«Мы никогда не можем заранее предсказать результат работы, хотя и очень пытаемся»

О своей работе в проекте «Протеом человека», библиотеке генов, новой магистерской программе в Тюменском государственном университете и о том, почему Фред и Джордж Уизли из серии книг о Гарри Поттере похожи на ученых, в интервью Indicator.Ru и Координационному совету по делам молодежи в научной и образовательной сферах рассказала Екатерина Поверенная, старший научный сотрудник Института биомедицинской химии им. В. Н. Ореховича и лауреат премии правительства РФ 2018 года в области науки и техники для молодых ученых.

— Екатерина, расскажите немного о вашей работе. Какая у вас специальность, чем вы занимаетесь?

— В настоящий момент я — старший научный сотрудник лаборатории анализа постгеномных данных Института биомедицинской химии имени В. Н. Ореховича. По специальности — биоинформатик и молекулярный биолог. Моя работа связана с расшифровкой протеома человека, то есть совокупности всех белков, которые кодируются нашим геномом. Сложность исследования протеома иллюстрируется тем, что одному гену могут соответствовать до 100 вариантов белковых молекул, которые по-разному распределены в организме. При одинаковом геноме разных клеток, органов и тканей их протеом различен и зависим от внешних и внутренних условий: возраста, времени суток, стресса и т. д.

— Какие практические задачи помогает решать ваша научная работа?

— Расшифровывая протеом, мы пытаемся изучить все белки, которые находятся в организме человека, а также то, как они взаимодействуют друг с другом, обеспечивая молекулярные процессы внутри клетки. Ответы на данные вопросы позволяют приблизиться к тому, чтобы нарисовать индивидуальный молекулярный портрет нашего организма. Это подводит к созданию прогностических, диагностических и терапевтических маркеров — то есть к пониманию того, какая у человека может начаться болезнь, как выявить заболевание и выбрать оптимальную стратегию лечения.

— В каком возрасте и почему вы решили стать ученым?

— Это вопрос постепенного осознания. Мне всегда нравилось разбираться, как что-то устроено и взаимосвязано. Так, в детстве я раскапывала муравейники, разбирала бутоны, исследовала эхо. Мой первый научный опыт состоялся в 10 лет. В то время моя мама увлекалась кактусами, и у нее была их целая коллекция. Цветение кактуса воспринималось как событие, потому что для этого требовались особые условия. Однажды зацвели два разных растения одновременно. В надежде узнать, как выглядит плод у кактуса, я их скрестила. И у одного из кактусов действительно созрел плод!

К 11-му классу пришло понимание, что будущая профессия должна сочетать несколько предметов, поскольку мне нравилось многое и выбрать что-то одно было затруднительно. Под такие параметры подходила генетика – наука, находящаяся на стыке биологии, математики и химии. Окончательное желание заниматься наукой сформировалось уже на старших курсах вуза, после прохождения научно-исследовательской практики в Институте общей генетики им. В. Н. Вавилова.

— Вы так любили кактусы и другие растения, почему же не пошли в ботанику?

— Почему же не пошла? В моем дипломе указана профессия «ученый-агроном по специальности "Генетика и селекция сельскохозяйственных растений"». Наука многогранна, поскольку ученый всегда находится в состоянии поиска. Так сменился и мой фокус интереса от растений к человеку. Полученные знания по молекулярной биологии и генетике послужили хорошей базой для освоения новой дисциплины — биоинформатики, позволяющей выявлять новые закономерности функционирования организмов и разрабатывать методы анализа биологических данных.

— Ваши исследования были удостоены премии правительства Российской Федерации. За что именно вас наградили?

— Наш институт — головная организация по реализации российской части международного проекта «Протеом человека», являющегося логичным продолжением всем известного проекта «Геном человека». За каждой страной-участницей проекта закреплена определенная хромосома. Фокус российских ученых направлен на исследование хромосомы 18.

На примере этой хромосомы мы создали пептидную библиотеку для масс-спектрометрического анализа: детекции и измерения содержания белков в биологических образцах. Созданная библиотека позволит выявить маркеры инфекционных, онкологических, сердечно-сосудистых и аутоиммунных заболеваний. Однако глобальная идея заключается в переходе от парадигмы констатации заболевания к вопросу «А что такое здоровье?» Использование технологии направленной масс-спектрометрии на базе пептидной библиотеки позволяет за короткий анализ длительностью около 45 минут исследовать более 200 белковых молекул и понять, в каком состоянии находится наш организм. Пока мы сделали такую библиотеку для 650 генов, показав возможность масштабирования для других хромосом. Таким образом, созданная библиотека является основой для создания мониторинговой системы анализа здоровья.

— В ТюмГУ скоро будет открыта новая англоязычная магистратура под вашим руководством — «Математическая биология и биоинформатика». Расскажите, что это за программа, что там будут изучать?

— Один из вызовов молекулярной биологии на сегодняшний день — это накопление большого количества данных. Современные аналитические методы исследований молекул, такие как секвенирование или масс-спектрометрия, обеспечивают увеличение данных ежедневно, в геометрической прогрессии. Поэтому сейчас в каждой команде есть потребность в биоинформатиках.

