Об изучении цианобактерий и перспективах биотехнологии поговорим с выпускницей Мурманского арктического университета, кандидатом биологических наук Екатериной Мирошниченко.
- Здравствуйте, Екатерина! Расскажите, кем вы хотели стать в детстве. Сбылась ли мечта?
- Здравствуйте! В средней школе я хотела стать врачом, но со временем поняла, что информация о болезнях человека вызывает у меня дискомфорт. Тогда я решила изучать природу – мне всегда нравилось рассматривать растения и животных, наблюдать за природными явлениями в походах и на прогулках. Так интерес к живому привел меня от медицины к биологии, а в дальнейшем – к изучению микроорганизмов.
Когда подошло время выбирать вуз, я с радостью обнаружила, что в вузе моего родного Мурманска открыт набор на специальность «Микробиология». Это был осознанный выбор: меня уже интересовала биология, а наличие этого направления помогло сузить круг интересов до мира микроорганизмов.
- Сложности были? Что нравилось? Какое образование получили? Где проходили практику?
- Учёба давалась мне достаточно легко. Основная сложность была в самоорганизации: вовремя выполнять задания и готовиться к сессиям. А больше всего я ценила атмосферу в нашей группе. У нас собрались однокурсники, которые были по-настоящему увлечены предметом, и огромная заслуга в этом принадлежала преподавателям. Их высокий профессионализм, глубокая погруженность в предмет и искренняя вовлечённость… Всё это создавало уникальную среду для роста. Благодаря такому подходу выпускники нашей кафедры не боятся сложных задач ни в науке, ни в медицине, ни в пищевой промышленности, ни в других областях.
Действительно, в МГТУ я получала образование по разным направлениям: специалитет - «Микробиология и биохимия», магистратура - «Экология и защита окружающей среды», аспирантура - «Гидробиология». На всех кафедрах мне было комфортно, потому что в нашем университете сложился особый подход к преподаванию: студент чувствует поддержку и заинтересованность педагогов, и в ответ сам стремится учиться лучше.
Я проходила практику в двух организациях: в Центре эпидемиологии и гигиены г. Мурманска (Роспотребнадзор) и в Мурманском морском биологическом институте (НИИ). Они сильно различаются по задачам: первая контролирует качество сырья и продуктов, заботится о здоровье населения, а вторая изучает фундаментальные вопросы биологии. Именно практика помогла мне понять, что мне ближе наука, и я сделала выбор в её пользу.
- Расскажите о своей нынешней работе.
- Я работаю в ФИЦ Институт биологии южных морей РАН, в отделе аквакультуры и морской фармакологии. Занимаюсь биопроспектингом – поиском новых видов морских цианобактерий, перспективных для биотехнологии.
Я создала рабочую коллекцию чистых культур цианобактерий из бентоса Чёрного моря. Все они прошли молекулярно-генетическую идентификацию. Сейчас изучаю влияние редкоземельных элементов (например, лантана) на культуры цианобактерий. Мы анализируем изменения в биохимическом, пигментном и элементном составе биомассы разных культур до и после воздействия токсиканта (токсичных металлов) – как цианобактерии реагируют на окислительный стресс. Исследуем механизмы антиоксидантной защиты у фототрофных прокариот, выявляем чувствительные или устойчивые виды – в перспективе можно будет использовать их для рекуперации металлов (извлечение из отходов для повторного использования) или биоремедиации загрязненных вод (очищение особыми живыми организмами).
- Вы специалист в области микробиологии и кандидат биологических наук по специальности «Гидробиология». Насколько близки эти сферы? Расскажите о кандидатской диссертации.
- Очень близки. Особенно если работать с морскими экосистемами, изучая микроорганизмы как часть гидробиоценозов. Я сама, кстати, всю жизнь живу у моря – сначала у Баренцева, теперь у Черного.
