дәнді дақылдардың отандық сорттарын дұрыс тамақтанудың функционалды ингредиенті ретінде β-глюкан синтезі гендерінің болуына бақылау», ғылыми жетекшісі – б.ғ.к. Исмағұлова Г.Ә.

2018-2020 жж.

АР05136045 «Гендік инженерия мен жасушалық технологиялардың инновациялық тәсілдерінің кешенін қолдану негізінде бидай мен картоптың жаңа линияларын алу», ғылыми жетекшісі – б.ғ.к. Скиба Ю.А.

2015-2017 жж.

«Brucella spp. штамдарын молекулалық-генетикалық типтеудің инновациялық технологияларын енгізу негізінде Қазақстанда бруцеллез қоздырғышының айналымына эпидемиологиялық мониторингті жетілдіру», ғылыми жетекшілері – б.ғ.д., профессор, ҚР ҰҒА академигі Айтхожина Н.ә., б.ғ.к. Скиба Ю.А.

Қолданылатын зерттеу әдістері

Полимеразды тізбекті реакция технологиялары (RAPD, CAPS, SCAR, PT-PCR), клондау, секвенирлеу, РНК, ДНҚ және түрлі нысандардағы белоктарды бөліп алу, гендерді оқшаулау, генетикалық құрылымдарды құру, өсімдіктерді трансформациялау, соның ішінде цис-генді, олигонуклеотидтерді синтездеу, плазмидті ДНҚ бөліп алу, нуклеин қышқылдары мен белоктардың электрофорезі, өсімдіктер клеткасын дақылдау.

Ғылыми жетістіктер

Өсімдіктер геномы:

• «Өсімдік тектес биологиялық белсенді заттар – эукариоттық геномның экспрессиясының төмен молекулалы биорегуляторлары» атты жаңа бағытты қалыптастыру қазақстандық ғалымдардың басым бағытына айналды. Белок, РНҚ және ДНК биосинтезін зерттеу үшін өсімдік тектес жаңа жоғары тиімді тежегіштер (ингибитор) анықталды: нарцеин, гомохаррингтогнин, цитизин, кофеин және оның аналогтары, спартеин. Колхицин мен колхаминнің аминқышқылдарының және пептидтік аналогтарының биологиялық қасиеттері синтезделіп зерттелді.
• Triticum timofeevii геномында реттелу және транспозиция механизмдеріне тікелей байланысты жаңа жылжымалы элемент сипатталған.
• Қазақстан бидай сорттарының хитиназа 3 класының, 1,3-β-глюканаза, оксалат оксидаза, Lr10 және Lr21 қорғаныш гендерінің ДНК кітапханасы жасалды және  тәжірибелік селекция мен өсімдік гендік инженериясында қолдануға арналған функционалдық маңызды учаскелердің құрылымдық ерекшеліктерін зерттеді.
• Алғаш рет қазақстандық бидай Степная-15 сортынан хитиназа I класы, 19-шы туысы ChitSt15 гликозил-гидролаз гені клондалған болатын. Биоинформаттық талдау әдістері арқылы клондалған геннің құрылымдық ерекшеліктері зерттелді және pChitSt15 белогының глобулярлық үлгісі жасалды. PChitSt15 белогының физика-химиялық және антигенді қасиеттері зерттелген.
• ҚР АШМ ҚазЕжӨШҒЗИ генофонд бөлімшесінің коллекциясынан қоңыр тат, септориоз және жапырақтың сары дақ ауруына, «нөлдік» waxy-ген аллельдерінің және Gpc-B1 генінің тасымалдаушыларына төзімді сорттарды анықтау мақсатында қазақстандық селекция сорттарына молекулярлық-генетикалық паспортизациясы жүргізілді.

