Биология

«Главная задача — найти хорошую лабораторию»

Как вычислить долголетие

Александр Тышковский

Из личного архива Александра Тышковского/Smithsonian National Museum/Indicator.Ru

О разнице между экспериментальной и вычислительной наукой, о сходстве между научными конференциями и музыкальными фестивалями и о том, как ищут средства против старения, в интервью для проекта Indicator.Ru и Координационного совета по делам молодежи в научной и образовательной сферах Совета при Президенте Российской Федерации по науке и образованию «Я в науке» рассказал старший научный сотрудник лаборатории системной биологии старения в Гарвардской медицинской школе и МГУ им. М. В. Ломоносова Александр Тышковский.

— Александр, расскажите о вашей научной области. Чем занимаются биоинформатики?

— На самом деле, биоинформатика — не какая-то конкретная область науки, а просто применение вычислительных методов, в основном компьютерных, к любым биологическим данным. А их накопилось огромное количество, это то, что сейчас называют Big Data. Например, мы умеем измерять активность каждого индивидуального гена в наших клетках. Генов у нас — больше 20 тысяч, и для каждого можно определить его активность до и после какого-то воздействия, например лекарства. Конечно, вручную анализировать эти десятки тысяч чисел невозможно, нерационально. Компьютеры позволяют автоматизировать анализ и получать новые знания и закономерности из таких больших данных.

— А над какими задачами вы работаете с помощью таких методов? Какие практические задачи может сейчас или в будущем решить ваша лаборатория?

— Я изучаю механизмы старения и продления жизни. Основной вклад нашей работы в практику — поиск новых методов, которые могли бы значительно увеличить продолжительность жизни животных, а в перспективе и нашу с вами.

— Какими достижениями в этой работе вы особенно гордитесь?

— Достижения в науке становятся ясны не раньше, чем через 10 лет после открытия, потому что только тогда можно хоть как-то оценить, какой вклад в область ты действительно произвел. Потому о достижениях пока говорить рано. Но, конечно, очень приятно ощущать, что твоя работа может принести реальную пользу людям, хотя бы немного приблизить тот день, когда каждый сможет приобрести в аптеке лекарство против старения. Также мотивирует, когда твои открытия становятся заметными в сфере. Например, когда на конференциях коллеги интересуются твоей работой. Вообще, научные конференции похожи чем-то на музыкальные фестивали: как музыкальные группы демонстрируют на фестивалях свои последние хиты, так и ученые на конференциях показывают свои новинки в области науки, рассказывают всем, что нового им удалось открыть. И выступающие обычно делятся на две лиги. Наиболее яркие открытия, с которыми чаще выступают самые известные профессора в области, — это доклады. Остальные, менее масштабные, работы представляют в виде постеров. Когда ты подаешь заявку на конференцию, заранее неизвестно, в какую лигу попадешь. И мне было невероятно приятно оказаться с моей работой в лиге с крупными учеными, выступать с докладом. Когда они при этом задают вопросы, действительно интересуются твоей темой, твоим исследованием, это очень вдохновляет и мотивирует.

— А какие ваши работы дали вам пропуск в такую «высшую лигу»?

— Прежде всего, основное исследование, над которым я работал всю свою аспирантуру. Мы опубликовали его в прошлом году в журнале Cell Metabolism. Эта работа посвящена поиску биомаркеров, связанных с увеличением продолжительности жизни. Сейчас науке известно больше 20 разных способов продлить жизнь животным, например мышам — одним из наиболее близких человеку модельных организмов. К этим воздействиям относятся и лекарства, и разные мутации, и диеты. Например, обычная низкокалорийная диета — один из самых универсальных способов продлить жизнь животному. И все эти методы действительно немножко разные, так что нам было интересно понять, вызывают ли они в организме какие-то общие изменения, есть ли у них общие закономерности. Чтобы узнать это, мы измеряли, как эти воздействия влияют на ту самую активность генов у мышей, причем всех генов в печени, поскольку это наиболее активный орган, она первым делом отвечает на любое воздействие. И по этим данным мы пытались определить, существуют ли гены, активность которых предсказывает, продлит ли жизнь животному то или иное воздействие. Оказалось, что такие гены действительно есть. То есть, например, чем выше их активность, тем дольше проживет мышка. Такие гены-биомаркеры позволяют очень быстро понять, сработает или нет тот метод продления жизни, который ты разработал. Без них оценивать эффект разных методов приходится, просто ожидая, пока все мыши умрут. А живут они до трех-четырех лет, довольно долго. Зная биомаркеры, мы можем дать то или иное лекарство, уже через пару месяцев измерить активность всех генов и сразу предсказать, какой будет эффект на продолжительность жизни, не дожидаясь естественной смерти мышей. Это позволяет в разы ускорить поиск новых геропротекторов.