Непосредственно биоинформатические программы есть в разных учебных учреждениях. Лидирующие позиции занимают МГУ, ВШЭ, МФТИ, СПбГУ, мощная программа есть в Новосибирске. Но другие вузы также понимают необходимость в таких специалистах. И Тюменский государственный университет, где сейчас идет активное развитие блока молекулярной биологии, обратился к нам за помощью в создании такой магистерской программы. Мы с удовольствием ответили. Я считаю, что это здорово, когда можно транслировать свой опыт дальше, в динамичном режиме обсуждать текущие мировые потребности и задачи молекулярной биологи.

В широком смысле математическая биология включает в себя биоинформатику, но не ограничивается ей. Суть матбиологии заключается в описании биологических процессов или биологических объектов с помощью математических методов, что весьма востребовано при прогнозировании различных ситуаций. К примеру, для Тюменской области довольно остро стоит вопрос клещевых инфекций, и именно математическая биология позволяет ответить на такие вопросы: «Если в Тюменскую область по совокупности факторов через год не прилетят птицы, какой будет ситуация с энцефалитными клещами?» или «Как скоро будет меняться ареал обитания клещей при освоении такой-то территории?»

Магистерская программа спланирована так, чтобы наши выпускники получили сведения из каждой области, а затем выбрали любое направление биоинформатики или математической биологии и пошли в том направлении, которое им больше нравится. Вести программу будут не только российские, но и международные специалисты в разных областях. Получилось ли у нас — узнаем через два года, когда появятся первые выпускники.

— А почему вашим будущим студентам — ну и вообще молодым людям — стоит (или не стоит?) идти в науку?

— Если молодой человек увлечен какой-то научной проблемой и хочет удовлетворить свой интерес, то ему стоит идти в науку. Если же у него нет острого желания развивать свою специальность и готовности постоянно учиться новому, то, наверно, таким людям я бы не советовала рассматривать научную деятельность.

— А в чем привлекательность науки для молодежи в наше время?

— Наука – это творчество, свобода. Ты никогда не находишься в жестких рамках, поскольку твоя задача — разрешить проблему, для которой пока нет ответа. Какой метод использовать, с какого угла смотреть на проблему — это то, что дает свободу мысли, свободу творчества. Мы никогда не можем заранее предсказать результат работы, хотя и очень пытаемся. И наверно, это то, что привлекает многих – первым разгадать загадку.

— Какие советы вы бы дали студентам, которые хотят добиться успехов в науке и исследованиях?

— Первое – не надо бояться спрашивать. Количество данных и объем знаний сейчас таковы, что удержать это в одной голове в принципе невозможно. Поэтому нормально, что мы чего-то не знаем, что-то не поняли. Часто студенты на семинарах делают вид, что им все понятно, хотя на самом деле это совсем не так. Если вы хотите разбираться в вопросе, не бойтесь спрашивать. Второй момент – надо уметь слушать и интерпретировать. И третье: отстаивайте свою точку зрения (конечно, если она подкреплена фактами).

— Расскажите о каком-нибудь смешном, необычном моменте в вашей исследовательской работе.

— Чаще всего забавные случаи происходят при разговоре с пограничниками, когда ты рассказываешь о цели своего визита — «на конференцию» — и начинается краткий ликбез: «А что вы делаете? А чем вы занимаетесь?» Однажды я ехала на конференцию во время эпидемии лихорадки Эбола, и у меня спросили: «А не вирус Эбола ли вы изучаете, и не везете ли его с собой?» Но и в повседневности курьезы случаются. Когда я пришла в институт и включилась в работу над проектом «Протеом человека», одним из моих первых заданий было маркировать белки, кодируемые генами хромосомы 18 человека. Просмотрев весь список, я обнаружила, что там есть два белка оленя. До сих пор не знаю: либо это была шутка моих коллег, которые проверяли мою бдительность, либо же это была случайность, которая демонстрирует сложность интерпретации молекулярных данных. Тем не менее, мы чуть не исследовали оленя.

— О чем вы хотели бы предупредить молодых людей, которые только начинают научную карьеру? К чему должен быть готов ученый?

— Ученый должен быть готов к тому, что ему придется постоянно учиться. Даже в тех сферах, которые не относятся непосредственно к его деятельности.

— Если бы 5—10 лет назад вы могли отправить письмо себе в 2019 год, что бы вы себе написали, пожелали?

— Я бы сказала: «Не забывай отдыхать». Увлеченность каким-то вопросом в совокупности с множеством знаний без перерывов может застопорить, силы тратишь, а эффекта нет. А когда отдыхаешь, идея или ответ могут прийти сами собой.

— Расскажите немножко о себе. Какая книга нравится вам больше всего?

— Моя любимая книга, наверно, осталась со времен детства, когда я прочитала «Маленький лорд Фаунтлерой» Фрэнсис Бернетт. Она служит напоминанием, что главные ценности в жизни — это открытость, честность, искренность и доброта.

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

— Это были бы братья Уизли, Фред и Джордж, из «Гарри Поттера». Их тяга к экспериментам, сочетанию неожиданное, постоянное желание что-то сотворить и понять, как именно это происходит, отражает суть работы ученого.

— Какой иностранный язык вы хотели бы выучить?

— Испанский, я его учу. И язык жестов.

— Почему такой необычный выбор?

— Испанский — потому что мне нравится, как он звучит, и он распространен в мире, что открывает еще большие перспективы понять других людей. А язык жестов – мне кажется, здорово, когда ты можешь общаться с людьми, которые ограничены в своих возможностях обычной коммуникации.

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

— Я в науке, потому что я любопытная.

Текст подготовлен при поддержке Фонда президенстких 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.