The object of research, development or design (in Russian) : Грибковые фитопатогены, сельскохозяйственные культуры, CRISPR/Cas12a.

The object of research, development or design (in Kazakh) : Саңырауқұлақ фитопатогендері, ауылшаруашылық дақылдар, CRISPR/Cas12a.

Aim of work (in Russian) : Цель проекта - разработка технологии обнаружения фитопатогенов сельскохозяйственных культур на основе современного метода диагностики, основанного на использовании ранее неизученных Cas эффекторов Cas12a CRISPR/Cas систем. Полученные результаты расширят спектр используемых эндонуклеаз, позволяющих проводить детекцию фитопатогенов в полевых условиях, не требующих дорогостоящего оборудования, высококвалифицированного персонала и специализированных помещений.

Aim of work (in Kazakh) : Жобаның мақсаты - бұрын зерттелмеген Cas эффекторларының Cas12a CRISPR/Cas жүйелерін қолдана отырып заманауи диагностикалық әдіс негізінде ауыл шаруашылығы дақылдардың ауру патогендерін табылатын технологиясын жасау. Алынған нәтижелер қымбат құрал-жабдықтарды, жоғары білікті мамандарды және мамандандырылған қондырғыларды қажет етпейтін егін жағдайында қолданылатын фитопатогендерді табыла алатын эндонуклеазалардың спектрі кеңейтіледі.

Методы исследования (на русском) : Методы микробиологии, молекулярной биологии, генетической инженерии и биохимии.

Методы исследования (на казахском) : Микробиология, молекулалық биология, гендік инженерия және биохимия әдістері.

Obtained results and novelty (in Russian) : В рамках проекта разработан и оптимизирован метод молекулярной детекции фитопатогенов рода Alternaria и Fusarium на основе системы CRISPR/Cas12a в сочетании с изотермической амплификацией РПА. Определёны целевые гены β-тубулин для Alternaria и acl1 для Fusarium, обеспечивающий высокую специфичность и чувствительность метода. Проведён комплекс лабораторных исследований, включавших дизайн праймеров РПА и crРНК, оптимизацию реакционных условий и визуализацию результатов с использованием флуоресцентного и иммунохроматографического анализа. Итоговый метод позволяет проводить быструю и надёжную диагностику Alternaria и Fusarium в образцах зерна. Новизна настоящего проекта заключается в разработке первого для Казахстана молекулярного метода диагностики грибковых патогенов сельскохозяйственных культур на основе CRISPR/Cas12a включая использование рекомбинантного белка MbCas12a, полученного и охарактеризованного в нашей лаборатории.

Obtained results and novelty (in Kazakh) : Жоба аясында Alternaria және Fusarium туыстарына жататын фитопатогендерді анықтайтын изотермиялық рекомбиназалық полимеразалық амплификация (РПА) біріктірілген CRISPR/Cas12a жүйесінің негізінде молекулалық детекция әдісі әзірленіп және оңтайландырылды. Әдістің ерекшелігі мен жоғары сезімталдығы қамтамасыз етілетін Alternaria үшін β-тубулин және Fusarium үшін acl1 мақсатты гендері анықталды. Зертханалық зерттеулер кешені жүргізілді, оның ішінде РПА праймлерлері және crРНҚ дизайны, реакция шарттарын оңтайландыру және нәтижелерді флуоресценттік пен иммунохроматографиялық талдау арқылы визуализациялау. Қорытынды әдіс Alternaria және Fusarium саңырауқұлақтарын дән үлгілерінде жедел және сенімді анықтауға мүмкіндік береді. Жобаның жаңалығы Қазақстанда алғаш рет CRISPR/Cas12a жүйесіне негізделген ауыл шаруашылық дақылдарының саңырауқұлақ патогендерін молекулалық диагностикалау әдісін, соның ішінде зертханамызда алынған және сипатталған рекомбинантты MbCas12a ақуызын қолдануды әзірлеуде болып табылады.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : Метод основан на применении системы CRISPR/Cas12a в сочетании с изотермической рекомбиназной полимеразной амплификацией (РПА), что позволяет проводить анализ при постоянной температуре без использования термоциклеров. Общая продолжительность анализа составляет не более 50 минут, включая стадии амплификации и реакции CRISPR, что позволяет проводить диагностику в короткие сроки. Порог чувствительности метода достигает 100 копий ДНК, c высокой специфичностью. Реакция выполняется в объёме 20–30 мкл с минимальным набором реагентов, что позволяет проводить метод в полевых условиях без сложного оборудования.

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : Әдіс изотермиялық рекомбиназалық полимеразалық амплификациямен (РПА) біріктірілген CRISPR/Cas12a жүйесін негізделген, бұл термоциклдерсіз тұрақты температурада талдау жүргізуге мүмкіндік береді. Талдаудың жалпы ұзақтылығы, оның ішінде амплификация және CRISPR реакциясы сатылары қоса алғанда 50 минуттан аспайды, бұл диагностиканы қысқа мерзімде орындауға мүмкіндік береді. Әдістің сезімталдық шегі 100 ДНҚ көшірмесіне дейін жетеді, жоғары ерекшелікпен сипатталады. Реакция 20–30 мкл көлемінде минималды реагенттер жиынтығымен жүргізіледі, бұл әдісті егіндік жағдайда күрделі жабдықсыз қолдануға мүмкіндік береді.

Level of implementation (in Russian) : Не внедрено.

Level of implementation (in Kazakh) : Жүзеге асырылмады.

Efficiency (in Russian) : Разработанная в ходе проекта технология молекулярной диагностики на основе системы CRISPR/Cas12a демонстрирует высокую эффективность и потенциал практического внедрения в аграрный сектор Казахстана. Разработан чувствительный и воспроизводимый метод выявления фитопатогенных грибов (Alternaria, Fusarium) в образцах сельскохозяйственных культур, не требующий дорогостоящего лабораторного оборудования и квалифицированного персонала. По итогам 2023–2025 гг. подтверждена аналитическая чувствительность и специфичность метода, отработаны процедуры выделения ДНК из растительных образцов и проведена предварительная апробация технологии. Разработанный протокол может быть внедрён в практику лабораторий фитосанитарного мониторинга и систем раннего предупреждения заболеваний зерновых культур, повышая устойчивость аграрного производства и снижая экономические потери, вызванные грибковыми инфекциями.

Efficiency (in Kazakh) : Жоба барысында әзірленген CRISPR/Cas12a жүйесіне негізделген молекулалық диагностика технологиясы жоғары тиімділікті және Қазақстанның аграрлық секторында практикалық енгізу әлеуетін көрсетуде. Alternaria, Fusarium фитопатогендік саңырауқұлақтарды анықтауға арналған сезімтал әрі қайталанбалы әдіс жасалды, ол қымбат зертханалық жабдықты және жоғары білікті мамандарды қажет етпейді. 2023–2025 жылдар қорыта келе, әдістің аналитикалық сезімталдығы мен ерекшелігі расталды, өсімдік үлгілерінен ДНҚ бөліп алу рәсімдері әзірленді және технологияның бастапқы апробациясы жүргізілді. Дайындалған протокол фитосанитарлық мониторинг зертханаларының және дәнді дақылдардың ауруларын ерте ескерту жүйелерінің қолдануына енгізуге болады, бұл ауыл шаруашылығы өндірісінің тұрақтылығын арттыруға және саңырауқұлақ инфекцияларынан туындайтын экономикалық шығындарды азайтуға мүмкіндік береді.

Field of application (in Russian) : Молекулярная биология, сельское хозяйство

Field of application (in Kazakh) : Молекулалық биология, ауыл шаруашылығы.