Новая научно-техническая революция неуклонно дает о себе знать - несмотря на то, что для многих из нас она пока еще происходит незаметно. Тем не менее, в профессиональных кругах ее плоды уже дают конкретные результаты. Примерно полтора года назад мы писали о том, что новые измерительные системы и средства наблюдения открыли перед учеными возможности, не снившиеся их предшественникам еще лет пятьдесят назад. По сути, со времен Галилея наука получила очередной мощнейший толчок к расширению горизонтов познания мира.

Однако революционные перемены коснулись не только научного инструментария. Производственную сферу также ждут перемены. Дело в том, что за последние десять-двадцать лет произошла настоящая революция в области измерений. Появились новейшие информационные системы, формирующие пространственные модели объектов в виде облака точек.  Причем такие модели создаются теперь с невиданной ранее скоростью и точностью – примерно в десятки раз быстрее (иногда достаточно пяти часов на создание модели), и обходится они как минимум в два раза дешевле.

По мнению специалистов, есть целые отрасли, заинтересованные в использовании таких точных пространственных моделей. Например, горнодобывающая промышленность, нефтегазовая промышленность, строительство и архитектура, дорожное строительство и т.д. В указанных отраслях точные измерения играют решающую роль, поскольку являются главным элементом оценки качества. И если реализовать здесь новые технологии информационного моделирования, то экономический эффект не заставит себя ждать и составит как минимум 10 – 15%.

Самое важное, что подобные модели содержат буквально все необходимые измерительные параметры, что позволяет осуществлять сплошной контроль в любой точке объекта. Так, модели, используемые при проектировании и строительстве зданий и сооружений, позволяют не только осуществить необходимые конструктивные расчеты, но также рассчитать сметную стоимость объекта, оперативно реагировать на все изменения, вносимые в проект, а после выполнения строительных работ использовать информационную модель в целях управления объектом и его эксплуатации.

Казалось бы, преимущества здесь очевидны, и технологии эти достойны того, чтобы переходить на них повсеместно – благо, у нас уже есть толковые специалисты в данной сфере (в том числе – и в Новосибирске). Однако перестройка идет пока еще достаточно медленно, особенно в тех отраслях, где сплошной информационный контроль очень желателен.

Например, в строительстве зданий и в строительстве дорог. Не секрет, что застройщики часто сталкиваются с проблемой точного расчета сметной стоимости (особенно при комплексной застройке), которая зависит не только от стоимости строительных материалов, стоимости услуг подрядчиков и стоимости транспортных перевозок, но также от уровня организации всего цикла работ. Малейшее изменение, вносимое в проект, также ведет к изменению целого ряда цифр.  Информационные модели позволяют оптимизировать данный процесс, повысить уровень контроля.

В общем, «измерительная» революция должна быть (по логике вещей) просто манной небесной для тех, кто отвечает за строительство. На самом деле именно в этих кругах новая технология встретила прохладное отношение. Почему? Как ни покажется странным, но как раз возможность сплошного информационного контроля и вызывает настороженность.

То есть абсолютная прозрачность расчетов снижает привлекательность новых измерительных систем. Как пояснил проректор по научной и инновационной деятельности Сибирского государственного университета геосистем и технологий (СГУГиТ) Владимир Середович, так уж сложилась структура нашей экономики, что подобной информацией должен обладать только тот,  кому знать «положено» по статусу и положению. И  круг таких «посвященных» расширяться не должен. И это несмотря на то, что данная информация касается всех граждан, поскольку здесь заложены и наши налоги, и бюджетные деньги.

Прежде всего, данная проблема касается дорожного строительства. Несмотря на клятвенные заверения в том, что здесь будет осуществляться полный контроль за расходованием средств и качеством выполненных работ, ничего подобного пока не происходит. По словам Владимира Середовича, нормативные документы совершенно не предусматривают использования новейших методов, и их никто даже не разрабатывает. А если что-то подобное и происходит, то этим, как правило, занимаются люди некомпетентные, малосведущие в современных прогрессивных технологиях. Что касается расходования средств, то поскольку чаще всего речь идет о казенных деньгах, то руководители, ответственные за состояние дорог, смотрят на расходы сквозь пальцы. Например, толщина дорожного полотна оценивается по одной вырубке на три тысячи квадратных метров. Говорить в данном случае о научном подходе, об объективности,  не приходится. Вероятность такой оценки, считает Владимир Середович, ничтожна. Однако за такую работу платят большие деньги. И войти в эту отрасль с новыми идеями достаточно сложно.

