Проект «5-100» открывает новые перспективы развития биологии

Проект «5-100» открывает новые перспективы развития биологии

16 Декабря 2016 4021

Трофимов О.В..jpg

– Олег Владимирович, направление «биология» – одно из немногих в университете, существующее со дня создания вуза. Сравнивать с тем, что было 86 лет назад, наверное, некорректно. А говорить о сегодняшнем дне биологического образования в ТюмГУ?..

– Прямое сравнение, конечно, некорректно, но пренебрегать историей нельзя – почти за век с момента возникновения биологического образования в Тюмени у нас сложились традиции, сформировались научные школы. Но, чтобы оставаться в тренде, идти в ногу со временем, необходимо соблюдать определенную гармонию, находить баланс между многолетним прошлым и современными векторами развития. А биология сейчас развивается очень динамично. Часто привожу пример: в ведущих журналах естественно-научного направления (таких как Nature, Science) подавляющее большинство статей, до 80 процентов, посвящены исследованиям биологической направленности. И если ХХ век по праву считается веком физики (атомная энергетика, первые лазеры, полупроводники, полеты в космос и т.д.), то текущий, по мнению многих экспертов, – век биологии (геномные технологии, генотерапия и генодиагностика, стволовые клетки и многое другое).

В нашем университете исторически сложившиеся приоритетные направления представляют описательную биологию, исследование биоразнообразия, изучение экологических и эволюционных закономерностей. Сферы молекулярных, субклеточных исследований у нас относительно молоды. Но не развивать их сейчас нельзя, и мы в этом направлении уже достигли определенных успехов.

– Вы отметили, что биология и биологические знания с каждым годом становятся актуальнее, можно, наверное, даже сказать, входят в моду. А еще есть биохимия, биофизика…

– Это общенаучная тенденция. Междисциплинарные исследования составляют значительную долю от общего объема научного поиска. Многие прорывные открытия делаются именно на стыке наук. Биология напрямую взаимодействует с химией, физикой, математикой, информатикой… Современная биология без смежных наук в принципе невозможна.

Еще есть общий тренд в биологии – она спускается на более тонкие уровни организации живой материи. Существует несколько таких уровней: молекулярный, чуть выше – клеточный, далее – органно-тканевой, организменный, популяционно-видовой и т.д. И если раньше активные исследования преимущественно проводились на высоких уровнях организации жизни, то сейчас их все больше проводят на молекулярном и клеточном уровнях. Именно там очень много «белых пятен», много неисследованного.

Большую роль здесь играет прикладной момент. Молекулярные и клеточные исследования эффективно перерастают из фундаментальных в прикладные и, в конечном итоге, приносят практическую пользу человечеству.

Например, в биологии есть понятие апоптоз – запрограммированная клеточная гибель. Считается, что с этим явлением напрямую связаны вопросы старения и продления человеческой жизни. То есть в клетке заложена определенная программа, во многом – генетическая и эпигенетическая, которая запускает механизмы запрограммированной клеточной смерти. Если понять, как она работает (а это исследования механизма, сути явления), то со временем эти фундаментальные знания можно перевести в прикладную сферу, адаптировать к вопросам продления жизни, грубо говоря, изобрести «таблетку от старости».

Подобных примеров можно приводить множество. Сейчас тысячи лабораторий по всему миру очень активно занимаются апоптозом, работают с молекулярными маркерами заболеваний, в том числе онкологических.

– Биологи ТюмГУ этим занимаются?

– Да. Например, мы изучаем лейкоз крупного рогатого скота – ветеринарное заболевание онкологической природы. Нам удалось выявить его генетические и белковые маркеры, разработать новые методы диагностики лейкоза.

Из других современных молекулярных направлений в работе биологов ТюмГУ можно отметить изучение механизмов обратной транскрипции, очень значимой с медико-социальной точки зрения.

Обратная транскрипция – это обязательный этап жизненного цикла узкой группы вирусов, а именно ретровирусов. Например, к ним относятся ВИЧ, некоторые онкогенные вирусы, в частности, вирус т-лейкемии человека (ТЛВЧ).

Здесь также четко прослеживается возможный переход от фундаментальной науки к прикладной, от исследований – непосредственно к инновационным технологиям. Изучая обратную транскрипцию и понимая ее механизмы, можно делать вывод о том, как на эти механизмы влиять, как, например, подавив обратную транскрипцию, замедлить развитие заболевания.

– В университете есть молодое направление подготовки «Биоинженерия и биоинформатика». Какие функции возлагаются на специалистов этой сферы?

– Биоинженерия и биоинформатика хоть и согласуются между собой, имеют определенные связи, фактически это две в достаточной степени разных области. Специалист-биоинформатик должен решать вопросы, связанные с анализом больших объемов биологической информации, в частности, анализом геномов, структурных и функциональных свойств биополимеров (белков и нуклеиновых кислот). Он должен уметь работать с уже имеющимися результатами, извлекать их из баз данных, правильно анализировать, интерпретировать и уметь создавать собственные программные продукты и базы данных для нужд биологии.

У биоинженеров уклон и научный, и образовательный делается в сторону лабораторных исследований, молекулярной биологии и биотехнологии. Основные составляющие этого направления – генетическая, белковая и клеточная инженерия. То есть предполагается владение технологиями конструирования новых живых систем либо глубокой модификации уже существующих.

– Вы имеете в виду ГМО?

