Дмитрий Мелешко: «Не столь важно то, как много растительной пищи вы едите, как то, насколько разнообразен ваш рацион»
28-летний Дмитрий Мелешко, младший научный сотрудник Центра алгоритмической биотехнологии СПбГУ, «засветился» наряду с известными учеными в крупном международном проекте American Gut. Но к достижению относится иронично: в исследовании изучалась микрофлора кишечника представителей разных стран, и хотя Дмитрий разбирался с «микрофлорой» в виде текстовых данных, за компьютером, выслушал уже не одну шутку. На биоинформатической международной конференции BiATA в СПбГУ Дмитрий выступал не только как сотрудник Университета, но и как аспирант Корнеллского университета в Нью-Йорке, входящего в Лигу плюща.
ФОТО Веры МЕЛЕШКО
— Дмитрий, если вкратце, в чем смысл этого нашумевшего проекта?
— Смысл был в том, что у огромного количества людей в разных странах брались образцы микрофлоры кишечника, сами люди отвечали на вопросы о питании, месте проживания, здоровье и т. д. И все это множество данных ученые пытались как-то осознать: что на что влияет, чем, допустим, отличаются микробиомы вегетарианца и мясоеда, жителя одной страны и жителя другой.
Если вкратце, не столь важно то, как много растительной пищи вы едите, как то, насколько разнообразен ваш рацион. Чем разнообразнее, тем лучше.
Этот проект — хорошее дело в плане популяризации науки: исследование привлекало внимание, участвовали тысячи добровольцев (добровольцы присылали в лаборатории свои, скажем так, анализы и получали в ответ результаты. — Ред.), а известность дает возможность получить финансирование на новые проекты. Но цель в конечном счете серьезная — персонализированная медицина: попытка составить «портрет» того, что можно считать здоровым, чтобы с этим эталоном сравнивать и к нему подводить.
Мой вклад в научную статью занял всего полстранички, я включился на самых поздних стадиях проекта. Просто когда уже готовая статья поступила рецензентам, они попросили добавить в нее анализ данных секвенирования на наличие определенного класса соединений, вырабатываемых некоторыми бактериями. И начальник нашей лаборатории Павел Певзнер (известный биоинформатик, руководитель Центра алгоритмической биотехнологии СПбГУ. — Ред.) мне предложил поработать над этой проблемой. Нужно было решить одну задачку из области метагеномной сборки, за которую никто раньше не брался.
— Метагеномная сборка — это...
— Ну вот есть геномная сборка, это когда мы короткие участки ДНК собираем в длинную последовательность. При этом нам необходимо множество идентичных клеток, но у человека получить их совсем просто, достаточно нескольких капель крови или чуть большего количества слюны.
С бактериями не так. Притом что их больше, чем любых других живых организмов, знаем мы про них очень мало. Дело в том, что, как правило, невозможно взять множество копий одной бактерии и изучить ее геном. Большинство бактерий не хотят размножаться отдельно от среды, одни бактерии зависят от других и т. д. Поэтому ученые придумали изучать геномы всего скопления микроорганизмов в том или ином образце. Такой «составной» геном называют метагеномом, а науку — метагеномикой.
У геномной сборки есть уже огромное количество применений. Та же персонализированная медицина: собрав геном пациента, больного раком, мы можем сказать, что одно лекарство может быть более эффективно, а другое не поможет вообще. А метагеномные методы хороши, если нужно определить, ну, скажем, насколько у человека здоров кишечный тракт, изучить его микрофлору, сказать, что не в порядке, и, возможно, дать таблетку с «хорошими» бактериями.
Это применяется пока немассово, но станет общей практикой через несколько лет. Мы работали с Институтом экспериментальной медицины на Петроградской, в котором в том числе выясняют, какие бактерии лучше всего нормализуют микрофлору.
— Откуда взялась проблема устойчивости бактерий к антибиотикам?
— Да, есть такая мировая проблема, но на самом деле если принимать антибиотики правильно, вероятность того, что бактерия приобретет устойчивость, минимальна.
Трудность в том, что антибиотики употребляют неправильно. В Америке безрецептурного отпуска нет, в России — есть. Из личного опыта: когда я в США заболел ангиной, у меня взяли анализ, определили бактерию-возбудитель и выписали рецепт на лекарство, максимально эффективное против этой конкретной бактерии. Когда лекарство появилось в аптеке, я получил SMS, пришел и забрал его. Меня предупредили, что обязательно надо пропить весь курс, даже если станет легче раньше. В России люди сами назначают себе антибиотики. Не подействовало — меняют, подействовало — прерывают лечение, как только стало легче...
