Ольга Орлова: Как с помощью светящихся организмов бороться с коронавирусом, распознать раковую опухоль и украсить садовый участок? Об этом по гамбургскому счету говорим с лауреатами премии для молодых ученых правительства Москвы Александрой Царьковой и Зинаидой Осиповой. Здравствуйте, Саша. Здравствуйте, Зина. Спасибо, что пришли к нам в программу. Александра Царькова: Здравствуйте. Зинаида Осипова: Здравствуйте, Оля. Спасибо за приглашение. Александра Царькова. Кандидат химических наук. Старший научный сотрудник лаборатории химии метаболических путей Института биоорганической химии имени Шемякина и Овчинникова РАН. Лауреат премии для молодых ученых правительства Москвы. Играет в «Что? Где? Когда?», ходит на яхтах, много путешествует. Зинаида Осипова. Кандидат химических наук. Старший научный сотрудник Института биоорганической химии имени Шемякина и Овчинникова Российской академии наук. Лауреат премии для молодых ученых правительства Москвы. Финалист «Научных боев» Политехнического музея, воспитывает сына. Ольга Орлова: Итак, вы вместе с вашими коллегами из Института биоорганической химии стали лауреатами премии для молодых ученых правительства Москвы. И ваши исследования были посвящены светящимся объектам, светящимся грибам, светящимся червям, то есть тем редким светящимся живым организмам, с которыми мы обычно не сталкиваемся. Сколько их на самом деле в природе? Зинаида Осипова: На самом деле слово «редкое» - некорректное. Потому что этих организмов действительно очень много, их тысячи видов, сотни тысяч видов. И почему мы так редко с ними встречаемся? Потому что они в основном живут в море. Ольга Орлова: То есть мы их просто не видим на суше? Зинаида Осипова: На суше их действительно, казалось бы, не так много. Их очень много в море, а особенно их много на глубине. В морских глубинах до 75% видов – они все светящиеся. Там, где света нет. Александра Царькова: Причем, именно глубинные – это принципиально важно. Потому что, например, очень многие путешествующие люди встречались со светящимся планктоном. То есть вы приходите на море ночью и видите, как набегающая волна ярко вспыхивает. Это светящийся планктон. Но, опять же, на морской поверхности светящихся организмов примерно 10%. Все остальные в основном на глубине. Зинаида Осипова: То, что мы видим на суше – это черви, грибы, насекомые. Всем известные светлячки. Ольга Орлова: То есть в средней полосе, если я житель средней полосы и у меня нет никакого моря рядом, то я встречу только светлячков? Александра Царькова: Грибы можете встретить. Причем, даже в средней полосе России. Зинаида Осипова: Опята светятся. Просто еще здесь должно соблюдаться такое условие. Это свечение не очень яркое. Это не как лампочка светит или вспышка от фотоаппарата. Это такое неяркое свечение. И должны совпасть условия. Ночью в лесу, еще Луна не будет светить. Представьте. Александра Царькова: Вам надо быть в палатке. Условно говоря, вы пошли в поход в палатке, вышли из нее ночью, для того чтобы попить воды, и вот вы увидели: что-то у вас пенек светящийся рядом. А почему он светится? Подходите, начинаете в нем копаться – обнаруживаете, что он заражен грибницей. На нем даже опята растут. И то, чем он светится – это, собственно, опенок. Зинаида Осипова: Говорят, так наши коллеги в Сибири в свое время на биостанции ночью пошли прогуляться и обнаружили под ногами светящихся червяков, которые потом начали изучать, 10 лет изучали, потом мы присоединились к ним и раскопали. Ольга Орлова: А то, за счет чего они светят, этот механизм свечения у всех одинаковый? Александра Царькова: Нет, это совершенно разные механизмы. Причем, на тысячи живых светящихся организмов насчитывается примерно 40 разнообразных механизмов свечения. Зинаида Осипова: Это вообще в целом… Александра Царькова: Как таковых. И изучается разнообразие этих механизмов, а не непосредственно живых организмов. Вы не будете изучать каждый. Вы