Что мы имеем на практике? Часто происходит так: по проекту затраты должны составить, к примеру, два миллиарда рублей. Но реальные затраты вырастают раза в четыре. На вопрос: кто здесь виноват? – кивают в сторону подрядчиков. На самом же деле мы имеем дело с некачественным проектом, с небрежной работой на этапе сбора данных, объясняет Владимир Середович.

Как раз новые технологии позволяют всё это исключить и значительно повысить уровень проектирования. Соответственно – исключить подобные «сюрпризы» с многократным удорожанием стоимости возводимых объектов. И чтобы изменить ситуацию, нужно только принять несколько нормативных документов. Причем, дело не столько в сложности их разработки. Главная проблема – найти адресата, заинтересованного в их принятии.

Не вдаваясь в политическую оценку ситуации, отметим только один принципиально важный момент. В свете сказанного становится совершенно ясным, что борьба с коррупцией и разбазариванием бюджетных средств имеет не только юридическую составляющую, но и техническую. Степень этой борьбы, безусловно, прямо пропорциональна готовности представителей тех или иных инстанций шагать в ногу со временем, содействовать внедрению новейших технологий, в том числе – систем информационного моделирования, особенно в таких сферах, где коррупционная составляющая крайне высока.

Кстати, в мэрию Новосибирска еще весной поступило предложение от специалистов по информационному моделированию внедрить современную систему оценки качества дорог. Как мы понимаем, готовность городских чиновников содействовать внедрению данной системы будет наилучшим показателем их подлинного отношения к бюджетным средствам. Ответа, к сожалению, специалисты пока не получили. Но будем надеяться, что конструктивный диалог всё же состоится.

Олег Носков

Сибирские ученые недавно вернулись с Камчатки, где в составе крупной международной экспедиции продолжили исследования огнедышащих гор Ключевской группы. Согласно совместному проекту KISS, было установлено 75 станций, которые в течение года в автономном режиме будут фиксировать информацию о глубинной деятельности под вулканами.

«Сейсмическая станция — это, грубо говоря, микрофон, который закопан в грунт: он регистрирует, оцифровывает и записывает на обычную SD-карточку колебания Земли, — объясняет заведующий лабораторией сейсмической томографии Института нефтегазовой геологии и геофизики им. А. А. Трофимука СО РАН Иван Юрьевич Кулаков. — Самое тяжелое в установке приборов в труднодоступном регионе — доставить на точку достаточное количество высокоемких электрических батарей, чтобы обеспечить непрерывное функционирование на протяжении года. Бывает аппаратура, работающая и с передачей информации, но, во-первых, при этом часть оборудования надо оставлять на поверхности, а это повышает риск того, что оно будет разграблено. Во-вторых же, такой режим требует существенно больше энергии». 

«Большую часть этих станций мы ставили вертолетом, потому что места там абсолютно непролазные:  пройти в принципе нельзя. Ужасно много медведей. В прошлом году на вулкане Толбачик они разграбили 6 станций, причем, 4 — в течение первого месяца регистрации».

