Ուսումնասիրվել է Հայաստանի խաղողի սորտերի գենոմը. գիտական արդյունքները կարող են նաեւ տնտեսական օգուտ բերել

Մարդ կա՝ խաղող է սիրում, մարդ էլ կա՝ սիրում է խաղող ուսումնասիրել: Քրիստինե Մարգարյանը երկրորդ խմբից է: Հենց նրա շնորհիվ է, որ այսօր Հայաստանի խաղողի սորտերը անձնագիր ունեն:

Կենսաբանական գիտությունների թեկնածու Ք. Մարգարյանը ԳԱԱ Մոլեկուլային կենսաբանության ինստիտուտի բույսերի գենոմիկայի գիտական խմբի ղեկավարն է: Մարդու գենետիկայից Քրիստինեն անցել է խաղողի գենոմիկային: Այս ամենը սկսվել է 2010 թ. շատ պատահաբար:

Սկսելով զրոյից. մարդու գենետիկայից՝ խաղողի գենոմիկա

Երկար տարիներ Քրիստինե Մարգարյանը զբաղվում էր մարդու գենետիկայով, մասնավորապես՝ գենետիկական թունաբանությամբ, ընդ որում՝ թեկնածուական ատենախոսությունն էլ այդ թեմայով էր:

Պատմում է, որ 2010-ին իր գիտական ղեկավարի՝ Ռուբեն Հարությունյանի առաջարկով սկսել է զբաղվել խաղողի գենոմի ուսումնասիրմամբ: Հարությունյանն ասել էր, որ դեռ 1980-ականներին ԵՊՀ կենսաբանության ֆակուլտետի գենետիկայի եւ բջջաբանության ամբիոնում խաղողի բջջաբանական ուսումնասիրություններ են արել, բայց խաղողի գենետիկայով ոչ ոք չի զբաղվել: Քրիստինեն սկզբից առանց ոգեւորության էր սկսել զբաղվել դասախոսի առաջարկով՝ զուգահեռաբար վերապատրաստումներ անցնելով: Հետո հասկացել էր, որ այդ ոլորտում գործնականում ոչինչ չի արվել, ու պետք էր զրոյից սկսել:

-Դժվար չէ՞ր զբաղվել մի բանով, որը հետաքրքիր չէր,- հարցնում եմ նրան:

- Առաջին տարին դժվար էր։ Նախ՝ չունեի բավարար գիտելիքներ, հետո՝ միանգամից մարդու գենետիկայից անցում դեպի բույսեր: Ընդհանուր գիտելիքներ ունեի այնքանով, որքանով կենսաբանը, գենետիկը կարող է տիրապետել այդ նյութին։ Առաջին տարին զբաղվում էի մոլեկուլային բիոքիմիայով, որն առհասարակ իմը չէր, չնայած քիմիա շատ էի սիրում, բայց հետաքրքրություն չէի գտնում, այսինքն՝ անընդհատ անալիտիկ մեթոդներով ինչ-որ մետաբոլիտների քանակ որոշելը հետաքրքիր չէր ինձ։ Ես ավելի շատ սիրում եմ մեխանիզմներ, կառուցվածքներ ուսումնասիրել։ Արդեն 2013-ից միանգամից ուղղությունը փոխվեց դեպի գենետիկայի ոլորտ, դեպի գենոմիկա, որն ինձ կլանեց, եւ շատ ուրախ եմ, որ սկզբից թեկուզ դժկամությամբ, բայց հայտնվել եմ այս ոլորտում,- ասում է Քրիստինե Մարգարյանը:

Միլանից իր փորձառու գործընկերների առաջարկով Քրիստինեն սկսել է ուսումնասիրել խաղողի գեները: Իտալացի գիտնականերին հետաքրքրում էր, թե մեր տարածաշրջանում խաղողի ինչպիսի հապլոտիպեր (մեկ քրոմոսոմում տեղակայված ու միասին ժառանգվող գեների ամբողջություն) կան, արդյոք դրանք նման են եվրոպական հապլոտիպերին, եւ այլ հարցեր: Հենց այս կետից էլ սկսվեց հետաքրքիր պատմությունը:

Մի քիչ կենսաբանություն

Բջջի կորիզի գլխավոր բաղադրիչը քրոմոսոմն է, որը պարունակում է ժառանգական նյութ՝ ԴՆԹ: Քրոմոսոմի հիմնական գործառույթը ԴՆԹ-ի պահպանումն ու փոխանցումն է սերնդեսերունդ: ԴՆԹ-ի մոլեկուլի մի հատվածը, որն իրականացնում է որոշակի ֆունկցիա, կոչվում է գեն, այն ժառանգականության տարրական միավորն է: Օրգանիզմի գեների ամբողջությունը, այսինքն՝ ամբողջ ժառանգական ինֆորմացիան, կոչվում է գենոմ: Օրգանիզմի գենոմը՝ ամբողջական ժառանգական ինֆորմացիան, պահպանվում է քրոմոսոմների միայն լրիվ քանակում: Խաղողի պարագայում դրանց քանակը 38 է կամ հավաքական 19:

«Մեր վերջին ուսումնասիրությունների արդյունքով՝ խաղողի գենոմում մոտ 30 հազար ֆունկցիոնալ ակտիվ գեն կա, որոնք պայմանավորում են, թե ինչպիսին պիտի լինի խաղողը՝ ողկույզի ձեւը, բույսի իմուն համակարգը, պտղի մեծությունն ու գույնը եւ այլն։ Այսինքն՝ բոլոր հատկանիշները պայմանավորում են հենց այդ գեները»,- մանրամասնում է գիտնականը:

Մի ճամպրուկ չորացրած տերեւ՝ դեպի Միլան

Եթե մարդիկ ուղեւորության պատրաստվելիս ճամպրուկում դասավորում են անձնական իրերը, ապա Քրիստինե Մարգարյանն առաջնահերթ խաղողի տերեւներն է տեղավորում: 2013-ին Հայաստանից խաղողի 47 սորտի չորացրած տերեւներ է տարել Միլան, ընդ որում՝ տերեւները հատուկ չորացվում, մշակվում են:

Խաղողի ԴՆԹ-ն հիմնականում անջատում են տերեւներից, իսկ կտրոնից ու ողկույզից կարող են անջատել ՌՆԹ, բայց այլ ուսումնասիրությունների համար: Իդեալական ԴՆԹ անջատելու համար, եթե ցանկանում ես ուսումնասիրել գենոմը, պետք է վերցնել երիտասարդ, շատ փոքր՝ 1-2 սմ մեծությամբ տերեւներ:

Միլանյան հետազոտությունը Քրիստինեի առաջին փորձառությունն էր: Ուսումնասիրում էին խաղողի այն գեները, որոնք պատասխանատու են գույնի համար: Քրիստինեն պատմում է, որ դեռ 2010-ին ծանոթացել էր ԵՊՀ կենսաբանության ֆակուլտետ այցելած հայ ամպելոգրաֆ, հայտնի մասնագետ Գագիկ Մելյանի ու Միլանի համալսարանի պրոֆեսոր Օսվալդո Ֆաիլիայի (Osvaldo Failla) հետ: Այդտեղից էլ սկսվել է Մարգարյանի ու Մելյանի համատեղ աշխատանքը խաղողի սորտերի ուսումնասիրության ոլորտում: Մասնավորապես՝ խաղողի սորտեր էին փնտրում Հայաստանի գրեթե բոլոր անկյուններում, Արցախում: Տերեւները հավաքում էին, գրում սորտերի անունները:

-Բայց վստա՞հ էիք, թե ինչ սորտեր են,- հարցնում եմ նրան:

-Այ, որ վստահ չէինք, առաջացավ երկրորդ միտքը: 2012-ից ամբողջ աշխարհում սկսել էին անձնագրավորել իրենց խաղողի սորտերը՝ հասկանալու դրանց ինքնությունը: Օրինակ, երբ ասում ենք արենի, ինչքանո՞վ վստահ լինենք, որ դա արենի է:

Խաղողի ինքնությունը պարզելու համար եվրոպական կոնսորցիումը գիտական համայնքին առաջարկել է 25 մարկերներ, որոնցով հնարավոր է տարբերակել, թե որոնք են նույն սորտից, որոնք՝ մուտանտ, կլոն կամ տարբեր սորտեր:

Քրիստինե Մարգարյանը 2015-16 թթ. սկսել է հետաքրքրվել խաղողի անձնագրավորումով: Ասում է, որ, ըստ տարբեր աղբյուրների, Հայաստանում կա խաղողի 850-900 սորտ: Բայց հիշում է, որ երբ ծանոթացել էր եվրոպական առաջատար ինստիտուտների փորձին, հասկացել էր, որ այդ թիվը կարող է նվազել, քանի որ բազմաթիվ գործոններ, այդ թվում՝ տերուարն ու տարբեր հիվանդություններ, կարող են փոխել խաղողի մորֆոլոգիան։

«Բոլոր հարցերի պատասխանները կարելի է ստանալ միայն գենետիկական անձնագրավորման միջոցով։ Օրինակ՝ նույն սորտը խաղողագործական տարբեր շրջաններում տարբեր անուններ ունի, բայց իրականում նույն սորտն է իր գենոմով։ Օրինակ՝ սեւ արենին, որ որպես արենի է հայտնի, սկզբից մալահի է կոչվել, Վայոց Ձորի որոշ գյուղերում սեւ խաչ են ասում: Պետք է իրականացնել մոլեկուլային «ֆինգերփրինթինգ»՝ գենոտիպավորում, հասկանալու համար, թե իսկապես քանի սորտ ունես այս պահի դրությամբ, որոնք են հոմանիշներ, որոնք են համանուններ են, որոնք են տվյալ սորտի կլոնալ ձեւեր, որովհետեւ երբ հին սորտ է, երկար էվոլյուցիա է անցնում, ընթացքում կարող են փոփոխվել որոշակի մորֆոլոգիական հատկանիշներ, բայց ինքը նույն սորտն է»,- բացատրում է գիտնականն ու որպես օրինակ նշում արենի սորտը, որի 29 կլոն են հայտնաբերել: Դրանք հիմնականում տարբերվում են ողկույզի ձեւով՝ շատ խիտից մինչեւ շատ նոսր:

Տեսակն ու սորտը պետք չէ շփոթել

Քրիստինեն նկատում է, որ Հայաստանում հաճախ խառնում են «սորտ» ու «տեսակ» հասկացությունները: Տեսակը վերաբերում է բույսին, այսինքն՝ տվյալ դեպքում բուսաբանական դասակարգման աստիճան է: Խաղողը (լատիներեն՝ Vitis) խաղողազգիների ընտանիքի բույսերի ցեղ է, որը մի քանի տասնյակ տեսակ է ներառում: Դրանցից մեկը Vitis vinfera-ն է, որն ունի երկու ենթատեսակ՝ մշակովի խաղողն (Vitis vinifera sativa) ու անտառային խաղողը (Vitis vinifera silvestris): Այսպիսով՝ Հայաստանում ունենք միայն մեկ տեսակի խաղող՝ Vitis vinfera-ն՝ իր երկու ենթատեսակներով: Մնացածը մշակովի խաղողի տարբեր սորտեր են, որոնք ստացվել են մարդու միջամտությամբ:

Խաղողի անձնագրավորման մասին

2017-ին Ք. Մարգարյանը ներգրավվել է Հայաստանի խաղողի անձնագրավորման գործում: Դա եղել է հայ-գերմանական նախագիծ, որը ֆինանսավորվել են ՀՀ գիտության պետական կոմիտեն ու Գերմանիայի կրթության եւ գիտական հետազոտությունների դաշնային նախարարությունը: Հայկական կողմի հետ աշխատել է Գերմանիայի խաղողի սելեկցիոն ինստիտուտը, որը ոլորտի առաջատարներից է ամբողջ Եվրոպայում:  