просто смотрите: так, этот таким образом светится, этот другим, этот третьим. Зинаида Осипова: Но принцип один: это химическая реакция. То есть… Ольга Орлова: Это разные типы химических реакций. Зинаида Осипова: Да. Разные субстраты. У них структура вещества различная, но принцип один и тот же. То есть это результат химической реакции, когда происходит некое превращение, появляются новые молекула, в том числе она испускает свет в видимой области, то есть видимый глазу свет. Ольга Орлова: А теперь объясните, почему это важно. Зинаида Осипова: Можно пошутить. Нам кажется, что это просто интересно с фундаментальной точки зрения. И фундаментальность здесь не просто потому, что интересно, как это работает с точки зрения химии, а потому что это позволяет проследить эволюционные взаимосвязи между организмами. Например, удивительно. Есть креветки (криль) и есть динофлагелляты (динофитовые водоросли). И у них механизм свечения более-менее одинаковый. То есть молекула отличается на одну функциональную группу. Все. Это очень далекие, казалось бы, эволюционные организмы. Ольга Орлова: То есть между ними огромные расстояния. Зинаида Осипова: И у нас в Сибири есть светящиеся червяки, там два вида, которые мы сейчас изучаем. Александра Царькова: Живущие в одном и том же месте. Зинаида Осипова: Рядом. Александра Царькова: Условно говоря, вы копнули, набрали себе горсть земли – и в ней будет два разных червяка, светящихся одинаковым светом, но при этом имеющих два совершенно разных механизма. Они живут в одной экосистеме, занимают одну и ту же нишу, но при этом имеют эволюционно совершенно разное происхождение биолюминесценция. Зинаида Осипова: Вы спрашиваете – зачем они это делают? Для некоторых организмов понятно, зачем они светятся. Например, светлячки привлекают половых партнеров. Кто-то защищается от хищников. Ольга Орлова: А у червяков? Зинаида Осипова: Мы пока не знаем. Ольга Орлова: И объекты, которые находятся на сильной глубине и там светятся – там зачем это может быть нужно? Александра Царькова: Для приманивания. Например, рыбы удильщики довольно страшные. И у них изо лба торчит удочка в буквальном смысле, на которой светящаяся приманочка. И другие рыбы на нее реагируют: «У! Свет! Надо туда идти! Там, наверное, будет еда». А там удильщик. Зинаида Осипова: Свет выключается, в этот момент рыба в ловушке. Александра Царькова: Но также используется для коммуникации внутривидовой и межвидовой. То есть для того чтобы приманивать своих же самок для размножения или сообщить о том, что «здесь сейчас хищники – всем надо валить отсюда быстренько и так далее. То есть в принципе как раз на дне морском гораздо более понятные применения биолюминесценция у животных, чем на суше. Ольга Орлова: Давайте посмотрим, как выглядят ваши объекты исследования, с кем вы работаете. Александра Царькова: Это зародыш гриба. Надо сразу сказать, что это измененный цвет. Зинаида Осипова: Цвет ненастоящий. Александра Царькова: Цвет ненастоящий. Они светятся бледно-зеленым цветом. Но мы занимаемся тем, что модифицируем системы. Ольга Орлова: Вы цвет меняете? Александра Царькова: В том числе меняем цвет в сторону красного, потому что это самый интересный цвет для дальнейшего применения. Зинаида Осипова: Скажем так. Это пока что из области фантастики. Не вот такой природный цвет, а голубой. Это из области фантастики, но это то, к чему нужно стремиться. Ольга Орлова: Это куда вам нужно двигаться. Александра Царькова: Вот это черви как раз из Красноярска, Fredericia heliota, которая была… Зинаида Осипова: В Красноярске живут и работают наши замечательные коллеги, которые самоотверженно копают, разыскивают этих червей и потом очень долго с ними работают, их изучают, пытаются выращивать. Но в лабораторных условиях они активно не размножаются, к сожалению, но тем не менее. Ольга Орлова: Вы пытаетесь менять в сторону красного, потому что это самый перспективный для