Лаборатория генетики насекомых

 

 

 

Лаборатория генетики насекомых образована в 2012 году. Она была выделена в самостоятельное научное подразделение из лаборатории сравнительной генетики животных, в которую ранее входила как группа генетики насекомых. Научное руководство группы с момента ее основания в 2009 году осуществлял член-корр. РАН, профессор Илья Артемьевич Захаров. С момента основания лаборатории ее возглавляет к.б.н. Ирина Игоревна Горячева.

 

В настоящее время в лаборатории генетики насекомых проводятся фундаментальные исследования по эволюции и симбиогенетике насекомых, исследования горизонтального переноса ДНК и интеграции геномов в симбиотических системах, научно-практические исследования эпидемиологически опасных и хозяйственно ценных видов насекомых.

 

тел.: (499)135-43-13, (499)135-11-30,

факс: (499)135-21-81

 

Заведующий лабораторией:

Горячева Ирина Игоревна к.б.н.

 

Сотрудники:

 

АНДРИАНОВ БОРИС ВИТАЛЬЕВИЧ	Главный научный сотрудник
БЕГА АННА ГЕННАДЬЕВНА	Старший научный сотрудник
ГОРЕЛОВА ТАТЬЯНА ВИКТОРОВНА	Старший научный сотрудник
ЗАХАРОВ-ГЕЗЕХУС ИЛЬЯ АРТЕМЬЕВИЧ	Главный научный сотрудник
РОМАНОВ ДЕНИС АЛЕКСАНДРОВИЧ	Старший научный сотрудник
ШАБУНИН ДАНИИЛ МАКСИМОВИЧ	Младший научный сотрудник
ШАЙКЕВИЧ ЕЛЕНА ВЛАДИМИРОВНА	Главный научный сотрудник

 

Основные направления научных исследований:

• Исследование генофондов насекомых в связи с задачами контроля численности эпидемиологически опасных видов;
• Исследования генофондов хозяйственно ценных видов насекомых в связи с задачами сохранения генетических ресурсов, биоразнообразия и паспортизации.
• Исследования симбиотических бактерий как фактора динамики генетической структуры популяций насекомых, разработка фундаментальных основ использования симбиотических бактерий для контроля численности эпидемиологически опасных видов насекомых.
• Изучение изменчивости автономных генетических элементов насекомых.

 

Объекты, изучаемые в лаборатории:

В лаборатории проводятся исследования как на классическом модельном объекте генетики - видах мух рода Drosophila, так и на ряде других, в том числе, эпидемиологически опасных видов насекомых. Среди них инвазивный вид – божья коровка Harmonia axyridis, комары рода Anopheles – переносчики малярии человека, комары рода Culex – переносчики лихорадки Западного Нила, лимфитического филяриоза, вирусов энцефалитов. Из хозяйственно ценных видов насекомых наибольшее внимание уделяется медоносной пчеле Apis mellifera.

 

Наиболее важные научные достижения:

В лаборатории на протяжении последних пятнадцати лет проводятся исследование

генофондов насекомых в связи с задачами контроля численности эпидемиологически

опасных видов – комаров р. Anopheles – переносчиков малярии человека и комары р. Culex – переносчиков лимфатического филяриоза, лихорадки долины Рифт и нескольких форм энцефалита, в том числе западно-нильского (ЛЗН).  Глобальные изменения климата способствуют быстрому распространению и увеличению численности кровососущих насекомых за счет увеличения числа генераций за сезон. В популяциях происходит развитие резистентности к инсектицидам, что усложняет борьбу с потенциальными переносчиками возбудителей инфекционных заболеваний.

 

Успешный контроль за численностью переносчиков предполагает точную идентификацию видов, поскольку комары р. Anopeles и р. Culex представлены комплексами близкородственных видов, различающимися по экологическим, физиологическим характеристикам и пищевым предпочтениям, в том числе по устойчивости к инсектицидам, поведению и восприимчивости к возбудителям заболеваний.

