Справжні українські біолабораторії, або як «Експлоджен» шукає нові антибіотики

Юрій Ребець

Про Юрія, «Експлоджен» та інженерію штамів

Бути науковцем — це про любов та сміливість. Не уявляю, як без цих двох речей впоратися з тим, що невдалі експерименти та помилкові теорії — це норма, а справжня важливість твого дослідження може стати зрозумілою вже після смерті, та й далеко не завжди. А поєднання «науковець» і «науковий директор біотехнологічного стартапу» — це про любов, сміливість та бачення. 

Коли з’явилась любов? Звідки стільки сміливості? І що допомагає бачити перспективи? Одним словом, розкажіть більше про себе.

Мені завжди подобалась біологія. Це надзвичайно цікава наука, особливо зараз. Чому? Тут потрібно трохи лірики. Я вважаю, що розвиток будь-якої науки проходить декілька стадій: описовий, дослідницький та творчий. Перший — описовий: у давнину хтось вийшов на вулицю, вдарила блискавка, і про це казали: «Блискавка означає, що боги зляться». На дослідницькому етапі люди вивчають основу явища: блискавка — це електричний розряд. Третій етап — творчий, коли наявні знання використовують для чогось нового. Результатом творчого етапу у фізиці, став світ, у якому ми живемо. Біологія вже пройшла описовий період, він закінчився десь в середині XIX століття. Потім почався дослідницький: вивчали, що всередині клітини і як воно працює. Зараз же біологія перебуває на межі між дослідницьким і творчим періодами. Хоча ми ще не розуміємо багатьох процесів, але вже здатні створювати щось нове. 

Найбільш показовий такий випадок — це Крейґ Вентер та його мікоплазма: він синтезував і зібрав мінімальний геном JCVI-syn3.0 з 473 генів бактерії Mycoplasma mycoides (саме так, для життя достатньо 473 гени), а тоді переніс його у клітину іншої бактерії Mycoplasma capricolum, позбавленої «рідної» хромосоми¹. Він створив новий мікроорганізм, якого досі не існувало. 

Ми підходимо до наступної стадії розвитку біології, основою якого є генетична інженерія та синтетична біологія. Власне, інженерія — дуже влучне слово: що буде, якщо видалити цей ген або перенести його в інший організм? Якщо ген у новому організмі запрацює, чи вийде те, що я хотів спочатку? Це найцікавіше. Драйвером будь-якого науковця має бути внутрішня цікавість, внутрішній інтерес до того, що ти робиш.

Найкращий момент у науковій роботі — коли ти знаєш щось, чого ще ніхто на світі не знає. 

Нехай це буде малесенький вдалий експеримент, але поки результати не опубліковані, ти нікому ще про це не розказав, і думаєш: «Боже, я знаю, як воно працює».  

Цей момент, коли над головою засвічується уявна лампочка, як у мультфільмах та коміксах?

Так, так. Це найкращий момент у житті. Тому біологія для мене — це спершу про цікавість. Хтось колись сказав, що страх — це найбільший гріх. Страх сковує людину і обмежує її, не дає їй робити те, що вона б могла робити, йти за своєю цікавістю. Тому, справді, в науці треба бути сміливим. 

Був у вашому житті цей момент «лампочки»?

Багато! Інакше я б тут (у науці — ред.) не був. Я дуже лінивий і неорганізований, тому в мене багато результатів не опубліковані. Намагаюся все ж це наздоганяти і писати статті, тому що є дуже цікаві речі. 

Коли народилась ідея «Експлоджену», яка була стартова «гіпотеза» і що показали «результати дослідження»? 

«Експлоджен»  — це ідея німецького професора Андрія Лужецького (Інститут фармацевтичних досліджень Гельмгольца землі Саарланд (Німеччина)), у якого я колись працював. Він знайшов у Львові підтримку від власників «Ензиму» і «Кормотеху» Олени та Ростислава Вовків. Він їх переконав, що це перспективно. 

У нас стартові позиції були значно кращі, ніж у багатьох біотехнологічних стартапів: ми починали з 200-метрового приміщення з повним ремонтом, сучасними лабораторними меблями і новенькими приладами. Спершу ми планували шукати антибіотики: знайти 3–4 сполуки за кілька років, які можна продати. 

