Дорогие друзья!

Члены оргкомитета по созданию и дальнейшему развитию музея «Наш земляк Илья Ильич Мечников – Гражданин мира» сердечно поздравляют всех зачарованных нуклеиновыми кислотами – голограммами жизни на нашей планете - с Международным Днем ДНК!  Разрешите представить Вам в этот знаменательный день (пришедшийся в этом году на 25 апреля) три скульптуры, посвященных этой дате, и одну  недавно вышедшую в свет статью по данной тематике.

Установку этой первой скульптуры ДНК в Кембридже оплатил Джеймс Уотсон. Благодаря этому великому ученому, любой увидевший ей, сразу же узнавал не только истинную суть этой нуклеиновой цепи, но и краткую историю её первого исследования. Ибо именно он настоял, чтобы на её основании было написано: «Эти цепи расплетаются в ходе репродукции клетки. Гены закодированы последовательностью оснований». «Модель двойной спирали создана благодаря работам Розалинд Франклин и Мориса Уилкинса».

На спиралях данной скульптуры написано следующее: «Структура ДНК была установлена в 1953 году Фрэнсисом Криком и Джеймсом Уотсоном, жившим здесь в Клэре». «Молекула ДНК имеет две спирально закрученные цепи, которые связаны парами оснований "аденин — тимин" или "гуанин — цитозин"».
 

Данная очень полюбившаяся многим алюминиевая скульптура спирали ДНК расположена во дворе Клэр-колледжа Кембриджского университета. Она была подарена Джеймсом Уотсоном в память о совместном с Фрэнсисом Криком открытии структуры ДНК в 1953 году. 

Именно в Клэр-колледже Джеймс Уотсон осуществлял свою научную деятельность во время великого открытия. 

"Мышь, вяжущая ДНК", недавно установленная в центре квартала с 4-мя новосибирскими институтами биологического профиля: ИЦиГ СО РАН (включая здания SPF-вивария и вивария конвенциональных животных), ИХБФМ СО РАН, ИМКБ СО РАН, ИПА СО РАН). Скульптура изготовлена по заказу Института цитологии и генетики СО РАН при финансовом участии ЗАО «Медико-биологический союз» и ООО «Диаэм». Авторская задумка с вязальными спицами и нитью ДНК просто прекрасна! В создании памятника принимали участие художник ИЦиГ СО РАН Андрей Харкевич и новосибирский скульптор Алексей Агриколянский. Отлил мышь из бронзы томский литейщик Николай Петров.

В связи с тем, что изображение "Мыши, вяжущей ДНК" с 15 апреля 2015 года было зарегистрировано как товарный знак и его правообладателем стал Институт цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук, расскажем об этой забавной и трогательной скульптуре несколько подробнее.  

Первый камень в основание данного памятника был заложен 1 июня 2012 года в честь 55-летия со дня основания Института цитологии и генетики. Открытие памятника состоялось 1 июля 2013 года, ибо оно было приурочено к 120-летию Новосибирска в рамках проведения большого Международного конгресса генетиков и селекционеров в этом академическом сибирском городе. 

«Здесь сочетается и образ лабораторной мыши, и ученого, потому что они связаны между собой и служат одному делу. Мышь запечатлена в момент научного открытия. Если всмотреться в её взгляд, можно увидеть, что эта мышка уже что-то придумала. Но вся симфония научного открытия, радость, «эврика!» ещё не зазвучали», - так описал данный образ сам автор эскиза - художник памятника и сотрудник ИЦиГ СО РАН Андрей Харкевич. 

Действительно, так и кажется, что мышь в этот момент, как и Александр Рич, вдруг внезапно осознала: «Спираль ДНК, которая «вяжется» сейчас, не только новая по сути, но и немного «неправильная», поскольку уже были известны две общепринятые учеными правозакрученные формы ДНК. 

Попутно заметим, что при высокой влажности (т.е. во влажном состоянии) цепи ДНК становятся длинными и тонкими. Однако, когда их высушивали, эти же нуклеиновые цепи становились короткими и толстыми. Этим формам были даны названия В-ДНК и А-ДНК, соответственно.

Бронзовая 70-ти сантиметровая мышь на гранитном постаменте высотой в 2,5 м вяжет новую форму ДНК, так называемую левозакрученную Z-форму ДНК (Z-ДНК). Попутно заметим, что везде, где есть сегменты форм Z-ДНК, открытой в 1979 г. при исследовании структуры гексануклеотида d(CG)3 профессором Массачусетского технологического института Александром Рич с сотрудниками, обязательно должны быть также В-Z-соединения на их концах, связывающие Z-форму с B-формой, встречающейся во всём остальном геноме. 

В 2007 г. была описана РНК-версия Z-ДНК как трансформированная форма двойной правозакрученной спирали А-РНК в левозакрученную спираль. Переход от А-РНК в Z-РНК, тем не менее, был описан уже в 1984 г. Однако, роль, которую играет Z-ДНК в жизни клеток, пока до конца еще не изучена. Теперь остается лишь добавить, что к настоящему времени описаны и другие формы организации двойной спирали ДНК — B’-форма, С-форма и D-форма. Помимо этого, уже в 1957 г. американцы Александер Рич, Гэри Фелзенфелд и Дэйвид Дэйвис описали нуклеиновую кислоту, составленную тремя спиралями. А в 1985—1986 годах Максим Давидович Франк-Каменецкий показал, как двухспиральная ДНК складывается в так называемую H-форму, составленную уже не двумя, а тремя нитями ДНК, что невольно подтверждает изначальное наличие фрактальности в объектах живой природы. 

Однако все перечисленные выше формы существования нуклеиновых кислот встречаются гораздо реже и играют менее значительную физиологическую роль. К тому же, найденные до этого времени формы ДНК и РНК не способны объяснить все без исключения цифровые значения генетического кода, полученные опытным путем во время многолетних исследований нуклеиновых цепей учеными разных страны, в отличие от «БСОЛ-2012» (BSOL-2012, БСОЛ). Так сокращенно названа биологическая структура из 9-ти идентичных нуклеотидов по месту и году первого её выхода в свет на конференциях ГИСАП.

В этой связи заметим, что ровно через 66 лет после опубликования трех общеизвестных статей о нуклеиновых цепях в журнале «Nature», именно в 66-м номере электронного журнала «Sci-article.ru» была напечатана первая часть последней статьи о БСОЛ-2012. Две остальные части этой статьи будут опубликованы позднее. Однако, уже сейчас их, как и первую часть статьи, можно прочесть в разделе «Биология»  малоизвестного пока, но чрезвычайно многопрофильного журнала «Sci-article.ru». Будем признательны всем за присланные рецензии на данную статью, как и на все другие о БСОЛ, опубликованные в названном выше журнале, а также в материалах конференций ГИСАП и «Априори». 

Искренне приглашаем всех познакомиться с многочисленными экспонатами и прошедшими мероприятиями нашего музея, созданного на базе Двуречанского Центра детского и юношеского творчества, а также принять активное участие в будущих его акциях. Стратегический план развития нашего музея до 2027 г. изложен в материалах файла «СТРАТЕГІЧНИЙ ПЛАН РОЗВИТКУ», а в резолюции «Праздника научных наград» (2018 г.) записано пожелание многочисленных ученых разных стран о создании Всеукраинского образовательного центра «Школа юных биологов» на родине Мечникова.

Мало кого с таким же правом можно назвать ГРАЖДАНИНОМ МИРА, как Илью Мечникова. Вслед за Луи Пастером нашего земляка справедливо можно назвать и ДРУГОМ ЧЕЛОВЕЧЕСТВА, ибо никто не внес такого большого вклада в оздоровление человечества, как эти два гения. Хранить память о них, изучать их наследие, продолжать их великое дело, это всё, чем мы можем отблагодарить их за то, что они сделали для миллиардов обитателей планеты Земля.
 

На протяжении двух десятилетий (1950 – 1960-е годы) наука значительно продвинулась в понимании того, как работает ДНК и осуществляется регуляция генов (об этом говорилось в первой части). Но серьезной проблемой для дальнейшей работы с этой молекулой были ее огромные размеры. К тому же на тот период у исследователей просто не было технологий, позволяющих «вырезать» отдельный ген и работать с ним по отдельности.

Ситуация кардинально изменилась, когда была создана технология рекомбинантной ДНК. Ее, пожалуй, можно считать первой генетической технологией, получившей широкое распространение. Заработала она благодаря открытию фермента – лигазы – который позволяет склеивать концевые участки молекул ДНК, а также группы ферментов, расщепляющих ДНК - рестриктазы.

