http://www.ras.ru/digest/showdnews.aspx?id=312581f4-955a-4410-8020-31520679a8cc&print=1© 2024 Российская академия наук
Над этой установкой вот уже несколько лет творит и трудится аспирант, выпускник кафедры биофизики физико-механического факультета (ныне переформирован в Институт нанотехнологий и телекоммуникаций), а также обладатель гранта РФФИ Антон Сабанцев, поэтому руководитель института Михаил Ходорковский предлагает мне именно его подробно расспросить о работе с пинцетом. Назвав моего собеседника Антониусом, Михаил отвлекает его от разговора, и я успеваю осмотреться. Просторное помещение научного центра с высокими потолками больше напоминает заводской цех: кое-где по потолку и стенам ползут трубы, научное оборудование отделяют друг от друга перегородки. Здесь же – холодильники с реактивами, компьютеры, обслуживающие оборудование... и наш стол. «Это гидрокорпус», – возвращается ко мне Антон, и мы начинаем нашу долгую беседу о том, почему институт биотехнологий в петербургском Политехе напоминает оазис, а занятие наукой в России – это роскошь, как изучить самую маленькую в мире бактерию и каковы признаки мракобесия в российском обществе.
О своей деятельности Антон говорит просто: «Выступаю тут в роли клея». «А я предложил бы роль дупла, – вновь, почти не улыбаясь, комментирует нас Северинов. – Как в школьном сочинении про общение Маши и Дубровского».
Кого с кем ты «склеиваешь» в этих стенах?
– Я выступаю здесь как некое связующее звено, потому что я биофизик: с одной стороны, могу общаться почти на одном языке с физиками, а с другой, имею достаточно неплохое представление о биологии. Дело в том, что в использовании оптического пинцета просто необходимо сочетание компетенций из области физики, оптики, биологии и даже программирования. Неслучайно мы достаточно долго осваивали хитрую методику работы с оборудованием – почти два года. И без этого мы не смогли бы наконец приступить к нашим научным задачам.
Тот самый оптический «пинцет», с помощью которого Антон занимается, например, изучением цитоскелета одной из самых маленьких в мире бактерий
Оптический, или лазерный, пинцет: это название передаёт смысл прибора?
– На самом деле наиболее точная аналогия – это не пинцет, а микроскопический динамометр, поскольку благодаря ему при помощи хорошо сфокусированного лазерного излучения можно не только манипулировать микроскопическими объектами, но и измерять силы, которые на них действуют, с чрезвычайно высокой точностью – до 10–13 ньютонов. Этого достаточно, чтобы измерить силы, которые развивают одиночные биологические молекулы – например, моторные белки.
Вообще метод «оптического пинцета» придуман больше 40 лет назад, но с ним не так-то просто работать, поэтому такие приборы не очень широко распространены. Наш пинцет – это установка, в которой возможности современного оптического микроскопа (в том числе флуоресцентного) сочетаются с оптическим захватом. Кроме того, мы освоили новый тип флуоресцентной микроскопии, который позволяет преодолеть дифракционный предел разрешения микроскопа, составляющий около половины длины волны, – то есть несколько сот нанометров. Долгое время считалось, что дифракционный предел – этакая глухая «стена», однако оказалось, что при помощи различных ухищрений её можно просто обойти. За последние лет 10 появились и активно развиваются новые методы флуоресцентной микроскопии, позволяющие получить разрешение на порядок выше: около 20–30 нанометров. Чем выше разрешение, тем глубже можно заглянуть в структуру биологических объектов, поэтому меня эта тема очень заинтересовала в своё время – и я этим занялся.
Работа с современным микроскопом и оптическим «пинцетом» происходит за компьютером и, как считает Антон, чем-то напоминает аркадные игры
Какова твоя основная функция в работе с пинцетом?