Є велика різниця між академічною наукою (фундаментальною чи прикладною) та наукою в бізнесі — назвімо це комерційною наукою (хоча термін не зовсім правильний). В академічній науці є свобода досліджувати бажане та реалізовувати свої ідеї, проте фінансування залежить від грантів. У комерційній науці значно менше свободи, адже ти мусиш робити те, що потім зможеш продати — правила диктує ринок. Навіть якщо ти вважаєш, що твоя ідея геніальна, реалізуєш її, але вона виявиться більше нікому не цікавою, то цей бізнес просто прогорить. 

Одним із напрямів роботи «Екплоджену» є інженерія штамів бактерій — процес створення генетично модифікованих організмів. Як він відбувається?

Те, що зробив Крейґ Вентер зі своєю мікоплазмою, сьогодні можна робити з багатьма організмами. Ми підходимо до того, що навчилися маніпулювати не тільки окремими генами. Одна річ — змінити ген, а інша — чітко розуміти до чого це призведе. Це не завжди працює, тому що ми досі не знаємо, що робить величезна кількість генів в різних організмах. Ідеться не тільки про людину, а й про все на світі. Ми знаємо, як маніпулювати частиною вивчених генів, що є результатом фундаментальних досліджень. Можемо передбачити, що станеться з організмом, коли в нього перенесуть певний ген. Синтетична біологія базується на знаннях про функції генів, про елементи, які контролюють ці гени, і на методах створення генетично модифікованих організмів. 

Ми починали з пошуку антибіотиків, але зрозуміли, що у нас в руках насправді є технологія, яку можна використовувати не тільки для цього, а й для маніпуляцій з геномом багатьох інших бактерій. 

Що це за технологія? Ми навчилися ефективно клонувати великі фрагменти ДНК. Що більший фрагмент ДНК, то важче з ним працювати. Клонувати тисячу пар нуклеотидів просто, це роблять вже 40 років — від розробки ПЛР Кері Маллісом.

Що таке ПЛР і як це працює

А якщо треба працювати, наприклад, з фрагментом 40 тисяч пар нуклеотидів? Синтетично створити такий довгий фрагмент не вийде, треба напряму клонувати з хромосоми — і ми вміємо це робити: конструюємо й аналізуємо космідні бібліотеки (про них — далі). Інша технологія, яку ми використовуємо — це цільове, спрямоване TAR-клонування фрагмента геному від умовного гена А до гена Б, коли решта тебе не цікавить. Це робиться у дріжджах, адже вони надзвичайні організми. Вони вміють обмінювати фрагменти ДНК між собою (процес гомологічної рекомбінації). Ми переносимо у дріжджі плазмідний вектор разом із хромосомою бактерії, з якої й хочемо клонувати фрагмент ДНК. Так ми змушуємо цей фрагмент перестрибнути на плазмідний вектор у дріжджевих клітинах. Однак існує проблема — потрібно знайти ті клітини, в яких відбувся такий обмін фрагментами ДНК. Тут задіюємо суїцидальний фенотип дріжджів. Тобто після генетичних маніпуляцій на чашці Петрі виживають лише ті клітини дріжджів, які містять потрібну нам ділянку хромосоми, а решта гине². Це дуже спрощує процес відбору потрібних колоній. На ці плазміди у нас багато запитів від інших науковців, і ми їх поширюємо безкоштовно для академічних дослідницьких установ (під Material Transfer Agreement). 

На фото поміж фігурок з Гаррі Поттера розташовані кювети для електропорації. Електропорація - процес створення у клітинній стінці дріжджів чи бактерій отворів під дією електричного струму, крізь які можуть проходити плазміди.

Що таке космідні бібліотеки?

Уявіть собі геном як книжку, де кожна сторінка — ген — це окрема інструкція до складових організму і того, як вони функціонують. Ми ділимо цю книжку на окремі розділи з десятків сторінок (30–40 генів), кожен розділ запаковуємо в окремий файлик (клонуємо) і підписуємо, які самі сторінки книги потрапили в цей розділ (секвенуємо та сортуємо відповідно до вихідного геному). Набір цих «файликів» і є космідною бібліотекою.

