О поиске себя в науке

Расскажите, пожалуйста, немного о своем образовании. Где вы учились до ИТМО?

В 2010 году я закончила специалитет Биологического факультета МГУ. Уже с 4 курса я работала в лаборатории на кафедре вирусологии, через три года защитила кандидатскую диссертацию. После защиты продолжала работать на кафедре и была экспериментальным биологом, занималась генной инженерией, биотехнологией и молекулярной биологией, создавала «новые» вирусы и на их основе вакцинные препараты. То есть занималась, как называют биоинформатики, «мокрой биологией».

В 2014 году меня пригласили на стажировку, а впоследствии — на постдок в Шотландию, где я работала в одном из самых крупных институтов в области растительной биологии, James Hutton Institute в городе Данди. Через три года вернулась домой, в Москву, и почувствовала, что нужно что-то менять.

Почему вы так решили?

Я 10 лет занималась одной, достаточно узкой специальностью: растительной вирусологией, биотехнологией вирусов, производством наночастиц и вакцин нового поколения (сейчас это чрезвычайно актуальная тема). Я определенно почувствовала, что мне нужно развиваться, найти новое дыхание в науке.

К этому времени вполне сформировалось понимание, что мир биологии огромный и разнообразный, появилась потребность взглянуть на него шире. В настоящее время накопилось очень много фактических знаний, а какой-то целостной, системной картины мы пока не видим. И в работе у меня достаточно часто возникало чувство неудовлетворенности в отсутствии возможности систематичного, глубокого анализа, к чему меня, собственно, всегда тянуло.

Поиск нового направления не был простым — я пробовала себя в фарминдустрии, работая в крупной фармакологической компании в Москве в отделе R&D, где занималась контролем качества GMP-производства различных препаратов. Но именно этот опыт работы в фарме окончательно показал, что работа в фундаментальной науке составляет для меня настоящий интерес.

Источник: shutterstock.com
Источник: shutterstock.com

Как вы стали заниматься биоинформатикой?

Думаю, что это случайность, но это именно то, что обязательно должно было случиться. В Шотландии мой коллега, наверное, видя мой научный интерес, спросил, не хочу ли я заняться биоинформатикой. Если быть совсем честной, тогда я имела очень поверхностное представление о биоинформатике, но уже вернувшись в Москву, стала интересоваться этим направлением.

Сначала мне удалось найти онлайн-курсы биоинформатики от СПбГУ, на которых я начала самостоятельно заниматься. Меня это очень увлекло и вскоре я поняла ― вот что мне нужно! Систематизация, всевозможный анализ данных, компьютерное моделирование, прогнозирование, и еще много чего очень интересного!

Изучали ли вы математику и статистику до этого?

Я, как и все, изучала высшую математику, математические методы в биологии в рамках курса биологического факультета МГУ. Это я сейчас понимаю, почему в МГУ профилирующим предметом, который мне пришлось сдавать в своё время при поступлении даже на биофак, являлась математика. А тогда, занимаясь самостоятельно на курсах по биоинформатике, вполне осознала, что мне нужно серьезное, фундаментальное образование в этом направлении, и начала искать подходящую программу.

Источник: shutterstock.com
Источник: shutterstock.com

Какие варианты вы рассматривали?

Я уже была кандидатом наук и вполне сложившимся специалистом, и нужно было на мою биологическую базу наложить новые знания биоинформатики. Учиться еще 5 лет на специалитете или в аспирантуре я не хотела, поэтому факультет биоинформатики МГУ мне не подошел.

В Институте биоинформатики в Санкт-Петербурге были только курсы повышения квалификации. В Москве я также не нашла программы именно для биологов. Поиск необходимого учебного заведения был далеко не прост ― были минуты и разочарования, и горечь. Но не искать я уже не могла, и вскоре обнаружила объявление о новой программе магистратуры в ИТМО — как я была этому рада! Это, наконец, было то, что я искала — полноценное высшее образование, серьезная программа с большим количеством современного материала. Поступила я в магистратуру ИТМО по портфолио, и мне посчастливилось попасть в первый набор этой программы.

Конечно, все мои друзья и коллеги были, мягко говоря, крайне удивлены моему решению — бросить все, начинать заново, переезжать в другой город, то есть начинать практически с нуля — это крутой поворот! Но желания уже переросли в цель, точка невозврата была пройдена и, главное, меня поддержали мои родные и близкие. Так я попала в ИТМО.

Источник: shutterstock.com
Источник: shutterstock.com

Об учебе в ИТМО

Что из учебы вам больше всего запомнилось, было самым полезным?

Я не могу выделить что-то одно. Каждый курс был уникальным и очень нужным — полезно было все. Сейчас я понимаю, что в магистратуре нам дали полное и разностороннее представление о том, что может биоинформатика.

Наверное, самым главным было то, что нам не только давали много теоретического материала, но и много практики: постоянные домашние задания и жесткие дедлайны. Это был абсолютно оправданный и полезный подход, так как мы должны были сами быстро искать решения, сами пробовать и общаться друг с другом.

