«В настоящее время происходит смещение акцентов в сторону практического применения научных разработок»

— Мария Сергеевна, как появилась лаборатория молекулярной биотехнологии ФИЦ Биотехнологии РАН? Как менялись задачи со временем?

— Мы пришли в ФИЦ Биотехнологии РАН чуть более 10 лет назад в составе всего трех сотрудников, которые сначала образовали группу молекулярной биотехнологии. Позднее группа стала лабораторией молекулярной биотехнологии. Возглавил ее Алексей Николаевич Федоров. После того, как сотрудники Центра выбрали Алексея Николаевича директором, руководителем лаборатории стала я.

Научные исследования — это живая система, и вполне естественно, что наши рабочие задачи со временем немного менялись. Я бы оценила эти перемены как смещение фокуса с более фундаментальных исследований на более практически направленные, как и во всей современной науке. Взаимосвязь, однако, не нарушается, поскольку инновационные практические разработки не возникают без новых фундаментальных исследований.

— Был ли момент, после которого лаборатория заметно усилилась или сменила фокус: крупный проект, оборудование, новый партнер? На какие результаты вы обращаете особое внимание, когда рассказываете о лаборатории?

— Лаборатория развивалась скорее плавно и поступательно. Однако действительно был момент, когда у нас слегка поменялась концепция — это произошло, когда у нас появился проект по производству штамма-продуцента фермента для пищевой промышленности по заказу индустриального партнера. Появилось понимание, насколько требования производства отличаются от лабораторных разработок. Было закуплено оборудование — установка тангенциальной фильтрации, поскольку этот метод очистки белков предпочтительнее для производства по сравнению с хроматографией, и мы освоили использование этой установки.

Когда мы презентуем наши исследования, то выбираем, как водится, наиболее понятные и впечатляющие результаты, о которых можно рассказать коротко. Если аудитория совсем не специализированная, таких понятных результатов не очень много. В таком случае можно рассказать об общих направлениях работы, они разнообразны и интересны, хотя сотрудников у нас не очень много.

— А какие направления работы вашей лаборатории?

— Мы занимаемся разработкой различных ветеринарных вакцин для сельского хозяйства - как импортозамещающих, так и инновационных, основанных на другом принципе действия. Мы уже приступили к разработке универсальной экспрессионной платформы на основе дрожжевой системы экспрессии Komagataella phaffii. Мы изучаем химозин, фермент, применяемый в пищевой промышленности при производстве сыров. Развивается фундаментальный проект — изучение процесса in vivo олигомеризации гомоолигомерных белков. В нашей лаборатории ведутся также работы по изучению биологических процессов математическими методами — например, обнаружена взаимосвязь строения гена с уровнем его экспрессии, и планируется практическая проверка математических предсказаний.

— Молекулярная биотехнология звучит очень широко. Если описать ваш профиль для простого читателя: чем конкретно вы занимаетесь — это больше про создание новых биопрепаратов, про аналитические платформы, про сервисные технологии для других лабораторий?

— В нашем понимании молекулярная биотехнология — это внесение таких изменений в молекулы, которые позволяют использовать молекулы как инструменты в биотехнологии. Такими молекулами могут быть белки, если удается модулировать их функции для удобства практического использования. Такими молекулами могут быть регуляторные участки геномной ДНК, что позволяет изменять метаболизм клетки-продуцента в сторону увеличения производства нужного вещества. Очень востребованным направлением является создание «молекулярных переключателей», которые при воздействии определенных компонентов на клетку запускают каскад запланированных ответных реакций — от активации иммунного ответа до апоптоза.

— Расскажите о паре проектов или исследований, которыми вы особенно гордитесь: где молекулярные методы «сделали погоду» — помогли решить какую-то важную практическую задачу, оптимизировать технологию, стали «драйвером» в фундаментальных исследованиях?

— Хорошим примером может служить создание системы слитых белков, предназначенной для биосинтетического получения пептидов. В этой системе целевой пептид продуцируется в бактериальной клетке внутри полости сложно организованного белка, шаперона, и поэтому изолирован от цитоплазмы. Это защищает целевой пептид от деградации, а клетку — от биологической активности пептида. В этой системе в бактериальных клетках был получен один из самых токсичных антибактериальных пептидов в активной форме.

