В рамках Фестиваля Публичных лекций #ЗНАТЬ мы поговорили с главным научным сотрудником Института общей генетики имени Вавилова РАН Сергеем Киселевым.
Насколько возможно сейчас заниматься наукой за пределами Москвы?
Конечно, возможно. Например, Новосибирск (имеется в виду Академгородок) покруче Москвы будет. Новосибирск ведь не просто так возникал. Все-таки это было связано с тем, что надо было вывести за Урал военно-промышленный комплекс. Соответственно, там были базирования многих учреждения ВПК. Понятно, что после 90-х были некие пробелы в ВПК, на него не обращали внимания. Сейчас, конечно же, он начал расти, и как всегда, как при социализме, вся невоенная наука существовала за счет крошек с военного стола, так же и сейчас будет продолжаться в Новосибирске. Поэтому там все хорошо. И региональная программа очень приличная. Все из-за того, что в зауральском регионе технологии, которые в свое время там возникли, также могут быть реализованы.
И в других местах можно. И тут, конечно же, нельзя не отметить, что, по крайней мере, в некоторых местах иногда пытаются лихо, кавалерийским наскоком, перенести науку в систему образования: дескать, наука должна делаться в университетах. Как в Америке, так и у нас. Дико, конечно, это слышать, мы не Америка, у нас «скифы и азиаты с раскосыми и жадными очами». Но в некоторых местах это дает очень хорошие плоды. Там, где были, например, хорошие школы и хорошие предпосылки для этого. Не могу не сказать о городе Казани и Казанском федеральном университете, который исключительно динамично развивается. Уверен, в обозримом будущем он станет мощнейшим оппонентом Новосибирска и Москвы. Развитие комплексное, по разным направлениям: и химия, и физика, и биология. Но Казань – это родина химии, родина математики. С биологией там послабее было, но с медициной хорошо. Поэтому там были и есть все предпосылки для того, чтобы все это развить.
Бывают печальные случаи, когда нечто подобное пытаются создать на абсолютно пустом месте. Наверное, в этом есть свой резон: не надо бороться со старым. Но ведь надо использовать старое для того, чтобы достигать новых вершин. И не надо противопоставлять новое старому. Тот же Казанский университет обладал всеми недостатками советского университета, и, тем не менее, сейчас, когда в систему образования пришла наука, и она органично туда вписалась и развивается, виден динамичный рост, что, конечно же, эффективнее. Не надо организовывать искусственные противоречия между старым и новым. А использовать старое, как платформу для нового. Тут мы возвращаемся в Москву. МФТИ тоже пытается сделать подобную вещь, причем довольно успешно. Так что есть наука, есть точки кристаллизации вне Москвы. Несомненно, их немного. Но Россия – бедная страна, она не может себе позволить много.
Вы часто выступаете с публичными лекциями. Какое значение для вас имеет просветительство?
Для меня это скорее уже стало как хобби, потому что заниматься популяризацией науки нужно профессионально. Я не занимаюсь этим профессионально. Есть популяризаторы, которые занимаются профессионально. Взять, к примеру, Капицу и его «Очевидное – невероятное». Капица сменил научную карьеру на карьеру популяризатора науки для того, чтобы донести науку до общества. И это правильно. Конечно же, человек, становясь популяризатором, не должен уходить из научного мира полностью, потому что тогда что он будет популяризовать? Вчерашний день? Тоже неправильно. Все зависит от расстановки акцентов. Как и в случае коммерциализации, я для себя не ставлю акцент на развитии направления популяризации, это вторично, даже десятирично. Для меня главный акцент – именно на проведении исследования.
С другой стороны, есть еще один момент. Государство существует за счет кого? За счет меня, за счет вас, за счет того, что мы ему даем деньги. Собственно, потом государство потом эти деньги раздает. В том числе не вам, а мне как исследователю, как человеку, занимающемуся наукой. И понятно, что те, кто не занимается наукой, хотят знать: а зачем дают деньги именно мне? Вот почему не дать денег больше не пенсию, а вместо этого дают мне больше на науку? И это правильный вопрос. Поэтому я считаю: чтобы мне получать больше денег от государства, мне по возможности надо доносить до всех, что может дать наука и почему мне надо дать больше денег. Считайте, что для меня это часть моих профессиональных служебных обязанностей, связанных с наукой, а именно это бизнес, научный бизнес. Любое дело – это бизнес. У бизнеса есть свои правила, соответственно это купил-продал. Вот я в определенном смысле продаю знания. Для того чтобы знания кто-то купил, нужно создать рынок.
