Мои родители физики, а не биологи. Зато у моего отца был (и есть) университетский друг ― совершенно замечательный биолог Алексей Туровский, он сейчас, по-моему, главный паразитолог Таллинского зоопарка. Одно из главных воспоминаний моего детства ― это ожидание того, когда же к нам в гости придет Туровский. Он замечательный рассказчик и художник. Для меня он стал тем, что называется role model, и, безусловно, определил мой профессиональный выбор. Это произошло очень рано, мне было лет 6. В России есть популярная детская научная передача «Карманный ученый», ее ведет Илья Колмановский. Алик Туровский в Эстонии много лет ведет похожую детскую передачу «Любознайка» и продолжает «смущать» детские умы. Это очень здорово. Так как я рос в Таллине, у нас всегда было шведское и финское телевидение, и там регулярно показывали различные программы типа Discovery или фильмы Жака Ива Кусто, это тоже повлияло на меня. Брат моей мамы учился в МГУ, и для меня это учреждение прочно ассоциировалось с высоткой на Ленгорах. Картинки башни мне нравились, и я очень рано решил, что пойду учиться в МГУ. Но я настолько ничего не знал про МГУ, что когда я туда наконец поступил, то с большим огорчением узнал, что в башне-то я учиться и не буду.

О российской науке

Советская, а тем более российская биология и биомедицина ― незначительные в мировом масштабе явления, не сравнить с физикой или математикой. Это связано с тем, что бомбы с их помощью не сделаешь, а здоровье населения никого особенно не волнует. Кроме того, имеются негативные «эффекты» типа Лысенко, которые, к сожалению, оказывают очень долгосрочное влияние. Этакое проклятие рода Баскервилей, тяготеющее над нами. Несмотря на это, в 80-х годах, когда я был студентом, в Москве работали очень яркие люди, они и сейчас многие живы, но в большинстве своем работают не в России. Например, Евгений Кунин, крупнейший сейчас биоинформатик и эволюционист. Сейчас в Российской физхимбиологии/биомедицине людей, работающих на среднемировом уровне, можно буквально по пальцам посчитать. И это несмотря на то, что при общении со многими российскими завлабами никакой особой интеллектуальной разницы, в сравнении с европейскими или американскими завлабами, не наблюдается. Просто в развитых странах делать науку в нашей области и получать интересные результаты гораздо легче. Это звучит пафосно, но в России занятие наукой на должном уровне (наукой вообще и биомедициной в частности) ― это непрекращающийся подвиг, потому что условий для продуктивной научной деятельности, к сожалению, нет. А наша область конкурентная, она немножко похожа на спорт, даже хуже. Открытие делается только раз, и второй раз его делать уже не надо, поэтому вторых, а тем более третьих мест не бывает. Надо все время работать, двигаться куда-то в надежде, что найдешь что-то интересное и будешь первым. Само по себе открытие ― это вопрос везения, работы, таланта, потраченного времени. Предсказать его невозможно. Но если ты тратишь большую часть своего времени на вещи, связанные с организацией научного процесса, с добыванием или ожиданием, например, реагента, без которого ты не можешь провести задуманный эксперимент, то можно с уверенностью предсказать, что вероятность получения интересных результатов в твоей лаборатории будет снижена по сравнению с аналогичной лабораторией, где таких проблем нет. В последнее время в развитых странах очень быстрыми темпами создавалась околонаучная инфраструктура, необходимая для обеспечения продуктивной работы в лабораториях. Это и производство и организация продаж научного оборудования, реагентов и расходных материалов, и различные аналитические сервисы, которые работают на условиях аутсорсинга, делают сложные анализы за деньги, и, наконец, система быстрого обмена скоропортящимися биологическими материалами между лабораториями, находящимися в разных городах и странах. Российских ученых это развитие в значительной степени обошло стороной, поэтому мы отделены от вещей, которые необходимы для эффективных занятий современной наукой. Остается радоваться за зарубежных коллег.

