К новым открытиям!

 

Лауреат премии ДВО РАН имени выдающихся учёных Дальнего Востока

Игорь Юрьевич ДОЛМАТОВ

   Недавно Игорь Юрьевич ДОЛМАТОВ, главный научный сотрудник лаборатории сравнительной цитологии, доктор биологических наук стал лауреатом премии ДВО РАН им. академика В.Л. Касьянова за цикл работ «Клеточные и молекулярные механизмы морфогенеза при личиночном развитии, бесполом размножении и регенерации у иглокожих». Кроме того, у него 24 ноября – юбилей... Достаточно веский повод для беседы, не правда ли? С такой мыслью я и отправилась в Национальный научный центр морской биологии имени А.В. Жирмунского (ННЦМБ ДВО РАН) к виновнику торжества.

– Игорь Юрьевич, расскажите немного о себе и своей семье.

– Место моего рождения – маленький городок Бузулук в Оренбургской области. Мои родители – Надежда Михайловна и Юрий Михайлович никак не были связаны с наукой. Мама преподавала в школе русский язык и литературу, отец – обычный инженер на заводе. Брат Михаил и сестра Елена, как сейчас говорят, – «айтишники». Так что я единственный, кто связал свою жизнь с наукой.

– А почему – биология?

– Так уж получилось, что мне с детства были интересны животные и растения. Но не столько крупные, сколько – мелкие. Такие, в которых и жизнь-то непонятно как умещалась. Позже, в школе, за неимением других возможностей, пытался сам разобраться в устройстве живых существ. Но ни базы, ни знаний, ни сопровождения мне в ту пору не досталось, а вот с химией, другим моим увлечением, оказалось проще. Да и успешнее – третье место во Всесоюзной олимпиаде по химии.

Мне нравился химический синтез, получение новых соединений, но, тем не менее, поступать решил на биофак. Настроился на Московский или по крайней мере – Ленинградский университет. В МГУ не хватило одного балла, но приёмные экзамены там проходили раньше, а потому я успел поступить в ЛГУ. О чём не жалею и сейчас. Москва – это Москва, а Ленинград – это Ленинград. Кто знает, тот понимает!

В университете я выбрал кафедру эмбриологии, потому что вопросы развития организма занимали меня со школьной скамьи. Затем увлёкся вопросами регенерации у животных.

– А как оказались на Дальнем Востоке?

– На четвёртом курсе, шёл 1982 год, мне предложили поработать в Приморье. Я жил на биостанции Витязь. В начале восьмидесятых это был островок науки среди малоизменённой природы. Само место, атмосфера научного поиска, царившая на морской станции, где собирались исследователи со всех краёв огромной страны, мне очень понравились.

Ну и я, как говорят, пришёлся ко двору. Так что с 1983 года я начал работу стажёром-исследователем в лаборатории сравнительной цитологии под руководством кандидата медицинских наук Нины Львовны Лейбсон в Институте биологии моря ДВНЦ АН СССР. А с 1989 года я возглавил эту лабораторию и руковожу ею поныне.

– К этому времени вы уже защитились?

– Да. Кандидатскую диссертацию «Строение аквафарингеального комплекса голотурии Eupentacta fraudatrix в норме и при регенерации» – в 1989 году, а докторскую «Клеточные механизмы регенерации у голотурий и их становление в онто- и филогенезе» защитил в 1996 году.

– Игорь Юрьевич, почему человеку кроме опухолей ничего вырастить не удаётся, а вот некоторые морские, да и сухопутные животные вполне справляются с выращиванием утраченных органов?

– Ну почему вы так о человеке? Он, конечно, плохо регенерирует, но его печень, лёгкое, например, частично может восстановиться. Про раны на коже вы, конечно, знаете. У маленьких детей может восстановиться травмированная верхняя фаланга пальчика.

Но, конечно, утраченную конечность, подобно тритону, человек не восстановит. А интерес у человечества к восстановлению утраченных частей тела, органов, безусловно, есть, и учёные активно ищут решение проблемы активизации способности к регенерации.

– Каким образом нужно воздействовать на клетки, чтобы из них вырастить органы?

– Работы с иглокожими, предметом наших исследований: морскими лилиями, звёздами, голотуриями, офиурами весьма интересны, поскольку эти объекты обладают очень хорошими способностями к регенерации, и на них удобно изучать клеточные и молекулярные механизмы регенерации. Определять, из каких клеток формируются утраченные органы, какие при этом включаются гены, как они обеспечивают функционирование механизмов регенерации.

Особый интерес представляет трансдифференцировка, при которой клетка резко меняет работу своего генома и превращается в другую. Если мы поймём, как работает этот механизм, то, теоретически, взяв у взрослого человека клетки кожи (фибробласты) и осуществив направленную их трансформацию, мы сможем получить другой тип клеток, например, нервные или мышечные. Развивая данное направление, можно научиться выращивать органы из клеток того человека, которому этот орган потом будет вживляться. И этот орган не будет отторгаться организмом. А кроме того, отпадёт необходимость содержать дорогостоящие банки пуповинной крови, стволовых клеток и так далее.

– А чем плохи банки стволовых клеток? Только ценой хранения?

– Не только. Например, за время хранения стволовые клетки могут трансформироваться и при пересадке в организм переродиться в раковые.

Мы сейчас говорим об искусственном стимулировании трансформации. Но у многих иглокожих она может осуществляться естественным путём. При регенерации они могут из мышечных клеток создавать клетки кишки, например. Возможно, знание этих механизмов поможет в модернизации методов трансформации клеток млекопитающих.

– Давайте вернёмся к тематике работ, за которые вам дали премию.