Это уже четвертый экспедиционный сезон лаборатории сейсмической томографии ИНГГ СО РАН на Камчатке — каждый год ученые отрабатывают один вулкан. В этом году вниманием окружен целый комплекс — Ключевская группа, где на относительно небольшой территории (порядка 80 на 50 километров) собраны практически все виды огнедышащих гор, какие есть в мире. Они абсолютно разные и по составу, и по режимам. «Есть и взрывные, и гавайского типа, есть самый-самый большой вулкан в Евразии — Ключевская сопка. Толбачик — извергает огромные объемы жидкой базальтовой лавы и является поистине уникальным в своем роде. Безымянный — эксплозивный вулкан, где в середине прошлого века произошел катастрофический взрыв. И все они расположены буквально, в десятках километров друг от друга — удивительное, конечно, место, такого в мире больше нет нигде, — комментирует Иван Кулаков. — В результате нашей работы мы получим поистине замечательный шанс объяснить такое разнообразие».    Установить 75 станций — дело совершенно неподъемное для одной организации. Поэтому этот проект реализовывался силами большого международного коллектива. Большинство ценнейших приборов (каждый из которых стоимостью как хороший новый автомобиль) было привезено из Германии. Также часть оборудования представили ИНГГ СО РАН, Институт вулканологии и сейсмологии ДВО РАН и Камчатский филиал геофизической службы РАН. В сумме вместе с уже существующими постоянными станциями на Ключевской группе количество приемников составляет почти сотню — беспрецедентное число, особенно в таких труднодоступных местах. Деньги на установку, в основном, обеспечил Российский научный фонд, который поддержал грант под руководством нашего соотечественника Николая Шапиро, замечательного ученого, работающего сейчас в IPGP в Париже. По словам Ивана Кулакова, каждый из участников международного проекта выполнял очень большую работу: если бы хотя бы одно звено совершило сбой, то ничего сделать бы не удалось. «К счастью, несмотря на нынешнюю ситуацию с курсом доллара и экономическо-политической нестабильностью, самый сложный этап эксперимента, установка станций, прошел на удивление гладко», — отмечает ученый. В следующие годы ученые ИНГГ планируют продолжать разворачивать сейсмические сети на активно работающих вулканах Камчатки и Курильских островов, чтобы изучать их структуру в режиме реального времени. Существует идея создать группу быстрого развертывания: если на вышеупомянутых территориях где-нибудь происходит извержение, группа специалистов из Новосибирска без замедления срывается в поле вместе со своим оборудованием и устанавливает станции, которые регистрируют процесс развития извержения в течении нескольких месяцев.  «У нас будет некий бюджет, который мы для этого сможем зарезервировать, — отмечает Иван Кулаков. — Так что в случае извержения можно будет арендовать маленький вертолет,  и с его помощью выставлять 5-6 точек на работающем вулкане». 

«На Камчатке живет наш друг и коллега (он приписан к лаборатории сейсмической томографии), молодой ученый, Ильяс Абкадыров. Мы ему платим зарплату, а он, оказывается, все эти деньги собирает, а потом, когда начинается какое-либо извержение, берет на них вертолет и ставит там станции. Я сказал: хватит, мы сделаем официальный совместный проект». 

Устанавливая временные сейсмические сети, планируется потихонечку, год за годом, пройти все активные вулканы Камчатки, изучив их внутреннее строение. Затем можно начать делать это по второму кругу, ведь они, как отмечает Иван Кулаков, сильно изменяются. Несколько лет назад ученые проверили несколько объектов и получили подтверждение тому, что во время извержения резко трансформируется сейсмическая структура самой горы. «Прямо с плюса на минус: была аномалия положительная, стала отрицательная», — комментирует специалист, —Мы предложили следующий механизм: флюиды быстро мигрируют из больших глубин в верхнюю часть коры и кардинальным образом изменяют упругие свойства пород. В свою очередь, наличие флюидов приводит к активному плавлению перегретой магмы, что, в итоге, является причиной извержений. Ни один геологический объект не может сравниться с вулканами по скорости изменений. Именно поэтому стоящая перед нами задача настолько интересная, хотя и очень сложная как с точки зрения логистики полевых работ, так и методик обработки сейсмических данных». 

Продолжение реформы РАН (а данный процесс, отметим, еще не завершился) потребует от академических институтов более настойчивых шагов к взаимодействию с государством на почве реализации инновационных проектов и продвижения собственных разработок. Как стало недавно известно, более половины институтов ФАНО - согласно рейтингу, составленному Минобрнауки РФ - отнесены к так называемой «третьей категории». Это означает, что в ближайшее время в их отношении будут применены определенные организационные меры. Как разъяснил ситуацию научный руководитель Института катализа СО РАН академик Валентин Пармон, здесь возможны три варианта действий.

Первый вариант: полная ликвидация института – с передачей имущества в государственную казну. Второй вариант: включение в состав другого, более крупного института, занимающего высокие позиции в рейтинге. Наконец, возможна передача университету.

Подобные меры могут быть предприняты уже после января следующего года, когда закончится второй мораторий. Судя по всему, в правительстве уже принято окончательное решение по данному вопросу, и руководство Российской академии поставлено в известность относительно возможных перемен.

Реформа, безусловно, затронет многих. Подробный список пока еще не известен, однако в складывающихся условиях руководителям институтов придется, образно говоря, пересмотреть свой стиль взаимодействия с государственными структурами, отвечающими за вопросы развития. По сути – перейти от пассивного ожидания государственного соучастия в своей судьбе к активному продвижению собственных предложений. Пожалуй, это даст единственный шанс избежать попадания в «черный список». Мало того – получить дополнительный финансовый ресурс. По мнению Валентина Пармона, такие возможности есть, и их необходимо учитывать и использовать.

