Известный ученый и популяризатор науки Константин Северинов провел на площадке Института образования ТГУ онлайн-лекцию «Темная материя» микробного мира: как и зачем изучать некультивируемые микроорганизмы». На сегодняшний день эта лекция набрала на YouTube-канале Института образования уже более 9 тысяч просмотров, став самой популярной у зрителей. Константин Северинов и его помощник Матвей Колесник анонсировали визит в Томск – в конце апреля в Томском государственном университете пройдет интенсив для всех желающих. Участникам расскажут, как можно помочь в исследованиях микробов для открытия новых антибиотиков.
Лекция доктора биологических наук, заведующего лабораторией молекулярной, экологической и прикладной микробиологии СПбПУ Петра Великого, профессора Университета Ратгерса (США) Константина Северинова состоялась в рамках XII Всероссийской Недели высоких технологий и технопредпринимательства. Целевая аудитория этого проекта – школьники, но и студенты тоже интересуются лекциями известных ученых и представителей технологичного бизнеса.
– Тему предложил Константин Северинов, когда мы с ним обсуждали проведение лекции. На мой взгляд, лекция стала топовой, потому что у нее было хорошее медиаосвещение – на платформе Недели высоких технологий и технопредпринимательства, и у себя Константин Северинов и Матвей Колесник разместили эту информацию, и мы по своим каналам ее давали. А дальше всё завирусилось, потому что тема достаточно актуальная и интересная, а Константин Викторович – значимая и выдающаяся личность в науке, которая привлекает аудиторию, – комментирует специалист Центра развития современных компетенций детей и молодежи Института образования ТГУ Дмитрий Ким.
Рассказывая о поиске новых природных антибиотиков, Константин Северинов отметил, что инфекционные заболевания, вызываемые микроорганизмами, нередко влияли на ход истории и меняли развитие цивилизаций – вплоть до смены правящего режима в государствах и исчезновения целых государств.
В наше время в развитых странах бактериальные и инфекционные заболевания как причины тотальной смертности отошли на второй план. Помогло, помимо развития системы здравоохранения в целом, введение антибиотиков в широкую практику. Тем не менее, в мировом масштабе инфекционные заболевания остаются второй по частоте причиной смертности.
– Дело в том, что тогда же, когда антибиотики только начали использовать, то есть еще в так называемом «золотом веке охоты за антибиотиками», появилась большая проблема – устойчивость бактерий к этим лекарственным веществам. И если, к примеру, в случае с пенициллином бактериям потребовалось на это лет 20, со временем ситуация становится все хуже: после вкладывания больших денег в поиск, разработку, производство и вывод на рынок новых антибиотиков в тот же год возникают устойчивые к ним бактерии. Таким образом, антибиотики перестают выполнять свои функции, и даже обычные микробы, казалось бы, не особо опасные, могут привести к проблемам со здоровьем, а то и грозить летальным исходом, – рассказал Северинов.
Так, по прогнозам экспертов, к 2050 году до 50 млн смертей может быть связано с невозможностью вылечить людей имеющимися антибиотиками, и пациенты будут умирать от хорошо известных микробов, таких как синегнойная или кишечная палочка, золотистый стафилококк и других.
При этом, заметил лектор, вопреки известным мифам, в бактериальной резистентности нет вины врачей и пациентов с частой практикой лечения антибиотиками. На самом деле резистентность бактерий прослеживается даже в тех условиях, где не обитает человек, например, в пещерах.
Сейчас известны тысячи природных биоактивных веществ – а подавляющее количество антибиотиков имеют именно природное происхождение, и ученые и медики крайне заинтересованы в этом химическом разнообразии, так как среди этих веществ могут скрываться будущие новые антибиотики. Сейчас во всем мире ведутся исследования, направленные на их открытие. В том числе, такие работы подразумевают культивированиие «некультивируемых» бактерий.
– Некультивируемые микробы долгое время оставались неисследованной «темной материей», недоступной нашему взору. Но современные методы расшифровки последовательностей нуклеиновых кислот и вычислительные алгоритмы позволяют нам ловить этих невидимых существ и восстанавливать их «портреты» из геномных последовательностей, – пояснил Константин Северинов.
Используя потенциал гражданской науки, он и его коллеги создают атлас микробных сообществ морей России. В ходе экспедиций ученые и волонтеры собирают биологические образцы из окружающей среды вдоль Северного морского пути, вдоль тихоокеанского побережья нашей страны, а также в почвах разных заповедников. Поиск источников для создания новых антибиотиков – долгий и тернистый, подчеркнул Константин Северинов. Так, из 1100 уже отсеквенированных бактериальных штаммов лишь два, возможно, могут принести практическую пользу в создании антибиотиков. Тем не менее, работа эта важная и требует участия большого количества людей.
Посмотреть лекцию полностью
– Мы хотели бы провести в Томске биоинформатический практикум – то, что Матвей Колесник успешно делает в Москве, Санкт-Петербурге, Нижнем Новгороде. Хотелось бы и томичам предложить работать с нами по биоинформатическому анализу последовательности ДНК микробов, которые мы выделили из разных интересных мест – с тем, чтобы вы могли попробовать поискать новые кластеры синтеза антибиотиков, описать их и может быть, если вам очень повезет, двинуться с этим куда-то дальше, – рассказал Константин Северинов.
Матвей Колесник – научный сотрудник лаборатории анализа метагеномов Сколковского института науки и технологий. В апреле он планирует провести в Томске интенсив с практическими занятиями по исследуемым темам. В частности, коллектив лаборатории, где он работает, занимается поиском не только новых антибиотиков, но еще и поиском новых защитных систем.
– У бактерий сложная жизнь: они друг с другом конкурируют, травят друг друга разными страшными химикатами, но помимо этого у них есть и другая проблема – их все время заражают вирусы. Они с этими вирусами борются, пытаются разработать новые способы, чтобы от вирусов ускользнуть, ну а вирусы, в свою очередь, изобретают способы подавления этих защитных систем. Этот фундаментальный процесс интересен еще и с практической точки зрения – мы можем эти защитные системы использовать для своих целей. Например, некоторые из них позволяют расщеплять ДНК в заданных местах. Такие системы мы тоже ищем, и на практике, которая пройдет, я собираюсь показать такую задачу, – привел подробности Матвей Колесник.
По предварительным данным, интенсив «Поиск новых ингибиторов рестрикций у бактериофагов» будет проходить на базе ТГУ с 21 по 23 апреля. Предварительно Институт образования опубликует в анонсе все подробности с программой мероприятий и формой регистрации.
– Регистрация нужна будет обязательно, так как на интенсиве ограниченное количество мест. Целевой аудиторией данного мероприятия будут школьники 10–11 классов и студенты первого-второго курсов. Что касается помощи ученым в рамках гражданской науки, думаю, тут могут поучаствовать все желающие. Для этого мы готовы еще раз связаться с Матвеем Колесником и помочь наладить это взаимодействие, – подытожил Дмитрий Ким.