— Ученые, ведущие генные исследования, норовят изучить и себя. Вы что-нибудь этакое про себя узнали?
— Мой инструмент — компьютер, я не работаю в лаборатории, как ее обычно представляют, с пипетками и белыми халатами. Так что пока про себя мало что знаю. Я жене подарил такой наборчик для генетического тестирования, это уже во всем мире в моду вошло: заказываете, вам приходит пробирка с жидкостью, в которой ДНК некоторое время может храниться, плюете туда пару раз, запечатываете, отправляете по адресу лаборатории. И потом на сайте читаете, что там получилось.
Но это, скорее, развлечение: сколько в вас африканских кровей, сколько европейских, и, допустим, свойственно ли вам чихать, если вы посмотрите на свет. Можно получить рекомендации по питанию и режиму тренировок.
— Вы изначально программист. Трудно ли было освоиться и в биологии?
— О, это долгая история. Я учился в Хабаровске на факультете информационной безопасности, но обучение касалось в основном не высоких технологий, как обещалось, а рутинных бумажных процессов. В магистратуру поступил в Петербурге, уже на биоинформатику, в Академический университет, там у нас были курсы по биологии. А после пошел работать в СПбГУ в лабораторию Павла Певзнера, которая переехала сюда из Академического университета. В этот момент началась моя исследовательская карьера, которая без Академического университета была бы невозможна.
Знать биологию на уровне профессиональных биологов, наверное, уже не получится, да и не нужно, достаточно обладать знаниями только в определенной области и уметь описать биологическую проблему математическим языком. Это в целом и позволяет мне решать довольно сложные задачи довольно простыми способами.
— Как оказались в США?
— Я считаю, что иногда стоит менять место работы, чтобы не закиснуть. Когда еще учился в Академическом университете, была идея поступать в аспирантуру в Америке. Мой научный руководитель в магистратуре советовал топовые американские университеты, где мои способности могли бы пригодиться. В конечном счете я выбирал из двух мест: Калифорнийский университет в Дэйвисе, лучшая ветеринарная школа мира, и медицинская школа Корнеллского университета. Меня брали в оба, я выбрал Корнелл. Для меня в том числе было важно, что в Нью-Йорке жить с семьей все-таки легче и интереснее, всегда есть чем заняться и никто не успевает заскучать.
— Над чем работаете там?
— Занимаюсь поиском так называемых структурных вариаций. Задача выглядит так: вот есть геном А, есть результаты секвенирования генома Б (например, больного человека), и нужно понять, чем первый геном отличается от второго. Такие задачи решают давно, но появляются способы делать это эффективнее и точнее.
— Разница в работе в России и США: все на нашу бюрократию жалуются...
— В плане работы в США есть несколько плюсов — программисты и врачи работают практически в одном здании и разработки внедряются гораздо быстрее.
В плане бюрократии большой разницы, наверное, нет. В СПбГУ мы работаем по мегагранту, а написать один большой отчет по одному гранту, наверное, даже проще, чем десять отчетов по десяти небольшим грантам, как происходит у нас в лаборатории в США. В любом случае ни здесь, ни там на нас, аспирантах, эта бумажная работа сильно не сказывается, мы практически все рабочее время посвящаем исследованиям. При этом в Америке начальник лаборатории, наверное, 50% своего времени тратит на написание заявок и отчетов по грантам.
Вообще же бюрократии в США больше, если говорить просто про жизнь. Вспомнить хотя бы подачу документов в налоговую: миллион форм.
— Какие планы?
— За три-четыре года в США я планирую получить степень PhD, потом... Еще не знаю. Я не шибко привязан к определенному месту и не против того, чтобы пожить-поработать в других странах, но надо принимать во внимание множество факторов: чем занимается потенциальная лаборатория, нравится ли страна. Мне разве что во Франции не понравилось: люди (я имею в виду не ученых, а просто) формальные, неприветливые. Хотя, казалось бы, россияне считаются хмурыми и грубоватыми, но нам все-таки есть дело до других. А в США люди, как в России. Просто то, что мы делаем с недовольным лицом и ругаясь, они делают с улыбкой.
Материал опубликован в газете «Санкт-Петербургские ведомости» № 172 (6271) от 18.09.2018 под заголовком «Биология в переводе на математику».
Комментарии