Несмотря на критическое отношение многих ученых к реформам, необходимо признать, что в стране созданы реально действующие институты развития, без взаимодействия с которыми практически невозможно выявить ценность имеющегося интеллектуального потенциала. Ученые обязаны формировать собственные программы и направлять их в соответствующие инстанции, подробно обосновывая необходимость выделения денежных средств на проведение тех или иных исследований. Конструктивное взаимодействие как раз начинается с составления такой вот подробной «бумаги» считает Валентин Пармон.

В данном случае бессмысленно чего-то ждать от государства, не сделав свой собственный первый шаг навстречу. Так, существует целый ряд Федеральный целевых программ, поддерживающих важные стратегические направления, где могут быть задействованы научные разработки.

Разумеется, выделяемый финансовый ресурс невозможно распределить сразу на всех, тем не менее, практика показывает, что самые активные представители научных организаций  в состоянии добиваться финансирования.

Например, можно реально получить стартовые инвестиции до пяти миллионов рублей. А если активно работать с потенциальными заказчиками, то объемы инвестиций могут вырасти на порядок (и даже на два порядка). Кроме того, есть еще региональные программы, поддерживающие те или иные направления. Следовательно, ученые должны быть готовы к взаимодействию и с региональными властями.

В любом случае, мечтать о возвращении светлых времен советского государственного планирования непродуктивно. Прошлое вряд ли вернется. Поэтому действовать придется, исходя из объективных реалий – какими бы они жестокими и несправедливыми они ни казались. 

Виктор Нечаев

Настал момент, которого так долго ждали администрации лучших вузов страны и чиновники от высшего образования. 30 сентября была опубликована новая редакция одного из старейших мировых рейтингов университетов — Times Higher Education World University Rankings.

Именно на основе этого рейтинга вкупе с еще одним, предоставляемым британской компанией QS, оценивается эффективность реализации программы «5-100». В ее рамках Министерство образования и науки РФ выделяет огромные средства на продвижение 15 отобранных по конкурсу российских университетов в мировых университетских рейтингах. Предполагается, что на эти средства в них будут открываться лаборатории мирового уровня, запускаться новые образовательные программы на английском языке, привлекаться зарубежные студенты и профессура — в общем, произойдет всё то, что согласно методологии обоих рейтингов должно повлиять на мировые позиции российского высшего образования.

Что же продемонстрировала новая редакция рейтинга Times? На первый взгляд российские университеты добились за прошедший год огромного успеха: вместо максимум трех вузов, бывших участниками списка в предыдущие годы, в этом году в него вошло аж тринадцать. Во главе, естественно, МГУ, сделавший решительный рывок вперед и переместившийся со 196-го на 161-е место и уже бодро отрапортовавший о победе. Второе и третье места несколько неожиданны: это Санкт-Петербургский и Томский политехнические университеты. За ними располагается еще десять российских вузов. Кстати, девять из тринадцати университетов являются участниками проекта «5-100». Успех!

Успех ли? Ведь всего две недели назад университетское сообщество охватило уныние после оглашения результатов другого рейтинга — уже упомянутого выше QS. Многие участвовавшие в нем прежде российские вузы не только не улучшили свои позиции, но и, напротив, заметно их ухудшили. И это несмотря на все затраты на программу «5-100»!

Очевидно одно: за такой короткий срок российские вузы так драматически преобразиться ни в лучшую ни в худшую сторону не могли. Нет, в университетах и правда многое сейчас делается: одни открывают новые лаборатории, другие стимулируют публикации в высокоцитируемых журналах, третьи поступают проще и покупают чужие аффилиации. Но эффект от любых подобных мер, вне зависимости от их осмысленности, эффективности и моральности, будет заведомо отложен во времени.

Так что же тогда на самом деле изменилось?

Ответ прост и неутешителен: всего лишь методология рейтингов и провайдеры информации. Россия не единственная страна, которую на государственном уровне постигло помешательство на почве мировых университетских рейтингов. Интереснейшие вещи творятся, например, вокруг университетов стран Персидского залива, Индии, Африки, Латинской Америки. Да и вроде бы гораздо более уверенно чувствующие себя Китай и Южная Корея тоже нервничают, когда с их университетами в рейтингах что-то идет не так. Для более же обеспеченной части мирового образовательного сообщества — Европы и Америки — рейтинги давно стали превосходным маркетинговым инструментом: это наиболее эффективный и практически бесплатный способ прорекламировать себя потенциальным студентам из стран третьего мира.