О работе в России и США

FAQ: Университетские рейтинги

7 фактов о системе оценок качества международных ВУЗов

Довольно распространено мнение, что безрадостное состояние российской науки вызвано недостаточным финансированием и особенно низкой зарплатой ученых. У меня есть лаборатория в Штатах, там работают русские, и у меня есть лаборатории в России, там тоже работают русские. Они окончили одни и те же университеты ― МГУ или Новосибирский университет. Все лаборатории существуют за счет грантовского финансирования, причем американская лаборатория получает меньше денег, чем русские. Но тем не менее американская лаборатория с точки зрения научной продуктивности, эффективности и вообще интересности выше российских. И мне, конечно, интересно, почему так происходит. Вместе с Олегом Хархординым, ректором Европейского университета, и при поддержке фонда «Династия» мы решили изучить этот вопрос. Его студентка-социолог Аня Артюшина под видом, кажется, лаборантки посетила американскую и российские лаборатории и изучила их жизнь «изнутри». Конечно, она нашла ряд тривиальных вещей: в американской лаборатории работают больше, раньше на работу приходят, меньше отвлекаются. Кроме того, более остро ощущается конкуренция ― как внутри лаборатории, так и с внешними группами. Но главное отличие было не в этом. По результатам исследования ею была опубликована статья под названием «Сетевой узел как новая форма организации научно-исследовательской деятельности», из которой следует, что американская лаборатория должна рассматриваться не сама по себе, а в системе связей с другими лабораториями по всему миру. И в тех случаях, когда у нас возникает идея или начинается какой-то проект и не хватает чего-то для его исполнения, а это почти всегда так, ресурсы всех участников сети для нас доступны. География этой сети огромная: от Австралии и Японии до Израиля, Европы и США. Российских лабораторий в нашей сети нет. Лаборатории, элементы сети, становятся фактически вспомогательными, но абсолютно необходимыми элементами для решения нашей задачи, они дают какие-то компетенции, доступ к приборам, уникальным реагентам или штаммам и так далее. И делается это не из-за денег, а из интереса. С другой стороны, мы сами выступаем в таком же качестве по отношению к другим лабораториям, к их проектам. Хотя во главу угла ставится научный интерес, в конце концов при завершении проекта и публикации статей вклад всех участников учитывается в виде авторства, что помогает при получении грантов для проведения дальнейших исследований. Но при этом потери контроля не происходит: проекты, инициированные в нашей лаборатории, остаются нашими, а когда мы помогаем другим, мы точно знаем, что это их, а не наш проект.

В отличие от диспергированных и в общем бесконечных западных лабораторий, российские лаборатории, как выяснилось из исследования Ани, похожи на Курчатовский институт в миниатюре. Если я хочу сделать лабораторию в России, я смотрю вокруг себя, вижу, что все скверно и ужасно, меняю дверь на входе, вставляю замок, а потом пытаюсь затащить в эту лабораторию все оборудование, которое мне нужно или может быть нужно. Потом я набираю людей, которые должны уметь этим оборудованием пользоваться, а их, скорее всего, нет. То есть я не становлюсь узлом сети, а пытаюсь создать удельное княжество. Проблема в том, что я не знаю, какие исследования, какие компетенции, какие приборы мне потребуются завтра, поэтому ни я, ни кто-либо другой никогда не сможем все, как хомяки, притащить к себе и обеспечить себя на всю оставшуюся жизнь. Даже если я сделал правильный выбор приборов, эффективность их использования будет невысока. Кроме того, так как научный прогресс в значительной степени зависит от технологий, а технологии производятся не здесь, а на Западе, то, даже если я соберу все дорогие железяки и игрушки, которые мне нужны, через год или два они устареют, появятся новые, и мне опять надо будет начинать все сначала. Это дорого и неэффективно.
В общем, из всего этого анализа следует, что проблема не в деньгах, не в мозгах, а в организации процесса. Научная сеть развитых стран ― это открытая система. Для входа в нее не требуется платы, входной билет ― это ваш научный интерес и то, чтобы вы были интересны другим участникам и чтобы сотрудничать с вами было удобно. К сожалению, существующие на сегодняшний день в нашей стране правила делают практически невозможным обмен биологическими материалами, все приходится делать из-под полы. И если я вдруг здесь обнаружил что-то интересное, я не могу послать недоделанную заготовку кому-то, кто лучше всех в мире может это еще как-то изучить. И, наоборот, послать что-то нам тоже очень сложно: никто не хочет связываться. Я могу, конечно, и в кармане вывезти, что, собственно говоря, и делаю. Но рассчитывать, что все так будут поступать, вряд ли стоит.