Последние обнаружил швейцарский биохимик Вернер Арбер, когда изучал, как клетки защищаются от атак вирусов. Оказалось, в бактериальных клетках есть фермент (рестриктаза), который подавляет размножение вирусов, разрезая на фрагменты чужеродную ДНК. Причем, он делает это, лишь если обнаружит в ней конкретную последовательность, характерную для вируса.

Арбер заинтересовался, почему же не страдает собственная ДНК бактерии в местах, где встречается такая же последовательность. И выяснил, что бактерия одновременно синтезирует фермент, модифицирующий ее последовательности, которые могли бы привлечь рестриктазу, и тем самым защищает свою ДНК от ее «внимания».

Третьим инструментом стали плазмиды, которые были обнаружены во ходе исследования процессов возникновения у бактерий устойчивости к антибиотикам. Это небольшие молекулы ДНК, находящиеся внутри бактерии, физически отдельные от геномных хромосом. Плазмиды, по сути, были средством горизонтального переноса генетической информации от бактерии к бактерии.

Так генетики получили все необходимые инструменты. Вот как описал этот процесс один из мэтров, Джеймс Уотсон: «Сначала было нужно разрезать молекулу ДНК при помощи рестриктаз и выделить интересующие нас последовательности (гены), а затем скопировать интересующий нас фрагмент ДНК и вставить плазмиду в бактериальную клетку, как USB-флешку в подготовленный для нее разъем. За этим процессом последует обычное бинарное деление бактерий, и плазмида с выбранным нами фрагментом ДНК будет реплицироваться точно так же, как и собственный генетический материал, унаследованный бактериальной клеткой». Впервые на практике это было проделано в 1973 году в Гонолулу на конференции, посвященной исследованию плазмид.

Перехода от бактерий к работе с ДНК земноводных и млекопитающих долго ждать не пришлось. Казалось, перед генетикой открываются ошеломляющие перспективы и вскоре ученые смогут примерить роль Творца. Это было время, когда приток амбициозной и талантливой молодежи в эту область науки заметно вырос. Но тогда же зазвучали и первые опасения – не открывают ли генетические технологии ящик Пандоры с последствиями, которые предугадать невозможно. В этом отношении – сочетание грандиозных перспектив с масштабными опасениями и даже фобиями – ситуация для генетических технологий в наше время не сильно изменилась.

Тогда все вылилось сначала в «Письмо о моратории», призывавшем ученых всего мира добровольно приостановить все исследования рекомбинантной ДНК «до более полной оценки потенциальных угроз». Письмо подписало достаточное число авторитетных исследователей, чтобы к нему прислушались. Но возможности, которые научное сообщество связывало с этой технологией стали причиной того, что два года спустя (в 1975 году) был организован специальный конгресс, на который приехало 140 генетиков со всего мира. Там было выработано более компромиссное решение о том, что допускается продолжать исследования с использованием непатогенных бактерий. Также вменялось в обязанность оборудовать дорогие карантинные комплексы для работы с ДНК млекопитающих, обеспечивающие биологическую безопасность.  

Тогда же генетикам Запада пришлось впервые столкнуться с массовыми общественными кампаниями протеста против их исследований (технологии клонирования, которой по сути была рекомбинантная ДНК). Впрочем, их советские коллеги парой десятилетий ранее оказались в куда худшем положении и в 1970-е изо всех сил старались преодолеть отставание от мировой науки, возникшее в следствие разгула лысенковщины. Потому, кстати, в этих дискуссиях вокруг рекомбинантной ДНК наша наука заметного участия не принимала.

А дискуссия была жаркой: мэр Кембриджа (штат Массачусетс, США) вступил в борьбу с элитными вузами, расположенными в его городе – МТИ и Гарвардом, обвиняя их в «создании монстров». В 1977 году он написал президенту Национальной академии наук (США): «В сегодняшнем номере Boston Herald American (издательская корпорация «Хёрст») есть два репортажа, вызывающих у меня серьезное беспокойство. В Дувре, штат Массачусетс, заметили «странное существо с оранжевыми глазами», а в Холлисе, штат Нью-Гемпшир, мужчина и двое его сыновей повстречали «волосатую девятифутовую тварь»». Это к пониманию, о каком накале страстей идет речь. Ему, кстати, удалось добиться запрета на все работы с рекомбинантной ДНК на территории Кембриджа. Правда, в ряде других научных центров американским генетикам удалось отстоять свое право проводить подобную работу. К слову, толчком для этой многолетней дискуссии стали исследования рака у млекопитающих с помощью этой технологии, которые в 1973 – 1979 годах были фактически заморожены.

Но зато в эти годы была разработана еще одна фундаментальная технология – секвенирования ДНК (это манипулировать с генами требовали с осторожностью, а в расшифровке генетической информации на то время законодательных ограничений не было). В результате, одновременно появилось два варианта этой технологии, одна в Гарварде, другая в британском Кембридже. Вклад в науку британского ученого, работавшего над секвенированием, Фреда Сенгера в 1980 году был оценен Нобелевской премией. Причем, это была уже второй его «Нобель», первую награду он получил еще в 1958 году за изобретение метода секвенирования белков.

Эти технологии достаточно быстро принесли первые прикладные результаты: завершив секвенирование ДНК нескольких хорошо изученных вирусных онкогенов, удалось выявить конкретные гены, вызывающие рак. Вскоре молекулярные биологи начали выделять гены из раковых клеток человека, и затем было найдено подтверждение тому, что рак у человека возникает из-за изменений на уровне ДНК, а не из-за обычных негенетических проблем роста, как предполагалось ранее.

То, что произошло после первых публикаций, эксперты назвали «генетическим кладоискательством». Если в исследованиях до 1970 года, когда была открыта двойная спираль ДНК и наука научилась читать генетический код, было задействовано по всему миру около трехсот исследователей, то десятилетие спустя их число в этой области выросло в сотни раз. А в мировой экономике возникла совершенно новая индустрия – биотехнологии.

«Молекула ДНК вышла из академических кулуаров, населенных людьми в белых халатах, в большой мир, где обитают в основном носители шелковых галстуков и строгих костюмов», - писал все тот же Джеймс Уотсон.

Стало очевидным, что ящик Пандоры открыт бесповоротно и цивилизации предстоит учиться использовать генетические технологии во благо. Учитывая опыт с расщеплением атома, не всегда это будет получаться гладко. И недавняя история с редактированием генома эмбриона в Китае – лучшее тому доказательство. Но, как известно, зубную пасту невозможно запихать обратно в тюбик. А за прошедшие десятилетия эта область знания принесла во много раз больше полезных (и спасительных для многих) результатов, чем сомнительных продуктов. Потому международный День ДНК – праздничная дата в научном сообществе, с чем мы и поздравляем всех, кто так или иначе задействован в генетических исследованиях.

Сергей Исаев

Недавно мы поднимали тему, почему научная молодежь уезжает из страны. Но, справедливости ради, отметим, что есть те, кто возвращается. Ниже несколько примеров подобного рода (что показательно - Сибирь лидирует).

Дмитрий Иванов, директор исследований Национального научного центра Франции, руководитель лаборатории инженерного материаловедения МГУ им. М.В. Ломоносова, 53 года. 

Я москвич, родился и вырос недалеко от МГУ. Мои родители — гуманитарии. И возможно, из духа противоречия я выбрал фундаментальную науку, увлекся физикой.

Родители меня поддержали и перевели в замечательную физматшколу №2. После нее я поступил в МФТИ, более известный как Физтех, сдав экзамены на все пятерки. Можно было и в МГУ, но мне хотелось независимости, скорее стать взрослым, а на Физтехе давали общежитие даже москвичам. Я выбрал факультет физико-химической биологии, основанный на стыке трех наук. Эта междисциплинарность мне казалась наиболее интересной, перспективной для научной работы.

После института поступил в аспирантуру, отучился, а потом наступило безвременье 90-х.

Я тогда работал в одном академическом институте, он находился на Ленинском проспекте. И перед ним был разбит небольшой продуктовый рынок. Помню, я получил аспирантскую стипендию, зашел на этот рыночек и обнаружил, что моих денег хватает только на то, чтобы купить пару килограммов бананов. Было ощущение, что исчезает не только наука, но и вся страна. Я понял: либо мне придется самому начать продавать бананы, либо что-то придумать, чтобы не потерять профессию. Я никогда не собирался уезжать с Родины, даже мыслей таких не было. Но в тот момент осознал, что не готов расстаться со своим делом.