— Нередко люди, услышав подобную новость, начинают думать, что такие результаты можно уже претворять и в собственную жизнь. Как, например, после Нобелевской премии за аутофагию многие решили, что это доказывает, будто интервальное голодание продлевает жизнь людям. Могли бы вы назвать, какие этапы должно пройти открытие, сделанное на мышах, чтобы результат можно было применить к человеку?

— Конечно, те данные, которые мы сейчас получаем на мышах и других животных, не нужно немедля транслировать на человека. Должны пройти клинические испытания на людях, в которых будет подтверждена эффективность того или иного лекарства именно на человеке. Сейчас наша задача — получить максимально большой спектр лекарств, которые действуют на животных. В клинических испытаниях какие-то из них неизбежно отсеются, но чем больше вариантов сейчас будет найдено, тем с большим шансом хотя бы один из них дойдет до человека.

— Есть ли у вас какая-то научная мечта, глобальная научная цель, которой хотелось бы достичь за карьеру?

— Научная мечта в моем случае может быть только одна — остановить старение или по крайней мере радикально увеличить продолжительность жизни тех же самых мышей. На сегодняшний день, как я говорил, мыши живут три-четыре года. Максимально увеличить продолжительность их жизни удавалось примерно на 80%, то есть почти вдвое. Это уже неплохо, но хотелось бы еще больше. Если мы умудримся настолько замедлять старение, чтобы мыши жили, скажем, лет 20, а то и 30, как их недалекие родственники голые землекопы, то с большой вероятностью это воздействие сможет в разы увеличить продолжительность жизни и у человека. Вот это было бы здорово. Это то, к чему мы движемся.

— Расскажите о государственной поддержке ваших исследований. Есть ли у вас советы, как выигрывать гранты?

— Тут у меня пока немного опыта. Но в целом я вижу, что сейчас в России сильно увеличилась государственная поддержка. Я уезжал в Америку в аспирантуру в 2015 году и, вернувшись, увидел очень заметную разницу. Качество работ, которые выполняются в российских институтах, значительно выросло, равно как и количество самых разных грантовых программ и государственных премий для молодых ученых. Это, мне кажется, очень положительный тренд, для нашей области особенно. Исследование старения требует очень дорогих экспериментов, и многое мы пока позволить себе не можем, но, надеюсь, будем к этому двигаться. Например, в США существует отдельная государственная программа, которая финансирует проверку эффективности геропротекторов на продолжительность жизни мышей. Надеюсь, что в ближайшем будущем и у нас появятся отдельные программы, спонсирующие изучение старения и механизмов продления жизни.

— А как бы вы оценили ситуацию с финансированием науки в России в целом, не только гранты?

— Я скажу так — возможности есть. Главная задача — найти хорошую лабораторию, которая может позволить себе качественные эксперименты. Конечно, для этого нужны определенные качества, компетенции. Плюс сейчас руководители многих лабораторий, которые находятся в России, одновременно руководят лабораториями и за рубежом. Один из примеров — руководитель нашей лаборатории, который открыл ее в МГУ благодаря мегагранту, при этом у него есть и в Гарварде лаборатория. Таких примеров сейчас довольно много, и на самом деле это помогает поднимать и российскую науку: грубо говоря, часть экспериментов мы можем перенести за границу.

— Считаете ли вы науку сейчас привлекательной для молодежи?

— Сейчас благодаря поддержке государства и частных фондов молодые ученые могут в свое удовольствие заниматься наукой, получая при этом вполне достойную зарплату. Но мне кажется, главная причина, почему наука всегда была и будет привлекательна для молодежи, это то, что наука — такая область, в которой нет всех ответов, в ней всегда есть какая-то загадка, интрига. И она никогда не исчезнет, потому что мы никогда не будем знать всего о природе и о Вселенной. К тому же научные открытия — это основа для новых технологий, которые делают нашу жизнь лучше. В общем, для науки всегда останется место, и, я думаю, всегда будет интерес к ней со стороны молодежи.

— Есть ли люди, которым по складу характера или еще по каким-то индивидуальным причинам наука совсем не подходит?