О научной деятельности лабораторий

Коэволюция человека и бактерий

Микробиолог Константин Северинов о генетическом полиморфизме, о филогении бактерий и антропологической микробиологии

У меня две лаборатории в академических институтах в Москве, есть американская лаборатория, есть питерская в Политехе по мегагранту и сколтеховская. Их можно рассматривать как отдельные какие-то структуры, но то, что я считаю их «своими», означает, что я задаю общее направление работ, поэтому в них занимаются тем, что мне самому интересно. Есть несколько больших вопросов, которые нам любопытны. Во-первых, нам интересно, как работают гены бактерий и как регулируется их работа при изменении внеклеточных и внутриклеточных условий. Так же, как у нас самих, у бактерий очень много генов ― тысячи. И далеко не все гены работают одновременно: некоторые выключены, некоторые включены, а некоторые включаются только тогда, когда «надо». Кроме того, не все гены работают с одинаковой силой. В целом создается впечатление очень разумного устройства бактериальной клетки. Выясняется, что есть масса различных механизмов, которые обеспечивают «правильный» уровень генной активности. Мы это изучаем на молекулярном уровне: как передается сигнал из внешней среды на внутриклеточную машину, которая ответственна за то, чтобы включить ген в нужное время.
Второй вопрос, который мы изучаем, связан с коэволюцией бактерий и их вирусов. Мы клянем всяких паразитов, вызывающих болезни у нас, но жизнь бактерий в этом смысле еще тяжелее, потому что количество паразитов, которые есть у них, огромно. На нашей планете существует порядка 1030 вирусов бактерий, это очень много. И если представить, что эти вирусы бактерий были бы размером с божью коровку, то Земля была бы покрыта слоем копошащихся божьих коровок, уходящим далеко за спутники. В целом на каждую бактериальную клетку на планете приходится около десяти вирусов, которые могли бы эту клетку убить. Но тем не менее бактерии существуют и процветают, так же как и их вирусы. Никто не умирает, по крайней мере, совсем, ведь победа, например, вирусов была бы и их смертью, потому что они бы уничтожили все бактерии, которые они заражают. С точки зрения бактерий и вирусов эволюция ― это нескончаемая гонка вооружений. Вирус «изобретает» какую-то штучку, которая позволяет ему более эффективно убивать бактерии. Большинство бактерий гибнет, но отбираются бактерии, которые устойчивы к вирусу, и они стремительно размножаются. Вирус, чтобы выжить, «вынужден» изобрести новое приспособление для заражения устойчивых клеток. И так без конца. Мне интересны молекулярные механизмы, с помощью которых вирусы пытаются победить бактерию, а бактерия борется с вирусами. Это большая тема, там много очень разных направлений, ведь в ходе эволюции находятся самые разные решения этой проблемы, годится все, лишь бы оно работало (а того, что не работает, нет больше, оно не выжило).
Последняя интересная нам тема связана с отношениями, в которые вступают бактерий между собой. В природе бактерии существуют, как правило, не в чистых культурах, а в сложных сообществах. Например, в нашем с вами пищеварительном тракте находится огромное количество самых разнообразных бактерий, которые вместе образуют крайне важный для нас орган ― кишечный микробиом. Сосуществование бактерий микробиома предполагает, что каждый занимает там свою определенную нишу и присутствует в определенных количествах. И, по крайней мере, в норме никто не пытается захватить всю «поляну», вернее, есть механизмы, которые этому препятствуют. Бактерии «договариваются» друг с другом с помощью химических сигналов. Такие химические сигналы ― вещества, выделяемые одной бактерией, ― могут стимулировать рост одних бактерий и подавлять рост других. Обычно подавляют. И эти химические сигналы, эти молекулы и есть антибиотики, то, что с середины XX века используется для лечения бактериальных инфекций. Нам интересны такие вопросы, как, например, «Почему бактерии решают начинать производить антибиотик лишь на определенной стадии роста?», «Как антибиотик действует на другие бактерии?», «Почему клетка, которая производит антибиотик, от него не умирает?». Похожие вопросы задают многие исследователи, изучающие антибиотики, но так как эти вещества крайне разнообразны, то общих ответов нет, и изучать отдельные молекулы или их классы интересно, потому что всегда находишь что-то неожиданное и интересное.