 

Изучение комаров р. Anopheles было начато в рамках программы Европейского регионального бюро Всемирной организации здравоохранения «Обратим малярию вспять». За время исследований был описан новый вид малярийных комаров в комплексе Anopheles maculipennis –Anopheles artemievi, изучена биология вида и определен его ареал. Вид Anopheles daciae сведен в синоним к виду Anopheles messeae, что позволило свернуть планируемые широкомасштабные исследования предполагаемого нового вида.  На основании изучения маркерных областей геномов переносчиков разработан молекулярно- генетический ключ для идентификации комаров   и уточнены ареалы всех 19 видов р. Anopheles, обитающих на территории России и государств бывшего Советского Союза.

 

В лаборатории проводится комплексное изучение генетической структуры популяций комаров р. Culex, видов и внутривидовых форм насекомых по митохондриальной и ядерной ДНК. Изучен полиморфизм ДНК комаров комплекса Culex pipiens по таким маркерам ядерного и митохондриального генома - как ITS2 и IGS кластера рибосомных генов, гену COI мтДНК.  Нами была впервые определена структура полного гена COI комаров комплекса Culex pipiens. Впервые описаны межгенные спейсеры кластера генов рРНК видов C. torrentium, C. modestus и подвида C. р. pallens. Разработан метод ПЦР-ПДРФ для диагностики видов комплекса Culex pipiens на основе полиморфизма гена COI мтДНК. Проведенное исследование комплекса Culex pipiens позволило впервые установить единое происхождение географически удаленных популяций подвальной формы C. p. pipiens f. molestus на территории Европейской части России. Разработаны методы дифференциации C. torrentium и C. pipiens. Выявлены случаи ошибочной диагностики природных популяций. Впервые, на основании результатов, полученных современными методами анализа видового состава комаров комплекса Culex pipiens на Европейской части России, очерчены границы ареала представителей комплекса.

 

Вопросы эволюции генома насекомых изучаются на видах и внутривидовых формах божьих коровок р. Adalia. В Палеарктической области некоторые систематики насчитывают десять видов p. Adalia. Сотрудниками лаборатории проведена оценка полиморфизма ДНК, географической изменчивости и уточнение таксономических отношений между видами p. Adalia и подвидами комплекса A. bipunctata. Впервые определены последовательности генов мтДНК и рРНК для видов A. frigida и A. tetraspilota и проведен сравнительный анализ эволюционных связей этих видов с A. bipunctata и A. decempunctata.

 

На протяжении ряда лет в лаборатории проводятся исследования генофондов медоносной пчелы Apis mellifera в целях сохранения генетических ресурсов медоносной пчелы и паспортизации современных российских пород пчел. Исследования выполняются на основании комплексного подхода, сочетающего объединяющем генетические и санитарно-эпидемиологические аспекты. На основании анализа полиморфизма межгенного локуса СОI-СОII митохондриальной ДНК медоносной пчелы в лаборатории был пределен породный статус пчел племенных пасек и аборигенных популяций. Впервые в России проведен скрининг популяций пчел на присутствие наиболее широко распространенных вирусов и показана инфицированность изученных популяций вирусами деформации крыла и острого паралича. Разработаны тест-системы для идентификации вируса деформации крыла, вируса острого паралича.

 

Лаборатория занимает лидирующие позиции в мире по изучению внутриклеточных репродуктивных бактериальных симбионтов насекомых. Под руководством И.А. Захарова-Гезехуса впервые был описан андроцидный эффект наиболее широко распространенного цитоплазматического симбионта – внутриклеточной бактерии Wolbachia. Этот эффект был описан для божьих коровок Adalia bipunctata. Для этого же вида впервые было показано инфицирование популяций сразу тремя репродуктивными симбионтами – бактериями Wolbachia, Rickketsia и Spiroplasma. Нами было была изучена генетическая структура нативных и инвазивных популяций Harmonia  axyridis и показано, что инвазивные  популяции Старого и Нового Света имеют общее