В рамках проекта Билла Гейтса «Heroes in the Field» представлено исследование британского биолога Мары Ловничак, посвященное генетической эволюции малярийных комаров. Изучая уникальные образцы насекомых, собранные около века назад, ученые пытаются понять, как комар адаптировался к многолетней борьбе человека с малярией. Этот метод дает уникальный шанс отследить эволюционные механизмы переносчиков болезни для ее полной ликвидации.
🚗 Экспедиция профессора Лисона: загадки столетней давности 0:00
История этого исследования началась почти 100 лет назад, когда в 1936 году энтомолог профессор Лисон вместе с небольшой командой отправился в экспедицию в Восточную Африку из Великобритании. Исследователи провели около года, путешествуя на старом, полуразваленном автомобиле, собирая, описывая и зарисовывая различные виды комаров. В те времена определить конкретный вид насекомого только по его внешнему виду было крайне сложной задачей.
Как отмечает Мара Ловничак, в рабочих блокнотах профессора Лисона видно, что ученые прошлого часто путались в классификации видов и не могли точно определить, какие именно комары переносят малярию. Современная наука сталкивается с теми же вопросами, однако сегодня в распоряжении исследователей появились принципиально новые инструменты.
🧬 Генетическая революция и тайны музейных архивов 0:40
За последние десятилетия технологии анализа ДНК развивались с невероятной скоростью. Возможность извлекать генетический материал из комаров позволяет ученым с беспрецедентным разрешением видеть процессы, происходящие в их геномах. По словам Мары Ловничак, это дает гораздо более четкое представление о том, как именно эти насекомые ведут себя в пространстве и времени.
В процессе работы ученые постоянно задумывались о необходимости заглянуть в прошлое, чтобы понять характер изменений и спрогнозировать будущую скорость эволюции насекомых. Идея родилась внезапно: музеи по всему миру хранят огромные коллекции комаров, пойманных 100 лет назад — задолго до того, как человечество начало массово использовать инсектициды для борьбы с ними.
Масштаб этих фондов поражает воображение:
- В распоряжении исследователей находятся колоссальные архивы по всему миру.
- Только одна из демонстрируемых в видео частей экспозиции насчитывает около 34 миллионов экземпляров.
Биологам удалось получить доступ к исторической коллекции Лисона, которая сейчас хранится в Музее естественной истории в Лондоне. Цель проекта — генетически расшифровать этих комаров и выяснить, как изменился их геном после того, как люди задействовали все возможные средства для их уничтожения.
🔬 Технология «возвращения к жизни»: как извлечь ДНК из хрупкого экспоната 1:50
Процесс работы с вековыми хрупкими образцами требует ювелирной точности и включает в себя несколько ключевых этапов:
- Первоначально каждый образец подвергается тщательному фотографированию и сканированию, чтобы зафиксировать его точный внешний вид до извлечения ДНК.
- Затем комар помещается в специальный регидратор, где сухой образец слегка увлажняется перед погружением в жидкость, высвобождающую ДНК.
- После извлечения материала комар проходит через процедуру, которая в технической терминологии называется сушкой в критической точке.
Сами исследователи в шутку называют этот процесс «вспушиванием» (re-fluffing), после чего насекомое возвращают на место хранения. Мара Ловничак наглядно демонстрирует эти манипуляции в лаборатории, аккуратно перенося хрупкие экспонаты.
🦟 Эволюционное расстояние и битва с малярией 2:31
Геном комара состоит из 250 миллионов пар нуклеотидов (оснований A, C, T, G). В ходе исследования ученые уделяют особое внимание конкретным участкам генома, которые, как известно науке, отвечают за устойчивость насекомых к инсектицидам.
Анализ показал следующие результаты:
- Несмотря на то, что исторические образцы были собраны всего 100 лет назад, они генетически очень далеки от современных комаров.
- Такой серьезный разрыв объясняется тем, что за прошедший век сменилось огромное количество поколений насекомых.
По мнению Мары Ловничак, эти исследования буквально вдыхают новую жизнь в старые музейные коллекции, позволяя изучать образцы методами, которые ранее были невозможны.
Ученый подчеркивает, что малярия остается невероятно сложной проблемой. Вызывающий её паразит представляет собой крайне сложный организм, равно как и комары, которые его переносят. Однако Мара Ловничак убеждена: чем лучше наука поймет генетическую сложность паразитов и переносчиков, тем выше будут шансы разработать эффективные инструменты для полной ликвидации малярии на планете.