применения. А если говорить о нас, о людях? Зинаида Осипова: Биолюминесценция очень активно применяется. Она применяется в основном в биомедицинских исследованиях в основном. Есть такое направление – биоимиджинг. Что это такое? Это когда мы получаем изображения внутри живого организма либо внутри живой клетки, ткани в реальном времени. Александра Царькова: Что происходит внутри этой клетки. Зинаида Осипова: Того, что нам нужно. Поскольку это химическая реакция, если мы в нужный момент соединим компоненты этой реакции, то мы в интересующий нас момент можем получить свет и, собственно, его зарегистрировать с помощью специальных приборов, которые называются имиджеры. Александра Царькова: Когда мы работаем с живыми объектами, если вы посмотрите, например, возьмете фонарик и посветите им сквозь свой палец… Фонарик светит белым светом, а сквозь палец вы увидите красный свет. Красный свет проникает глубже всего через живые ткани. И если вы берете систему, которая дает вам синий свет, скорее всего, вы его не увидите, потому что он рассеется в этих тканях. А если у вас эта тест-система, разрабатываемая на биолюминесценции, светит красным светом, то вы ее будете очень ярко наблюдать, потому что это тот свет, который как раз дойдет до вашего глаза. Зинаида Осипова: Меньше всего рассеивается и глубже всего проникает. Ольга Орлова: Молекулярные биологи больше всего от вас ждут, чтобы вы… Александра Царькова: Системы, которые позволяют испускаться красному свету. Ольга Орлова: Чтобы добиться красного свечения… Зинаида Осипова: Максимальное разрешение, максимальная чувствовать возможна, только если вы работаете в области, где ткань поглощает меньше всего. Она лучше всего пропускает этот свет. Ольга Орлова: Скажите, пожалуйста, сейчас в связи с коронавирусом особое внимание привлечено к статьям, которые связаны с его исследованиями. И, в частности, я обратила внимание, что биолюминесцентные технологии применяются сейчас при исследованиях, связанных с вакциной для борьбы с коронавирусом. Александра Царькова: Недавно (буквально в этом году) вышла статья об исследованиях таргетной доставки лекарств и вообще распространения коронавируса в организме. Была взята мышь, в которую засунули коронавирус, который условно до этого был модифицирован, так чтобы он светился. И после распространения коронавируса в мыши стали смотреть на то, какая часть этой мыши будет светиться в имиджере. И в буквальном смысле у нее светилась вся голова, светился спинной мозг, светились легкие. И таким образом стало понятно в режиме реального времени (мышь абсолютно живая, вы просто смотрите на нее зафиксированную, под анестезией, чтобы удобно было). Зинаида Осипова: Ну, спящую. Александра Царькова: Да, спящую мышку. И вы смотрите, как распространяется вирус в организме и можете отслеживать его жизненные циклы. Вторым этапом этого же исследования было ввести мыши, у которой есть светящийся коронавирус, который вы можете наблюдать, некие лекарства и смотреть за тем, как они будут действовать. То есть если у вас есть свечение, значит у вас лекарство не действует. Если свечение исчезает или, наоборот, не появляется, если это некая вакцина или превентивное лекарство, то это означает, что это работает и свечение вы просто не будете наблюдать. Таким образом вы можете следить одновременно и за распространением вируса (за этим жизненным циклом), и можете следить за тем, как у вас работают те или иные лекарства. Зинаида Осипова: Коронавирус – это новый объект, условно новый. Для науки, конечно, не новый. Но сейчас просто он такую популярность вызвал. А так вообще с помощью биолюминесценции изучают малярию, различные инфекционные заболевания, различные вирусные заболевания. Я просто не буду все перечислять. Изучают все подряд. Рак. Ольга Орлова: В онкологии там широкое применение в связи с тем, что мы же можем смотреть, как раковые клетки, например, если они светятся, где они