Правительство Москвы вручило ежегодные премии молодым ученым. Среди лауреатов - коллектив сотрудников лаборатории молекулярной биологии вирусов научно-исследовательского института физико-химической биологии имени А.Н. Белозерского МГУ: доктор биологических наук Татьяна Комарова (получившая в 2012 году национальную стипендию L’Oréal — ЮНЕСКО) и Екатерина Шешукова. Тема работы: «Фундаментальные и биотехнологические аспекты взаимодействия растения и патогена». Мы публикуем интервью с учеными.
У кого вы учились, кто ваши учителя и коллеги в России и за рубежом?
Татьяна Комарова: Я окончила биологический факультет МГУ им. М.В.Ломоносова, а потом и очную аспирантуру. Первой лабораторией, в которую я пришла делать курсовую, а затем и дипломную работу, была лаборатория биохимии вирусов растений на кафедре вирусологии биологического факультета МГУ. Моим первым научным руководителем в то время был Максим Владимирович Скулачев, который и научил меня основным методам и приемам молекулярной биологии и генной инженерии.
После получения диплома я решила поступить в аспирантуру и продолжить научную деятельность в той же лаборатории под руководством заведующего лабораторией, д.б.н., профессора Юрия Леонидовича Дорохова. Уже более 10 лет я работаю в группе Юрия Леонидовича, которого считаю своим учителем и наставником, и, несомненно, блестящим ученым.
Екатерина Шешукова: Я являюсь выпускницей химического факультет МГУ им. М.В.Ломоносова. Лаборатория, в которой я делала свою дипломную работу, относится к отделу химии нуклеиновых кислот кафедры химии природных соединений химического факультета. Первым научным руководителем моей работы был Смолов Максим Александрович, но после его ухода я попала под руководство Королёва Сергея Павловича, кроме того вся моя дипломная работа была под чутким руководством заведующей лабораторией, д.х.н. Готтих Марины Борисовны. Именно они научили меня основным методам и приёмам биохимии.
После окончания химического факультета, я захотела продолжить заниматься наукой, но меня всегда привлекала молекулярная биология, которая граничит с биохимией. Поэтому я решила немного сменить свой профиль и пришла в лабораторию биохимии вирусов растений под руководством д.б.н., профессора Юрия Леонидовича Дорохова. Поскольку решение принималось довольно быстро, я не стала поступать в аспирантуру, а стала соискателем на факультете биоинженерии и биоинформатики МГУ.
С момента, как я попала в новую лабораторию, моим наставником и учителем стала Комарова Татьяна Валерьевна, вместе с которой мы выиграли премию Правительства Москвы. Уже три года я работаю в этой лаборатории. Благодаря Татьяне и Юрию Леонидовичу я освоила основные методы и подходы молекулярной биологии и всерьёз увлеклась этой дисциплиной.
Как бы вы назвали свою субдисциплину, то направление, которым вы занимаетесь? Где еще (в России, в мире) занимаются подобного рода исследованиями?
Татьяна Комарова: Название нашей работы как раз и отражает суть того направления в целом, которым мы занимаемся. Если говорить об областях науки, в рамках которых мы ведем исследования, то это молекулярная биология, физиология растений, а также взаимодействие растения и патогена, плюс, конечно же, биотехнология. Хотя нельзя провести четких границ между этими разделами, т.к. любое исследование, касающееся изучения механизмов на молекулярном уровне и на уровне целого организма, является комплексным и, зачастую, междисциплинарным.
Что касается производства полноразмерных антител в растении, в России мы являемся первыми и, пожалуй, единственными, кто получил функционально-активные антираковые антитела человека в растительной клетке. Хочу отметить, что нами совместно с коллегами из Российского онкологического научного центра им. Н. Н. Блохина были проведены успешные доклинические испытания этих препаратов на животных.
В чем суть проведенного вами исследования и какие задачи оно решает?
Татьяна Комарова: Мы занимаемся фундаментальными исследованиями механизмов, которые лежат в основе защитных реакций растений, а также изучаем возможности использования растений в качестве «фабрики» для производства антител человека. Наше исследование доказало, что при помощи газообразного метанола, который долгое время считался побочным продуктом жизнедеятельности растения, то есть просто мусором, растения передают друг другу сигнал, сообщающий о потенциальной атаке патогенов.
Представьте, что одно из растений повреждено. А любое повреждение – это ворота для инфекций. В этом случае поврежденное растение начинает выделять газообразный метанол, который улавливают «соседи по грядке» и включают защитные реакции, снижающие вероятность бактериального заражения. Для получения нужных нам фармацевтических белков в качестве инструментов мы используем бактерии и вирусы растений. И понимание механизмов, лежащих в основе взаимодействия между растением и патогеном является чрезвычайно важным элементом. Это своего рода фундамент, который можно в дальнейшем использовать для разработки прикладных технологий.
Можно ли говорить о каких-то практических результатах?
Екатерина Шешукова: У нас уже зарегистрировано несколько патентов на наши разработки. Одна из них – получение антител в растении. Это абсолютная инновация. Речь идет о потенциальном применении результатов наших исследований в области онкологии. Пока в России нет подобных аналогов. На сегодняшний день существуют похожие антитела, но полученные в системе животных клеток.
Татьяна Комарова: Если мы говорим в контексте безопасности, то нужно четко понимать, что антитела, полученные с помощью животных клеток, могут быть загрязнены компонентами вирусов животных и другими патогенами, которые несут потенциальную опасность для человека.
Екатерина Шешукова: А вот растения могут сами справляться с факторами внешней среды, поэтому соблюдения стерильности или других дополнительных условий на стадии продукции не требуется. Уже через 5-10 дней после того, как механизм накопления антител запущен, можно получить готовый препарат. Растение выступает в качестве биореактора.
