воскресенье, 28 апреля 2013 г.

Как пересчитать все организмы на Земле?



– Считаю ли я, что должен выполнить главную цель всей своей жизни? Пожалуй, нет, я занимаюсь тем, что интересует меня как учёного, человека. Ведь я материалист, приверженец диалектического метода. – Мой сегодняшний собеседник – Юрий Федорович КАРТАВЦЕВ, доктор биологических наук, профессор, заведующий лабораторией молекулярной систематики Института биологии моря им. А.В. Жирмунского ДВО РАН.


 – Юрий Федорович, правда ли, что вы сможете отличить русского лосося от японского?
– Не только лосося. Нами проанализирована популяционно-генетическая структура горбуши, наиболее промышленно важного для России вида лососей. Показано, что на микрогеографическом уровне у этого вида недооценивается роль дрейфовых процессов, а на макрогеографическом – селективных. Вопреки существовавшему мнению доказано наличие генетически обособленных стад у тихоокеанской сельди, важного промыслового вида рыб. Проанализированные данные позволяют с уверенностью говорить о наличии приспособительного значения биохимического и значительной части молекулярного полиморфизма в целом. Нами впервые представлены ясные доказательства, что гомеостазирующее влияние аллозимной гетерозиготности варьирует от особи к особи и связано с избирательным влиянием внешней среды и с генотипическими взаимодействиями внутри генома. Представлено обобщение и формализованное представление основных схем видообразования, что может стать началом создания количественной теории, определяющей базовые генетические основы видообразования. Однако эти обобщения сделаны довольно давно.
– Здорово! …
Прежде, чем я перейду к остальным вопросам, ещё немного расскажу о своём собеседнике. Им разработан оригинальный спецкурс «Молекулярная эволюция и популяционная генетика», который после перевода с английского языка был издан в России в 2005 году в качестве учебного пособия для студентов и аспирантов, изучающих общую генетику, популяционную и эволюционную генетику и молекулярную биологию. Юрий Федорович – автор двух монографий, более 200 статей в международных и отечественных изданиях, популярных брошюр и учебных пособий. Его работы не раз упоминалось, среди важнейших достижений РАН, были представлены на международных и всероссийских конференциях и симпозиумах, в том числе, в качестве приглашенных пленарных докладов и лекций. Юрий Федорович руководит экспедициями, подготовкой студентов, аспирантов и соискателей. Четверо его учеников защитили кандидатские диссертации, а в настоящее время проходят подготовку еще два аспиранта. Юрий Федорович основал в 1992 году общественное объединение Владивостокский общественный фонд развития генетики и много лет руководит им. Сегодня Юрий Федорович – в гостях у «Дальневосточного учёного».
– … Юрий Федорович, как в науке должны формироваться отношения между учёными молодыми и возрастными?
– Научный поиск, познание – сложный процесс. Каждый ученик – штучный, уникальный «продукт». Мне повезло самому иметь настоящего учителя, действительно Учителя с большой буквы в лице академика РАН Ю.П. Алтухова. Как могу, я стараюсь быть подобным наставником для своих учеников – студентов, аспирантов и других сотрудников.
На этом пути нередки разочарования, потери выпестованных, любимых учеников. Это жизнь, в ней рука об руку идут радости и горести. Но мне все равно нравится так жить: учить, общаться с молодыми, заряжаться их оптимизмом, иногда страдать и разочаровываться, делать коррективы, самому учиться, а значит … развиваться. Останавливаться нельзя. Сегодняшнее достижение завтра становится рядовым и всем доступным знанием.
Те, кто перестают работать над собой, превращаются в «тормоз», стесняя всех, кто развивается. Поэтому в науке, как и в спорте, нужно вовремя уйти.
– А вы занимались спортом?
– Был такой опыт, увлекался игровыми видами, но главным занятием на многие годы стала спортивная гимнастика. Был чемпионом Владивостока и Приморского края.
– Раз уж мы отклонились от научной тематики, расскажите немного о семье.
Жена Ирина, сын Евгений, дочь Рита, внуки (а их у нас пятеро) – это самые дорогие люди в моей жизни. Я их очень люблю. Мы поддерживаем друг друга, проводим вместе свободное время, дурачимся или делимся какими-то важными новостями, встречаемся на праздники, учимся один у другого. На семью я могу положиться в трудную минуту.
– Вернемся к профессиональной деятельности. Каковы основные направления вашей научной работы?
– Их три: молекулярная таксономия, молекулярная филогенетика, сравнительная геномика. Исследование биологического разнообразия на основе ДНК-штрихкодирования представителей фауны и флоры РФ. Исследования, ориентированные на создание линий лабораторных организмов и клеточных линий с определенными полезными свойствами. Разработка принципов генетической безопасности природы и общества.
– Какие исследования вы считаете самыми перспективными?