В общем, мировые рейтинги университетов — это чрезвычайно прибыльный бизнес. Как только это было осознано, между операторами рейтингов началась острая конкурентная борьба, за которой последовал передел рынков. Ключевую роль в этом процессе играют провайдеры библиометрической информации для рейтингов, на основе которых высчитываются показатели цитирования. Как мы знаем, в мире их у нас по большому счету два: Thomson Reuters со своей Web of Science и Elsevier и его Scopus.

До прошлого года рейтинг Times Higher Education «сидел» на данных Thomson Reuters, а QS — на данных Elsevier; поляна была поделена пополам, все были счастливы и довольны. Был еще так называемый шанхайский рейтинг ARWU, но его методология, основанная на подсчете числа нобелевских и филдсовских лауреатов, настолько экзотична, что мало кто принимал его всерьез. Однако в прошлом году в игру вмешался новый участник: американский медиахолдинг US News. Уже не первый десяток лет он снабжает абитуриентов подробнейшими рейтингами образовательных программ американских университетов. Видимо, в US News тоже решили не упускать кусок глобального пирога и запустили собственный глобальный рейтинг мировых университетов — разумеется, с наилучшим представительством американских университетов из всех.

Но для рейтинга нужны данные, а для них нужен провайдер. Где его брать? Конечно же, переманивать уже существующих. В итоге Thomson Reuters развелся с Times и ушел к US News. Но и в Times не растерялись и переманили на свою сторону Elsevier, который прежде обслуживал рейтинг QS.

Эффект на рейтинг это произвело огромный. Scopus известен тем, что в нем гораздо лучше, чем в Web of Science, представлены неанглоязычные литературные источники. К тому же провайдеры рейтинга, QS, вместе c Elsevier потратили немало усилий на установление прямых контактов с российскими университетами и продвижение себя среди них. Именно поэтому в рейтинге QS представительство российских вузов на порядок превышало оное в основанном на данных Web of Science рейтинге Times. Теперь же вся эта база переехала от QS к Times. Заодно THE удвоил за последний год свой охват: вместо 400 вузов в него теперь входит целых 800. И вот результат: целых тринадцать российских вузов в рейтинге вместо трех!

Только заслуга самих вузов в этом, увы, совсем небольшая. Как, кстати, и в падении позиций в рейтинге QS. В условиях возросшей конкуренции провайдеры рейтинга, по всей видимости, решили сделать ставку на образовательную сторону деятельности университетов и при подсчете цитирований сильно урезали в правах естественные науки в угоду инженерным и гуманитарным. Наши вузы, традиционно сильные именно в естественных науках, оказались здесь «без вины виноватыми» — опять же без какого-либо участия со своей стороны.

Так что рейтинги живут собственной захватывающей и увлекательной жизнью, на которую, в сущности, очень слабо влияют бюджеты и образовательные политики отдельно взятых государств. Кстати, 5 октября новую редакцию своего рейтинга выпускает и US News. Мыльная опера продолжается!

Прошедший на этой неделе XI Новосибирский инновационно-инвестиционный форум в очередной раз высветил проблему внедрения научных разработок, реализации инновационных проектов и преодоления разрыва между наукой и промышленностью. Этой теме организаторы форума (конкретно – департамент промышленности, инноваций и предпринимательства мэрии г. Новосибирска) посвятили отдельный круглый стол, куда были приглашены представители новосибирских вузов, академических институтов и промышленных предприятий. И хотя единодушия в оценке текущей ситуации не наблюдалось, разговор получился на редкость откровенным.

Так, советник Ректора НГУ по вопросам трансфера и коммерциализации технологий Леван Татунашвили прямо заявил о том, что между реальной экономикой и наукой никакой связи сейчас нет.

Не все были согласны с такой постановкой вопроса (например, представители НГТУ), однако при детальном рассмотрении  предложений и проектов, представляемых учеными,  вырисовывается в целом не особо радостная картина: ученые, действительно, очень часто далеки от сложившихся экономических реалий. Мало того, нередко происходит так, что проекты, которые с пылом и жаром продвигаются теми или иными институтами, лишь отражают чисто научный интерес его авторов, абсолютно игнорирующих сугубо экономические составляющие. И когда подобные проекты встречают прохладное отношение со стороны потенциальных инвесторов или заказчиков, разработчики привычно списывают это нежелание идти им навстречу на «неготовность» бизнеса или государственных структур заниматься инновациями (лично мне неоднократно приходилось выслушивать сентенции институтских разработчиков насчет «тупых» чиновников и «алчных» бизнесменов).