концентрируются. Зинаида Осипова: Все верно. Поскольку это удивительно чувствительный метод анализа (биоимиджинг), то вы можете видеть вплоть до 10-20 клеток. Вы глазом это никогда не увидите. Даже если разрежете мышку, будете вглядываться в нее, вы никогда это не увидите. И другими методами в принципе тоже. Ольга Орлова: Вот вы говорили, что вообще всего около 40 типов биолюминесценции, механизмов свечения. Изучено уже 10 (во многом с вашей помощью). Скажите, это имеет значение, какой именно механизм свечения вы применяете в том или ином случае? Александра Царькова: Большое значение имеет, какой конкретно механизм ты берешь, потому что любой из исследованных биолюминесцентных механизмов состоит из условно двух компонентов – маленького компонента, который окисляется, и большого белкового, который производит эту реакцию окисления, катализирует ее. И от этого большого компонента и зависит то, какую тест-систему будут придумывать ученые для тех или иных применений. Зинаида Осипова: И от большого, и от маленького на самом деле. Какие-то механизмы изучены с недостаточной степенью глубины. То есть пока что их нельзя применить. Какие-то (вот эти субстраты) дорогие в синтезе. То есть химический синтез… Александра Царькова: Они могут быть нестабильные, токсичные. Их тоже не имеет смысла применять. То есть очень сильно зависит от того, какой результат вы хотите получить. Ольга Орлова: Смотрите, вот у вас были черви и грибы. Что дальше? Александра Царькова: Грибная система оказалась очень интересной, потому что мы смогли исследовать ее всю. У нас вышли статьи на эту тему. И она оказалась единственной полностью исследованной системой… Зинаида Осипова: Что значит «всю»? Давай я поясню. Всю – это значит вы можете полностью взять и перенести ее в любой организм. Целиком. Ничего не надо будет делать. Надо будет взять, закодировать генетический материал – и вы можете перенести его в любой организм. Ольга Орлова: Фактически вы можете природную лампочку поместить? Получается так? Александра Царькова: Именно так. Причем, в целый организм. Это будет генетически модифицированный… Не одна часть его будет светиться, а целый организм. И самым интересным объектом для исследования на данный момент стали растения, потому что светящихся растений в природе просто не существует. В принципе. И создание биолюминесцентных растений – это очень интересная вещь, которой мы сейчас занимаемся. И мы смогли создать впервые полностью автономное биолюминесцентное светящееся растение. Зинаида Осипова: Вот это изображение, которое получено с помощью обычного фотоаппарата. Большая выдержка, темная комната, нет лишних источников света. Обычный фотоаппарат. Это светящиеся грибы. Это то, что было использовано в основе. Ольга Орлова: То есть вы с помощью этих грибов заставили растения светиться? Это фактически такие световые агенты? Александра Царькова: Мы взяли из них лампочку. Лампочку из грибов вытащили и вставили ее в растение, и оно точно так же естественным образом светится. Зинаида Осипова: И некоторые декоративные растения тоже уже были получены. Александра Царькова: Петунии были получены. Ольга Орлова: Светящееся растение используется в декоративных целях пока? Александра Царькова: Непосредственно – да. Зинаида Осипова: И планируется применение в декоративных целях. Александра Царькова: Очень интересно рассказать про это видео. Что вы видите, как это растение светится без полива в естественной среде, более того, снятое на видеокамеру обычного сотового телефона. Ольга Орлова: Вы хотите сказать, что это не ускоренная съемка электронной камеры… Зинаида Осипова: Это обычный смартфон. Несколько дней, пока они развиваются, они растут… Это интересно не только для декоративного применения, но в том числе для тех, кто хочет изучать растения, как они реагируют на какие-то разные импульсы. Тонкую жизнь растения, все его соки, как они распределяются. Ольга Орлова: Что