Уявімо, що організм, із яким ми працюємо, — це автівка, і ми хочемо, щоб у ній був підігрів сидінь. Ми шукаємо іншу машину, що вже має підігрів, і відкриваємо її інструкцію (секвенуємо геном). Підігрів сидінь — складний процес, і однієї інструкції з монтування буде замало. В такому разі нам потрібний цілий розділ, де детально описано, як все побудовано та працює. От такий цілий розділ, нехай на 40 тисяч пар нуклеотидів (40 сторінок) ми і шукаємо у бібліотеці. Процес перетворення інструкції на справді робочий підігрів у машині, де він не передбачений, — це створення генетично модифікованого організму. Складність у тому, що чим більший розділ з інструкції, тим складніше з ним працювати: скопіювати так, щоб нічого не пропустити, не переплутати нумерацію сторінок, не поскладати догори дриґом. Та й можлива ситуація, коли підігрів сидіння пробують додати на велосипед, тобто модифікувати організм, що не підходить, не «потягне» такого втручання — так і трапляються невдалі експерименти. 

Клонування генів — це про створення генетично модифікованих організмів. Як це відбувається поетапно? Наприклад, приходить замовник і каже: «Я хочу, щоб моя бактерія світилась під ультрафіолетом». Що ви робите далі?

Для початку ми оцінюємо, наскільки це можливо. Шукаємо в літературі: що вже відомо про організм, чи піддається він генетичним маніпуляціям. Якщо так, то шукаємо гени, тобто «інструкції», які допоможуть нам модифікувати цей організм. Далі озвучуємо вартість та тривалість виконання проєкту. Якщо клієнт погоджується, то запускаємо в роботу. Тут багато етапів: «копіювання інструкції» — отримання необхідного гену, далі — генна інженерія з цією «копією», тобто пошук формату і способу «приліпити» скопійований ген до «книжки» цільового організму, щоб все трималось купи і працювало. Опісля ми вносимо в цільову бактерію новостворені та модифіковані «інструкції» і перевіряємо, чи вона їх виконує: у цьому прикладі — світиться чи ні. І віддаємо замовнику.  

«Втеча з лабораторії ГМО» — це радше фантастичний сценарій чи реальність?

Уявіть собі курча з інкубатора, що втекло в ліс. Скільки воно там протягне, якщо ліс повний лисиць? Так і з генетично модифікованими мікроорганізмами — в більшості випадків вони неконкурентні в середовищі, не виживають. У нашій лабораторії дуже строго з безпекою: жоден живий матеріал з лабораторії не потрапляє назовні. Все, що мало контакт з бактеріями, знезаражується перед тим, як стати сміттям. 

Треба боятись не того, що «втікає» з лабораторії, а того, що створюється в природі — наприклад, під впливом стічних вод з великим вмістом антибіотиків у них. Так, у Індії колосальні кількості антибіотиків потрапляють у річки з фармацевтичних підприємств. (Концентрація флуконазолу в пробі стічної води, що була відібрана в індустріальному районі Patancheru Pashamylaram, перевищувала допустиму норму в 950 000 разів, а моксифлоксацину — в 5500 разів. — авт.)

Чи можете ви навчити бактерії розщеплювати синтетичні сполуки, створені людиною?

Можна майже все. Як я казав спочатку, ми живемо в гіперцікаві часи, коли біологія перетворюється з дослідницької науки на інженерію. Наприклад, наразі існують 2–3 штучних цикли фіксації вуглекислого газу. Такий собі штучний фотосинтез у пробірці. Тобто теоретично, можна все. А практично — навіщо? Є еволюція, і її ніхто не скасовував. Японські дослідники декілька років тому дослідили бактерій, що живуть на пластикових пляшках зі смітників. І знайшли фермент (а згодом і ген, що його кодує), який успішно деградує ПЕТ. Цей фермент низькоефективний, але бактерії, що його мають, можуть успішно «жити на пластику», тобто «споживати» його³. Канадська група декілька років тому досліджувала міль, що здатна прогризати пластикові пакети. У їхньому кишківнику виявили бактерії, що успішно деградують поліетилен⁴. Якщо життя в глобальному розумінні стикається з чимось, чого не існувало раніше, то починає «думати», як це використати, зокрема з’їсти. Може, не зараз, а через сто років. Такі ферменти часто є тим початковим матеріалом, який і використовують біологи для створення більш ефективних біодеструкторів. 