Адам геномы:

• Қазақстандағы молекулалық және популяциялық адам генетикасының негіздері молекулалық медицина салынды, бұл маңызды іргелі және практикалық маңызы бар тұқым қуалайтын аурулардың механизмдерін (атеросклероз, жүректің ишемиялық ауруы, гипертония, көптеген склероз) және олардың генодиагностикасын белгілеуге мүмкіндік берді. ДНК полиморфизмдері анықталды, нүкте мутациясы локализацияланған және үш топтағы apoA, apoB, apoC, pai-1, lplжәне pon1 гендеріндегі нуклеотидті алмастырулар, ангиотензиноген (АТ) гендері және ангиотензинді түрлендіретін ферменттер (ACE) гендері анықталды. ДНҚ полиморфизміндегі этникалық айырмашылықтар көрсетілген.
• Нейродегенеративті ауру – шашыраңқы склерозға алып келетін ген-кандидаттар IL-10, IL-13,IL-17, FOXP3, TGF–β зерттелді.
• 2,5 мың жыл бұрын қазіргі қазақ Алтай аумағында өмір сүрген адамдардың мумифицирленген қалдықтарының ДНҚ молекулалық-генетикалық талдауы жүргізілді. Қазіргі қазақ популяциясында, ежелгі адамдар мен әлемдік GenBank қоры митохондриялық ДНҚ-ның V-аймағының және D-ілмектерінің жеке бөліктеріне салыстырмалы талдау жасау барысында қазақ халқы мен олардың болжамды ата-бабаларында қатынасы қарай монғолтектес және еуропатектес белгілері бары көрсетті. Алынған нәтижелер қазіргі этникалық қазақ топтарының генетикалық құрылымының ерекшеліктері туралы іргелі білім ретінде маңызды болып табылады, бұл ішкі этникалық дифференциация мәселелерін қарастыруға мүмкіндік береді.

Биотехнология:

• Ranodon sibiricus жетісу тісбақасының, Falco cherrugителгісі және оның ақсұңқар және лашынмен гибридтері, Aquila chrysaetos бүркіттерінің, Ovis ammon архарларының, Ephedra equisetina қырықбуын қылшасының әртүрлі популяцияларына молекулалық-биологиялық паспортизациясы жүргізілді.
• Алғаш рет Қазақстанда ғарыштық биология және биотехнологиялар жөніндегі бағдарлама қазақстандық ғарышкерлер Т.Әубәкіров, Т.Мұсабаев мен бірқатар ресейлік экипаждар, жергілікті эксперименттер рейстерінде әзірленді. Халықаралық ғарыш станциясының бортында қазақстандық ғарышкерлер Ғарыштық ғылыми эксперименттерінің бағдарламасын әзірледі.

Өсімдіктердің функционалдық геномикасы мен гендік инженериясы:

• Бидай мен картоптың цисгенді трансформация әдісі сәйкестендірілді.
• Қазақстан Республикасында алғаш рет цисгенді тасымалдаушы әдісі арқылы жұмсақ бидайдың 2 сорттары, атап айтсақ, Саратовская 29 және Қазақстан 19 трансформацияланды. Құрамында хитиназа және β-1,3-глюканазгендері бар  жұмсақ бидайдың 29 желісі алынды. Әрбір сортқа регенерация тиімділігі есептелген.
• Картоптың каллус дақылдарының баллистикалық трансформациясы нәтижесінде Ақсор мен Невский сұрыптарының 56 өсімдік-регенеранттары алынды.
• Өсімдіктердің фитопатогендерге төзімділігіне ауқымды скрининг жүргізу үшін ағынды эксперименттерде пайдаланылуы мүмкін өсімдіктер үлгілерін сынама дайындау схемасы пысықталды.
• ПТР технологиясы негізінде фузариозды ластануды диагностикалау регламенті әзірленді.