Психологически было трудно решиться на переезд, но я нашел однокурсника, который уже работал за границей, стал узнавать, как найти там работу. Меня взяли в Католический университет в Бельгии. Помню, как меня поразили приборы для исследований в институте, — я в СССР о таких не мог и мечтать!

Не скажу, что адаптироваться было очень трудно. Да, французы и бельгийцы совсем иные, нежели русские; у них другой менталитет. Но у России всегда были крепкие культурные связи с Европой и особенно с Францией, это помогает. Так как на английском в Валлонии почти не говорят, мне пришлось очень быстро освоить французский. На всю жизнь у меня остался бельгийский акцент, французы при знакомстве до сих пор это отмечают. Спустя несколько лет я стал профессором Свободного университета в Брюсселе. А потом мне предложили возглавить крупный академический институт на востоке Франции, недалеко от Страсбурга и Базеля.

С Францией связана значительная часть моей жизни. Там выросли мои дети. И точно так же, как когда-то в юности я думал, что ни за что не уеду из России, в более зрелом возрасте считал, что никогда не вернусь на родину. Казалось, что вернуться туда, где осталось выжженное поле, невозможно. Но оба раза жизнь опровергла мои убеждения. В 2010 году в России запустили программу мегагрантов привлечения в российскую науку зарубежных специалистов. Я подал заявку и выиграл. У меня было такое чувство, что я давно ожидал такого случая.

Мегагрант позволил мне создать на факультете фундаментальной физико-химической инженерии МГУ новую лабораторию и набрать группу талантливых студентов, всего 15 человек. Многие удивляются — зачем это нужно, ведь у меня есть работа во Франции. Считают, что в Европе зарплаты выше и это решает все. Но вопрос денег не стоял для меня на первом плане. Например, лекции я читаю в России бесплатно. Мне прежде всего хочется передать свои знания молодым ученым, потому что в 90-е мы потеряли поколение в науке, его просто нет, это негативно отражается на научных школах. 

Мы исследуем свойства материалов в условиях экстремальных скоростей нагревов и охлаждений. Для этого помещаем микрочастицу материала на специальный MEMS-сенсор, где за долю секунды ее нагревают. Создать такие условия можно только на очень маленьком образце, а если взять, к примеру, мешочек песка, для такого быстрого нагрева со скоростью 1 млн градусов в секунду понадобится мощность гидроэлектростанции Братска. Наш коллектив создал прибор, с помощью которого можно нагреть частицу материала до высокой температуры за сотые доли секунды. Также мы работаем над созданием заряженного полимера, полиэлектролита, который позволит проводить очистку материалов, в том числе опреснять морскую воду. Это такой порошок, который в случае, к примеру, крушения на воде можно добавить в стакан соленой воды и выпить уже пресную. Создаем мы также синтетические полимерные импланты, которые, я надеюсь, смогут применяться для замены человеческих суставов, кожи, мягких тканей. 

Мне предоставили довольно комфортные условия для работы и во Франции, и в России. Выбирая эту профессию, надо понимать, что сидеть всю жизнь на месте не получится. Кому-то ритм нашей жизни покажется сумасшедшим, но в нашей области очень часто так случается, что ученые становятся настоящими кочевниками. Вот сейчас приехал на две недели в Москву, потом уеду на две недели во Францию. Мы несколько раз в год ездим со студентами в Гренобль для исследований.

В России, конечно, еще много сложностей с поставками оборудования: для меня было шоком, насколько неэтично ведут себя некоторые западные компании, причем те же самые, что поставляют оборудование в мой институт во Франции. Там, если я заказал реактивы, они наутро уже будут у меня, даже до того, как я заплатил. Там компания боится потерять крупного заказчика. А здесь они выставляют произвольные цены, нарушают все мыслимые сроки, договоренности. Надеюсь, этот вопрос будет отрегулирован на государственном уровне. 

Я тем не менее очень рад тому, что смог вернуться и снова работать для российской науки. Мне нравится общаться с нашими ребятами — они, наверное, самые мотивированные и компетентные из молодых ученых, с кем мне довелось работать. Например, в Физтехе, на мой взгляд, студенты с самым оригинальным мышлением, таких нет больше нигде в мире.

Главная цель проекта, который я выполняю в МГУ, — не просто создать лабораторию, а собрать команду, которая останется здесь работать и тогда, когда проект закончится. Студентам я могу не только передать мои знания, но и ввести их в научное сообщество, познакомить с другими учеными, связи в науке — это очень важно для успешной работы. У меня болит сердце за российскую науку и очень хочется сделать максимум возможного, чтобы восполнить пробел, который случился в 90-е. 

Иван Батаев, доцент кафедры материаловедения и машиностроения Новосибирского государственного университета, 35 лет.

Я родился и вырос в Новосибирске в семье университетских преподавателей. Папа работал в НГУ, так что в альма-матер я впервые побывал еще ребенком: ходил в детский сад при университете, а папа часто забирал меня и приводил на работу. Помню, как я с интересом разглядывал оборудование в лаборантских, а первые компьютеры — их тогда больше нигде нельзя было увидеть — вызывали восторг. Потом я пошел в школу, расположенную неподалеку, а потом — в лицей при НГУ. Серьезно задумывался о том, чтобы пойти учиться на программиста, но отец убедил выбрать его родной университет — наверное, многие родители хотят, чтобы ребенок пошел по его стопам, и мой папа не исключение. Я его послушал и поступил на механико-технологический факультет, где сейчас и работаю. 

Обычно трудно объяснить людям, не связанным с наукой, чем я занимаюсь, но если попытаться упростить, то получится так: я исследую свойства различных материалов в разных условиях, например их износостойкость. Это может применяться для создания более прочных материалов, например в медицине, при создании имплантов коленного и тазобедренного суставов. 

Стажироваться за границей начал еще в студенческие годы, но тогда нас посылали в короткие поездки на две-три недели, в основном для того, чтобы освоить новое оборудование, которое появлялось в университете.

У меня не было маниакального желания уехать в другую страну, просто для ученых международные стажировки — нормальная практика. После аспирантуры представился шанс: ко мне на одной из научных конференций подошел японец и пригласил поработать с ним на позиции постдока — это то же, что и интерн в медицине, — он сказал, что ему нравятся мои исследования. Оплачивает такие поездки приглашающая сторона, и я на полгода уехал в городок Ямомото, это недалеко от Фукусимы.

Я остался бы и дольше, но случилось землетрясение, которое привело к цунами и аварии на атомной электростанции "Фукусима-1", так что я вернулся в Новосибирск. Спустя два гора поехал на другую стажировку — во Францию, в Гренобль. Там находится синхротрон — исследовательский комплекс, где тысячи ученых со всего мира проводят свои исследования.

Во время стажировки у меня родилась дочка, и жена захотела домой — тут у нас бабушки-дедушки, есть кому помочь. Я отправил их в Россию и через год вернулся сам. 

Остаться дольше не составляло проблем, но за границей никто не предлагает молодым ученым постоянную работу. Как только проект заканчивается, нужно искать новую. Обычно это год-два, дольше — очень редко. И нестабильность не дает себя чувствовать спокойно.

Конечно, в Европе у молодых ученых хорошие зарплаты. Аренда жилья дорогая, но денег хватает и на то, чтобы снять квартиру, и на достойное существование. Жизнь там спокойная. Зато в России ты гораздо быстрее видишь, как твои разработки применяются на практике. А в той же Японии таких, как я, сотни, если не будет меня, приедет какой-нибудь ученый из Китая или Индии, мы там как взаимозаменяемые винтики. В России же ученые очень востребованы, найти интересный проект легко. Дома я чувствую себя нужнее, здесь мой вклад в науку будет более весомым.

Тут еще очень много нужно делать и многое упирается в деньги. В России большие проблемы с финансированием науки. Ученый моего уровня в Европе получает около €3 тыс. в месяц. В Новосибирске зарплата с учетом выплат по грантам в пять-шесть раз ниже. Можно, конечно, получать и больше, но для этого нужно прилагать гигантские усилия, жить на работе, забыв обо всем остальном. До сих пор не решена проблема утечки мозгов и лучшие из лучших уезжают. 

Еще очень хочется побороть бюрократию в России. Это то, что душит российскую науку. За каждый потраченный рубль надо дать отчет, объяснить, на что именно мы хотим этот рубль потратить. Ученые вместо того, чтобы полностью посвятить свое время исследованиям, тратят его на составление многочисленных объяснительных — все боятся сесть в тюрьму, если вдруг неправильно заполнишь бумажку и тебя заподозрят в нецелевом расходовании средств. В Европе с этим гораздо проще. 