Але тут є інше цікаве питання: чи доцільно робити штам мікроорганізму, який буде ефективно деградувати пластик? Уявіть собі, що було б, якби такий штам вийшов з-під контролю? Ми живемо в «пластиковому» світі. З іншого боку, універсальну бактерію, яка може деградувати всі види пластику, зробити не вдасться, адже їх надзвичайно багато. Якийсь один вид — цілком реально, але тут повертаємось до питання доцільності.  

Якщо говорити про пластик, то він переважно фігурує у ролі забруднювача. Проте його можна згадати і в іншому контексті. Одна з проблем, що загрожує людству, — це глобальне потепління, а його пов’язують зі зростанням концентрації вуглекислого газу в атмосфері. Є декілька способів «виловлювання» вуглекислого газу, зокрема фотосинтез та продукція біопластику. Пластик не розкладається, він може існувати тисячі років. Тож вуглекислий газ можна «загнати» у біопластик і використовувати або контрольовано зберігати. Все питання — у впорядкуванні та правильному підході до цієї проблеми — сортування й депонування пластикових відходів. Біопластик — це реальність, до якої ми наближаємось. Одна з популярних тем досліджень — використання змішаних культур для продукції попередників полімерів. Для цього у ферментері вирощують водорості, які за рахунок фотосинтезу і фіксації СО₂, нагромаджують цукри, які використовує мікроорганізм-партнер (переважно псевдомонади) для продукції попередників пластику⁵. У нас є невеликий досвід співпраці у цьому напрямку. 

Про антибіотики та штучний інтелект

Щоб підготуватись до інтерв'ю з науковцем, треба зайти на Google Scholar, а ще краще — на ResearchGate і переглянути публікації, воюючи з бажанням піти читати щось миле й художнє. Серед вашого наукового доробку дуже багато статей присвячено темі антибіотиків. Також метою компанії є пошук нових біологічно активних сполук бактерійного походження. Пошук нових антибіотиків мені нагадує пошук голки в скирті сіна. А коли голка таки знайдена, то може виявитись що в неї відламане вушко, адже дуже незначний відсоток відкритих речовин стає препаратом. 

Як у «Експлоджені» шукають нові антибіотики?

Ми шукаємо нові сполуки із думкою, що зможемо продати найбільш перспективні з них великим фармацевтичним компаніям. Але чи стануть вони антибіотиком — це вже залежить не від нас. Поки що у нас немає сполук, які б перейшли до другого етапу, тобто у передклінічну фазу досліджень.

Новий антибіотик — це історія тривалістю в 7–10 років. Безліч факторів можуть легко вивести нову сполуку з цього процесу. Наприклад, речовина прекрасно вбиває патогенні бактерії, але виявилась нерозчинною — це кінець для неї, хоч би якою ефективною вона була.

Все це, по-перше, дорого, а по-друге, дуже дорого. За останніми розрахунками, в середньому потрібно більше ніж мільярд доларів, щоб вивести новий антибіотик на ринок: від того етапу, де ми знаходимо і продаємо фармацевтичній компанії нову перспективну сполуку, до етапу появи нового препарату в аптеці чи лікарні⁶. 