ж, посмотрим, как на ваши будущие публикации среагируют коллеги из других областей, как они откликнутся. И, может быть, здесь будут совершенно неожиданные связи, как это часто бывает. Давайте теперь поговорим не про вашу науку, а вокруг науки и про вас в научной среде. Скажите такую вещь. Вот вы представляете биохимию. И во всем мире уже посчитано, что биология, химия и психология – это так называемые женские науки, то есть науки, где женщин почти половина, а то и больше половины сотрудников-женщин. Означает ли это, что все те проблемы, которые обсуждают женщины из других тяжелых областей (физика, математика), где меньше женщин, где они очень борются всячески за свое место под научным солнцем, означает ли это, что это вас не касается? Зинаида Осипова: Я бы сказала, что здесь, наверное, зависимость от атмосферы, сложившейся в каждой отдельной лаборатории, отделе или институте. Я могу сказать, что моя точка зрения – что мне повезло. У меня никаких таких проблем не было. И пока что, я надеюсь, не предвидится. Та атмосфера, которая у нас в лаборатории… У нас заведующий лаборатории – это мужчина. Он всячески поддерживает нашу деятельность и, мне кажется, никакие палки в колеса не ставит. Ольга Орлова: Вы ощущаете разницу… оценка результата. Что сделала девушка, женщина или что сделал мужчина. Какой-то разный подход, разное восприятие, разные реакции? Александра Царькова: Скорее, в ожидании результата. То есть когда результат уже получен, он оценивается приблизительно одинаково, вне зависимости от того, кто его получил. Но в ожидании результата в принципе есть и наблюдается часто, что ожидают, что мужчина быстрее его получит, лучше он будет. «Ну, она там пусть копается и копается. Что-нибудь да получит. И ладно. Фиг бы с ним». Зинаида Осипова: Знаете, я много раз наблюдала. Дело в том, что я училась в спецшколе. Раньше это называлось Московский химический лицей. И у нас в классе было больше мальчиков. Я много раз наблюдала, что по прошествии многих лет по результатам, которые люди показывают, это неважно. В том смысле, что мужчины иногда проигрывают женщинам, причем очень сильно. Ольга Орлова: Предсказать научную успешность и научную состоятельность в зависимости от того… Зинаида Осипова: Однозначно сказать, что от пола… Что мужчина будет успешнее, а женщина – нет, по прошествии многих лет ты смотришь, что нет. И иногда женщина оказывается гораздо более успешная. Даже в рамках одного класса. Ольга Орлова: Смотрите, но, с другой стороны, у нас же есть статистика, которая заключается в том, что если мы смотрим на уровни младшего и среднего научного звена, то с женщинами вроде бы все хорошо, то есть что они хотят, грубо говоря, то они и делают, кто чего добивается, тот и добивается. Но когда мы смотрим в верхнюю часть (так называемая женская пирамида в науке), если речь идет о… Смотрим сейчас. Директор института или академик. Там, где речь идет о званиях или о должностях, то по-прежнему интересно, что как, допустим, в Германии, так и в России это все равно 20%, во-первых, добираются только до докторской, и от 2% до 10% это будет руководящее звено высшего… Зинаида Осипова: Это неизбежно. Потому что традиционно, исторически так сложилось, что женщина уходит в декретный отпуск, иногда даже не в один. И когда ты находишься… Вот я, например, уходила в декретный отпуск. Когда ты находишься в декретном отпуске, можно что-то делать. Но так или иначе ты будешь отставать. Ольга Орлова: Скажите, Зина, у вас маленький ребенок. Зинаида Осипова: Да, два года. Ольга Орлова: Как вы относитесь к этой новой инициативе, которую сейчас развивает и поддерживает Российский научный фонд, так называемое правило остановки часов. В основном на практике это предлагается для женщин. То есть речь идет о чем? Что если у вас есть какой-то проект или грант, где есть возрастные ограничения (для молодых ученых премия, грант и так далее с ограничением в 35 или 40 