Я не исключаю, что поеду за границу на год-другой, но все зависит от предложения. Я бы с радостью поработал в крупных университетах, таких как Кембридж, Стэнфорд, Оксфорд, а срываться в среднестатистический университет только потому, что это Европа, не вижу смысла. Уезжать в Москву или Петербург тоже не хочу — должно быть очень интересное предложение, чтобы я согласился. А просто так, чтобы жить в столице, — нет. В родном Новосибирске сейчас создается неплохая база для исследований в моей области. Так что я выбираю работу дома. 

Евгения Шеремет, профессор Исследовательской школы физики высокоэнергетических процессов Томского политехнического университета, 30 лет.

Я из Новосибирска. В моей семье у всех технические специальности: один дед и бабушка — кораблестроители, второй — строитель, папа — самолетостроитель, мама занималась автоматизацией. Так что я семейную традицию продолжила и решила учиться на инженера. Выбрала главный инженерный вуз Новосибирска — НГТУ, тем более я выросла в его дворе — там училась мама.

Поступила на факультет радиотехники и электроники, специальность — "нанотехнология". Во время учебы, с третьего курса, мы проходили стажировки в новосибирском Академгородке, в Институте физики полупроводников им. А.В. Ржанова. А в аспирантуру я поехала учиться в Германию.

Там меня очень радовала бюрократическая машина — по сравнению с российской она работает. Чтобы это понять, нужно испытать на себе. Но в культурном плане, в общении было тяжело. Немцы, да еще и физики, не самые открытые люди.

В отличие от России аспирантам в Германии платят зарплату или стипендию, на которую вполне можно жить, а не ожидают чудес выживания на энтузиазме. Но при этом там огромное перепроизводство кадров. Менее процента выпускников аспирантуры имеют шанс сделать классическую карьеру в науке делом своей жизни. Большинству так или иначе приходится покидать эту область в течение трех-десяти лет после защиты диссертации, в основном из-за отсутствия стабильности.

Многие руководители научных групп переезжали много раз со всей семьей — прежде чем смогли получить стабильную позицию.

В Германии я познакомилась со своим будущим мужем — работали в одной лаборатории. Мы прожили там шесть лет. Переезд в Венесуэлу не рассматривали — муж уехал оттуда 15 лет назад и не планировал возвращаться. Тем более при такой неспокойной обстановке там.  

У нас обоих были предложения, действующие договоры в Германии, но мы хотели найти постоянную работу, чтобы чувствовать себя уверенно. Рассматривали проекты в Германии, Австрии, Швейцарии. После нескольких интервью поняли, что в связи с проектной системой финансирования гарантированно получим работу только на два-три года. К тому же нам уже хотелось заняться независимыми исследованиями, а перспектив таких в Европе не было. И мы приняли решение уехать в Россию. 

В июле 2017 года мы переехали в Томск — это очень комфортный для жизни и для исследований город. Особенно ценишь это после родного Новосибирска, где я провела слишком много ценного времени в пробках и в маршрутках. К тому же в Томске пять университетов и множество НИИ, огромная исследовательская инфраструктура в шаговой доступности. Я бы сказала, что весь Томск — это Академгородок. Таких городов мало и в Европе.

В ТПУ нам дали возможность преподавать и создать свою исследовательскую группу с полной независимостью. Уже сейчас, а не через пять-десять лет.  

Мы работаем над наноматериалами — от их фундаментальных свойств до применений. У нас два важных направления: первое — гибкая электроника, сенсоры, биоэлектроды. Они применяются в медицине. А также работаем над наноантеннами для высокочувствительного анализа химических веществ. Их используют в экологии, например для детектирования пестицидов, в медицине, в фундаментальных исследованиях оптическими методами на наномасштабах.

ТПУ нас очень поддерживает. Здесь предусматриваются международные стажировки каждые пять лет, и мы ими планируем воспользоваться.

Знакомые часто спрашивают, как мой муж-южанин прижился в Сибири. Так вот, он очень любит Томск и Россию, русскую зиму. Если увидите человека в ветровке и без шапки, который едет на велосипеде по заснеженным улицам Томска, — это он!

Карина Салтыкова, Иван Овечкин

15-16 апреля 2019 года в Европейской организации по ядерным исследованиям (ЦЕРН) состоялось очередное заседание Комитета «Россия – ЦЕРН». Стороны подписали новое соглашение о научно-техническом сотрудничестве. Обновленный договор, кроме участия РФ в проектах ЦЕРН, предполагает также участие европейской организации в российских проектах, в том числе в разработке коллайдера Супер С-тау фабрика Института ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН). Также ИЯФ СО РАН заключил дополнительные двухсторонние соглашения с международной организацией в рамках модернизации Большого адронного коллайдера высокой светимости (High-Luminosity LHC, HL-LHC).

Соглашение о научно-техническом сотрудничестве, которое правительство Российской Федерации и ЦЕРН заключили в апреле 2019 г., является обновленной версией соглашения 1993 г. Новый договор соответствует современным реалиям: предполагает не только участие России в экспериментах ЦЕРН, но и определяет область интересов Европейской организации по ядерным исследованиям в российских проектах.

«ИЯФ СО РАН продолжит принимать активное участие в работах по модернизации Большого адронного коллайдера в установку высокой светимости (светимость увеличится в пять раз) и ключевых экспериментах ATLAS, CMS, LHCb, ALICE, – рассказал заместитель директора ИЯФ СО РАН по научной работе, член-корреспондент РАН, доктор физико-математических наук Юрий Тихонов. – На заседании Комитета «Россия – ЦЕРН» директор ИЯФ СО РАН подписал дополнительные соглашения, касающиеся работ по созданию HL-LHC. Специалисты Института разработают и изготовят системы коллиматоров и системы твердотельных усилителей высокочастотной мощности, необходимые для Большого адронного коллайдера высокой светимости».

Также обновленное соглашение подразумевает финансирование Россией части своих работ для ЦЕРН. По словам Юрия Тихонова, финансовый вклад РФ в проекты международной коллаборации будет определен решением правительства РФ по запросам российских научных организаций на основании подписанных двухсторонних соглашений.

Договор 2019 г. предполагает также участие Европейской организации по ядерным исследованиям в российских проектах. Например, европейские ученые примут участие в проектах исследовательского нейтронного реактора ПИК (Гатчина), ускорительного комплекса NICA (Дубна), ускорительного комплекса со встречными электрон-позитронными пучками Супер С-тау фабрика (Новосибирск) и др.

«Что касается ИЯФ СО РАН – это участие ЦЕРН в проекте по созданию ускорительного электрон-позитронного коллайдера Супер С-тау фабрики, который директор ИЯФ СО РАН, академик РАН Павел Логачев представил по просьбе ЦЕРН на заседании Комитета, – добавил Юрий Тихонов. – Под участием понимается использование результатов совместных разработок, а также различных технологий, важных для нашего проекта. Такой формат сотрудничества будет выгодным для обеих сторон».

В 2011 г. Правительственная комиссия отобрала шесть проектов класса «мегасайенс» для реализации на территории Российской Федерации. В 2017 г. проект Супер С-тау фабрики в числе других был включен в План реализации Стратегии научно-технологического развития России. Он также вошел в число проектов, планируемых к реализации в рамках программы развития Новосибирского научного центра, известной как Академгородок 2.0.

За весь период сотрудничества ИЯФ СО РАН поставил для Большого адронного коллайдера и детектора ATLAS уникальное высокотехнологичное оборудование на сумму около 200 миллионов швейцарских франков – больше, чем любая другая организация в мире.

Весной 1953 года Фрэнсис Крик, Джеймс Уотсон и Морис Уилкинс расшифровали структуру молекулы ДНК. Нобелевская премия, которой их наградили за это, была более чем заслужена. И с каждым новым успехом генетики мы все больше убеждаемся в этом. Как сказал один из экспертов: «Естественный отбор все еще действует, но генная терапия уже стала реальностью». А 25 апреля – день, когда в 1953 году в журнале Nature вышли три статьи, посвящённых открытию молекулярной структуры ДНК, написанные упомянутыми учеными и некоторыми их коллегами – теперь отмечается международный День ДНК. Накануне этого праздника предлагаем вспомнить некоторые важные моменты в развитии генетики и генетических технологий после весны 1953 года.