Далеко не всегда это связано с продуктами питания (пресловутыми ГМО). Более яркий пример такого биотехнологического процесса – получение лекарственных средств с использованием биоинженерных подходов, например, инсулина или интерферона в клетках микроорганизмов. Таким образом, можно использовать микроорганизмы как фабрики по производству полезных человеку продуктов.

– Ученые Института биологии могут похвалиться достижениями в этом направлении?

– В нашем институте в биотехнологических разработках видное место занимает создание кормовых белковых добавок для сельскохозяйственных животных. Например, мы получили генетически измененную бактерию кишечной палочки – продуцента белка фитазы (фермента, который активно используется в животноводстве). Можем его производить, добавлять в животноводческие премиксы. Это имеет практический выход. Есть и другой пример. При поддержке департамента АПК Тюменской области мы разработали две кормовые белковые добавки на основе дрожжей, которые уже прошли испытания на животных.

Недавно у нас в работе появилось новое очень интересное направление, связанное с производством ксантана (ксантановой камеди). Это полисахарид, который синтезируется клетками бактерий и широко используется в косметической, пищевой промышленности. Однако самая масштабная область его применения – это нефтяная отрасль, где ксантан служит важным компонентом буровых растворов. При этом в нашей стране он практически весь импортный.

– А что над ним работать, если он уже существует? Надо производить…

– Если в общих словах, мы работаем по заказу заинтересованной компании в направлении адаптации технологии производства ксантана к местному сырью, которое в условиях нашего региона в большом количестве производится.

– То есть уже можно говорить, что деятельность биологов ТюмГУ соответствует определению «современный университет», который в том числе активно и масштабно взаимодействует с внешними партнерами? Даже коммерциализация вузовских разработок, о чем совсем недавно говорить считалось неприличным, сегодня является непременной составляющей ведущего вуза…

– Можно. На примере тех же кормовых добавок, диагностики лейкоза. На базе этих проектов мы создали малое инновационное предприятие «Центр молекулярной и клеточной биоинженерии», которое будет заниматься внедрением на рынок наших разработок.

Очень интересны результаты популяционно-генетических исследований Оксаны Николаевны Жигилевой. Ее направление связано с поиском маркеров устойчивости к паразитарным заболеваниям на генетическом уровне. В частности, Оксане Николаевне удалось продемонстрировать, что существуют определенные сегменты ДНК, которые определяют устойчивость отдельных видов рыб к описторхозу. В дальнейшем на основе таких разработок возможно создание в рыбоводческих хозяйствах маточных стад, которые будут невосприимчивы к этому заболеванию.

Вопросами ускорения процесса формирования маточных стад сиговых рыб активно занимается группа исследователей под руководством Александра Германовича Селюкова. Они также планируют создание в следующем году малого инновационного предприятия рыбохозяйственной направленности. Это предусмотрено Дорожной картой по реализации в Институте биологии Программы повышения конкурентоспособности университета среди ведущих мировых научно-образовательных центров (Проект «5-100»).

Наша молодежь также активно участвует в инновационных разработках. В ноябре этого года четверо представителей Института биологии стали победителями конкурса «УМНИК». У всех очень интересные и перспективные инновационные проекты, причем совершенно разной направленности. Эти проекты уже находятся в процессе реализации, некоторые их них стали составной частью деятельности «Центра молекулярной и клеточной биоинженерии».

– Вы уже обмолвились о Проекте «5-100». Участие в нем существенно повлияло на научно-образовательные процессы в Институте биологии?

– Конечно. Заметно повысилась публикационная активность наших сотрудников в высокорейтинговых научных журналах (индексируемых Web of Science, Scopus). Как известно, чтобы попасть на страницы таких изданий, надо предложить действительно что-то новое, актуальное, стоящее. А для этого необходимо предварительно провести большую исследовательскую работу, получить важные экспериментальные результаты. При этом мы планируем и дальнейший рост публикационной активности по мере реализации Программы.

Активизируется сотрудничество института с ведущими учеными по целому ряду направлений. В частности, для преподавания отдельных дисциплин в рамках специальности «Биоинженерия и биоинформатика» будут приглашены специалисты из МГУ. Планируется приглашение видных зарубежных ученых: профессоров E.J. Milner-Gulland из Оксфорда, A. Turner из Университета Лидса (Великобритания), L. Newman из Университета штата Нью-Йорк.

Ведется активная работа по внедрению в образовательный процесс открытых онлайн-курсов (МООК). Уже разработан и используется онлайн-курс «Экологическая паразитология». В ближайшее время планируется создание еще нескольких МООК.

Продолжается интеграция института в международное образовательное пространство. В этом году на первый курс было зачислено 27 иностранных студентов. Со следующего учебного года шесть дисциплин в институте начнут читать на английском языке. Будут открыты новые магистерские программы, в том числе с зарубежными партнерами.

Такие примеры можно продолжать по всем составляющим Дорожной карты Института биологии. Иначе говоря, участие в Проекте «5-100» открыло широкие перспективы развития биологических направлений в университете.

Справка. Трофимов Олег Владимирович – выпускник ТюмГУ. После третьего курса, выдержав серьезный конкурсный отбор, два года проходил специализацию на кафедре молекулярной биологии (филиал МГУ) и работал в Институте белка РАН (г. Пущино – наукоград биологической направленности в Подмосковье). Параллельно продолжал обучение по индивидуальному плану в ТюмГУ. Кандидатскую защищал в Новосибирске, работал ассистентом, старшим преподавателем и доцентом на кафедре экологии и генетики, с 16 декабря – заместитель директора Института биологии ТюмГУ.

 

Источник:

Управление стратегических коммуникаций ТюмГУ

 

 

  

 


Поделиться