Непередбачуваність кінцевого результату тягне за собою значні фінансові ризики для фармкомпаній, тому вони не дуже охоче беруться за розробку антибіотиків. Наприклад, фармацевтична компанія Melinta Therapeutics, що має чотири успішні антибіотики, останній з яких затверджений FDA у 2017 році, через два роки подала заяву про захист від банкрутства і пройшла процес реструктуризації⁷. Два справді великі американські стартапи, Achaogen та Aradig, які вивели свої антибіотики на ринок, оголосили банкрутство у тому ж 2019 році⁸. Це вказує на те, що фінансування розробки антибіотиків має бути гібридним: із залученням державних коштів чи коштів філантропів. Інакше вирішити цю проблему не вдасться. У Європі є кілька програм, як державних, так і приватних, що беруть на себе фінансування та фінансові ризики, пов'язані з пошуком, розробкою і впровадженням антибіотиків. З іншого боку, вся велика фарма закрила свої подібні проєкти. І це чудова можливість для академічних дослідницьких установ та стартапів. Власне, пошук нових антибіотиків є основною ціллю спільного проєкту «Німецько-Український центр передових досліджень природних сполук (CENtR)», який фінансується Німецьким міністерством освіти та науки (BMBF), та об'єднує зусилля академічної науки (Університет Саарланду, Львівський національний університет ім. І. Франка) та біотехнологічних стартапів («Експлоджен»).

Тобто пошук нових сполук — це той початковий етап, який ви реалізовуєте. Як відбувається процес відбору мікроорганізмів, що здатні утворювати «потенційні антибіотики»?

За 70 років, з часів Зельмана Ваксмана, який відкрив стрептоміцин в 1943-му, мало що змінилось. Він запровадив методику, котра, за своєю суттю, залишається такою самою й сьогодні: йдеш в поле, береш зразок ґрунту, висіваєш його на чашку Петрі, там виростають бактерії. Серед них виділяєш ті, які, ти підозрюєш, здатні щось синтезувати, й перевіряєш їх. Зараз теж так роблять. Проте наступний етап тепер значно цікавіший: ми не просто дивимося, що синтезують виділені бактерії, адже, найімовірніше, це щось відоме — за 70 років вже все пересіяли і перевірили. Є певні оцінки, за якими фармацевтичні компанії з 1950-х по 2000-і перевірили 20–40 мільйонів штамів бактерій. Які шанси, що ми в себе знайдемо щось нове, якщо наша колекція доходить тільки до півтори тисячі штамів? Майже нульові. 

Як тоді ви робите цей процес пошуку ефективним? 

У цій грі є дуже цікаві backdoor, тобто «задні двері». Ми працюємо з бактеріями, які є такими собі генетичними сміттярами. Вони підбирають гени біосинтезу антибіотиків, які зустрінуть. Ніби ходять по сусідах: «О, в тебе класний ген, я собі візьму. Цей ген кодує сполуку, що вбиває іншу бактерію — він мені потрібен». Це і є горизонтальне перенесення генів в дії. Вони збирають гени, але не використовують, адже ті їм наразі й не потрібні. Серед багатьох генів у їхньому геномі може працювати один, який і відповідає за утворення сполуки, що була успішно відкрита ще в далеких 70-х чи 80-х роках. Решта ж — генетичне сміття для бактерій і генетичні скарби для нас. Ми тестуємо штами, дивимось, що вони синтезують, і секвенуємо весь геном. 

Потім настає час для біоінформатики, адже люди навчились доволі якісно передбачати гени і те, що вони кодують. Все робиться в комп'ютері під час аналізу геному: тут ділянка з генами, подібними на гени біосинтезу стрептоміцину — добре відома і тому не цікава; а ось тут, умовно, сім генів, що не схожі на жодні інші, більше ніде і ні в кого не траплялися — це дуже цікаво! Невідомі гени не працюють, тобто їхній продукт не утворюється. Проте ми дуже хочемо, щоб він утворився, бо нам цікаво, що ж воно таке. Тут на допомогу приходять космідні бібліотеки: ми копіюємо цей «генетичний розділ» з книжки бактерії-сміттяра й переносимо в «одомашнені» бактерії. А «одомашнені» бактерії генетично видозмінені так, щоб активно реалізовувати «генетичний розділ» з чужої інструкції. Якщо вдасться змусити ці ліниві гени працювати, то, скоріш за все, отримаєш нову сполуку. Насамперед відбувається відбір на рівні генетичної інформації — це і є «задні двері». Ми в «Екслоджені» так отримали кілька цікавих сполук. Одна із них протигрибкова, ми розглядаємо її радше як фунгіцид для сільського господарства, ніж для використання в медицині.