Любопытный факт, когда статьи только вышли, Джеймс Уотсон прочитал лекцию об этом открытии в Колд-Спринг-Харбор – одном из ведущих научных центров в США (за время его существования там работало 9 Нобелевских лауреатов). После лекции физик Лео Сцилард поинтересовался – могут ли авторы запатентовать это достижение (в его семейном бюджете важную роль играли доходы с патента, полученного вместе с Эйнштейном). Но в тот момент и докладчику, и слушателям трудно было придумать, как применять знания о ДНК на практике (а патенты выдавались только на прикладные результаты). Интересно, как кардинально изменилась ситуация за прошедшее время.

А вот другой физик - эмигрировавший из сталинского СССР Георгий Гамов – сразу оценил перспективы работы с ДНК. Он предвидел эпоху, когда организм можно будет генетически описать очень длинным числом, в котором будут присутствовать лишь цифры 1, 2, 3 и 4, каждая из которых соответствует основанию А, Ц, Г или Т.

К 1959 году генетики описали то, что позже назвали «центральной догмой», согласно которой генетическая информация из ДНК реализуется в белки через РНК. Гамов на пару с Уотсоном основали «Клуб галстуков РНК», объединивший ученых, занимающихся дешифровкой взаимосвязи между последовательностью оснований ДНК и аминокислотными последовательностями белков. Клуб должен был состоять из двадцати членов, по числу аминокислот. И места в нем хватило всем желающим – это показывает, насколько был узок круг людей, желающих заниматься этой темой в конце 1950-х годов.

Один из членов клуба, Френсис Крик вскоре пришел к выводу, что структура РНК не откроет тайны превращения ДНК в белки и предложил другую гипотезу: аминокислоты могут доставляться к месту фактического синтеза белков так называемыми «адапторными молекулами», причем для каждой аминокислоты должна существовать «своя» молекула такого рода. Вскоре эта гипотеза получила подтверждение в результате открытия транспортной РНК.

А в 1960-е годы была открыта еще одна форма РНК – матричная, которая и оказалась шаблоном для сборки белков. В итоге сложилось такое понимание происходящего: матричная РНК подобна (функционально) перфокарте ЭВМ той поры. Она переносится из ядра в цитоплазму клетки, где она связывается с рибосомами, настоящими молекулярными «машинами» для синтеза белка. Белок синтезируется из активированных аминокислот, присоединенных к особым транспортным РНК, причем каждая из аминокислот присоединена к своей специфической транспортной РНК.

В 1961 году Крик и Сидней Бреннер экспериментально доказали, что в основе генетического кода лежат триплеты. Уотсон вспоминал:

«В компании со мной Крик впервые познал секрет жизни, свернутый в двойную спираль; теперь он одним из первых узнал, что этот секрет записан словами из трех букв».

Ученые продвигались вперед, но «взломать» код ДНК пока не получалось. Следующий шаг был сделан американским биохимиком Маршаллом Ниренбергом. И еще один любопытный штрих – первый намек на решение он озвучил на Международном биохимическом конгрессе, состоявшемся в Москве в 1961 году (любопытен этот момент тем, что в СССР тогда еще господствовала лысенковская доктрина и генетика не избавилась от официального ярлыка «лженауки»).

Вместе с коллегами из Национального института здравоохранения США, он решил выяснить будет ли РНК, синтезированная in vitro, функционировать точно так же, как и естественная матричная форма при синтезе белков во внеклеточных системах. Результат был поразителен: рибосомы стали синтезировать простые белки, молекула которых представляла собой цепочку, состоящую из единственной аминокислоты – фенилаланина. Выступая перед делегатами конгресса в Москве, молодой биохимик, чье изучение генетики ограничивалось к тому времени вечерними курсами, организованными для сотрудников института, на примере своей работе рассказал, что нужно сделать, чтобы полностью расшифровать генетический код. И всего через пять лет удалось выяснить значения всех шестидесяти четырех кодонов (иными словами, выстроить весь генетический код). Спустя еще два года результат Ниренберга был отмечен Нобелевской премией.

К тому времени число исследователей, включившихся в процесс изучения информации, содержащейся в ДНК, намного превысило количество потенциальных вакансий «Клуба галстуков РНК». Некоторые его члены были намерены двигаться дальше: Маршалл Ниренберг переключился на исследования мозга, а Сидней Бреннер сконцентрировался на изучении червя-нематоды, считая, что именно столь простой организм лучше всего подходит для опытов, которые позволят ученым прояснить взаимосвязи между генами и механизмами развития. В 2002 году за свои исследования нематоды он попал в члены другого неофициального клуба – Нобелевских лауреатов. Но большинство ученых, стоявших у истоков работы с ДНК по-прежнему пытались выявить базовые механизмы работы генов.

И в этой работе они подошли к вопросу переключения генов: клетки организма имеют одну и ту же ДНК, но сами по себе заметно отличаются друг от друга. Значит, в них синтезируются разные наборы белков, но как это происходит?

Первые важные результаты на этом направлении были получены в 1960-е годы Франсуа Жакобом и Жаком Моно из Институте Пастера в Париже. Работали они с бактерией Escherichia coli - кишечной палочкой (на которой ранее Ниренберг показал, как можно расшифровать код ДНК). А именно, изучали, как она расщепляет молочный сахар – лактозу. После ряда экспериментов, они выяснили, что само попадание лактозы в среду обитания бактерии включает работу определенных генов, запускающих синтез ферментов, разлагающих лактозу до более простых соединений. После удаления лактозы из среды синтез этих ферментов прекращается. Как выяснилось позже, в любых организмах действуют одни и те же принципы, просто у высших организмов регуляция генов проходит более сложными путями. Так в генетику вошло понятие «молекула-репрессор» и выяснилось, что белок может взаимодействовать с ДНК, минуя РНК. Картина процессов, происходящих внутри клетки становилась все полнее.

Как это часто бывает в науке, новые результаты повлекли и новые вопросы. В этом случае – а почему вообще передача информации из ДНК должна опосредоваться молекулой РНК, а лишь потом возможна ее трансляция в последовательность полипептидов? Ответ предложил уже известный нам Френсис Крик, выдвинув версию, что РНК была первой генетической молекулой и в какой-то период вся жизнь была основана на РНК. ДНК Крик считал «более поздней эволюционной разработкой», которая могла возникнуть из-за относительной нестабильности молекул РНК: они деградируют и мутируют гораздо легче, чем молекулы ДНК.

Какое-то время идея Крика оставалась незамеченной научным сообществом. Пока уже в 1990-х годах Гарри Ноллер не продемонстрировал, что формирование пептидных связей, обеспечивающих сочленение белков из аминокислот, катализируется РНК. Это открытие позволило решить проблему «курицы и яйца». Молекула ДНК не может собираться сама собой, для этого ей нужны белки. Но что возникло раньше? Белки, не обладающие механизмом копирования информации, или ДНК, которая может копировать информацию, но лишь в присутствии белков? Проблема казалась неразрешимой, пока в эту задачу не включили РНК как предшественницу ДНК.

Снова процитируем Уотсона: «РНК – это курица и яйцо одновременно: она эквивалентна ДНК (также может хранить и воспроизводить генетическую информацию), и эквивалентна белкам (может катализировать критически важные химические реакции)».

Подводя итог, отметим, что на протяжении двух десятилетий (1950 – 1960-х годов) ученые смогли получить впечатляющие результаты в области молекулярной биологии. Стали понятны базовые механизмы, лежащие в основе жизни и механизмы регуляции генов. Теперь они были готовы сделать следующий шаг, перейти от изучения работы ДНК к манипуляциям с ней, что открывало широкие перспективы, в том числе, и для прикладных результатов.

Сергей Исаев

Продолжение

Несмотря на стабильно высокие результаты российских школьников и студентов на международных олимпиадах по математике и информатике, по итогам тестирования качества математического образования TIMSS россияне далеко не в лидерах. Это может быть следствием огромного разрыва между «олимпиадной элитой» и «гуманитариями». Эксперты в области образования считают, что нам очень нужен «средний класс». Корреспондент «Чердака» побывал на первой в России конференции по психологии математического образования и поговорил с ее участниками по этому поводу.

Международную конференцию по психологии математического образования организовали «Яндекс» и Международное общество исследователей в области психологии математического образования (International Group for the Psychology of Mathematics Education, PME). Эта дисциплина уже более ста лет активно развивается во всем мире, однако в России практически нет ученых, которые причисляли бы себя к ней, хотя фактически они и ведут исследования в этой области.

