Ģenētikas pētījumi un DNS analīzes zinātniekiem ļauj ieraudzīt to, ko ar neapbruņotu aci dabā nav iespējams saskatīt – noteikt organismu izcelsmi un radniecību, izsekot to pārvietošanās ceļiem un izprast spēju pielāgoties slimībām vai vides pārmaiņām. Latvijas Valsts mežzinātnes institūtā (LVMI) “Silava” lāču apmatojums un siekalu pēdas, vilku audu paraugi, priežu skujas, sēklas un pat sauja augsnes pārtop vērtīgās liecībās. Ar DNS analīzēm pētnieki identificē konkrētus lāčus un izseko to gaitām, veido vilku radurakstus, pārbauda koku izcelsmi, meklē pret slimībām noturīgākas priedes un pēta augsnē mītošo organismu daudzveidību. Institūta Ģenētisko resursu centra vadītājs un vadošais pētnieks Dainis Ruņģis to jokojot salīdzina ar ģenētikas detektīva darbu - reizēm pietiek ar pavisam nelielu paraugu, lai atklātu citādi neuzzināmu informāciju un soli pa solim izveidotu daudz pilnīgāku priekšstatu par dabā notiekošo.
Daiņa ceļš līdz darbam Latvijas mežzinātnē vedis cauri vairākiem kontinentiem un pētniecības jomām. Viņš ir dzimis un audzis Austrālijā, kur universitātē sākotnēji izvēlējās studēt ķīmiju. Tomēr drīz vien saprata, ka šī joma viņu īsti neaizrauj, un pārgāja uz bioloģiju. Vēlāk viņš ieguva doktora grādu ģenētikā, pētot ģenētisko marķieru izmantošanu kokvilnas selekcijā.
Pēc doktorantūras Dainis vairākus gadus strādāja Britu Kolumbijas Universitātē Vankūverā, Kanādā. Tur viņš no lauksaimniecības augu pētniecības pievērsās mežu molekulārajai ģenētikai un strādāja ar Ziemeļamerikas eglēm. Savukārt pēc Kanādā pavadītā laika Dainis kopā ar ģimeni nolēma izmēģināt, kā būtu dzīvot Latvijā. Šī iecere veiksmīgi sakrita ar darba iespēju LVMI “Silava”, kur viņš varēja apvienot savu pieredzi lauksaimniecības augu, mežu un molekulārās ģenētikas izpētē.
Tas, kas sākotnēji bija iecerēts kā iespēja kādu laiku padzīvot Latvijā, pārtapis gandrīz 20 darba gados “Silavā” - institūtā Dainis strādā kopš 2006. gada. Pašlaik viņš ir Ģenētisko resursu centra vadītājs un vadošais pētnieks. Viņa pārziņā ir molekulārās ģenētikas laboratorija un Latvijas laukaugu sēklu gēnu bankas darbība, bet centra pētnieki ar ģenētiskajām analīzēm sniedz atbalstu teju visiem institūta pētniecības virzieniem – no meža selekcijas un augu slimību izpētes līdz vilku un lāču monitoringam.
“Tieši šī dažādība man darbā patīk visvairāk. Mēs nestrādājam tikai ar vienu sugu vai vienu jautājumu - vienā pētījumā tās var būt priedes, citā sēnes, bites, sūnas, vilki vai lāči. Taču DNS pamatā visiem ir viena un tā pati, un ar tās palīdzību varam atklāt informāciju, ko citādi nebūtu iespējams iegūt,” stāsta Dainis.
Daiņa vadītā centra uzdevums nav tikai ar ģenētikas metodēm atklāt dabā apslēpto. Tikpat nozīmīga darba daļa ir Latvijas ģenētisko resursu saglabāšana nākamajām paaudzēm. Tie ietver Latvijā izveidotās augu šķirnes, selekcijas materiālu un arī savvaļas augus, kuru īpašības nākotnē varētu izrādīties vērtīgas jaunu šķirņu veidošanā.
Ģenētiskā daudzveidība ir būtiska, lai sugas spētu pielāgoties slimībām, kaitēkļiem un klimata pārmaiņām. Tomēr, lauksaimniecībai kļūstot arvien intensīvākai un plašāk izmantojot vienas un tās pašas šķirnes, šī daudzveidība pakāpeniski samazinās. “Pirms simt vai divsimt gadiem gandrīz katrā saimniecībā audzēja savus miežus un citas paaudzēs nodotas vietējās šķirnes. Tagad bieži izmantojam nelielu skaitu plaši izplatītu šķirņu, un līdz ar to daļa ģenētiskās daudzveidības pazūd. Taču tieši tā sugām dod iespēju pielāgoties pārmaiņām un saglabāties ilgtermiņā,” skaidro Dainis.