лет), но при этом, если речь идет о женщине, у которой есть дети, то у нее это время вычитается. Если, например, это грант до 35 лет, но у нее двое детей, это означает минимум 6 лет. И тогда женщина, которой 37 или 39, она может претендовать на этот грантовый конкурс. Зинаида Осипова: Конечно, строго положительно. Ольга Орлова: Вы поддерживаете? Александра Царькова: Абсолютно. Зинаида Осипова: Потому что это действительно так и есть. Есть некое требование, что проходной балл, проходная дверь на то, чтобы ты мог подавать заявку на грант как руководитель, у тебя должно быть минимум 5 публикаций за последние 5 лет в данной области. И, естественно, если ты был в декрете (предположим, 3 года), то тогда из-за этих 3 лет можно не пройти по минимальному количеству публикаций. Ольга Орлова: У тебя есть ограничение естественным образом. Зинаида Осипова: И тогда ты из этого никак не вырвешься. А без грантов невозможно сделать качественное исследование. Ольга Орлова: А здесь и начинается это отставание? Александра Царькова: Очень сильно. И оно очень сильно наблюдается. Но что я хотела сказать по поводу заданного вами ранее вопроса на тему того, что женщин в лаборатории больше в среднем звене, а высшее – это в основном мужчины. На мой взгляд, очень важно смотреть на психологию и социализацию у нас. Вне зависимости от того, какие спецшколы, вне зависимости от того, где конкретно учились мальчики и девочки, в основном идет до сих пор на уровне школ, на уровне дома, на уровне университета, что мальчиков воспитывают совершенно по-другому. Что ты можешь добиться всего, чего только ты хочешь. Амбиции – это хорошо. И вера в себя, и вера в то, что ты делаешь – это просто великолепно. У девочек наоборот идет: что надо быть мягче, надо быть спокойнее, надо просто делать то, что ты делаешь хорошо, и ты будешь двигаться дальше. В тот момент, когда ты доходишь непосредственно до занимания руководящих позиций, амбиции – это хорошо, а быть тихой, аккуратной и исполнительной девочкой становится очень плохо. Но так как к тому моменту, когда вопрос идет о руководящих позициях, эти люди уже внутренне для себя к 45-50 годам уже совершенно внутренне устаканились в том, что «моя позиция вот такая», то мужчины, естественно, со всей их верой в себя говорят: «Да что, я не стану руководителем лаборатории? Конечно, стану». И идут вперед и становятся. И здесь уже зависит не столько от того, чего он добился в науке, сколько именно от социализации. Потому что если в тебе воспитывают веру в себя с самого детства, что ты реально можешь все, что хочешь, и амбиции в тебе воспитывают и говорят, что амбиции – это хорошо, то ты идешь и достигаешь. Вот эта уверенность в том, что «я достоин этого места и я туда пойду», она имеет значительное преимущество при занимании руководящих должностей. Зинаида Осипова: У меня был такой случай. До 9 класса я училась в гимназии больше с гуманитарным уклоном. Такое направление. И я в середине 9 класса забираю документы и перевожусь в химический лицей. И мне замдиректора говорит: «Зачем тебе эта химия? Ты чего?» Ольга Орлова: «Ты же девочка». Зинаида Осипова: Да, «ты же девочка». А я еще отличница такая вся, хорошо училась. И жнец, и на дуде игрец. В общем, всякое. И он это мне говорит. Я говорю: «Ну, хорошо». И забрала документы. И вообще нисколечко не жалею, потому что жизнь моя совершенно сложилась как-то иначе, слава богу. И вообще я нахожусь в своей среде. Ощущаю, я сделала правильный выбор еще в тот момент. Ольга Орлова: Спасибо большое. Мы желаем вам, чтобы никакие стереотипы в нашем обществе не помешали вам реализовать те научные задачи, которые вы сами перед собой ставите. Большое спасибо. У нас в программе были лауреаты премии для молодых ученых правительства Москвы Александра Царькова и Зинаида Осипова. А все выпуски нашей программы вы всегда можете посмотреть у нас на сайте или на ютьюб-канале Общественного телевидения России.