«Это наша первая попытка создать здесь, в России, некое комьюнити. Мы собрали на одной площадке математиков, заинтересованных в том, чтобы выстраивать обучение их науке, психологов, которые изучают эти процессы и прежде всего математическую одаренность, и других специалистов», — рассказывает председатель программного комитета конференции Анна Шварц, сотрудник Института математического и научного образования имени Г. Фройденталя и факультета психологии МГУ.

Сместить акценты с одаренности

По словам Анны, в России хорошие преподаватели математики понимают лишь, как надо учить одаренных детей, а на всем остальном, в том числе на обучении «обычных» детей, они уже не концентрируются. «Очевидно, это идет от задач, которые ставит именно наша страна. Мы регулярно слышим о масштабировании образовательных практик "Сириуса", создании "математической вертикали", открытии школ для одаренных детей под эгидой РАН и так далее», — говорит она. В пример Анна приводит то, что в Концепции развития математического образования на 2016—2020 годы — основном документе, который определяет стратегию обучения математике в РФ, — 19 пунктов из 20 посвящено одаренным детям. Естественно, что обычным детям при такой постановке задачи уделяют недостаточно внимания. Важно постепенно смещать фокус, считает эксперт. Помочь в этом должно исследовательское сообщество.

Эту позицию разделяет и «Яндекс». «Мы очень заинтересованы в среднем звене, нам действительно нужны математики, но вовсе не обязательно все они должны быть гениями», — поясняет руководитель проекта «Яндекс.учебник» Наталья Чеботарь. Этот сервис позволяет учителям давать задания детям в онлайн-режиме. Решать их ученики могут также не выходя из дома. Кроме обычной проверки преподаватель может смотреть детальную индивидуальную статистику по каждому ребенку и оптимально распланировать его программу.

Исследования в сфере PME, как считают специалисты, помогают найти подход к каждому ребенку: чем больше мы понимаем про то, как дети усваивают математические знания, тем легче нам подстроить программу под каждого. «Математикой можно заинтересовать любого ребенка, — считает Анна Шварц. — Главное — найти ключик».

От психологии к нейронаукам

«Сегодня представители Psychology of Mathematics Education говорят, что они уже не психологи и давно это переросли», — объясняет Анна Шварц. Это междисциплинарная область, где есть место и психологии, и социологии, и лингвистике, и философии, а в последнее время все больше пространства захватывают нейронауки.

Тематика научных работ очень разнообразна. Одно из направлений — исследования на уровне целых стран и культур. Например, ученый может сравнить, как обучают математике в нескольких десятках стран.

Другое направление исследований концентрируется на изучении конкретного ребенка и подробном описании всех когнитивных механизмов, которые он задействует в процессе учебы. Например, эксперименты ученых из МГУ и Бостонского колледжа, о которых они рассказали на конференции, подтвердили связь между уровнем развития пространственного мышления и успешностью обучения дошкольников арифметике. Еще одним важным фактором для прогноза успешности служит то, что исследователи называют чувством числа. Так называют способность человека определять приблизительную меру или количество на глаз, слух и вес. Психологи изучают, как это чувство формируется и развивается, как оно влияет на обучение и как его можно развивать.

Ряд исследователей работают на стыке лингвистики и психологии обучения математике, например изучая, как различается усвоение математических понятий и законов при обучении на родном и на иностранном языке. Другую интересную тему с лингвистикой на конференции представила Светлана Мугаллимова из Сургутского государственного университета. Она и ее коллеги сосредоточились на том, как школьники понимают язык математики и всегда ли он так однозначен, как может показаться на первый взгляд.

Психологи исследуют и социально-экономические условия: как влияет статус семьи на успехи ребенка в математике. Речь здесь не только и не столько о финансовом положении в семье, но и об уровне образования родителей, их профессиональном статусе и так далее. Как показала Юлия Кузьмина из Института образования НИУ ВШЭ, большинство исследований показывают прямую связь между этими показателями: действительно, чем ниже социально-экономический статус семьи, тем ниже академическая успешность ученика.

Группа исследований фокусируется на отдельных математических темах, пытаясь найти ответы, как эффективнее, например, учить решать уравнения, обучать арифметике, разным разделам алгебры, геометрии и тому подобное. Большой пласт работ посвящен работе учителей: как они учат, какие методики используют, наконец, какие совершают ошибки, ведущие к проблемам в обучении детей.

Некоторые доклады конференции были посвящены тому, как современные технологии влияют на обучение математике. К примеру, Джулия Бини из Туринского университета рассказала об использовании математических интернет-мемов: вместо того чтобы бороться с увлечением школьников соцсетями, ученые предлагают использовать их в обучении.

«Интернет-мемы быстро развивались все время существования Всемирной сети: сначала шутили над котиками, потом над политиками, а сейчас шутят и над математикой», — говорит Джулия.

Исследователь поясняет, что для того, чтобы понять такой мем, нужны определенные знания. Ребенок может заинтересоваться ими в процессе, чтобы понять, над чем смеются его сверстники, или ему объяснят соль шутки в комментариях под изображением. Обсуждая мемы, обмениваясь ими и создавая свои, дети будут больше проникаться математикой.

Свое видение обучения математике на конференции представили и нейробиологи. Чтобы понять, как работает мозг ребенка в момент занятий математикой, ученые используют прежде всего традиционную функциональную МРТ. Лежа в аппарате, дети решают самые разные математические задачи, а ученые следят за активностью в разных зонах их мозга.

Профессор ВШЭ Мари Арсалиду рассказала о результатах метаисследования, в ходе которого авторы изучали наиболее полный список зон мозга, задействованных в обучении математике и восприятии математической информации. Среди интересных выводов: в решении разных математических задач задействованы разные области мозга, оба полушария вносят практически равноценный вклад в процесс решения; при занятиях математикой активизируются не только те области, которые отвечают за умственную деятельность, но и те, что регулируют эмоции, мотивацию и волю.

Почему математика

Психологии обучения математике полностью посвящены два научных журнала, существует международное сообщество психологов математического образования (в котором состоят уже не только психологи), да и за четыре дня самой конференции прозвучало более сотни докладов на эту, казалось бы, довольно узкую тему. Почему именно она?

«Полагаю, дело в том, что математика — предмет настолько сложный, настолько абстрактный, что сами математики озаботились тем, как же учить этой науке, что вообще происходит в голове у человека, который учится математике. И захотели разобраться в этом, чтобы не действовать наобум», — считает Анна Шварц.

Впрочем, по ее словам, в мировой практике сегодня расширяют рамки и исследуют образование в целом. Есть небольшие группы, которые специализируются на процессах изучения языков, биологических наук и так далее. Но исследований, касающихся обучения математике, по-прежнему на порядки больше.

Сегодня есть и другая причина быстрого развития исследований математического образования и интереса к математике в целом. По словам директора Центра педагогического мастерства Ивана Ященко, играет роль та самая «цифровая эпоха», в которой мы живем. Огромное количество информации и данных, взрывное развитие технологий — в основе всего этого лежит математическое знание, а значит, обучение математике сегодня стало двигателем экономики.

Современные реалии таковы, что получение гранта на поддержку проекта стало одним из важных залогов успешной работы для наших ученых. Руководитель лаборатории нейрогеномики поведения ФИЦ ИЦиГ СО РАН, д.б.н. Владимир Науменко выиграл этой весной сразу два конкурса на получение грантов – от Президента РФ и Российского научного фонда (РНФ). Мы попросили Владимира Сергеевича рассказать, какие исследования получили поддержку и в чем «секрет» успешного участия в конкурсах.

– Начнем в хронологическом порядке, первым был конкурс президентских грантов. В чем цель Вашего проекта, получившего там поддержку?

– Мы изучаем механизм возникновения и развития поведенческих нарушений аутического спектра. Работаем мы с линией мышей, имеющейся в виварии ИЦиГ и признанной международным сообществом в качестве модели для изучения такого рода отклонений. На этой линии уже сделано много исследований, но при этом не изучалось, как в этом процессе задействована серотониновая система мозга. А поскольку грант небольшой и рассчитан на относительно короткий промежуток времени, мы пока сосредоточились на наиболее изученном рецепторе этой системы - 5-НТ1А рецептор. И в зависимости от полученных результатов, станет понятно, куда двигаться дальше, может быть, вести фундаментальные исследования других рецепторов, систем.

– А прикладной аспект у этой работы есть?

