Հայկական խաղողի նոր անձնագիրը․ հայ գիտնականի հետազոտությունը՝ Science ամսագրում

Խաղողի էվոլյուցիան և տնայնացումն ուսումասիրող ամենամասշտաբային նախագծին Հայաստանը միացել է  2019-ին։ Տվյալների հսկայական բազայի վերլուծությունը միջազգային գիտական խմբին բերել է «հեղափոխական» մի քանի եզրակացությունների՝ ամբողջացնելով մեր ունեցած գիտելիքները խաղողի գենոմի, էվոլյուցիայի, միգրացիոն ուղիների ու տնայնացման վերաբերյալ։ Ստացված արդյունքները հրապարակվել են ամերիկյան հայտնի գիտական «Science» պարբերականում։ Հետազոտության հանրայնացմանը միացել են աշխարհի շուրջ 6000 լրագորղներ։

Այս պատմությունը սկսվել է Նոյից ՝ ըստ Հին Կտակարանի, Ներոնի երջանիկ դեմքից՝ ըստ հույն և հայ պատմիչների։ Սա այն պատմությունն է, որն այսօր խմբագրում են անցյալը «պեղողները»՝ գիտնականները։ Խոսքը խաղողի, նրա յուրահատուկ գենետիկ կոդի ու էվոլյուցիայի մասին է։ Մոլեկուլային կենսաբանության ինստիտուտի Բույսերի գենոմիկայի խմբի ղեկավար Քրիստինե Մարգարյան։

«Ինչպես մենք՝ մարդիկ, ունենք մեր անձնագրերը՝ յուրաքանչյուրս մեր սպեցիֆիկ համարով, այդպես էլ մեր խաղողները, որոնք պահպանվում են էջմիածում հիմնադրված կոլեկցիայում՝ 300 և ավելի, բոլորն անձնագրավորված են»։

Գենետիկայով զբաղվող Քրիստինե Մարգարյանն արդեն ավելի քան 10 տարի մարդու գենետիկան փոխարինել է խաղողի գենետիկայով։ Սկզբում զրո գիտելիք, զրո փորձառություն։  Այսօր արդեն ամերիկյան հանրահայտ գիտական Science ամսագրում տպագրված հոդվածը շրջում է մինչ օրս հայտնի գիտական փաստերը։

«Գերմանիայում իմ պրոֆեսորն ինձ ծանոթացրեց իր չինացի գործընկերոջ հետ , որը որոշել էր համաշխարհային նախագիծ սկսել՝ փորձելու հասկանալ խաղողի տնայնացումը և էվոլուցիան, որովհետև մինչ այդ իրականացված բոլոր գիտական նախագծերից հետո, միևնույն է, մնում էին մի շարք բաց հարցեր, որոնց պատասխանը գտնելու համար հասկացանք, որ պետք է ավելի գլոբալ մի նախագիծ՝ աշխարհի մակարդակով մաքսիմալ շատ երկրների և նմուշներ ներգրավմամբ»։

Աշխարհում իրականացված խաղողի գենոմային ամենամասշտաբային նախագծին միացել են 16 երկրների 23 գիտահետազոտական կենտրոններ։ 2019թ-ին Հայաստանից նախագծին միացել է ՀՀ ԳԱԱ Մոլեկուլային կենսաբանության ինստիտուտը։ Նախագիծը շարունակվել  է շուրջ 4 տարի։ 3525 վայրի և մշակովի խաղողների գենոմային տվյալների հսկայական  բազայի վերլուծությունը «հեղափոխական» եզրակացությունների է հանգեցրել։ Հոդվածի տվյալները փաստում են, որ խաղողի տնայնացումը տեղի է ունեցել միաժամանակ երկու կենտրոններում՝ Արևմտյան Ասիայում ու Կովկասում, և ոչ թե 6-8 հազար տարի առաջ, այլ շատ ավելի վաղ՝  շուրջ 11 հազար տարի առաջ։ Ստացված գենոմային տվյալները նոր հորիզոններ են բացում գիտական խմբի համար,։

«Ստացված տվյալները փաստարկված հերքում են մի շարք հիպոթեզեր, որոնք վերջին տարիներին լայնորեն շրջանառվել են․ օրինակ այն, որ եվրոպական խաղողը ծագումով կապված է վրացականի հետ, և վրացական խաղողի միգրացիա է եղել դեպի եվրոպական տարբեր երկրներ։ Այս հետազոտությունը հերքում է այդ փաստը, որովհետև ցույց է տալիս, որ առհասարակ Կովկասից միգրացիա տեղի չի ունեցել։ Խաղողը տնայնացվել է Կովկասում ու Մերձավոր Ասիայում, և ամբողջ աշխարհ միգրացիան եղել է հենց Մերձավոր Ասիայից։ Սա շատ կարևոր եզրակացությունն էր, քանի որ փաստում է մեր գենետիկական ռեսուրսների յուրահատուկ լինելը, հնարավորություն ստեղծում ոչ միայն հայ, այլ նաև միջազգային գիտական համայնքին ընդլայնել գիտելիքները Vitis Vinifera տեսակի մասին։ Սա  բացարձակ չուսումնասիրված բազմազանություն է, որը, կարծում եմ, դեռ շատ խնդիրների պատասխաններ է տալու»։