О прикладном значении исследований

5 книг о генетике

Что читать о молекулярной и экспериментальной биологии, рекомендует доктор биологических наук Константин Северинов

Мы работаем, потому что нам интересно. С другой стороны, наши исследования на самом деле дорого стоят, а сотрудники должны получать зарплату. Значит, за нашу работу кто-то должен заплатить, и, следовательно, мы должны доказать, что наша деятельность в принципе полезна. Например, мои исследования в США по изучению регуляции экспрессии генов у бактерий финансируются федеральной организацией под названием «Национальные институты здоровья» (NIH). Это крупнейшая организация, которая тратит в год более 30 миллиардов долларов американских налогоплательщиков на различного рода исследования. По закону эти деньги даются для проведения работ, имеющих своей целью улучшение здоровья американского народа. Всякий раз, когда я составляю заявку на грант NIH, я пишу, что изучать гены важно, потому что, когда гены плохо работают, могут быть всякие страшные болезни. Это правда. Однако изучать, как гены работают в человеке, крайне неудобно. Но так как вся жизнь едина и произошла из общего корня, то, пишу я, давайте мы будем изучать бактерию, потому что она до некоторой степени маленький человечек. И то, что мы в этой бактерии обнаружим, наверное, будет иметь отношение к людям. Это, в принципе, правда, но никакого практического выхода здесь нет, да с нас его и не просят.
За всю свою научную жизнь я ничего полезного для какой-нибудь компании не сделал: и никакого лекарства не создал, и ничего не продал. С другой стороны, мы изучили некоторое количество новых антибактериальных веществ, о существовании которых до нас никто не знал. Считайте, что нам не повезло, и эти вещества не стали лекарственным средством. Ведь, чтобы стать лекарством, молекуле недостаточно обладать антибактериальным действием. Она должна быть нетоксичной для пациента, стабильной, дешевой и так далее. Мы ничем этим не занимаемся, и вещества, с которыми мы работаем, скорее всего, не подходят в качестве лекарства по одному или многим из этих параметров. С другой стороны, исключить, что следующее из веществ, которое мы собираемся изучать, не будет обладать такими свойствами, нельзя. Типичная лотерея. Пример пенициллина, случайно открытого Флемингом, прекрасно показывает, как велика роль случая и везения в поисковых исследованиях. Ведь мы изучаем то, что изначально неизвестно, и, следовательно, результат непредсказуем. Как только кто-то начинает говорить, что «я через три года сделаю лекарство от рака, а через пять лет ― терапию на основании стволовых клеток», это означает ровно одно: говорящий или жулик, который врет сознательно, чтоб деньги получить, или же дурак, верящий в то, что говорит. Но так как даже дурак хочет получить деньги на свои исследования, то он все равно жулик.