– Понятно, что вся наша работа в перспективе должна транслироваться на человека, чтобы найти способы скорректировать нарушения в поведении. Но в данном исследовании мы находимся на той стадии, когда не можем сказать что-то конкретное именно в прикладном отношении: как, когда и т.п. Повторю, это направление - связь серотониновой системы и аутических отклонений, крайне малоизучено.

– Переходим ко второму гранту. В нем о чем речь?

– Грант РНФ, так же, как и большинство работ нашей лаборатории, посвящен исследованию серотониновой системы мозга. Но здесь мы рассматриваем уже депрессивно-подобное поведение.

– Чем оно отличается от депрессии?

– Такой термин используется поскольку мы моделируем депрессию на мышах. Но мышь – это не человек, на ней нельзя воссоздать полноценную человеческую депрессию, поэтому мы говорим о депрессивно-подобном поведении, то есть поведении, моделирующем тот или иной симптом депрессии. Этот проект также нацелен на исследование одного из четырнадцати рецепторов серотониновой системы, но в этом случае наш объект - 5-HT7 рецептор. Мы исследуем как он влияет на регуляцию депрессивно-подобного поведения животных и взаимодействует ли при этом с 5-НТ1А рецептором, о котором шла речь в первом гранте.

– Серотониновая система является для вас одним из главных объектов исследований?

– Да, так сложилось исторически, еще с момента основания лаборатории Ниной Константиновной Поповой…

– А в целом, если брать мировую науку, насколько хорошо изучена эта система?

– Многое изучено, а многое еще только предстоит понять. Например, известно, как серотониновая система участвует в механизме действия антидепрессантов, которые сейчас применяются в клинической практике. Известно, почему много людей не чувствительно к этим антидепрессантам. Но как с этим бороться – пока непонятно. Также не ясна роль этой системы в развитии аутизма, о чем я уже говорил. И таких «белых пятен» еще много, поскольку серотониновая система задействована практически во всех видах поведения и в большом спектре физиологических функций. Эта ее мультизадачность и определяет большой список возможных тем для исследовательских проектов.

– Вопрос скорее организационный – что необходимо для того, чтобы выиграть конкурс на получение гранта? Есть какие-то «лайфхаки»?

– Какого-то универсального, надежного на «100 %» способа я не знаю. Если говорить о наших проектах, у них немного разная история.  Проект, поданный на конкурс РНФ, был написан три года назад и подавался раз пять на разные конкурсы. Каждый раз мы учитывали мнения рецензентов, и дорабатывали заявку с учетом их замечаний. Наконец, как говорится, «выстрелило». Так что тут сыграло наше упрямство, то, что мы не забросили эту идею после первых неудач. Ну и конечно, всегда имеет место определенная доля везения, когда проект попадает к рецензенту, который видит в нем перспективу, понимает аргументацию авторов. Это больше сыграло роль в случае со вторым проектом, на президентский конкурс. Потому что годом ранее мы практически в том же виде подавали его на конкурс РФФИ, но там он не прошел. А в этот раз получил положительную рецензию. В любом случае проект должен быть тщательно написан, а план работы продуман. Предполагаемые результаты исследования должны обладать новизной и научной или практической значимостью.

Георгий Батухтин

Студентка Пущинского государственного естественнонаучного института написала открытое письмо в администрацию Президента РФ, которое было опубликовано в журнале "Научное сообщество" в мартовском номере. Учитывая важность поднятой в нем темы, считаем разумным разместить ниже его текст.

Итак, меня зовут Вершинина Юлия. Я проживаю и получаю биологическое образование (магистратура) в наукограде Пущино Московской области.

Этот город я выбрала, чтобы реализовать свою мечту стать биологом, во-первых, потому что это главный «биологический город» страны (девять НИИ), а во-вторых, приехать сюда меньше желающих, чем, скажем, в Москву или Сколково - меньше конкурс и боле дешевая жизнь. Я учусь здесь не одна. Несколько сотен студентов также получают образование в этом красивом и тихом городе-парке.

Магистратура Пущинского государственного естественнонаучного института предполагает следующую схему обучения: все мы слушаем отличные лекции, которые читают нам высококлассные специалисты в своих областях.

Большую часть знаний мы должны получать самостоятельно, как в любой магистратуре. При этом у вуза и НИИ существует очень выгодный симбиоз. Мы все работаем в лабораториях, которые сами себе выбрали по интересам. Предполагается, что работать мы должны с утра и до вечера, включая субботу. Это наш обязательный учебный план, его нельзя нарушать.

Это очень интересное занятие – получать практические навыки и ощущать себя если не в центре развития главной науки XXI века, то хотя бы не на окраине.

Лично я занимаюсь молекулярной биологией, конкретно – стволовыми клетками и созданием моделей трансгенных животных. Что может быть актуальнее? Разве что биоинформатика и геномика, и ими у нас в городе тоже занимаются.

Итак, мы все - и магистранты и многочисленные аспиранты - работаем в лабораториях НИИ. Кто-то трудоустроен официально, кто-то нет, это зависит от упорства человека и от душевной доброты конкретных заведующих лабораториями и деканов.

Максимальная сумма, которую получают трудоустроенные – 6 (шесть) тысяч рублей, но это редкая удача, минимальная – 900 (девятьсот) рублей. В среднем же работающие магистранты и аспиранты получают около двух тысяч рублей в месяц, отрабатывая при этом не менее 170 часов.

Лаборатории разные: есть с грантами, есть без грантов. Наличие гранта напрямую зависит от наличия денег: чтобы получить грант, нужны публикации, а чтобы их написать, нужны реактивы, которые стоят денег. А чтобы были деньги, нужно получить грант.

В моей лаборатории грантов нет. Вообще. Но я это знала с самого начала. Просто тема очень мне интересна и актуальна. Так как в моей лаборатории нет гранта, я не полу-чаю сверх зарплаты ничего. Зарплату я тоже пока не получаю, но скоро, как мне обещают, буду. Две тысячи рублей в месяц.

Также в нашем вузе платят стипендию. Она составляет 2200 (две тысячи двести) рублей в месяц. Большая часть обучающихся проживает в общежитии. У нас есть варианты. Первый - общежитие нашего вуза, которое находится в подвале, там тараканы, плесень, сырость и живут шумные граждане Шри-Ланки. Проживание в этом общежитии составляет около полутора тысяч рублей в месяц.

Я, как и многие, выбрала более цивилизованное общежитие МГУ им. Ломоносова, в котором проживание вдвоем в комнате обходится мне в 2600 рублей в месяц. Правда, можно жить втроем, будет дешевле.

Так как в данный момент я не получаю зарплаты, мне не хватает получаемых денег даже на оплату общежития. Но если бы я выбрала общежитие ПущГЕНИ, от стипендии могло бы еще и оставаться около 700 рублей.

Я очень сильно экономлю. Пущино – маленький городок. К счастью, тут нет крупных супермаркетов, где вкусно пахнет свежей выпечкой. В наших «Дикси» и «Пятёрочках» все проще. Ходим мы всегда пешком: город, повторюсь, крошечный. Поэтому на транспорт денег не тратим. В Москву, конечно, съездить не на что.

Сегодня мне обещали, что наконец-то трудоустроят (с сентября я работаю просто так, в качестве обучения). Сказали, что оформят не более чем на 0,2 ставки младшего научного сотрудника, и так до конца аспирантуры, то есть – еще шесть лет. Сейчас у меня первый год магистратуры.

Поздно вечером, обычно после 20.00, я прихожу в общежитие и вижу соседей, которые находятся в точно такой же ситуации. Правда, многим помогают родители, а некоторые нашли себе удалённый заработок вроде репетиторства по скайпу.

Мне 31 год, я разведена, и родители мне не помогают. Мне советуют найти работу «на после работы», чтобы были деньги на еду. Добрые люди предлагали несколько вариантов на примерно десять тысяч в месяц (огромная для меня сумма!) Но когда приходишь домой после 20.00, работать где-то еще сложно. Так что в ближайшие шесть лет я не смогу купить себе даже йогурт, не говоря уж о шоколаде.

Кто-то вспомнит про повышенную стипендию. Да, такое бывает. Но ее дают только пятерым из примерно семидесяти. Я в рейтинговом списке на повышенную стипендию оказалась шестой. Стипендия эта –шесть тысяч рублей. Если ее получить и жить в общежитии со шри-ланкийцами, денег будет хватать еще и на еду. Я уже проверила – питаться можно даже на четыре тысячи в месяц.