– Основная моя работа связана с субдифракционной микроскопией. Что касается оптического пинцета, на мне – поддержание инструментария: я настраиваю микроскоп вместе с коллегами, пишу для него разнообразные программы, которые управляют записью и обрабатывают данные, в одном проекте выращиваю клетки и вместе со студентами провожу опыты над ними.
В своём выступлении на Неделе науки в Политехе как раз Константин Северинов рассказывал, чем отличается американская лаборатория от здешней: она может быть беднее с точки зрения оборудования, но зато у неё хорошо выстроены отношения с другими лабораториями. Оттого и наука идёт лучше. Ты согласен?
– Научный мир – это сложный организм, и нужно время, чтобы сформировалась правильная экосистема. Я сам провёл в Штатах несколько месяцев, когда учился работать с оптическим пинцетом. Первое, что мне бросилось в глаза, – это организация: сотрудничество лабораторий, очень простая закупка реактивов, доступ к университетским центрам, где учёным всегда готовы помочь инженеры. Если тебе нужно выточить какую-то детальку или сделать в предметном стекле много дырок и углубление, эта задача легко решается.
В наших стенах мы создали оазис, где нам хорошо. У нас классная смесь биофизического и оптического инструментария, а теперь появилась и полноценная биологическая лаборатория – с клеточными культурами и микробиологией. С огромным трудом и против всех возможных течений образовалась и наша команда, которая умеет делать практически всё. Но беспрерывный «челлендж» тормозит достижение главной цели. То, что за рубежом наука идёт лучше, очевидно: уже хотя бы из-за логистики, ведь мы не можем быстро закупать реактивы.
У нас классная смесь биофизического и оптического инструментария, а теперь появилась и полноценная биологическая лаборатория – с клеточными культурами и микробиологией», – говорит Антон. Один из его коллег готовит образцы
Об этом говорится уже много лет…
– Но при этом ничего не делается. Это удручающий факт. Я занимаюсь наукой уже почти шесть лет и всё это время слышу разговоры о том, что реактивы – это колоссальный тормоз биологической науки. Но всё, как и прежде: то, что в Америке приходит за пару дней, у нас приходится ждать три-четыре месяца. Буквально сегодня, после всех этих процедур, я получил от поставщиков неправильные антитела, а это значит, что правильные будут ещё через месяцы.
Это катастрофично?
– Мой эксперимент затягивается, и вот из-за таких ситуаций трудно конкурировать с зарубежной наукой. Те эксперименты, которые мы делаем, длинные и сложные. Сначала – долгая процедура подготовки биологического образца, когда необходимо построить генетические конструкции, сделать генномодифицированные бактерии, выделить белки… То, что теперь всё это делается здесь, – большое достижение, я думаю, Михаила Алексеевича (Ходорковского. – Ред.) лично. Вначале мы пытались работать с биологами – чтобы они готовили что-то у себя и затем приносили нам. Но оказалось, что это не очень эффективно. Как я понимаю, за рубежом идеология зачастую примерно такая: желательно, чтобы один человек проводил весь эксперимент от начала до конца. Условно говоря, «сварил» белок, подготовил образец, пошёл на прибор, получил результаты и самостоятельно их обработал. Со сложными приборами и заковыристыми экспериментами это трудно, но мы близко к этому подошли.
Образцы, готовые к работе с «пинцетом»: молекулы и специальные полимерные шарики направляются по четырём каналам
Я слышала, ты получил персональный грант РФФИ. На какие исследования?
– По программе «Мой первый грант» мы выполняем нашу первую научную задачу, связанную с субдифракционной микроскопией. Грант направлен на изучение цитоскелета одной из самых маленьких бактерий в мире, микоплазмы, – по сути, практически самого маленького живого организма. Мы пытаемся выяснить, какие структуры формирует в ней белок, который у других бактерий выполняет при делении роль некоего каркаса: он образует кольцо там, где клетки делятся пополам. Микоплазмы растятся в Институте цитологии РАН: молодой кандидат наук и микробиолог по имени Иннокентий Вишняков – мы с ним совместно получили этот грант – выращивает эти клетки, аккуратно их убивает и даёт нам. Мы же их уже здесь обрабатываем, красим и смотрим. Это чисто фундаментальная задача: мы станем больше понимать, как клетки делятся и каковы основы структуры клетки. Ну а практической цели в близкой перспективе нет.