Штами актинобактерій на чашках Петрі. Кольорова пігментація виникає завдяки продукції різноманітних природних сполук: від каротиноїдів до протипухлинних речови. Однак, більшість цікавих сполук є безбарвнини.

Чи використовуєте у процесі такого скринінгу геному на наявність нових генів машинне навчання чи штучний інтелект?

Ми в «Експлоджені» не використовуємо, хоча думали про це. Дональд Рамсфелд, який був міністром оборони США, сказав таке: «Існує “відоме знане”, тобто речі, про які ми знаємо, що знаємо. Також є “відоме незнане”; іншими словами, є певні речі, які ми знаємо, що не знаємо. Але існує також “невідоме незнане” — те, що ми не знаємо, що не знаємо»)⁹. Звучить дивно, але це розкішна думка.

Є речі, про які ми дійсно не знаємо, але ми можемо передбачити, що вони існують — відоме незнане. Якщо ми навіть не припускаємо і не передбачаємо — це невідоме незнане. У нашій царині біосинтетичні гени, які не можна відшукати за схожістю до вже відомих генів — це саме те невідоме незнане, яке й становить найбільший інтерес, і, думаю, власне це і є сферою, де можна застосувати штучний інтелект.

Потреба в нових антибіотиках постійна і росте разом із антибіотикорезистентністю. Чи «Експлоджен» займається питанням стійкості до антибіотиків?

Останні кілька років мене цікавить питання стійкості до антибіотиків, поширення генів стійкості, тому що це величезна проблема. Ще Флемінґ після вручення Нобелівської премії у 1945 році згадував про розвиток стійкості до антибіотиків і те, що ми вічно будемо грати в цю гру «хто кого»: «Небезпека може критись у недостатньому дозуванні. Неважко зробити мікроби стійкими до пеніциліну в лабораторії, піддаючи їх концентраціям, недостатнім для їх знищення, і те саме іноді трапляється в організмі»¹⁰. Ситуація, про яку казав Флемінґ, і досі є актуальною: люди безвідповідально п’ють антибіотики. Лікар сказав, що треба приймати їх дев’ять днів, а людина на третій день кинула, бо їй стало краще. Так пацієнт вбив 99,9% патогенних бактерій в своєму організмі. Проте 0,1% залишилося, та ще й стали стійкими до цього антибіотика. Тож наступного разу препарат не допоможе. Людина думає, ніби ліки браковані або й узагалі підробка, і не замислюється, що не у препараті справа. 

На щастя, наразі зареєстровано не так багато випадків виявлення pandrug-resistant бактерій, нечутливих до всіх антимікробних агентів. Більшість навіть мультирезистентних бактерій все ж чутливі до кількох антибіотиків, наприклад до колістину та тігецикліну. Колістин гіпертоксичний, і його використовують тільки в тому випадку, якщо інших можливостей не залишилось. Проте потім будуть серйозні побічні ефекти. Ми ще не перейшли межу, більшість бактерій чутливі до хоч якихось сполук, але ми балансуємо на межі.

Що відбувається в Україні з антибіотикорезистентністю, ми до кінця не знаємо. Часто дані щодо України приходять з-за кордону, і це просто абсурд. Кількість випадків антибіотикорезистентних інфекцій в Німеччині з 2022 року зросла в три рази, тобто від початку повномасштабного вторгнення, і це не випадковість. Тут є прямий причинно-наслідковий зв’язок з тим, що зросла кількість українців за кордоном¹¹. Ми працюємо над генетичним моніторингом ситуації в Україні у співпраці із лікарями. Можливо, це допоможе змінити поточний стан речей.  

Основні «піддослідні» у компанії «Експлоджен» — ґрунтові бактерії. Звідки отримуєте зразки ґрунту?

У нас були ґрунти з усіляких цікавих місць. Наприклад, з печери, куди ніхто і ніколи не ходив раніше, тобто абсолютно ізольованої від людини системи. Люди приносять свої бактерії та спори, які є типовими та в більшості випадків нецікавими. Так от, ми думали, що у ґрунті з цієї ізольованої печери буде щось надзвичайне. Виділили купу бактерій, а виявилось, що вони мало чим відрізняються від тих, які живуть у ґрунті вазона з нашої лабораторії. Тож те, звідки ґрунт чи інший зразок, має не таке значення, як чому ти вирішив його відібрати, що цільово будеш в ньому шукати, та як відібрати зразок, щоб не «натрусити» туди власних бактерій.