Надо ли ученым вникать в тонкости рыночной конъюнктуры, осуществляя свои разработки? – вопрос отнюдь не риторический. Этот вопрос актуальный, и как раз в настоящее время он бурно дискутируется. Однозначного ответа на него нет. Как правило, эксперты, непосредственно включенные в рыночные отношения, оценивают потенциал научных разработок (а равно и пригодность самих научных исследований) исключительно по рыночной шкале: есть продажи и прибыль – работа поставлена правильно. Нет продажи и прибыли – значит, бездельники, лузеры или отставшие от жизни «совки». Естественно, представители научного сообщества не столь категоричны в оценках и суждениях.

По мнению начальника отдела инновационной, прикладной и внешнеэкономической деятельности Института теплофизики СО РАН Людмилы Перепечко, академические институты не обязаны заниматься коммерцией. Их профильная задача – получать новые знания. Задача университетов – учить и готовить кадры.

По-хорошему, при академических институтах и университетах должны существовать специальные офисы трансфера технологий, занимающиеся заключением лицензионных договоров с предприятиями и коммерческими организациями. Такова, собственно, мировая практика. В нашей стране научные организации пока еще заключают договора по проведению НИОКР, что, по сути дела, является заполнением той лакуны,  которая образовалась после ликвидации отраслевых институтов. Скорее всего, возникшее положение вещей не может являться нормой. Возможно, мы просто имеем дело с вынужденной «компенсацией» (стихийно появившейся в силу известных политических и экономических обстоятельств). И именно этот момент как раз и вносит сумятицу и является, наверное, главной причиной того, почему проблема внедрения инновационных проектов и разработок по сию пору сохраняет свою остроту. 

Отметим, что при расхождении позиций относительно степени вовлеченности ученых в коммерческую практику, вопрос о создании офиса трансфера технологий вызвал некоторое единодушие. Леван Татунашвили допустил возможность создания такой площадки на территории НГУ. В принципе, это может быть своего рода центр компетенций (модное ныне понятие), способный осуществлять консультативную деятельность по тем или иным областям знаний, востребованных в «реальной экономике». Возможно создание центра инжиниринга (тоже модное понятие). По крайней мере (если речь идет конкретно об НГУ), здесь можно начать с тех областей, где не требуется сложная, капиталоемкая инфраструктура. Например, сюда может войти всё то, что связано с информационными технологиями. Сегодня, как мы знаем, достаточно востребованы интеграционные проекты, направленные на создание «умных систем» в жилищно-коммунальном хозяйстве и энергетике. Именно здесь наши ученые, считает Леван Татунашвили, могли бы предложить свои компетенции.

Добавим от себя, что вопрос о создании такой площадки на территории Академгородка еще весной обсуждался в департаменте промышленности, инноваций и предпринимательства мэрии Новосибирска.

По мнению начальника департамента – Александра Люлько – компетенции новосибирских ученых очень сильно помогли бы городскому хозяйству, и в этом смысле мэрия готова поддержать создание подобного центра. Не исключено, что именно со стороны руководителей города могут последовать какие-то шаги по продвижению инновационных проектов.

 Если в инновациях действительно есть такой четко осознанный практический интерес, то это так или иначе потребует создания неких организационных структур, способных интегрировать научные и коммерческие организации для достижения конкретных результатов.

Олег Носков

Нобелевская премия по химии 2015 года была присуждена за исследования в области изучения методов восстановления ДНК шведу Томасу Линдалю и американцам Полу Модричу и Азизу Санджару. Отдел науки «Газеты.Ru» при участии члена-корреспондента РАН Ольги Лаврик рассказывает о том, почему премию в этой области ждали уже давно.

Человеческий геном кодирует всю информацию о нашем теле. Во время каждого деления клетки создается копия более чем 3 млрд пар нуклеотидов, которая передается дочерней клетке, при этом неизбежно возникновение ошибок. Они копятся в ДНК человека на протяжении всей его жизни. Большая часть этих ошибок не представляет для организма никакой опасности, однако некоторые становятся причиной возникновения ряда серьезных заболеваний, например рака, нейродегенеративных болезней, а также ускоряют старение организма. Повреждения ДНК могут блокировать осуществление некоторых внутриклеточных процессов, таких как репликация и транскрипция ДНК. Впрочем,

ошибки копирования ДНК не только представляют собой угрозу для здоровья человека, но и являются одним из механизмов эволюции: без генетических изменений приспособление живого существа к новым условиям жизни было бы невозможным.