Молекулалық эпидемиология, микроорганизмдердің популяциялық және эволюциялық генетикасы:

• Mycobacterium tuberculosis және олардың ДНҚ айналымы штамдарының коллекциясы жасалды (n> 1500). ДНҚ үлгілері, бактериялық дақылдар және бастапқы биологиялық материалдар үшін бірегей кодтарды беру үшін жүйе әзірленді. М.tuberculosisқазақстандық изоляттарын генетикалық саралау үшін алгоритмдер әзірленді, оның ішінде баламалы VNTR тептеу тақтасы да бар. tuberculosis штамдарының генетикалық профильдерінің ақпараттық дерекқоры құрылды. Микобактериялық изоляттардың молекулярлық-генетикалық сертификаттау үшін реагенттер жиынтығы жасалды және 96 және 384 ұңғымаларда жоғары өткізгіштік скрининг үшін хаттамалар жасалды.
• Қазақстандық tuberculosisштамдарының популяциясының генетикалық әртүрлілігі талданды.
• KAZ-1 деп аталатын жаңа tuberculosisгенетикалық туысы анықталды.
• Қазақстандық Mycobacterium tuberculosisштамдарының әртүрлі генотиптеріне (Beijing, LAM, NEW-1, KAZ-1) толық геномды талдау және RD181, RD122, RD174, RD- Rio, RD115 локустары бойынша әртүрлі генотиптердің делеционды полиморфизм анализі жүргізілді.
• Қазақстанда тұңғыш рет LAM RD-Rio субжелі штамдары анықталды және оның Қазақстанға Оңтүстік Америка мен Оңтүстік/Батыс Еуропа арқылы емес, Ресей Федерациясынан келгені сипатталды.
• ТБ‑ТЕСТ (ООО «БИОЧИП-ИМБ») биологиялық чиптің негізінде жүйені қолдану арқылы алғаш рет әртүрлі генотиптердің 400 қазақстандық tuberculosisштамдарына арналған бірінші және екінші дәрілік препараттарға төзімді кең спектрлі генетикалық детерминанттар анықталды, олар іргелі білімді толықтырып, бұдан әрі тәжірибелік мақсаттарда қызмет ететін болады. Алынған деректер бактериологиялық зерттеулердің және Hain GenoType MTBDRplus нәтижелеріне сәйкес келеді.
• Изоляттардың және ДНҚ коллекциясы, сондай-ақ қазақстандық Brucella spp изоляттардың генетикалық профильдерінің дерекқорлары құрылды. Алынған нәтижелер негізінде Brucella штамдарының зертханалық молекулалық-генетикалық дифференциациясы бойынша реагенттер жиынтығы және стандартты операциялық процедуралар әзірленді
• 16 локустан тұратын панелдерді қолдану арқылы Brucellaпайдалану арқылы 428 изоляттарына MLVA генотиптеу қолмен жүргізілді және автоматты капиллярлы анализаторда генотиптеу үшін MLVA-16 әдісі оңтайландырылды. Алынған мәліметтердің барлығы изоляттардың электронды паспорт базасына толықтырылды.
• Brucella қазақстандық популяциясын зерттеу және бірқатар эпидемиологиялық міндеттерді шешу кезінде скринингтік панель ретінде пайдаланылуы мүмкін 16 MLVA локустарының сегізі анықталды.
• Адамнан бөліп алынған және ветеринариялық изоляттардың филогенетикалық талдауларының нәтижелері бойынша олардың барлығы Brucella melitensisтүріне жатады және East Mediterranean (Шығыс Жерорта теңізі) түрі генетикалық тұқымына жататындығы анықталды. Осы изоляттардың географиялық таралуын талдау кез келген жерде жоғары тығыздықты және концентрацияны көрсетпеді. Анықталған генотиптерді MLVAbank дерекқорының ағымдағы нұсқасымен салыстыру кезінде Қазақстан аймақтарында кейбір штамдары кең таралған және Қытайдың және Моңғолияның бірнеше аймақтарында табылғаны анықталды. Жеке генотиптердің штаммдарының осындай маңызды таралуы олардың эволюциялық «табысты» және басқа штамдардан артықшылықтардың бар екендігін көрсетеді.