Latvijas sēklu gēnu bankā, kas atrodas “Silavā” Salaspilī, pašlaik glabājas aptuveni 2000 sēklu paraugu no apmēram 75 sugām. Kolekcijā ir mieži, rudzi, kvieši, auzas un zālaugi, kā arī pelēkie zirņi, lini, kaņepes, dārzeņi, sojas pupas un citas Latvijā audzētas vai selekcionētas kultūras. Sēklas tiek izžāvētas un uzglabātas –20 grādu temperatūrā, lai tās saglabātu ilgstoši. Vajadzības gadījumā paraugus izsniedz zinātniskiem pētījumiem, selekcijai un izglītības vajadzībām.
Lai šo materiālu pasargātu arī neparedzētu apstākļu gadījumā, kolekcijai izveidotas vairākas drošības kopijas. Viena no tām glabājas Dānijā sadarbībā ar Ziemeļvalstu gēnu banku, bet Latvijas sēklu paraugi pakāpeniski tiek nogādāti arī Svalbāras Globālajā sēklu glabātavā Norvēģijā. Neilgi pirms intervijas uz Svalbāru bija nosūtīta jau ceturtā Latvijas paraugu krava.
Ģenētiskā materiāla saglabāšana ir tikai viens no centra darba virzieniem. Piemēram, lāču monitoringa laikā pētnieki analizē mežā atrastu apmatojumu, ekskrementus un pat uz bišu stropiem atstātas siekalu pēdas. No šiem paraugiem iespējams izveidot katra lāča ģenētisko profilu, noteikt Latvijā identificēto dzīvnieku skaitu un izsekot to pārvietošanās ceļiem. Savukārt vilku DNS analīzes palīdz noteikt dzīvnieku radniecību un pētīt baru struktūru, bet priežu izpētē ģenētiskās metodes tiek izmantotas, lai meklētu pret slimībām un citiem vides izraisītiem stresiem noturīgākus kokus.
Eiropas Reģionālās attīstības fonda atbalstītā projektā “Pētniecības un inovāciju kapacitātes attīstība LVMI “Silava” (2025–2029)” paredzēts būtiski modernizēt Ģenētisko resursu centra infrastruktūru. Plānots iegādāties jaunu ģenētisko analizatoru, PCR iekārtas, centrifūgas, inkubatorus, termoblokus, mikropipetes un citu ikdienas analīzēm nepieciešamo aprīkojumu. Ar jaunu –80 °C saldētavu tiks paplašinātas arī paraugu un reaģentu uzglabāšanas iespējas.
Daļa pašlaik izmantoto iekārtu iegādāta jau laboratorijas izveides laikā 2006. gadā un ir tehnoloģiski novecojusi vai nolietojusies. “Ģenētiskā analīze ir secīgs process - ja kādā no tā posmiem kritiski svarīga iekārta pārstāj darboties, var apstāties viss darbs. Jaunais aprīkojums ļaus šo risku būtiski samazināt, palielināt analīžu apjomu un rezultātus iegūt ātrāk,” skaidro Dainis.
Modernizētā infrastruktūra būs nozīmīga ne tikai Ģenētisko resursu centra darbam. To izmantos arī meža selekcijas un atjaunošanas, augu slimību, entomoloģijas, meža faunas un citos “Silavas” pētījumos. Tā ļaus paplašināt sadarbību ar Latvijas un ārvalstu partneriem un iegūt datus, kas ir salīdzināmi ar citās valstīs veiktu pētījumu rezultātiem.
Lai gan ģenētikas tehnoloģijas attīstās ļoti strauji, Daiņa interesi par šo jomu joprojām uztur pavisam vienkārša vēlme - labāk saprast dabā notiekošo. “Mani visvairāk aizrauj iespēja ar ģenētikas palīdzību uzzināt kaut ko tādu, ko citādi nevarētu atklāt. Saliekot šos datus kopā ar visu pārējo pētnieku iegūto informāciju, varam daudz pilnīgāk saprast gan atsevišķu dzīvnieku vai augu, gan veselu ekosistēmu,” viņš saka.
Pētniecības attīstību Latvijā veicina arī citi Eiropas Savienības fondu atbalstīti pasākumi. Taisnīgas pārkārtošanās fonda (TPF) pētniecības pasākumā par elastības finansējuma piešķiršanu. Tā mērķis ir veikt mērījumus un izpēti esošajās un bijušajās kūdras ieguves teritorijās, lai iegūtu kvalitatīvus datus pētniecībai un izstrādātu datos balstītus priekšlikumus šo teritoriju turpmākai izmantošanai un atjaunošanai.
Papildus informācija par kūdras pētījumiem: https://silava.lv/kudraju-petijumi
Stāsts veidots ar ES fondu atbalstu.