Швед Томас Линдаль (его нынешняя Нобелевская премия стала первой для Швеции начиная с 2000 года) задался вопросом о том, насколько стабильной является ДНК, еще в конце 1960-х годов. В то время научное сообщество полагало, что молекула ДНК — основа жизни на Земле — обладает способностью приспосабливаться к новым условиям жизни, однако число мутаций, которые происходят на протяжении жизни клетки, должно быть ограниченным. Считалось, что если бы мутации были многочисленными, то сложные многоклеточные организмы попросту не могли бы существовать.

В начале своей карьеры Томас Линдаль занимался исследованиями РНК — «собрата» ДНК, которая кодирует генетическую информацию и участвует в синтезе белков. Ученый заметил: во время экспериментов, связанных с изменениями температуры, РНК очень быстро деградировала. Именно поэтому Линдаль задался вопросом: насколько стабильной в таком случае является молекула ДНК? Через несколько лет Линдалю удалось выяснить, что

ежедневно человеческому геному наносятся тысячи потенциально опасных повреждений, а это — по представлениям того времени — было попросту несовместимо с существованием человека.

Исследователь пришел к выводу, что в таком случае организм должен обладать особыми системами, обеспечивающими постоянную «починку» генетического кода.

В 1974 году Томас Линдаль опубликовал первые результаты своих исследований: он сообщил об обнаружении бактериального фермента, который «убирал» из молекулы ДНК поврежденные остатки азотистого основания под названием цитозин. Именно цитозин является одним из легко повреждающихся частей ДНК — во время копирования он склонен к потере аминогруппы, в результате чего начинает соединяться не с гуанином, а с аденином. Линдаль продолжал исследовать механизм удаления поврежденных азотистых оснований, и в 1996 году ему удалось воспроизвести процесс «починки» молекулы в лабораторных условиях.

«Абсолютно заслуженно премию получил Томас Линдаль за открытие системы репарации оснований, — заявила «Газете.Ru» Ольга Лаврик, член-корреспондент РАН, доктор химических наук, заведующая лабораторией биоорганической химии ферментов Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН. — Совсем недавно была конференция, посвященная его работе в этой области, она была в Осло в июне этого года, я была участником этой конференции.

Уже на этой конференции было такое ощущение, что, наверное, Томас получит Нобелевскую премию, потому что вся конференция была в продолжение его работ в этой области и все доклады были посвящены его работам в этой области.

Он был первооткрывателем нестабильности ДНК и способности ДНК терять основания до следующего механизма репарации этих повреждений ДНК. И что является отличительной чертой этого человека, он воспитал огромную школу ученых, которые работают в этой области, и все относятся к нему с огромным уважением. Это было заметно по всем конференциям с его участием, особенно по последней, которая стала эдакой преамбулой к его Нобелевской премии.

Для многих то, что он говорил на последней конференции, стало совершенно неожиданным. Например, он говорил, что мы должны обращать большее внимание на развитие оставшихся неизвестными фундаментальных знаний в этой области. Он — человек с большим чувством юмора. Например, на своем последнем слайде он показал, что исследования прикладных областей репарации ДНК выглядят как разорванный башмак. То есть нужна более единая концепция проведения этих исследований.

Фактически месседж состоял в том, то нужно вернуться к фундаменту, а не травить все больше и больше крыс в ходе создания нового лекарства.

Нужно хорошо подумать про магистральный путь. То есть он — человек, который мыслит вот такими категориями».

Интересно, что Томас Линдаль является членом Нобелевского комитета. В связи с этим комитет выпустил специальное сообщение, в котором аккуратно отмечается, что Линдаль не участвовал в присуждении ему Нобелевской премии.

Азиз Санджар также занимался вопросом о том, как именно восстанавливается поврежденная клетка, на протяжении многих лет — посвященная этой теме работа вышла в свет в 1983 году. Однако в отличие от Линдаля Санджар интересовался несколько иной стороной проблемы: он хотел выяснить, как ДНК «ремонтирует» себя после повреждений, нанесенных ультрафиолетовыми лучами. Ученому удалось обнаружить и выделить ферменты, кодируемые генами под названием uvrA, uvrB и uvrC. Санджар доказал, что их работа позволяет найти «ультрафиолетовое» повреждение, сделать в ДНК «разрез» и удалить поврежденный фрагмент молекулы, обычно состоящий из 12–13 нуклеотидов. За этими процессами Азизу Санджару также удалось понаблюдать в лабораторных условиях.