– Если иметь в виду запросы общества, то все они перспективны. Переописание биоразнообразия на современной молекулярной и информационной основе – один из важнейших вызовов современной биологической науке. Так называемое ДНК-штрихкодирование (barcoding) – глобальный проект. Можно сказать, что это прикладная работа, но решаемые в ней задачи требуют понимания тонких механизмов возникновения видов, генетических основ видообразования, идентификации разных способов видообразования, что представляет собой фундаментальные биологические знания.
Важное прикладное значение имеет создание базы данных международного проекта по ДНК-штрихкодированию, iBOL (http://www.boldsystems.org) и узла России RUS-BOL. В этой базе данных мы уже разместили информацию о более 800 образцах, в основном, видов рыб. В перспективе всё биоразнообразие будет описано и доступно через Интернет. Острая необходимость описания биоразнообразия на современной молекулярно-генетической и информационной основе вызвана глобализацией торговли, остротой экологических проблем и урбанизацией общества. До 2018 года необходимо выполнить ДНК-штрихкодирование 20 тысяч образцов четырех тысяч видов и разместить полученную информацию в мировые и отечественные базы данных. Участие РФ в качестве самостоятельного узла-кластера этого проекта дает возможность интеграции в передовые зарубежные разработки, стимулирует развитие наукоёмких производств, образовательной и социальной сфер.
Важность этих работ подтверждается необходимостью идентификации образцов фауны/флоры при пересечении границы РФ в интересах государственных учреждений и коммерческих организаций в связи с глобализацией торговли и экономическим ущербом для государства от недобросовестных участников сделок. Потери составляют миллионы долларов ежегодно.
По остальным направлениям поговорим в другой раз.
– Юрий Фёдорович, а молодежь в лаборатории есть?
– Конечно. У нас вообще молодая, недавно созданная лаборатория. Подбираем одарённых, самостоятельных, стремящихся к творческой деятельности молодых людей. Начинаем работать со студентами уже на втором-третьем курсах. Молодые сотрудники и студенты лаборатории О.В. Чичвархина, С.В. Туранов, Н.А Масалькова уже не раз становились лауреатами и победителями конкурсов.
– Сотрудничаете с университетами?
– Активно сотрудничаем с кафедрой биоразнообразия и морских биоресурсов, с кафедрой цитологии и генетики Школы естественных наук ДВФУ, а также с кафедрой водных биоресурсов и аквакультуры Дальрыбвтуза. С коллегами из ДВФУ проводим работу по теме «Штрихкодирование видов рыб на основе ДНК, исследование микроэволюции и популяционной организации морских рыб и беспозвоночных». Будучи профессором ДВФУ, я веду несколько курсов, а аспиранты помогают мне в работе, проводя практические занятия. С ДВФУ ведём совместные НИР по плановым темам и темам грантов Минобрнауки, Президиума РАН и РФФИ. По их итогам публикуем статьи, в том числе, в ведущих международных журналах.
– Как соотносятся выполняемые в лаборатории исследования с достижениями в мировой науки?
– Не может быть серьёзной науки в стране без глубокой интеграции в мировую науку. Поэтому ведём совместные исследования с учёными из США, европейских стран, Японии, Республики Корея, Тайваня и Индии. Регулярно, раз в два года, проводим Международный симпозиум «Современные достижения в популяционной, эволюционной и экологической генетике» (Modern Achievements in Population, Evolutionary and Ecological Genetics, MAPEEG). Все сотрудники лаборатории принимают участие в его работе. Симпозиум MAPEEG-2013 уже седьмой по счету, проводимый во Владивостоке и на Морской биологической станции «Восток» ИБМ ДВО РАН под моим руководством. 
Недавно прошла «Мировая конференция по ДНК-штрихкодированию рыб», (Fish Barcode of Life World Conference, 12-14 June 2012, International Pavilion C, Expo 2012, Yeosu, Korea) в работе которой участвовали сотрудники лаборатории, а я был членом оргкомитета. В этой конференции наша лаборатория в единственном лице представляла биологов РФ на мировой выставке, ЭКСПО-2012 в Корее.
В 2002-2004 годах я преподавал на английском языке в Корейском национальном морском университете (Пусан, Республика Корея). В 2006-ом в течение года работал профессором-исследователем в лаборатории молекулярной генетики Ханьянского университета в Сеуле, являясь стипендиатом Корейского фонда науки и технологий. В 2012 году в течении трёх месяцев стажировался в Университете Квинсленда (Австралия). Совместно с Университетом Ямагата (Япония, Yamagata University, Japan) выполнены исследования и опубликована статья в журнале «Gene» (Oxford Press). До этого в 2007 году в «Gene» и «DNA Sequence» – две совместные статьи с генетиками Ханьянского университета. Совместно с Морским университетом Тайваня подана заявка на грант Национального научного совета Тайваня и ДВО РАН на тему «Влияние исторических и текущих флуктуаций среды на видообразование, молекулярную филогению и филогеографию некоторых рыб и беспозвоночных, населяющих воды Тайваня и Дальнего Востока России». Составлены планы совместной НИР на 2013-2015 годы. С индийскими коллегами направлена заявка на грант РФФИ-Индия. Есть планы сотрудничества в ближайшие годы с учёными США и Кореи.