Սա այն եզակի հետազոտություններից էր, որտեղ հավաքվել են տվյալներ խաղողի շուրջ հինգ հազար տարբեր սորտերի և վայրի բույսերի մասին։ Ուսումնասիրության համար կիրառվել են մի քանի տասնյակից ավելի կենսաինֆորմատիկական ալգորիթմներ ու գործիքներ։ Համեմատել են  աշխարհի տարբեր կետերից հավաքված խաղողների ամբողջական գենոմները և ըստ գենետիկական փոխկապվածության՝ որոշվել է, թե որ էկոտիպերն են իրար ավելի մոտ։

«Վայրի և մշակովի խաղողը, որն աճում է մեր երկրում, ունի յուրահատուկ գենետիկական բազմազանություն, ինչը մենք արդեն դիտարկել էին նախորդ տարիների մեր հետազոտական աշխատանքներում։ Գլոբալ առումով գենոմային մակարդակում բավական իզոլացված է, և դա պայմանավորված է հիմնականում աշխարհագրական դիրքով և  տեղանքի ռելիեֆով։»։

Նախագծի շրջանակում հավաքված 173 վայրի խաղողի և մշակովի սորտերի գենային տվյալները վերլուծելու է ՄԿԻ կենսաինֆորմատիկների թիմը։ Առաջիկա 4-5 տարիներին կենտրոնանալու են բացառապես հայկական խաղողի գենոմի վերլուծության վրա։  Այս տարվա հունվարից թիմին միացած Լևոն Գալստյանը Հայաստանի ազգային ագրարային համալսարանի շրջանավարտ է։ Մասնագիտացել է խաղողագործության և գինեգործության ոլորտում։ Ներկայացնում է հետազոտության իր պատասխանատվության գոտին։

«Կոնկրետ խնդիր ունենք թե գենոմի կոնկրետ ռեգիոններ, գեներ ինչպես են փոխկապակցված և նպաստում մորֆոլոգիական հատկանիշների ձևավորմանը: Դրա համար օգտագործում ենք հատուկ ծրագրային փաթեթներ»։

Մի կողմ թողնելով մասնագիտական ձևակերպումները` բացատրում է, որ, օրինակ, տերևի մորֆոլոգիայից կարելի է եզրակացնել, թե տվյալ խաղողը որ սորտին կամ որ ենթատեսակին էպատկանում։  Այլ ուղղությամբ է աշխատում ԵՊՀ մաթեմատիկայի ֆակուլտետի վիճակագրություն և տվյալների գիտություն բաժնի ուսանող Հռիփսիմե Գասոյանը։ Թիմին միացել է 2021թ-ին։

«Մենք ոչ միայն ուսումնասիրում ենք հայկական նմուշները, այլև փորձում ենք հասկանալ, թե հայկական և աշխարհի նմուշներն իրարից ինչով են տարբերվում գենոմային մակարդակում։ Դրա համար օգտագործել ենք մեքենայական ուսուցման մի շարք մեթոդներ»։

Սնկային հիվանդություններն ազդում են խաղողի բերքի, որակի և քանակի վրա,անպիտան դարձնում գինեգործության համար։ Անհրաժեշտ է գտնել ռեզիստենտություն պայմանավորող գեները, որոնք կարող են նպաստել ռեսիստենտ սելեկցիայի զարգացմանը։ Ամերիկյան համալսարանի տվյալագիտության բաժնի ուսանող Էմմա Հովհաննիսյանը ուսումնասիրության այլ հատվածով է զբաղվում։

«Մենք որոշ վայրի բույսեր ենք գտել, որոնք սնկային հիվանդությունների նկատմամբ ռեզիստենտություն են դրսևորել, ու հիմա,  վիճակագրական տարբեր մեթոդներ կիրառելով, փորձում ենք գտնել այն գեները, որոնց շնորհիվ ռեզիստենտությունն արտահայտվում է։ Երբ դա գտնենք, կարող ենք սելեկցիոն մեթոդներով ստանալ  ավելի լավ որակի խաղողներ, որոնք դիմացկուն կլինեն այդ հիվանդությունների նկատմամբ, շեշտակի նվազեցնելով հերբիցիդների կիրառումը»։

Ըստ աստվածաշնչյան լեգենդի՝ այս պատմությունը սկսվեց Նոյի այծից։ Կենդանին կերավ խաղողի վայրի պտուղները և հարբելով սկսեց հրմշտել մյուս կենդանիներին։ Ըստ հեթանոսկան ավանդույթի՝ պատմությունը սկսվեց  խաղողից պատրաստված  մեռոնից։ Տրդատ թագավորը 66-ին շքախմբով, ընծաներով և մեռոնով ուղևորվեց  Հռոմ։ Կայսր Ներոնը մեռոն խմեց և երջանկացավ ՝ գրում են հռոմեացի պատմիչները։ Այս պատմության մասին գրեցին Ղևոնդ Ալիշանը, Հերոդոտոսն ու Ստրաբոնը։ Սա նաև այն պատմությունն է, որն այսօր խմբագրում են անցյալը «պեղողները»՝ գիտնականները։