— В науке есть один момент, к которому люди не всегда готовы (в том числе и я не был готов, когда поступал в МГУ). В фильмах и книгах все выглядит очень красиво: ученый добавляет на чашку Петри два соединения и у него сразу проецируется какая-то картинка с результатами — иногда прямо формула физического закона проявляется. В реальности эксперименты часто не то что не подтверждают гипотезу, а просто не получаются. И вам нужно один и тот же эксперимент переделывать десять раз, и каждый раз занимает, допустим, неделю. И вот представьте, десять недель вы делаете один эксперимент, который еще не факт, что приведет вас к какому-то крупному открытию. Он может не получаться по тысяче причин, и вы пытаетесь понять, почему, и на все это нужно очень большое терпение. У меня такого терпения нет, поэтому, собственно, из экспериментальной науки я и ушел. В биоинформатике с этим проще: по крайней мере, там не нужно каждый раз с нуля переписывать один и тот же программный код. Если вы один раз правильно написали скрипт, то потом вы можете запустить его хоть миллиард раз, с небольшими модификациями. В этом плане моя специальность гораздо удобнее, но вообще терпение — это очень важное качество в науке, и людям, которые хотят быстрых и ярких результатов, наверное, она не подходит. Нужно быть терпеливым и усидчивым, но при этом оптимистичным и испытывать искренний интерес к своей области.

— Может быть, вы еще о чем-нибудь хотели бы предупредить начинающих ученых?

— Прежде всего, не завышайте ожидания по вашей научной гипотезе. Очень часто эксперимент не подтверждает гипотезу, какой бы интересной она ни была. Поэтому если вы будете изначально скептически к ней относиться, то результат вас может только обрадовать, а в противном случае может серьезно расстроить.

— В каком возрасте и почему вы решили стать ученым? Что повлияло на ваш выбор?

— Я родился с этим решением. Моим первым словом была «биоинформатика». На самом деле, такого, что в один день «щелк» — и я иду в науку, не было. Мне кажется, ученый — это больше образ жизни, чем профессия. Ученый — просто очень любопытный человек, которому очень интересно узнать ответы на свои вопросы. Наука — это, по сути, диалог с природой: ты задаешь ей вопросы, она дает какие-то ответы. Если ты задал вопрос правильно, то и ответ получишь однозначный. В этом и заключается умение правильно поставить эксперимент. Узнавать что-то новое — это просто очень интересно, и, пожалуй, мой путь в науку был связан именно с этим.

— Как школьнику, который только выбирает будущую профессию, понять, стоит ли идти в науку?

— Когда я учился в 10 классе, наша учительница по биологии Вера Евгеньевна Зайцева рассказывала нам в виде спецкурса об одном из механизмов старения, об укорочении теломер. Это довольно известное на самом деле явление, оно довольно давно изучается, и это только один из многих механизмов старения. Но тогда я не слышал ни об одном из них, и у меня было чувство, как будто я узнал всю истину этого мира. И понял — вот он, ключ к тому, чтобы люди не старели! Как можно этим не заниматься? Ведь тебе дают ключ, возьми и открой дверь. В реальности, конечно, все оказалось гораздо сложнее. Но меня это действительно зацепило. Если вас точно так же цепляет какая-то область, стоит обратить на нее внимание, послушать лекции ученых, сейчас на YouTube есть, пожалуй, лекции по любой теме. Нужно, конечно, смотреть именно ученых, потому что так вы получите наилучшее представление о современной ситуации в этой сфере. И дальше можно читать научные статьи по интересной вам теме. Для этого понадобится хорошее знание английского, потому что сейчас почти все качественные научные статьи, по крайней мере в сфере естественных наук, выходят на английском языке. Поначалу их будет тяжело читать, язык в них сугубо академический, строгий, с терминологией. Вам нужно будет долго разбираться, что все это значит. Но если, прочитав все эти статьи, вы не потеряли интереса к науке, значит, действительно прошли важный фильтр и можно пробовать заниматься ей. Сейчас есть программы, которые предлагают уже школьникам в старших классах работать с очень хорошими научными лабораториями, делать какие-то простые, но уже реальные научные проекты. Этим можно и нужно пользоваться.

— Посоветовали ли бы вы своему ребенку избрать научную карьеру?

— Я бы посоветовал ему заниматься тем, что ему интересно, что его вдохновляет. Лишь бы не рэпом.

— Что важно знать студентам, которые только начали заниматься исследованиями?