Гидробиологи изучают организмы всех уровней – от бактерий и вирусов до млекопитающих, поэтому моя специализация «Микробиолог» органично вписалась в контекст. У этих направлений общий объект изучения – водная среда и ее обитатели. Например, гидробиолог, исследующий продуктивность моря, обязательно учитывает бактериопланктон, а микробиолог, работающий в море, использует гидробиологические методы отбора проб (батометры, гидрологические разрезы) и экологический подход. В моей диссертационной работе я как раз изучала бактериоценозы (группы бактерий) – это микробиология, но в контексте гидробиологии. Таким образом, гидробиология задаёт экосистемный контекст, а микробиология – глубокое понимание конкретной группы организмов. Вместе они дают полную картину.
Я исследовала бактериоценозы незамерзающего Кольского залива Баренцева моря, доступного для круглогодичных наблюдений. Путь от идеи до диплома о присвоении учёной степени кандидата биологических наук занял у меня около семи лет. Всё это время я совмещала научную работу над диссертацией с основными обязанностями на кафедре микробиологии и биохимии МГТУ. Самым сложным было укладываться в сроки и всё успевать. Сама работа над диссертацией приносила в основном положительные эмоции, хотя ближе к защите были периоды усталости и спада морального духа. Но в момент защиты и сразу после неё я испытала невероятный подъём от понимания, что работа выполнена хорошо и что я получила высокую оценку экспертов. Останавливаться на достигнутом не планирую: продолжаю развиваться и углубляться в сложные вопросы физиологии и метаболизма морских цианобактерий.
- Каковы перспективы в сфере биотехнологий?
- Цианобактериальная биомасса может быть использована для производства продуктов питания, кормов, удобрений, для биоремедиации, сельского хозяйства и защиты окружающей среды («зелёная» биотехнология). Она пригодится для производства топлива, пластика и водорода для промышленности и энергетики («белая» биотехнология), а также в медицине и здравоохранении («красная» биотехнология).
Арктические цианобактерии, и в целом бактерии, отличаются уникальными метаболическими путями: они адаптировались к суровым, даже экстремальным, условиям обитания. Поэтому они могут быть продуцентами высокоценных биологически активных веществ с новыми, ещё неизвестными свойствами. Например, на сегодняшний день у морских цианобактерий идентифицировано более двух тысяч вторичных метаболитов, как минимум 200 из которых обладают противоинфекционной активностью.
Основная проблема в России – это разрыв между фундаментальной наукой и внедрением. Доведение технологии до готового продукта требует больших затрат и времени, а инновационный цикл в биотехнологиях очень долгий: на начальном этапе – высокие риски, отсутствие гарантий, длительная окупаемость. Инвесторы готовы подключаться, когда продукт уже готов и понятен. Но именно этот «мостик» от лабораторного образца до пилотного производства в России пока не очень сильно развит, поэтому мы пока что не в числе лидеров по биотехнологической продукции.
Для развития биотехнологии в Мурманске нужны не только уникальные аборигенные микроорганизмы – ещё не хватает механизмов государственно-частного партнёрства, целевых фондов для посевных стадий. Нужны технологические платформы, где учёные смогут вместе с бизнесом доводить разработки, инжиниринговые центры, стартап-акселераторы при вузах…
- Чем занято свободное время?
- Я люблю слушать аудиокниги и... взять. Ла. Для меня это лучший способ расслабиться, переключиться и дать мозгу отдохнуть. Но самое интересное, что даже во время вязания моя профессиональная деятельность иногда даёт о себе знать: я могу начать планировать следующий эксперимент или анализировать полученные результаты. Так что хобби напрямую не связано с работой, но отлично с ней сочетается – помогает находить научные решения в режиме «фонового мышления».
- Что посоветуете тем, кто, как и вы, решил выбрать специальность, связанную с биологией?
- Главный совет – по-настоящему любить биологию. Тогда учёба будет в радость, а трудности не станут непреодолимыми. Но одного интереса мало: нужно быть усидчивым, въедливым, ответственным и постоянно трудиться. Без усилий успеха не достичь, но это того стоит!
Интервью взяла студентка МАУ, корреспондент Арктического медиаклуба Екатерина Козырева.
Фотографии предоставлены Екатериной Мирошниченко.