Кто учился с вами на программе?

У нас была абсолютно смешанная команда: были биологи, были программисты, биотехнологи, инженер, врач, почвовед по первому образованию — у каждого своя предыстория. Именно задачи, которые давали нам преподаватели, помогли нам работать в команде, что нас крепко сдружило и как людей, и как профессионалов. Мы, если так можно сказать, «сварились» на платформе обучения в ИТМО во что-то единое, что было очень непросто, но очень интересно и обогатило нас.

Я думаю, что для биоинформатики это чрезвычайно важно. Сюда идут из многих, иной раз полярных направлений ― биологии, математики, программирования и других. На стыке этих наук нам очень важно было научиться договариваться и даже учиться разговаривать на одном терминологическом языке. Наша магистратура успешно позволила нам это делать.

Наталья Петухова
Наталья Петухова

Как вы думаете, что помогло таким разным людям найти общий язык?

В первую очередь помогла дружба, общее желание учиться, развиваться и заниматься любимым и интересным делом. Практически никто не ушел с курса, все пришли учиться осознанно и успешно закончили обучение.

Расскажите, чем вы занимались помимо учебы?

Параллельно с учебой в магистратуре я работала научным сотрудником в Научно-исследовательском Центре биоинформатики Первого медицинского университета имени И.П. Павлова. Получается, я училась и одновременно занималась практической биоинформатикой. Некоторые задачи, которые мы решали в НИЦ, я приносила в магистратуру, мои работы были основаны на реальной медицинской практике.

Например, в рамках курсовой работы я принесла идею изучить клинический случай хромотрипсиса. В итоге в основу моей диссертации под руководством Никиты Алексеева и Сергея Аганезова легла проблема хромотрипсиса и сложных геномных перестроек, о чем я изначально узнала именно в НИЦ.

О Научно-исследовательском центре биоинформатики

А чем вы занимаетесь сейчас?

Когда я заканчивала магистратуру, нужно было выбирать, куда идти дальше, оставаться в Санкт-Петербурге или возвращаться домой, в Москву. Мне поступало немало предложений от различных компаний и институтов из обеих столиц. Но в марте этого года мне поступило предложение от руководства возглавить Научно-исследовательский Центр и развивать биоинформатику в медицинском университете. Это предложение было удачным и для меня чрезвычайно интересным, и я сразу же согласилась, хотя осознавала большую ответственность.

Расскажите немного о том, чем занимается ваш центр.

НИЦ не занимается каким-то одним направлением, как некоторые лаборатории «мокрой биологии». В Первом медицинском как в фундаментальном университете существует очень много разных медицинских направлений, а также биологических лабораторий, где необходимы методы биоинформатики, поэтому спектр работы центра весьма широк.

Мы не сидим и не придумываем сами себе задания или научные гипотезы, все задачи приходят непосредственно из медицинской практики, поэтому работа в центре очень живая, многогранная и интересная. Врачи, биологи или клиницисты сегодня нуждаются в новых методах, позволяющих посмотреть на проблему с другого ракурса с возможным прогнозированием как патогенеза, так и методов лечения. Поэтому нам, биоинформатикам, в таком многопрофильном фундаментальном учреждении тоже приходится постоянно развиваться и быть широко информированными во многих профилях, так как задачи, поставленные коллегами, должны найти свое решение.

Источник: shutterstock.com
Источник: shutterstock.com

Получается, что биоинформатика — очень прикладная дисциплина?

Мы не можем лечить пациентов, как это делают врачи. Мы только подсказываем им что-то, направляем. С этой точки зрения биоинформатика ― все-таки фундаментальная наука. Например, есть пациент и есть определенная мутация. Мы можем ответить с точки зрения науки и научных подходов, что она значит в его заболевании, какие молекулярно-биологические последствия может вызвать эта мутация, какая фундаментальная проблема может стоять за ней.

Нам также важно, чтобы врач с позиций этих данных по-новому посмотрел на проблему и применил эти знания к конкретному клиническому случаю или заболеванию в целом.

Поэтому биоинформатик — междисциплинарный специалист, который с помощью фундаментальных знаний и методик биологии, математики, статистики и т.д. должен проанализировать поставленную задачу, а также интерпретировать результаты врачу. Это очень востребовано современной, передовой клинической медицинской наукой, свидетельством чего является организованный НИЦ биоинформатики в Первом Санкт-Петербургском медицинском университете им. акад. И.П. Павлова.

Теперь наука, как мне кажется, стала междисциплинарной, и чем дальше, тем больше становится таковой, то есть математики, биологи, физики, врачи должны работать в тесной кооперации. Комплексно, разносторонне и синтетически исследовать проблему с использованием современных методологических информационных технологий ― не в этом ли возможность прорывных идей и результатов в науке? Закончилось время узкой специализации, пришло время широкого и целостного, емкого подхода с целью синтезировать новые решения и новое понимание.

Источник: shutterstock.com
Источник: shutterstock.com

Сыграл ли в вашем видении науки роль Университет ИТМО?