О качествах ученого-биолога

Мне кажется, чтобы заниматься фундаментальными биологическими исследованиями, прежде всего необходим искренний интерес, важно действительно хотеть понять, как устроена жизнь или какой-либо ее маленький кусочек. Очень важно иметь хорошее широкое образование. Я окончил биофак МГУ, кафедру молекулярной биологии, и считаю, что мне очень повезло и я получил прекрасное образование, хотя процесс обучения далеко не всегда происходил собственно в университете.
В биологии нет общих законов, там все case by case. Чем больше ты можешь удержать у себя в голове и чем больше связей ты можешь обнаружить или знать, где посмотреть про них, тем лучше. В этом отношении меня восхищают биоинформатики, хотя у них широта иногда идет в ущерб глубине и деталям. Безусловным требованием для успешной карьеры в биологии является знание английского языка, умение на нем говорить и писать. Очень важно уметь общаться с коллегами, доносить до них свои результаты и уметь воспринимать их данные. Ведь именно в ходе общения могут возникать неожиданные идеи, которые потом надолго определяют направления твоей работы. Когда ты молодой, очень важно уметь хорошо работать руками. То есть можно быть замечательным и умным, но если у тебя из рук все валится, то в лаборатории будет тяжело. Как правило, те люди, у которых из рук все валится, но они умные, становятся хорошими биоинформатиками. Но все равно, главное, должно быть интересно. Если вы придете в лабораторию и будете смотреть, что там люди делают, то собственно работой это времяпрепровождение назвать будет трудно. Они там болтают друг с другом, чай попьют, потом они, как любят в телевизоре показывать, перельют какую-нибудь жидкость из большого флакона в несколько маленьких. Правда, в телевизоре обычно показывают переливание жидкостей какого-нибудь ядовитого цвета, а у нас они бесцветные, но иногда дурно пахнущие. Потом еще какие-то действия произведут, которые нормальному человеку покажутся странными. А затем они начнут смотреть на что-то, на чашку Петри например, и страшно радоваться, тыкать в нее пальцем и другим показывать. В общем, сумасшедший дом. Но они все это делают не из-за того, что получают большие деньги, потому что больших денег здесь не получишь, не из-за того, что они хотят излечить мир от какой-то страшной болезни, потому что нет никакой гарантии, что тебе повезет, а из-за того, им это просто нравится и им интересно, ведь из результатов этих переливаний получаем новое знание об окружающем мире.

О биоинформатике

ScienceHub #03: Синтетическая микробиология

Микробиолог Константин Северинов о том, что нас ждет в будущем благодаря современным исследованиям в микробиологии, биоинформатике и геномике

За последние лет 15-20 вся наша наука сильно переменилась. Мы все генетические программы, которые записаны на языке ДНК. Длинные-длинные тексты из четырёх букв. И все эти тексты возникли из одного корня ― генетического текста, которым обладал последний общий предок всего живого. Многообразие жизни, которое окружает нас, ― результат ошибок и неточностей, произошедших в ходе копирования исходного текста. Представьте себе, что был сначала том «Войны и мира», потом его переписали несколько раз, копии также переписывали, пока не возникли миллиарды копий «Войны и мира», но они уже стали совсем другими, потому что писцы делали ошибки. Появились какие-то чужеродные страницы. А некоторые страницы потерялись. Но, так как все равно процесс пошел от одного оригинала, можно попытаться понять существующее многообразие или связи между имеющимися копями, выискивая эти опечатки и изучая их распределения. А можно, например, пытаться связать наличие определенных опечаток с измененными свойствами (смыслами в случае «Войны и мира»). Геномика дает нам все большее количество генетических текстов. И та биология, которой меня учили, то, что называется «мокрой» биологией, которую делают за лабораторным столом, переливая жидкости, фактически бессильна перед этой лавиной данных. И здесь нужны другие люди, которые могут работать с гигантскими объемами данных, сравнивать генетические тексты и делать нетривиальные предсказания о функции для текстов, которые очень мало похожи друг на друга. И эти биоинформатические предсказания становятся отправной точкой, гипотезой, которую требуется проверить. А это уже можем проверить мы, «мокрые» биологи, и это тоже интересно.

Константин Северинов

доктор биологических наук, заведующий лабораторией регуляции экспрессии генов элементов прокариот Института молекулярной генетики РАН, заведующий лабораторией молекулярной генетики микроорганизмов Института биологии гена РАН, профессор Университета Ратгерса (США), профессор института Сколково