— Главное — найти лабораторию и проект, которым вам будет действительно интересно заниматься. Звучит просто, но это действительно важно. В студенческие годы у меня были проекты, которые я делал, потому что это было нужно для защиты курсовой или потому что так руководитель сказал. Сейчас я понимаю, что большого энтузиазма решать эти задачи у меня не было. Слава богу, такое длилось недолго, и потом я стал заниматься тем, что мне действительно интересно. И это очень важно. Если ваша задача вам не интересна, вы не добьетесь в ней успеха. Путь в науке очень тернист, и единственный способ ею заниматься — получать от нее удовольствие. Поэтому я советую студентам найти лабораторию и тему, которая вас действительно волнует, решать задачу, которой вам будет интересно заниматься, несмотря на то, что 9 из 10 экспериментов, возможно, не получатся.

— Если бы вы могли написать из сегодняшнего дня письмо самому себе на пять-десять лет назад, что бы вы посоветовали?

— Наверное, «расслабься, не будь перфекционистом».

— Расскажите о каком-нибудь смешном или необычном моменте из вашей исследовательской работы.

— Случай, который запомнился мне больше всего, произошел, когда я только-только приехал в Гарвард работать в лабораторию системной биологии доктора Вадима Гладышева. Я биоинформатик по специальности, работаю за компьютером, анализирую данные, и к экспериментальной биологии моя работа имеет отношение опосредованное — с пробирками и пипетками я не стою. И когда мы обсуждали проект с Вадимом по скайпу, я получил задачу проанализировать большие наборы данных по активности генов в печени мышей. Я приехал в лабораторию с энтузиазмом, полон сил, прихожу в кабинет, говорю: «Здравствуйте, Вадим, а где данные?» И он говорит: «Как где? В холодильнике». Я удивился: «А почему вы в холодильнике жесткие диски храните?» А он: «Нет, в холодильнике образцы. Пожалуйста, выделяйте из них ткани, все, что вам нужно, потом отправляйте на секвенирование, получайте». А я в шоке, потому что на это не подписывался, я за компьютером хотел сидеть. В итоге мы пошли на компромисс — мне нужно было выделить только РНК, это довольно простая процедура. И вот стою я как-то в халате с пипеткой, выделяю РНК, а в этот момент к Вадиму пришли гости из других лабораторий, он проводил экскурсию. Подводит к моему месту работы и говорит: «Это Александр, он биоинформатик». И я в халате с пипеткой поворачиваюсь: «Да, я биоинформатик, здравствуйте».

— У вас есть любимая книга?

— Одной любимой книги нет — как, думаю, и у большинства людей. Но если ограничиться художественными книгами, могу назвать три — «Граф Монте-Кристо», «Приключения Шерлока Холмса» и, пожалуй, «Гарри Поттер и методы рационального мышления». Это очень занимательная книга с большим количеством научных отсылок, всем советую.

— Какого художественного персонажа вы бы хотели видеть сотрудником своей лаборатории?

— Наверное, доктора Ватсона. Очень удобно, когда есть человек, который за тобой ходит и хорошо описывает все, что ты делаешь. Так гораздо проще писать научные статьи, потом гранты оформлять. В общем, такой человек в лаборатории всегда нужен.

— Какие иностранные языки вы знаете и какой хотели бы выучить?

— Знаю английский и хотел бы выучить его еще лучше. Нет предела совершенству.

— Чем вы увлекаетесь, где черпаете силы для работы? Может быть, у вас есть какие-то необычные хобби?

— Во-первых, я очень люблю путешествовать по разным городам и странам. А во-вторых, я занимаюсь популяризацией науки, веду научно-популярный канал Real Scientists — подписывайтесь, ставьте лайки! Это помогает в работе не только как хобби, на которое можно отвлечься, но и потому, что в науке очень важно и получать результаты, и говорить о них другим людям. Рассказывая о своей работе популярным языком, ты и сам лучше понимаешь свои же открытия. Зачастую, получая результаты, мы пишем статью и идем дальше, а на самом деле в какой-то момент хорошо остановиться и обдумать, что ты получил, как это связано с другими знаниями в этой сфере, как это укладывается в картину мира. Это очень полезно. И поэтому еще один совет молодым исследователям — рассказывайте о своих исследованиям вашим близким, вашим друзьям, желательно, людям не из науки. Если они поймут, то и вы лучше осознаете свои собственные открытия.

— Продолжите фразу: «Я в науке, потому что…»

— Я в науке, потому что люблю головоломки.

Материал подготовлен при поддержке Фонда президентских грантов

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.

Подписывайтесь на Indicator.Ru в соцсетях: Facebook, ВКонтакте, Twitter, Telegram, Одноклассники.