Безусловно, в этом плане я бескрайне благодарна нашей программе. Самое главное, что я получила в ИТМО — широкий научный кругозор. Нам преподавали профессора и ученые из многих мировых школ и университетов, нам дали широкий взгляд на различные научные задачи и подходы. Главное, мы можем применять свои знания в абсолютно различных областях. Я получила в университете именно то, зачем шла в биоинформатику.

Например, одним из наших предметов в магистратуре была системная биология. Это потрясающий подход, в котором работают различные специальности воедино, где из различных деталей складывается целостное представление об изучаемой проблеме. Биологами ставится научная гипотеза, биоинформатики-программисты создают актуальные алгоритмические решения, после чего проводят компьютерное моделирование, при этом биоинформатики-аналитики обрабатывают большое количество известной информации ― геномной, протеомной, клеточной и так далее.

Все это в комплексе приводит к апробации биологами в эксперименте уже не 10 000 молекул, а 10 из них самых значимых. Такой алгоритм помогает существенно сузить поле поиска, сделать эксперимент более целенаправленным, а в результате получить значимый результат.

Внедряете ли вы новые междисциплинарные подходы в работу центра?

Биоинформатика и есть междисциплинарность, в своей работе мы используем подходы и знания из абсолютно разных областей, также в нашем центре мы пытаемся развивать все необходимые методики и привлекать специалистов из различных областей, чтобы полноценно решать поставленные задачи.

Например, мы в нашем НИЦ хотим развиваться в самых различных направлениях, на что мы нашли хорошую поддержку в лице ректора университета, академика С.Ф. Багненко. Работать в такой творческой обстановке по-человечески очень приятно и вдохновляет. Пока мы используем в основном стандартные методики: анализ NGS-данных, различные алгоритмы прогнозирования эффектов мутаций — это то, что нужно непосредственно в клинике сегодня и сейчас.

Источник: shutterstock.com
Источник: shutterstock.com

При этом, мы планируем привнести и ввести в постоянную практику те методы, с которыми я имела возможность познакомиться в ИТМО, например, методы молекулярного моделирования и молекулярной динамики, может быть, впоследствии и Drug Discovery, думается, это будет актуально для нашего университета. Мы стараемся думать стратегически, на будущее и хотели бы видеть наш НИЦ биоинформатики универсальным, чтобы максимально соответствовать многогранным запросам врачей и биологов нашего университета.

Вы несколько раз упомянули методы биоинформатики. Не могли вы бы привести несколько из них для примера?

В двух словах рассказать сложно. Это скорее различные направления: например, математические и статистические алгоритмы, с помощью которых возможно анализировать последовательности генов, белков. Или методы структурной биоинформатики, молекулярной динамики, где также привлекаются знания о физических законах и законах квантовой механики. Все эти методы перенесены в компьютерную оболочку и программы.

Большой частью биоинформатики является анализ, то есть наука о данных и их интерпретация, а другой составляющей специальности является разработка алгоритмов и программного обеспечения, которое можно использовать для анализа. Это стезя больше для тех специалистов, кто пришел из программирования. А я, изначально как биолог, отнесла бы себя к биоинформатикам-аналитикам, использующим эти методы.

Источник: shutterstock.com
Источник: shutterstock.com

Советы студентам

Что бы вы посоветовали студентам и молодым ученым, которые хотят развиваться на стыке дисциплин?

Я пожелала бы студентам очень-очень сильно хотеть и понимать, чего именно ты хочешь. Затем нужно просто превратить свое желание в цель. Здесь работает принцип «глаза боятся, а руки делают». Самое главное — развиваться и не бросать свое дело, не отступать, даже если что-то сразу и не получается, так как удачная возможность прячется в трудностях.

Студентам-биоинформатикам я советую внимательно изучать каждый предмет в магистратуре, чтобы быть разносторонними специалистами, так как неизвестно, какие задачи вам предстоит решать в науке. А также больше читать статей и литературы в области фундаментальной биологии, чтобы понимать, что в действительности стоит за компьютерным кодом и математической формулой.

Предоставляет ли ваш центр какие-то возможности для студентов?

Мы пока не успели об этом подумать, но вопрос очень интересен, и я буду только за! Надеюсь, в дальнейшем мы будем поддерживать тесную связь и с ИТМО. Мы, естественно, заинтересованы в том, чтобы к нам пришли потрясающие специалисты, а где их набрать, как не из ИТМО? Студентам также будет небесполезно окунуться в мир биоинформатики в аспекте медицины, а нам — пообщаться со студентами и посодействовать становлению молодых ученых.

Я хочу воспользоваться случаем и поблагодарить мою вторую alma mater, Университет ИТМО и всю его потрясающую команду, которая очень многое мне дала и вырастила меня как нового специалиста. Все, что я имею сейчас, все мои знания в биоинформатике, я имею благодаря вам. Надеюсь, что мы будем развивать эту научную сферу вместе.

Перейти к содержанию