«Клетки не перестают меня удивлять»

Этот прибор по-прежнему присутствует в нашей работе, хотя, конечно, современные методы наблюдения выходят далеко за пределы классического микроскопа и чашки Петри. Сегодня наша деятельность предполагает, прежде всего, физико-химические методы изучения материалов. Для моих проектов, пожалуй, самый важный прибор ‒ амплификатор. С его помощью в присутствии специальных ферментов можно нагревать молекулы ДНК до разных температур. Таким образом, их количество увеличивается в миллионы раз, и мы в пробирке измеряем их содержание с высочайшей точностью.

Мы изучаем молекулярные и клеточные механизмы развития заболеваний, проводим эксперименты на клетках сердца — кардиомиоцитах. Представьте, в микроскопической клетке размером всего 50 микрометров (одной двадцатой миллиметра) происходит невероятное количество процессов, за которыми мы наблюдаем. С помощью современного оборудования можно измерить, например, электрическое напряжение на клеточной мембране, определить активность того или иного гена, последовательность участка ДНК, расположение в клетке отдельных молекул.

С помощью биопсии у пациентов клиники берётся, например, жировая ткань или кусочек кожи, из которых выделяются клетки. Они затем сажаются на чашку Петри. Там в специальных условиях они растут, делятся, и их количество достигает определённой величины. Если в текущий момент никаких экспериментов не планируется, мы замораживаем клетки в жидком азоте. Там они хранятся неограниченно долгое время.

Сначала клетки кожи или жировой ткани мы перепрограммируем в колонии стволовых клеток, потом превращаем их в кардиомиоциты, сокращающиеся клетки сердца. Если пациент являлся носителем мутации, поломки в каком-либо гене, эта поломка сохраняется во всех полученных клетках. Их мы и исследуем, выясняем, на каком этапе произошёл сбой, и каким образом он повлиял на развитие кардиологического заболевания. Чем яснее мы разглядим механизмы возникновения поломки, тем эффективнее можно с ней бороться, создавая наиболее действенные лекарства.

Мне понадобилось пять лет, чтобы овладеть технологией клеточных превращений. Это удивительное зрелище — наблюдать за перепрограммированием клеток. Впервые этот процесс я наблюдал в Германии, в лаборатории Медицинского университета, где проходил стажировку, ещё будучи студентом магистратуры. Спустя несколько месяцев подобный результат удалось повторить уже в России. Помню, тогда все сотрудники собрались, чтобы в микроскоп посмотреть на полученные сокращающиеся кардиомиоциты.

Конечно. Нам важно получить необычный результат своих наблюдений. В моём случае он представляет собой набор числовых значений на компьютере. Проанализировав их, можно понять, каким образом мутация вовлечена в развитие болезни.

В детстве мы часто выезжали с родителями на природу. Собирая грибы и ягоды, я наблюдал за растительным и животным миром и думал, насколько интересно устроены живые организмы. Мне хотелось понять, как они «работают». Наверно, интерес к природе и стал для меня главным толчком к познанию. Неудивительно, что моими любимыми предметам в школе были естественные науки: физика, химия и, конечно, биология. Особенно я полюбил генетику — науку, где биология сочетается с элементами математики.

Я мог стать и физиком. Ещё в феврале, по результатам олимпиады, поступил в Политех на физико-технический факультет, но решил, что этот вариант сделать своеобразным «запасным аэродромом». Биология привлекала меня больше, и я решил подать документы на биофак университета. На вступительных по биологии получил пятёрку. Мне попался вопрос с подвохом: надо было рассказать о конкуренции пингвинов и белых медведей, которые в природе друг с другом не встречаются. Правда, химию я сдал на тройку. К счастью, восьми баллов оказалось достаточно для поступления.

Первые два курса учиться особенно трудно, ведь в это время ты получаешь огромное количество базовых знаний. Учить надо всё: ботанику, зоологию, анатомию человека, эмбриологию, генетику, органическую и неорганическую химию, физику, высшую математику и разнообразные гуманитарные дисциплины. Объём информации получаешь огромный, но в этом и огромный плюс — быстрее приходит понимание, в какой области хочешь применить свои силы. В любом случае, на третьем курсе, к началу специализации, я уже понимал: меня интересует всё, что связано с молекулярной биологией.

Практически все. Например, сейчас мы осваиваем новое оборудование для измерения клеточного дыхания, работа которого основана на базовых принципах электронтранспортной цепи митохондрий. На эту тему в университете было прочитано множество лекций. К нам в лабораторию приходят студенты из разных мест, но выпускники биофака выделяются среди них за счет серьёзного уровня подготовки и широкого спектра знаний.

Считается, что поменять кафедру не сложно. Гораздо труднее найти лабораторию, которая тебе по душе. Мне в этом плане повезло. Знакомая пригласила меня в лабораторию молекулярной кардиологии. Когда я оказался здесь первый раз, меня поразило большое количество молодых сотрудников, которые работали так профессионально, что их знаниям и умениям можно было только позавидовать. Если добавить к этому, что лаборатория отлично оснащена, в ней решаются самые разнообразные научные задачи, то мой выбор очевиден. Здесь я защитил магистерский диплом и работаю уже пять лет.

В апреле я защищаю кандидатскую, которую готовил четыре года. Она посвящена теме аритмогенной кардиомиопатии — заболевания, при котором участки сердечной мышцы замещаются жировой тканью.

Когда я был старшеклассником, то плохо представлял, что происходит за дверями лаборатории. Сейчас возможностей больше. Можно самому посетить лабораторию ‒ познакомиться со спецификой научной деятельности. Можно читать научно-популярные статьи на интересующую тему. Я бы посоветовал старшеклассникам знакомиться с материалами двух сайтов biomolecula.ru или elementy.ru. Мне кажется, эти источники доступным языком рассказывают о развитии текущей науки и о труде современных учёных.

С помощью новейших приборов и технологий мы научились получать огромное число новых данных, например, можем даже прочитать полный геном клетки. Только полученные данные нельзя проанализировать без специальных программ и алгоритмов. Это можно сделать только с помощью биоинформатики. Без неё наука не может двинуться дальше. Так что сегодня биоинформатики особенно востребованы.

Мне интересно планировать эксперимент от начала до конца: самому поставить его, получить данные и их проанализировать. Так что моё место - в лаборатории.

Да, и большое. При том, что работа у меня творческая, она довольно непредсказуемая. Именно это и увлекает.

Конечно. Клетки не перестают меня удивлять.