Создание рынка нужно, чтобы люди понимали, зачем им вообще это знание. Если нет рынка, продукт не будет продаваться. Если нет электрической розетки, то вы не подадите электричество в чайник. Поэтому в определенной степени для себя я это считаю обязательным фрагментом моего бизнеса – создание рынка научной продукции. Для этого нужно знакомить людей с тем, что такое научная продукция. Что она принесет, чего хорошего даст, чего плохого.
Расскажите, пожалуйста, о прикладной стороне ваших исследований.
Мы сейчас занимаемся изучением болезней. Что такое изучение болезней? Мы пытаемся понять, почему болезнь возникла, что нарушено, что пошло нет так. Если мы поймем, что пошло не так, то мы можем постараться это «не так» исправить. Вроде бы мы занимаемся чисто практическими вещами, мы хотим вылечить человека. Мы хотим сделать таблетку. Это конечная цель. С другой стороны, мы находимся в самом начале пути, я не скажу, какая это таблетка и когда она будет создана. То, что мы изучаем, - это некоторые фундаментальные аспекты функционирования живых систем и того, что в них может испортиться. Это, с одной стороны, чисто фундаментальная вещь, и до таблетки она далека. Но, с другой стороны, если мы не поймем это, то мы не сможем разработать таблетку, которая будет направлена для лечения того или иного заболевания.
Ведь сегодня ситуация в мире такая. Вот, например, в США в прошлом году было одобрено к использованию 20-30 новых препаратов. В прошлом году на 5 больше. А 20 лет назад ежегодно одобрялось по 150-200. Каждая большая фармакологическая фирма (бигфарма) ежегодно в нынешние года выпускает 1, максимум 2 новых препарата. А 20 лет назад выпускала по 20-50-100. То есть традиционные подходы, которые направлены на то, чтобы задавить все (как аспирин, парацетамол), им уже не так интересны. «Рынок головной боли» уже насыщен парацетамолом. Уже наступают другие боли. Мигрени, например, - это уже сложнее. Вроде тоже голова болит, но по-другому.
Почему пошла борьба с заболеваниями, связанными со старением? Потому что население земли в цивилизованных странах действительно постарело. Но постарел-то кто? Это основные налогоплательщики и избиратели. Они требуют своего. Дайте нам хорошей жизни в наши 70 лет. Мы уже все отработали, денег у нас много, голосуем мы хорошо. Давайте нам таблетку счастья, чтобы мы жили дольше. Аспирин им не помогает. Поэтому новые практические шаги, лекарственные средства, подходы, могут быть сделаны только на основе принципиально новых открытий в биологии, исследования механизмов молекулярных взаимодействий, более точной диагностики и так далее. Сегодня это еще находится на стадии познания законов природы. А завтра нужен будет тот инженер, который на основе этого сделает таблетку. Поэтому то, чем я занимаюсь – вещь чисто практическая, но практика эта будет реализована лет через 20.
То есть предшествующая интенсификация выпуска лекарств была связана с тем, что накопилась критическая масса теоретических знаний?
Да. За два-три десятка лет до того физика и химия хорошо шагнула вперед. Пошли рентгеноструктурный анализ, полупроводники, тонкое строение кристаллов, решетки, и тут же, через десяток лет, это нашло себя в дизайне химических лекарств. И эти возможности уже исчерпываются, почти исчерпались. Нужны принципиально новые подходы. Один из подходов, как считается сегодня, - это биологические механизмы, чтобы уметь управлять биологическими молекулами. Для этого опять-таки есть все предпосылки сегодня.
Развитие информационных технологий, наверное, в наибольшей степени повлияло и повлияет на развитие биологии. Геном человека – это количество букв генетического кода, которые находятся в клетке. Это 3*109 букв, то есть 3 гигабайта. Эта информация находится в каждом организме, где 1014 клеток. И помножить на 3 гигабайта. Это информационные системы, которые как-то обмениваются. Поэтому информационные системы, которые позволят как-то приблизиться к пониманию того, как работает биологическая информационная система, просто необходимы. Мне кажется, что развитие именно информационных технологий в ближайшем будущем даст возможность биологии тоже активно развиваться.
Какие именно аспекты развития IT вы имеете в виду?