Ольга Лаврик отзывается об ученом следующим образом: «Азиз Санджар — просто фанатик от науки. Он родом из Турции, но проработал в США, в Университете Чапел-Хилл, я его тоже лично хорошо знаю. Он настолько предан науке, что мало ездил на конференции, чтобы не терять времени.

И когда конференции проходили в Чапел-Хилл, Санджар, делая доклад, выходил на трибуну в рабочем халате и быстро возвращался в лабораторию к своим исследованиям».

Американец Пол Модрич из Стэнфордского Университета известен тем, что ему удалось найти еще один механизм починки ДНК, который называется «репарация ошибочно спаренных нуклеотидов» (DNA mismatch repair). Эта система начинает работать в том случае, когда на дочерней нити ДНК образуются вставки, пропуски или ошибочные спаривания нуклеотидов. Процесс репарации заключается в распознавании дефекта, определении материнской и дочерней нитей ДНК и исправлении ошибки. Удаляется обычно не только «неправильный» нуклеотид, но и часть нити ДНК вокруг него. После этого дочерняя нить ДНК восстанавливается, но уже без ошибок. В 1989 году Пол Модрич опубликовал статью, в которой описывал все детали процесса репарации, — понаблюдать за ними ученому также удалось в ходе лабораторных экспериментов. Кроме того,

работа исследователя показала, что репарация ошибочно спаренных нуклеотидов сокращает количество ошибок при копировании ДНК примерно в тысячу раз.

Впрочем, даже после многолетней работы вопросы еще остались: так, науке до сих пор неизвестно, как именно организму удается отличать материнскую нить ДНК от дочерней. По словам самого Пола Модрича, «исследования, толчком к проведению которых стало любопытство, чрезвычайно важны. Никогда не знаешь, к чему они приведут… Немного удачи в работе тоже не помешает».

Исследования Модрича не ограничиваются только работой в области изучения репарации ошибочно спаренных нуклеотидов. Как рассказала Ольга Лаврик, «Пол Модрич — человек, который хорошо знает все области репарации, он украшал все конференции дискуссией и своими вопросами — в самую точку, независимо от того, что он работал в области mismatch-репарации. Конференции, которые проходят с его участием, всегда удачные».

На вопрос о том, не правильнее ли было бы присудить эту премию в области медицины, Ольга Лаврик ответила: «Нет. Тем людям, которым в среду дали премию, она и должна быть по химии. Потому что у них в работе исследования фундаментальных механизмов, которые, безусловно, включают в себя химические аспекты. Это фундаментальные исследования химического механизма сложных процессов репарации. Да, исследования на стыке, но я считаю, что это абсолютно заслуженная премия по химии. Ее давно ждали, потому что репарация ДНК — это центральный механизм, который обеспечивает защиту стабильности человеческого генома. Я абсолютно согласна, что давно уже нужно было, может, и не одну Нобелевскую премию дать за эту область науки.

Но я также знаю, что на премию за открытие системы репарации нуклеотидов номинировался другой кандидат — Фил Ханавальд, но получил Азиз Санджар. Скорее ожидалась Нобелевская премия за систему репарации нуклеотидов, сопряженной с транскрипцией. Но это мнение группы ученых, которые работают в этой области, и я придерживалась такого мнения. Хотя Азиз Санджар — тоже ведущий ученый, и, конечно, выбор был очень сложным, потому что за работы в этой области премию не давали давно, и многие сделали большое количество важных открытий. А все равно нужно было кого-то выбрать. Все нынешние лауреаты — замечательные ученые».

Достижения нобелевских лауреатов имеют и практическое применение, однако, по словам Ольги Лаврик, над этим

«нужно работать еще более интенсивно, потому что все-таки прикладные аспекты остаются недостаточными для победы над серьезными болезнями человека.

Основные мишени, против которых уже есть лекарства, — это ферменты репарации ДНК раковых клеток, которые являются мишенями для химиотерапии. Химиотерапевтические агенты разрушают систему ДНК, а система репарации бешено сопротивляется этим повреждениям, поэтому прежде всего нужно обязательно убивать эти системы в ходе лечения. Радиотерапии они тоже сопротивляются — интенсивно работают и восстанавливают все эти разрывы, которые делаются радиотерапией. Поэтому ферменты — это самые важные мишени при лечении рака».