«Աննկարագրելի դերակատարում է ունեցել այս ինտիտուտն ու, մասնավորապես, իմ գործընկեր Էրիկա Մաուլոն, որը Հայաստանի հերոս է ինձ համար: Խոսքը ֆինանսական ներդրման մասին չէ (իսկ դա քիչ չէր՝ շուրջ 300 հազար եվրո, որ իրենք ներդրել են Հայաստանի խաղողի գենետիկական ռեսուրսների ուսումնասիրության համար), այլ գիտելիքի փոխանցման»,- ասում է հայ գիտնականը:

«Եթե չլիներ Էրիկան, այդ ոլորտը պրակտիկորեն այստեղ չէր կայանա։ Հաճախ ասում են՝ բա ինչի՞ է ինքն էդքան ներդրում անում այստեղ, շատ պարզ է՝ որովհետեւ իրենք հասկանում են գիտելիքի կարեւորությունը, շանս ունեն ուսումնասիրելու եվրոպական խաղողից տարբեր մի ռեսուրս, որն իրենց թույլ է տալիս թարմացնել խաղողի գենոմի վերաբերյալ գիտելիքները, իսկ դա ամենակարեւորն է»,- նշում է «Հետքի» զրուցակիցը:

2017 թ. սկսելով խաղողի անձնագրավորման աշխատանքները՝ մուտք են ստացել տվյալների գերմանական շտեմարան: Քրիստինեն հիշում է, որ այդ ժամանակ Հայաստանի խաղողի տվյալների բազայում շուրջ 100 սորտ էր գրանցված միայն, իսկ հայ-գերմանական նախագծի արդյունքում դրանց թիվը 358-ի է հասել: Միաժամանակ հավելում է, որ դրանցից 174-175-ն են սորտ, մյուսները հոմանիշներ, կլոնալ ու մուտանտ ձեւեր են:

-Ի՞նչ է ենթադրում խաղողի անձնագիրը:

-Մենք մեր անձնագրերում ունենք, չէ՞, հատուկ սերիա, թվեր: Խաղողն էլ ունի այն 25 բիոմարկերները՝ գենոմի հատվածները, որոնք թույլ են տալիս մի գենոտիպը մյուս գենոտիպից տարբերել։ Հիմա մեզ մոտ աճող բոլոր սորտերը, որոնք գտնվում են Էջմիածնի խաղողի ազգային կոլեկցիայում, անձնագրավորել եմ,- ժպտալով ասում է Քրիստինե Մարգարյանը:

Էջմիածնում գտնվող խաղողի ազգային կոլեկցիան զբաղեցնում է շուրջ 4 հա տարածք, կազմված է կոլեկցիոն եւ ցուցադրական այգիներից, ավելի փոքր մասում էլ ամերիկյան սորտերն են, որոնք բերքատու չեն, արմատակալների համար են մշակվում: 2018-ից այգին ի պահ է տրված Հայաստանի խաղողագործության եւ գինեգործության հիմնադրամին: 2017-ից այգին համագործակցում է Մոլեկուլային կենսաբանության ինստիտուտի հետ՝ հանձին Քրիստինե Մարգարյանի:

«Մեր նպատակն է պահպանել խաղողի սորտերի գենետիկական բազմազանությունը, բացի պահպանումից՝ զուգահեռաբար ուսումնասիրել դրանք,- նշում է Հայաստանի խաղողագործության եւ գինեգործության հիմնադրամի ծրագրերի համակարգող Արամայիս Մկրտչյանը,- կոլեկցիոն այգին հիմնադրվել է 2016-ին՝ Պարենի եւ գյուղատնտեսության կազմակերպության ծրագրի շրջանակներում, ծրագրի գլխավոր փորձագետը եղել է Գագիկ Մելյանը, որը Հայաստանով մեկ գնացել, հավաքագրել է խաղողի սորտերի նմուշները: Այստեղ կարելի է տեսնել խաղողի հայկական սորտերի բազմազանության շուրջ 90 տոկոսը»:

«Առհասարակ բույսերի գենոմն ուսումնասիրելը շատ ավելի բարդ է, քան մարդունը, որովհետեւ համեմատաբար ավելի քիչ գեներացված ինֆորմացիա կա,- ասում է Քրիստինե Մարգարյանը,- գենոմի կառուցվածքի առումով էլ է շատ ավելի բարդ: Օրինակ՝ բույսեր կան, որոնց մոտ մինչեւ 90 տոկոսը կրկնվող հաճախականություններ են, եւ գեները ինդենտիֆիկացնելը, քարտեզագրելը շատ ավելի բարդ էր։ Խաղողն էլ այդ առումով ամենաբարդ բույսերից մեկն է»:

Հայաստանը՝ խաղողի գենոմի ուսումնասիրման ամենամեծ նախագծում

4 տարի առաջ Չինաստանի Յունանի համալսարանը ֆինանսավորում է ստացել սեփական կառավարությունից՝ խաղողի գենոմն ուսումնասիրելու համար: Մինչս օրս այն ամենամասշտաբային նախագիծն է այդ ոլորտում: Դրան մասնակցել է 23 կենտրոն 16 երկրից: Մասնակիցների թվում եղել է նաեւ Քրիստինե Մարգարյանը:

Հիշում է, որ ամբողջ աշխարհի գիտական թիմերը, այդ թվում՝ Հայաստանի, մտածում էին, թե վայրի խաղողը (Vitis vinifera silvestris), որից առաջացել է մշակովին, եղել է բացառապես սեւ գույնի, իսկ սպիտակ խաղողն առաջացել է էվոլյուցիայի ավելի ուշ փուլերում տեղի ունեցած մուտացիայի արդյունքում: Սակայն գենոմային այս մեծ նախագծի արդյունքները ցույց են տվել, որ վայրի խաղողը եղել է նաեւ սպիտակ: Ընդ որում՝ վայրի սպիտակ խաղող առայժմ հայտնաբերվել է միայն Իսրայելում:

Վերջին հետազոտությունը, ըստ Ք. Մարգարյանի, նաեւ հաստատել է նախկինում արված ուսումնասիրությունների այն եզրակացությունը, որ Հայաստանում պահպանվող կենսաբազմազանությունը բացարձակ կապ չունի Եվրոպայում աճող խաղողի հետ: Այնտեղ միգրացիա է տեղի ունեցել Մերձավոր Արեւելքից, իսկ մեր տարածաշրջանից պրակտիկորեն միգրացիա չի եղել: Դա է պատճառը, որ մեր կենսաբազմազանությունը յուրահատուկ է ու գենոմային մակարդակում շատ քիչ նմանություն ունի եվրոպական խաղողի գենետիկական բազմազանությանը:

Ուսումնասիրման համար շուրջ 5000 սորտ էր հավաքվել, նախնական սկրինինգի արդյունքում հոմանիշները՝ կրկնվող սորտերը, հանվել են: «Դա տեւեց մոտ 1-1,5 տարի: Ադրբեջանը մեր խաղողի սորտերը՝ արենի, մսխալի, վարդագույն Երեւանի, ուղարկել էր որպես ադրբեջանական: Ես գրեցի չինացի մեր կոորդինատորին, որ կա՛մ չես ընդունում, կա՛մ ես դուրս եմ գալիս նախագծից»,- հիշում է Քրիստինեն: Նրա պահանջը բավարարվել էր:

Գենոմային մեծ հետազոտության ամենաքննարկվող հարցերից մեկը դարձել է այն, որ խաղողը տնայնացվել է ոչ թե 8000, այլ 11.500 տարի առաջ երկու կենտրոններում՝ Կովկասում եւ Արեւմտյան Ասիայում: Այն հերքել է մինչ այդ տարածված այն տեսակետը, թե խաղողն ունի տնայնացման միայն մեկ օջախ: Ընդ որում՝ Կովկասում խաղողը տնայնացվել է գինու համար, իսկ Արեւմտյան Ասիայում՝ սեղանի, այսինքն՝ ուտելու:

Աղբյուրը՝  hetq.am