Начиная просто с хранения. Вот чтобы эти 3 гигабайта сохранить, а их же собирают по 100 байт. С перекрытием в 20 байт. Понимаете? Это же колоссальное количество. Один индивидуальный геном десятки терабайт занимает. Если два человека – то два десятка терабайта. Два человека – это ничто. Для того чтобы найти какие-то закономерности, нужно тысячи геномов, то есть тысячи терабайт. А с ними еще работать надо, не просто хранить. Значит, это и хранение, которое должно быть достаточно компактным, и взаимодействие с хранилищем, в также возможность обработки соответствующими алгоритмами. И нам не нужно, чтобы это обрабатывалось годы.
Чтобы сегодня прочитать, отсеквенировать, индивидуальный геном, это стоит порядка трех тысяч долларов. Занимает это сейчас 7 дней. И мы хотим на восьмой или девятый день получить ответ: что болит? Почему мы умрем? А для этого нам нужно всю эту информацию, которую мы за 3 тысячи баксов собрали, обработать и сделать вывод. И эта обработка не должна длиться полгода. Это опять-таки определенные алгоритмы и быстродействие машин. То есть на информационных, вычислительных технологиях нынешнее развитие биологии и основано. Это большие данные.
Что вы считаете своими главными достижениями к настоящему моменту?
Например, сегодня в биологии применяются (хотя сейчас уже меньше) микрочипы, на которых производятся биологические сравнительные эксперименты. Когда я закончил институт и пришел в лабораторию заниматься растениями, то мы были, наверно, первыми в мире, кто сделал подобный чип. Он, правда, был не микро, а очень большого размера (условно говоря, с блюдце). Но мы тогда как раз сделали набор биологических чипов, на которые тоже были нанесены биологические образцы. Потом мы провели определенным видом сравнение биологических образцов, которое позволило нам прийти к тому результату, который мы хотели. И в принципе, вся дальнейшая работа состояла в совершенствовании этой технологии и сведении ее до «микро». У нас тогда было нанесено на каждом «блюдце» по 500 образцов, а сегодня на квадратный сантиметр наносят 10 тысяч – опять-таки потому, что развились сопутствующие технологии. Но принцип анализа биологических образцов, который мы тогда предложили, до сих пор сохраняется в мире и, я думаю, еще долго будет использоваться.
На самом деле, это не столько научное, сколько технологическое достижение. А по части научных, вот пример из последнего: наша лаборатория была первой в мире, кто репрограммировал до плюрипотентного состояния клетки сосудов человека. Именно клетки пупочной вены человека. Почему это тоже интересно и важно? Технология репрограммирования позволяет для каждого получить свои iPS-клетки (индуцированные плюрипотентные стволовые клетки). Чаще всего в этом контексте упоминается кожа. Вот возьмем кожу и из кожи получим клетки. Но ведь наша кожа экспонирована ультрафиолету, химии, стиральным порошкам, каким-нибудь лакам для ногтей, ацетонам и так далее. Понятно, что в ней могут произойти какие-то процессы трансформации, и в результате вместо «лечилки» мы получим какую-нибудь «убивалку».
То есть, если мы говорим о терапевтическом применении, для репрограммирования должны использоваться такие клетки, которые, во-первых, достаточно доступны, чтобы для их получения не надо было разрезать человека. Во-вторых, они должны быть в большом количестве. И в-третьих, это должны быть клетки, никогда не общавшиеся с внешней средой. И собственно клетки пуповинно-плацентарного комплекса, в частности клетки пупочной вены человека, которые мы использовали для репрограммирования, отвечают этим требованиям: их много, они никогда не общались с внешней средой, и они появляются на свет только с рождением ребенка. Они легкодоступны и все равно выбрасываются в помойку. Еще во время репрограммирования обнаружилось много интересных научных деталей, о которых, наверное, не стоит говорить сейчас, потому что это совсем тонкости, но которые достаточно интересны. И наша работа до сих пор хорошо цитируется. На нее даже ссылается в своих работах нобелевский лауреат Синъя.
Ну и, наверное, из организационных достижений удалось организовать в рамках Сколковского института науки и технологии Центр по изучению стволовых клеток. Он не так давно функционирует, всего с 2013 года. Там есть определенные сложности, но важен сам факт создания этого центра. Я пытаюсь сделать то, что когда-то Юрий Михайлович Лужков пытался сделать своей программой: то есть объединить в рамках Центра западных ученых (из Нидерландов, Америки) и российских из Москвы, Новосибирска.