Татьяна Комарова: Даже если чисто гипотетически предположить наличие какого-то растительного вируса в антителах, синтезированных в растении, то для человека это не представляет угрозы. Достаточно вспомнить, что у курильщиков вирус табачной мозаики присутствует в крови постоянно и никаких проблем это никогда не вызывало.
Екатерина Шешукова: Во многих европейских странах уже получают препараты на основе растительных антител. Однако в России, с ее огромным сельскохозяйственным комплексом мы пока только приступаем к работе в этом направлении.
На каком этапе находятся ваши разработки?
Татьяна Комарова: Разработан подход для получения вакцинных антираковых наночастиц на основе вируса табака. Также есть технология продукции трех типов терапевтических антител в растительной клетке. Первое антитело «блокирует» рост кровеносных сосудов и кровоснабжение опухоли и тем самым подавляет ее рост. Два других антитела направлены против раковой опухоли молочной железы.
Екатерина Шушукова: Клинические испытания занимают очень много времени – до введения препарата в клинику может пройти 10 лет и более. Хотя, здесь многое зависит от ситуации. Например, растительный препарат ZMapp, который начал вводиться больным лихорадкой Эбола, практически не проходил клинических испытаний. Но здесь человечество имеет дело с чрезвычайной эпидемической ситуацией. Кстати, в основе этого препарата тоже находятся антитела, синтезированные в растениях табака. Кроме того, клинические испытания подразумевают наличие некого производства, для которого нужно достаточное количество материала. А в лабораторных условиях мы этого добиться физически не можем.
Расскажите про вашу лабораторию.
Татьяна Комарова: На самом деле, у нашего научного руководителя Юрия Леонидовича Дорохова две площадки, и мы работаем на обеих. Первая лаборатория расположена на базе Научно-исследовательского института физико-химической биологии имени А.Н.Белозерского в МГУ, а вторая – в Институте общей генетики имени Н. И. Вавилова РАН. Дело в том, что мы работаем по нескольким направлениям: занимаемся изучением взаимодействий растений с вирусами и бактериями, коммуникацией растений между собой, продукцией фармацевтических белков в растительной клетке, а также у нас есть проект, связанный с животной клеткой, поэтому исследования ведутся в двух лабораториях.
Кроме того, у нас еще есть небольшая тепличка, в которой мы выращиваем растения. Конечно, масштабов нашей теплицы недостаточно для получения крупных партий фармацевтических белков в растении. Но технология продукции антител и хороша тем, что может быть поставлена «на поток». Например, в США есть компании, которые организовали автоматизированный «конвейер» по выращиванию, заражению, очистке… Полный цикл. Ты им даешь генетические конструкции, они тебе предоставляют конечный препарат. Своеобразный аутсорсинг. Есть такая практика и в европейских странах.
Екатерина Шешукова: К настоящему времени есть уже несколько примеров одобренных к применению для человека препаратов, представляющих собой продуцированные в клетках растений белки. Например, в Израиле начали производство одного из ферментов человека в клетках моркови, также разработана вакцина на основе растительного материала, которая успешно препятствует развитию кариеса. А японцы вообще создали ветеринарный препарат на основе клубники, который втирают в десна собакам, чтобы у них не развивался пародонтоз. Как видите, направление «зеленой» биотехнологии очень перспективно!
С какими наиболее острыми проблемами сталкиваются сегодня молодые ученые?
Татьяна Комарова: Наверное, финансирование. В России сейчас два государственных фонда – РФФИ и РНФ, которые распределяют деньги на те или иные исследования (для представителей социально-гуманитарных дисциплин действует также РГНФ – «Полит.ру»). Это система грантов, которые распределяются на конкурсной основе. Однако с госфинансированием ситуация неоднозначная. В прошлом году на нашу лабораторию был выделен грант РФФИ объемом 500 тыс. рублей. Этого не хватит даже на реактивы, с учетом того, что большую их часть мы вынуждены закупать за рубежом. С другой стороны, у меня был грант РФФИ на поддержку молодых коллективов объемом 3 млн в год. Это уже более-менее достойно. Но тем не менее практически всегда приходится изыскивать дополнительные средства, в чем-то себе отказывать. Если сравнивать с ситуацией 10-летней давности, то положение заметно лучше.
Екатерина Шешукова: Хотела бы добавить про так называемую «утечку мозгов». Не возьмусь говорить за все научное сообщества, но из моего выпуска 2012 года сегодня работает за рубежом почти треть выпускников. Это обидно. Или вот такой пример: приезжаешь на международную конференцию. Заявлены представители организаций из 20 стран. Кто основные докладчики? Правильно, наши ученые, которые работают не в России. Условия занятия наукой вне России пока существенно лучше.
Несмотря на имеющиеся трудности, вы планируете продолжать занятия исследованиями?
Екатерина Шешукова: Наша профессия особенная. Не так много людей имеют такую удивительную работу. Ты можешь заглянуть туда, куда другие заглянуть не могут. Это можно сравнить с фантастической книжкой, от которой невозможно оторваться и «проглатываешь» страницу за страницей!
Татьяна Комарова: Наука очень вдохновляет. Да, у нас бывают неудачи, случаются ошибки. Но мы всегда добиваемся успехов. Никогда не бывает скучно. Тем более – биология! Это же не что-то абстрактное. Это мы и есть. И все что вокруг – тоже биология. Ну как тут остаться равнодушным? Нужно, конечно, поблагодарить Правительство Москвы. Очень приятно, что наша работа по растительным антителам выиграла конкурс, это признание наших заслуг, очень существенная мотивация и стимул для других молодых ученых.
Мы продолжим публикацию материалов о лауреатах премии.