У нас випадково стартував дуже цікавий і дивний проєкт. Є оси, що будують свої гнізда з глини — глиняні оси (Sceliphron destillatorium та Sceliphron curvatum у нашому випадку). У глиняний глечичок вони складають паралізованих павуків, відкладають яйце та «заклеюють» вихід. Яйце розвивається в личинку, яка харчується павуками. Цей глечичок — тепле й вологе місце з цілою купою органічних речовин, і першими там мали б виростати плісеневі гриби. Вони одразу би «їли» паралізованого павука й далі мали б взятись і за личинку. Але так не відбувається, личинка спокійно перетворюється на імаго. Постає питання: чому так відбувається? Ми вирішили дізнатися відповідь. З такого глечика ми виділили 60 штамів бактерій, 90% з яких вбивають гриби, тобто мають протигрибкову активність, і ми думаємо, що ці бактерії тримають «під контролем» плісеневі гриби, не дають їм з’їсти ще й личинку оси (№6 на фото).

Глиняна оса Sceliphron curvatum. Фото: Solange Belon.

Глечички, у які глиняні оси відкладають свої яєчка. Фото від Юрія Ребця.

Під номером 6 можна побачити штам бактерій, виділений з гнізда оси, що має виражену протигрибкову активність.

Саме зразки, у яких можна простежити певні екологічні взаємодії, дослідити закономірності взаємовідносин між біологічними об’єктами, найцікавіші. Тобто спрямований пошук, а не просто дослідження всього, що можна знайти в ґрунті. Глобально світ бактерій доволі уніфікований та мобільний. Тому якщо хочеш знайти щось справді унікальне, то треба шукати в унікальних місцях, враховуючи екологічні взаємодії.

Звідки хотілося б зібрати зразок?

Я ще не придумав. Насправді цей проєкт з осами — один із найкращих експериментів, які ми зробили в лабораторії, один із найкращих матеріалів для виділення мікроорганізмів, з якими ми працювали. Що буде наступним — не знаю. Треба йти до зоологів. І тут ми вертаємося до класичної науки. Зоологів, ботаніків часто недооцінюють, а це саме ті люди, що можуть підказати генетику, де шукати цікаві зразки, незвичні екологічні взаємодії, цікаві екологічні ніші, у кого дивний життєвий цикл чи незрозуміла отрута, наприклад. Світ надзвичайний, і дуже багато всього у ньому взаємопов'язано.

Про науку в Україні

Як це — бути науковцем?

Я не вважаю себе науковцем останні кілька років, радше менеджером від науки. Я всім кажу, що еволюція науковця починається з лабораторії, де ти вчишся працювати з обладнанням, а має закінчитися тим, що робиш науку в голові. Тому що будь-яка наука починається і закінчується тут (у голові — ред.). Починається все з ідеї, яку потрібно згенерувати, а закінчується все оформленням бачення, а не просто набором результатів. Хороший науковець — це науковець з досвідом і фантазією, який може щось вигадати.

Які переваги та недоліки бути науковцем в Україні? 

Мені важко судити, оскільки я поза українською наукою, не в системі. Мій погляд скоріше збоку, і я не бачу особливих переваг в українській академічній науці. У державних академічних установах мізерна зарплата, нерідко немає приладів, проблеми з реактивами. До того ж науковцям потрібно постійно доводити всім, що наука — це важливо.

Я повернувся в Україну у 2019 році, бо було цікаво «будувати» лабораторію з нуля, створювати «Експлоджен». У нас докорінно інша ситуація, якщо порівнювати з академічними установами: мені не потрібно було доводити, що наука важлива, це було очевидно для всіх учасників. Були кошти та кошторис, і потрібно було збудувати компанію. Перший рік чи два — найцікавіші в моєму житті: від підбору бажаних приладів до пошуку перших клієнтів. Це надзвичайно захоплива історія. 