– Пожалуйста. Большой интерес представляет изучение функции регенерации в историческом аспекте, в связи с происхождением и изменением видов. Мы сталкиваемся с множеством интересных вопросов. Как и у кого возникла регенерация, как она развивалась и сохранялась, почему у одних видов она лучше развита, чем у других и так далее.

Например, у беспозвоночных регенерация хорошо сохраняется уже длительное время, а у позвоночных – снижается. Есть гипотеза, что регенерация возникла на основе механизмов эмбрионального развития. Известно, что при утрате лапки тритон её регенерирует. При этом наблюдается сходство с тем, как лапка развивается в эмбриогенезе.

С другой стороны, наши исследования показали, что есть много способов регенерации, при которых отсутствует схожесть с процессами эмбриогенеза. Известно, что помимо эмбрионального развития есть и развитие при бесполом размножении. Бесполое размножение достаточно широко распространено в природе, особенно среди беспозвоночных животных. Чтобы лучше понять закономерности, которым подчиняется регенерация, мы пытаемся изучить её механизмы в сочетании с процессами бесполого размножения. Возможно, у этих процессов есть общие черты, рассмотрев которые в эволюционном аспекте (для видов, которые расходятся на эволюционном древе), мы больше узнаем о регенерации. И, возможно, поймём, откуда произошли и как эволюционировали те или иные механизмы развития, регенерации, бесполого размножения.

С этой точки зрения несомненный интерес представляют иглокожие. Ведь в нашем распоряжении есть морские лилии, самые древние из ныне живущих иглокожих, а наряду с ними и голотурии – самые эволюционно молодые иглокожие. Сравнив особенности их регенерации, мы сможем узнать, как изменялись механизмы восстановления в процессе эволюции.

– А какие вопросы личиночного развития вам удалось прояснить?

– Что касается изучения молекулярных механизмов развития, то нам удалось немало. Мы провели секвенирование транскриптома трепанга на разных стадиях развития личинки. Секвенирование транскриптома позволяет установить все гены, активные в том или ином процессе, в данном случае – при личиночном развитии. Поскольку исследования были проведены на разных стадиях развития личинки, можно сказать, какие гены наиболее активны в какой период. Чаще всего обращают внимание на транскрипционные факторы, то есть на гены, управляющие другими генами. Например, определить, какие транскрипционные факторы активны на стадии бластулы, а какие – на стадии аурикулярии. Это интересно с точки зрения понимания механизмов развития, в сопоставлении с регенерацией. А с другой – важно для решения практических задач.

– Каких, например, задач?

– Всем известно значение трепанга, как объекта марикультуры. Поэтому знание активности генов на разных стадиях развития личинки имеет важное значение для специалистов, занимающихся выращиванием трепанга. Ведь около 90% личинок гибнет в первые две недели, когда они плавают в толще воды, ещё до оседания на субстрат. Это естественный процесс. Зная механизмы развития и иммунной защиты, мы сможем активировать иммунитет, сделать личинок более устойчивыми к внешним воздействиям.

Представьте, что удалось бы всего на пять процентов увеличить число выживших личинок трепанга. Нетрудно подсчитать, насколько вырастет производство этого ценного объекта марикультуры.

– Игорь Юрьевич, вы – профессор ДВФУ, в вашей лаборатории трудятся молодые сотрудники. Такой вопрос: что учитель должен дать ученику, а ученик – взять от учителя?

– Как руководитель, я пытаюсь научить молодёжь нескольким вещам. Сначала – методам, затем – написанию статей. Очень важно, чтобы молодой учёный умел правильно выражать свои мысли. Затем – написанию грантов и, конечно, умению доложить результаты своей работы.

Но этого недостаточно, чтобы стать настоящим исследователем, нужно ещё горение души, творческая неуспокоенность. А это чувство охватывает человека, когда он осознаёт, что нашёл дело своей жизни. Помните, что говорил Конфуций: «Выбери себе работу по душе, и тебе не придётся работать ни одного дня в своей жизни!»

Реалии современной жизни таковы, что в науке помимо творческой деятельности приходится выполнять большой объём «бумажной», административной работы. В том числе – заниматься поисками дополнительного финансирования наших исследований. Значительную её часть приходится брать на себя, зато у молодёжи остаётся больше времени на овладение новейшими методиками с которыми, кстати, они справляются быстрее, чем я.

Коллектив лаборатории сравнительной цитологии

– Расскажите, пожалуйста, о своих планах на будущее.

– В моих планах – продолжать работать.

Хочется расшифровать геномы наших объектов, но решить эту задачу будет нелегко. Сейчас появились методы, позволяющие выявлять гены, запускающие генные каскады, регулирующие регенерацию. Ближайшее место, где можно выполнить эти работы, находится в Казани.

– Наверное, в проведении огромного числа вычислений мог бы помочь искусственный интеллект?

– Мне трудно ответить на этот вопрос, поскольку мой личный опыт в этой области ограничивается контактом со Сбербанком, декларировавшим альянс по развитию искусственного интеллекта (ИИ). После общения с автоответчиком я понял, что до создания ИИ в стране ещё далеко.

Ну а если говорить серьёзно, то ИИ – это не столько возможность выполнить огромное количество вычислений за единицу времени, столько способность самостоятельно ставить задачу и искать её решение.

Так что стоит пожелать искусственному интеллекту ещё много над собой работать!

– А что бы вы хотели пожелать себе, коллегам, друзьям?

– С каждым годом всё больше сужается круг интересов и всё больше хочется пожелать всем нам крепкого здоровья и долгих лет жизни. Но поскольку мы работаем в науке, то желаю всем нам новых открытий!

Фото из личного архива Игоря ДОЛМАТОВА