Этого гранта хватает на полноценное исследование?
– Грант РФФИ – это как премия к зарплате. Надбавка, которая может простимулировать самого учёного, но не обеспечить его реактивами и оборудованием. С такого гранта невозможно даже закупить жидкий гелий и жидкий азот для сверхпроводящих магнитов в ЯМР-спектрометре и в масс-спектрометре ион-циклотронного резонанса. Это делается на другие гранты, которые требуют от нас отчётов на сотни страниц, огромного количества слов о коммерциализации, проведения патентных исследований... Но другого источника денег, который мог бы обеспечить функционирование оборудования, не найти, потому что поддержка лазерного пинцета стоит больше миллиона в год, а средний грант РФФИ – это около 300–400 тысяч.
Ты осознанно шёл в науку, в биофизику?
– Я в школе очень любил физику, математику и не любил биологию, после курсов ботаники, зоологии и тому подобных мне казалось, что биология не может по-настоящему разобраться в том, как устроены живые организмы. Но моё отношение радикально изменилось, когда в 10 классе у нас началась общая биология, где нам рассказывали о современных достижениях этой науки. Я понял тогда, что современная молекулярная биология – это, по сути, физика живых систем, и у учёных сейчас есть возможность проникнуть в самые сокровенные тайны живого. Так я понял, что хочу заниматься биофизикой, оставалось решить, куда ехать учится. Хотя Москва в разы ближе к моему родному городу Рыбинску, мне с детства куда больше нравился более спокойный Петербург. А когда я прочитал в биографии моего любимого на тот момент писателя Ника Перумова, что он учился на кафедре биофизики СПбГПУ, я точно знал, куда буду поступать.
В институт нанобиотехнологий ты попал тоже неслучайно?
– Как раз наоборот. Сюда позвали моего одногруппника и друга – Павла Афанасьева. Мы делали с ним бакалаврские в Институте цитологии, и он планировал менять место работы. Позвал меня за компанию пообщаться с возможным научным руководителем по магистерской диссертации – Михаилом Алексеевичем. Тогда центр только создавался, но нас обоих эта работа заинтересовала, и мы перешли сюда вместе. Сейчас Павел уже работает в Голландии – занимается электронной микроскопией.
А ты решил остаться здесь?
– Я здесь по семейным обстоятельствам. Если бы я мог представить себе жизнь в другой стране без своих родителей и близких, я бы уже был там. У нас ситуация проста: человека не надо спрашивать, почему он уезжает; его надо спрашивать, почему он остаётся. За рубежом, например, не комильфо оставаться на том же месте после окончания вуза или получения степени PhD. Проблема в том, что люди уходят от нас, но к нам практически никто не приходит. В Европе и США эти потоки уравновешивают друг друга. В России же, увы, любой человек науки вынужден признать, что возможностей для самореализации за рубежом у него намного больше.
Один коллега из большого университета (СПбГУ) как-то сказал очень правильную вещь: занятие наукой в России сейчас – это роскошь. Учёные нигде не получают слишком много, но за рубежом это хотя бы средний класс.
Быть учёным в России не слишком престижно, ты чувствуешь это?
– У меня такое ощущение, что в России отношение к науке вообще и знаниям в целом существенно хуже, чем среднемировое. Западная цивилизация в большей степени питает некий пиетет к учёным, инженерам и вообще людям, работа которых связана со знаниями. В нашей же стране буквально процветает мракобесие – мистика, идеология, суеверие, на государственных каналах может совершенно спокойно выступать, например, астролог. Разве не это наилучшим образом отражает отношение к научному знанию?