Для нас особисто і для багатьох інших компаній, які працюють в наукоємній галузі, люди — це першочергова проблема. Багато першокласних українських спеціалістів виїхало закордон, частина загинула на війні — цей ресурс ще зменшився. Той колектив, який є у нас зараз — це мій найбільший здобуток в компанії «Експлоджен». Я можу покластися на цих людей. Я розумію, що незалежно від того, яке складне завдання, вони це зроблять, і це найважливіше. Усі ці люди прийшли з академічної науки. 

Іноді збоку навіть краще видно. Що, на вашу думку, потрібно зробити, щоб покращити ситуацію?

Міняти принцип розподілу коштів. Отримувати фінансування має той, хто дійсно працює і дає результат. Міняти принципи звітності та навантаження для викладачів. Викладач в університеті має заповнювати тонни документів щомісяця, має доводити, що він справді науковець, публікуючи статті в журналах (певну кількість), а ще має прив’язку до кількості студентів, яких він навчає. Кількість студентів зменшується — зменшується кількість годин викладання і, відповідно, зарплата. Немає достатньої кількості студентів на курс — немає курсу. Ставки скорочуються, і весь факультет викручується, як не звільняти людей. 

У Німеччині, наприклад, є розділ обов’язків в університетах: є люди, які займаються на 80–90% наукою і читають 1–2 курси на рік, а є викладачі, які переважно читають лекції, хоча за бажання можуть виконувати й наукову роботу. Це дуже розвантажує і одних, і інших, що покращує якісь роботи.

З науковими публікаціями є ще дві ситуації. Перша — у правилах для аспірантів (які просто жахливі) зазначено, що необхідно мати публікації для захисту. Відповідно, професор має якось викручуватись, щоб його аспірант захистився. В Німеччині, до прикладу, сам професор визначає, скільки має бути публікацій, адже він менторить цю людину і знає, чи «тягне» матеріал до публікації, чи робота якісна навіть без неї. 

Друга — це науковий популізм, який в Україні процвітає. Іноді наукова цінність опублікованих статей нульова, і вклад у нові знання нульовий. Одна з причин цього — це те, що викладачі в університетах для продовження свого контракту зобов’язані мати публікації. Це просто змушує так чинити.

Наука не продається, а те, що продається, — не наука

Українську науку потрібно робити більш незалежною від держави. Дати державним університетам більше свободи у вирішенні питань: правила захисту кандидатських робіт, кількість ставок для викладачів та прив’язка до академічних годин. Наразі ситуація — це рабство для викладача, що обмежує всю його роботу. Викладач знає, що не може вигнати студента, який не вчиться, не здає сесії, бо кількість студентів на курсі стане замалою і його просто закриють. Це жахливо. 

Є майбутнє для науки в Україні? 

Звичайно, є. Тут така талановита і неймовірна молодь! Молодь — це і є майбутнє науки України. Але не йдіть в біологію — це заклик до всіх майбутніх студентів. Не вступайте на біологічний факультет в жодному разі, стільки біологів не потрібно.

В Україні є класні наукові групи і зміни на краще теж. Зміни пов’язані, наприклад, із появою Національного фонду досліджень України (НФДУ). Вони впровадили ґрантову систему. НФДУ показав: якщо ви хочете кращі умови праці та більші можливості, то є інструмент отримання цього. Треба виграти конкурс, а для цього потрібно бути найкращим і показати це. Я вважаю, що це чудово.

Ваші слова про те, що бракує спеціалістів та заклик до студентів не іти на біологію суперечать одне одному. Це ж нелогічно!

Насправді все дуже логічно. Не йдіть на біологію — це заклик до всіх-всіх. Ідіть в біологію тільки, якщо вам це справді цікаво і ви хочете цим займатись. Це має бути свідомий вибір людини, яка вступає у ЗВО. Тому такі важливі різноманітні шкільні наукові проєкти, біотехстудії, STEM-лабораторії. Вони допомагають зрозуміти, чи справді біологія — це для тебе. 

Фото надав Юрій Ребець, якщо не зазначено інше.

Фото зроблені у компанії «Експлоджен», якщо не зазначено інше.