– Есть ли совместные проекты с коллегами из других институтов РАН?
– Конечно. Выполнены совместные НИР по теме «ДНК-штрихкодирование живых форм и формирование баз данных для переописания биологического разнообразия дальневосточных морей России, реконструкции молекулярных филогений таксонов и тестирования образцов фауны и флоры в интересах государственных и коммерческих учреждений». Проводится совместная работа с Лимнологическим институтом СО РАН по теме «Молекулярная систематика и филогенетика рыб Сибири и Дальнего Востока РФ».
– Какие исследования планируете на ближайшие несколько лет?
– Нами изучен полный митоходриальный геном бычьеголового сома. Показано, что митогеном имеет как консервативные структуры, так и относительно лабильные. Секвенирование митогенома (определение последовательности нуклеотидов) открывает дополнительные возможности в молекулярной таксономии и филогенетике, основном направлении, которое мы будем развивать и далее. Обоснована также перспективность этого направления исследования: при сравнительном анализе изменчивости митогеномов, оценке присутствия в них мобильных элементов и их роли в эволюции видов с учётом гендерной и эколого-трофической составляющих. Полученные оценки очень важны для понимания эволюции и для генетической безопасности человека. Будет продолжена разработка оригинальной методики классификации типов видообразования, которая позволяет продвинуться в одном из приоритетных направлений биологии и молекулярной филогенетики.
Нами проанализировано более 800 последовательностей представителей четырех отрядов рыб и доказано монофилетическое происхождение ряда семейств изученных отрядов. Однако выяснить филогению и уточнить систематику многих других групп еще предстоит. Анализ белок-кодирующих генов Co-1, Cyt-b и других выявил существенное смещение в составе пиримидинов по отношении к пуринам (T+C):(A+G), подтверждая гидрофобные свойства кодируемых белков с надёжным статистическим обоснованием, сделанным нами. Вместе с другими данными это можно рассматривать как задел в эволюционную митогеномику.
Применяемые методы, будучи высокоэффективными для различения образцов промысловых видов рыб, могут дать приложение полученных результатов в рыбохозяйственную практику, для различения филе наиболее ценных объектов от других, для контроля за экспортом-импортом рыбной продукции, и в музейное дело. Благодаря эффективности штрихкодирования взрослых особей и находящихся на личиночных стадиях, открываются перспективы более точной оценки динамики видов и продуктивности самих сообществ, уточнения биомассы и биоразнообразия водных организмов в целом. Все перечисленные заделы и предстоит развивать в ближайшее время.
– Юрий Фёдорович, на ваш взгляд, каковы нынешние российские учёные? Что нужно сделать для улучшения организации научных исследований?
– Отечественные учёные, как и прежде, – это люди ищущие, в первую очередь, не материальных благ, а возможностей для творческого самовыражения. Их профессиональный уровень различен, а объединяет недостаточно уверенное в среднем владение английским языком – языком международной коммуникации учёных. Как следствие – слабая конкурентоспособность и вовлеченность в мировую науку.
Государство делает заметные шаги по поддержке образования и науки в стране и на Дальнем Востоке, в частности. Но есть и нерешаемые проблемы. Я бы к ним отнёс нерациональное распределение финансовых потоков. Необходимо увеличить конкурсное финансирование научных работ творческих групп вне зависимости от ведомственной принадлежности. Это финансирование должно составлять 70-80% от общего объёма средств, выделяемых на науку. Конкурсы должны проходить по правилам, принятым в развитых в научном отношении странах. Не надо здесь выдумывать своих путей. Наука интернациональна и правила должны быть похожими. Средний грант должен «весить» около 70-100 тысяч долларов США, как в ведущих странах, если мы хотим конкурировать с ними на достойном уровне. В научных учреждениях не администрации, как это происходит сейчас, должны распределять львиную долю финансирования, а творческие коллективы и их руководители. Тогда, как это произошло во всём мире, система подстроится к нуждам творческих групп. Быстро будет приобретаться оборудование, реагенты и активироваться наиболее приоритетные направления.
Не секрет, что сейчас в науке «задают тон» администраторы, а научный сотрудник, создающий новые знания, оказывается второстепенной фигурой. Потребуется время и немалые усилия, чтобы изменить к лучшему организацию науки в России. Радует, однако, что определенная положительная динамика есть, и надо стараться каждому на своём месте эту динамику наращивать.

Комментариев нет:

Отправить комментарий