— Насколько плотно вы взаимодействуете с испытательной лабораторией, ЦКП и другими подразделениями ФИЦ, где сосредоточено сложное оборудование? Какие технологии вы используете в своей работе?

— ФИЦ прекрасно оснащен, в том числе сложным дорогостоящим оборудованием, которое и не может принадлежать каждой отдельной лаборатории. Кроме того, такие сложные приборы требуют присутствия квалифицированного оператора, который, по сути, становится соучастником эксперимента. Конечно, мы пользуемся возможностями ЦКП и испытательной лаборатории, хотя использование сложных приборов не является самоцелью, а логически вытекает из хода экспериментов. Мы постоянно отдаем образцы на ДНК секвенирование, на масс-спектрометрический анализ — MALDI и LC/ms, — пользуемся проточным цитофлуориметром, снимаем спектры КД и флуоресценции в оптическом кабинете, используем возможности ферментационного зала.

** — Как вы пришли в молекулярную биотехнологию? **

— Молекулярная биотехнология — не отдельная специальность. В нашей лаборатории это скорее подход к решению различных задач. Такой подход оформился постепенно, путем обсуждения и синтеза опыта сотрудников, изначально получивших разную специализацию в биологии, и оказался достаточно продуктивным.

— Молекулярная биотехнология быстро меняется: приходят новые методы, от CRISPR до одноцепочечных секвенаторов и ИИ‑анализа данных. Как вы решаете, что действительно стоит внедрять в лаборатории, а что пока оставить для размышлений на будущее?

— Внедрение новых методов тоже происходит логически: если они помогают более эффективно решать поставленные задачи, мы примем их в работу. CRISPR/CAS — работающий метод в нашей лаборатории, среди математических методов в биологии используем в том числе и ИИ-анализ данных. Возможности одноцепочечных секвенаторов нам пока не понадобились, но есть вероятность, что и этот метод войдет в нашу практику.

— Если заглянуть на 10–15 лет вперед, какой вы хотели бы видеть лабораторию? Какие приоритетные задачи?

— Приоритетные задачи лаборатории, вероятно, продолжат быть научно-исследовательскими. В настоящее время происходит смещение акцентов в сторону практического применения научных разработок, но внедрение любой разработки в производство возможно только после обширной лабораторной работы, а также длительного согласования лабораторных методик с производственными процессами. Если же разработка инновационная, то есть сделана впервые, то она находится в самом начале этого длинного пути, который необходимо пройти перед началом практического применения.

— И, как и у других героев спецпроекта, вопрос про людей: много ли сейчас студентов и аспирантов, которые приходят именно в молекулярную биотехнологию? Чем вы их привлекаете и как, по‑вашему, можно сделать вход в эту область менее тревожным и более предсказуемым с точки зрения карьеры?

— У нас сейчас столько студентов и аспирантов, сколько мы в состоянии принять — а именно шесть студентов разного уровня, два аспиранта и один соискатель. Еще двоих приняли сейчас. К обучению каждого человека мы относимся ответственно, поэтому поначалу это большая нагрузка на работающих сотрудников, так что мы получаем больше запросов, чем способны ответить. Представляется, что студенты, присылающие запросы, испытывают не тревожность, а скорее любопытство, потому что общие описания проектов лаборатории интересны и имеют практическое приложение. Кроме того, мы используем очень широкий спектр методов, и со стороны кажется, что все само быстро получается. На самом деле, конечно, экспериментальная работа достаточно медленная, кропотливая и должна быть очень тщательной, а также требует больше теоретических знаний в каждой конкретной области, чем успевают получить студенты. Поэтому к предсказуемым с точки зрения карьеры результатам приведут готовность читать и узнавать больше, чем на данный момент вошло в общеобразовательные курсы, сохранение заинтересованности и внимания к деталям, а еще аккуратные руки. Факультеты биотехнологии разных вузов готовят специалистов разной направленности — технологов для пищевых или фарм производств, специалистов аналитических или научных отделов предприятий биотехнологии. Направленность работы нашей лаборатории скорее научно-исследовательская, и это имеет смысл учитывать при выборе.