Но мне с повышенной стипендией не повезло. Обучение в магистратуре предполагает самостоятельное освоение предметов. А у меня на полноценную учебу физически не остаётся времени и сил. Большую часть жизни в этом городе я думаю о том, где мне взять еду, и как правильно разрезать купленную по акции курицу, чтобы её хватило на полторы недели. Учиться я начинаю глубоким вечером, после того, как активно поработала в лаборатории. Мы ведь не сидим за партами, как студенты-«специалисты» в обычных вузах.

Однажды мне довелось побывать в США. Я пользовалась там «фудбанком», где раздают бесплатную еду для нуждающихся. Я считала, что имею на это право, я определенно очень нуждающаяся.

У меня есть просьба. Чтобы сократить утечку мозгов из страны, я прошу вас, господин президент, организовать пункты бесплатной раздачи еды нуждающимся людям, которые работают в науке. Продукты раздавать при условии предоставления документов, подтверждающих трудоустройство в РАН, характеристики от заведующего лабораторией (или директора института, если обращается сам заведующий) и других подтверждающих острую нужду документов.

Мне кажется, отсутствие мыслей о еде сильно улучшило бы наше положение и желание продолжать жить в этой стране.

Юлия Вершинина

Компьютерная обработка и анализ больших массивов данных (big data) находят все более широкое применение как в исследовательской биологии, так и в клинической медицине. Не является исключением и диабетология. Причем, «цифровизация» этого направления идет сразу на нескольких уровнях.

Первый – исследования на популяционном уровне. Сахарный диабет 2 типа – очень распространенное заболевание: по данным Государственного регистра сахарного диабета, на учете с этим заболеванием состоит более 4 млн россиян, а реальное число больных, по мнению экспертов, в два раза больше. Борьба с диабетом подразумевает, в том числе, массовый скрининг населения (по широкому набору параметров, описывающих состояние здоровья, образ жизни, род деятельности пациентов и т.п.) с последующим построением моделей на основе их результатов. Только таким образом можно будет воссоздать детальную и достоверную эпидемиологическую картину этого заболевания, уверены ученые.

Очевидно, что, когда исследованиями надо охватить миллионы людей и обработать огромные базы данных в сжатые сроки, не обойтись без систем искусственного интеллекта.

- Не решив эту задачу, мы не сможем добиться существенных результатов в профилактике диабета, особенно его осложнений, избежать перехода течения болезни в тяжелые формы, - уверен руководитель НИИ клинической и экспериментальной лимфологии (филиал ФИЦ ИЦиГ СО РАН), д.м.н. Андрей Летягин.

Вторая задача, встающая перед искусственным интеллектом – разработка персональной стратегии лечения для каждого конкретного пациента. Дело в том, что сахарный диабет 2 типа, так же, как гипертония – по сути, многообразная и достаточно разнородная группа заболеваний.

– Конечно, диабет хорошо изучен с точки зрения нозологии, выработан набор общих для всех пациентов рекомендаций и препаратов, - продолжил Андрей Летягин. – Но если говорить с позиций геномики, то мы видим, что у каждого индивидуума эта патология протекает с некими особенностями, учитывая которые, мы заметно повысим эффективность лечения.

Но и здесь не обойтись без big data, только теперь уже на индивидуальном уровне, для отдельного пациента: данные его полногеномного анализа (без чего персонифицированная медицина попросту невозможна), результаты стандартных лабораторных анализов, спектрометрических исследований и т.п. На основе всего этого вновь можно нарисовать детальную и достоверную картину протекающих процессов, только теперь уже на уровне организма пациента. И сформировать стратегию лечения с учетом значимых индивидуальных особенностей его анамнеза на качественно новом уровне.

Не менее важным направлением в развитии цифровой медицины является разработка методов лечения на основе данных непрерывного мониторирования физиологических и биохимических параметров. Ученые НИИКЭЛ разрабатывают подходы к индивидуальной оценке и прогнозированию колебаний уровня глюкозы у больных сахарным диабетом на основе математического анализа данных непрерывного мониторинга уровня глюкозы в крови.

– Суть технологии непрерывного мониторинга состоит в получении больших объемов информации о колебаниях глюкозы в биологических жидкостях. С помощью сенсора, устанавливаемого в подкожную клетчатку, мы получаем за сутки 360 результатов измерения глюкозы у конкретного человека, - отметил заместитель руководителя НИИКЭЛ по научной работе, д.м.н. Вадим Климонтов. – В результате, появляется возможность не только выявлять скрытые «скачки» сахара крови, но и разрабатывать подходы к прогнозированию таких «скачков», а также более тщательно подбирать лечение.

Результаты своей работы ученые регулярно публикуют в виде статей в ведущих научных журналах и представляют на международных конгрессах диабетологов. Влижайший представительный форум- III Российская междисциплинарная конференция с международным участием «Сахарный диабет: от мониторинга к управлению» (основной организатор - НИИКЭЛ – филиал ИЦиГ СО РАН), пройдет в Новосибирске 23-24 апреля 2019 года.

Сергей Исаев

В ФИЦ «Институт цитологии и генетики СО РАН» продолжают проходить мероприятия крупнейшей в Сибири 57-й Молодежной научной студенческой конференции (МНСК). Выступления участников подсекции «Цитология и генетика», о которых мы уже рассказывали, сменили доклады в рамках другой подсекции – «Биоинформатика».

Развитие этой относительно молодой научной дисциплины в нашей стране тесно связано с учеными ИЦиГ. Именно здесь (в сотрудничестве с коллегами из Института математики и Вычислительного центра) еще в советское время сложилась сильная школа математической биологии. А в 1998 году Институт цитологии и генетики СО РАН провел первую в России международную конференцию «Bioinformatics of Genome Regulation and Structure» («Биоинформатика геномной регуляции и структуры»).

Для подготовки специалистов по данному профилю в НГУ 16 лет назад была открыта кафедра Информационной биологии, которую возглавил академик РАН Н.А. Колчанов (в то время – зам. директора, затем директор, ныне научный руководитель ИЦиГ СО РАН). Студенты, занимающиеся на этой кафедре, традиционно являются «ядром» участников биоинформатической подсекции МНСК.

В этом году в программу вошли доклады по нескольким ключевым направлениям этой научной дисциплины. Ряд работ был выполнен в области классической биоинформатики – разработка алгоритмов обработки биологических данных: данных высокопроизводительного секвенирования, анализ биологических изображений, а также создание специализированного программного обеспечения. Последнему вопросу был посвящен, например, доклад Алексея Мухина «Разработка программного комплекса для WebMCOT для поиска совместно встречаемых ДНК-мотивов сайтов связывания транскрипционных факторов».

Достаточно большой блок докладов был посвящен компьютерному и математическому моделированию разнообразных биологических объектов. В своих работах участники строили модели ферментативных систем бактерий, микробных сообществ, распространения глухоты в популяциях человека и проч.

Относительно новым направлением для конференции стали работы по применению machine learning (машинного обучения), которое демонстрирует в настоящее время бурное развитие во всем мире. Полина Белокопытова в своем исследовании использовала этот метод для предсказания пространственных контактов хроматина. Обращались к machine learning и ряд других участников, что вызвало положительные оценки со стороны жюри.

Целый ряд работ был связан с использованием биоинформатических методов в исследованиях медицинского характера, с целью реконструкции механизмов возникновения и развития разных заболеваний человека.

Показательным, по мнению организаторов, стало расширение географии участников, показывающее распространение биоинформатики в российских вузах. Вот уже несколько лет на конференцию приезжают студенты Сибирского федерального университета (Красноярск). Их работы выполняются в рамках крупного проекта по изучению геномики хвойных пород деревьев. В этом году они, однако, вышли за его границы, заметно расширив тематику своих исследовательских работ.

Подвести итоги работы подсекции в целом мы попросили председателя ее оргкомитета, руководителя сектора компьютерного анализа и моделирования биологических систем ФИЦ ИЦиГ СО РАН, к.б.н. Сергея Лашина:

– В этом году было представлено много интересных докладов, которые отражают основные направления развития биоинформатики. И хотел бы отметить еще один важный момент. Сейчас доклады студентов выполняются на таком уровне, что еще лет десять назад, по объему результатов они вполне потянули бы на статью в хорошем научном журнале. Это говорит, во-первых, о том пути, который пройден в этом направлении (включая появление в свободном доступе более мощных программных инструментов и технологий). А во-вторых, о том, что в наших учебных заведениях дают подготовку на уровне, достаточном, чтобы молодежь могла результативно использовать эти научные и технологические достижения в своей работе.

Пресс-служба ФИЦ «Институт цитологии и генетики СО РАН»