Центр наук о жизни Сколтеха

В статьях нового спецпроекта мы рассказываем об истории создании Центра наук о жизни Сколтеха и о том, как в нем устроено обучение в магистратуре и аспирантуре. Об этом авторы «Биомолекулы» говорят не только с сотрудниками, но и учащимися Центра. Отдельные статьи посвящены двум исследовательским группам Центра наук о жизни: лаборатории под руководством профессора Константина Северинова и лаборатории под руководством профессора Михаила Гельфанда.

---

Партнер спецпроекта — Центр наук о жизни Сколковского института науки и технологий (Сколтеха), где ведутся исследования по биомедицине, биоинформатике и биотехнологиям. Также в этом году Центр наук о жизни выступает партнером конкурса «био/мол/текст»-2019.

«В 2011 году в Сколтехе был принтер, факс, начальник отдела кадров и президент», — рассказывает профессор Константин Северинов, д.б.н., молекулярный биолог, директор Центра наук о жизни и руководитель лаборатории в Ратгерском университете (США). А сейчас Сколковский институт науки и технологий (Сколтех) и, в частности, Центр наук о жизни (обычно используется английская версия написания: Center of Life Sciences, или CLS) — одно из важнейших мест проведения исследований в России, первый российский вуз, получивший международную аккредитацию PhD-программы и публикующий множество статей в топовых зарубежных журналах. О непростом пути становления российского биологического наукограда и успешности его обучающих программ сегодня «Биомолекула» и расскажет в первой части цикла статей о Сколтехе.

Центр наук о жизни: люди и обстоятельства

Для тех, кто решил посвятить свою жизнь биоинформатике, биомедицине или биотехнологиям (неважно, в рамках научных исследований или бизнеса), и выбирает место для учебы, Центр наук о жизни внутри Сколтеха — один из главных кандидатов. Как гласит его сайт, сегодня это «один из наиболее динамично развивающихся центров исследований, образования и инноваций в институте». Он ставит своей задачей воспитать элитную группу ученых, интегрированных в мировую науку, в рамках обучения в программах магистратуры и аспирантуры. И, судя по тому, как в мировом обществе котируются его исследования, это так и есть. Данные по цитированию статей, одному из главных показателей успешности в научном мире, и исследуемым темам даны на рис. 1. Список публикаций сотрудников CLS (а ведь, как известно, именно своими публикациями «меряются» ученые) можно посмотреть на сайте Центра.

Однако Центр наук о жизни сформировался не сразу. Его история началась в 2013 году. «Изначально при участии Массачусетского технологического института (МТИ) создавалось два биологических центра: по исследованию стволовых клеток и по биомедицинским исследованиям и исследованию малых РНК, — рассказывает Константин Северинов. — В 2014 году руководитель первого Центра, голландец , ушел со своего поста. Причиной послужила катастрофа Boeing 777, в которой погибли голландские ученые, занимавшиеся разработкой лекарства от СПИДа и летевшие в Австралию на конференцию . Так сложилось, что после этого я стал директором центра по исследованию стволовых клеток». После этого центр был сначала переименован, а затем и совмещен с центром биомедицинских исследований, который к тому моменту уже тоже успел поменять название. Так и образовался Центр наук о жизни.

Онколог Антон Бернс — прим. автора статьи.

«...Отъезд профессора связан с авиакатастрофой: в самолете летели его коллеги из Нидерландов. Бернс отказался комментировать это, сказав, что покинул Сколтех “по личным причинам”», — сообщает РБК. — прим. автора.

Обычно подчеркивается вклад Массачусетского технологического института (МТИ) в развитие института. Однако, говорит Северинов, в реальности большого вклада МТИ не было: взгляды на осуществление и цели совместных разработок у российских и американских коллег не совпали, да и российские реалии работы внесли свою лепту.

После того, как разделение на несколько центров исчезло, темы исследований расширились. Новообразованный CLS сегодня отражает многогранность дисциплин, которые входят в понятие «науки о жизни». Каждая из двенадцати лабораторий формировалась под определенного профессора и называется по его имени. Именно преподавательский состав и его отношение к обучению и исследованиям — особый предмет для гордости Центра наук о жизни сегодня.

Итак, какие же известные российские ученые перешли в CLS работать и каковы их области интереса? Эти фамилии, безусловно, знакомы тем, кто следит за российским научным сообществом (рис. 3).

Исследовательская группа под руководством Георгия Базыкина изучает:

• эволюционные изменения патогенов (в частности — вируса гриппа А), которые обеспечивают успешность заражения;
• мутагенез раковых клеток и клеток зародышевой линии;
• естественный отбор и взаимодействия в геноме.

Основная научная область лаборатории Дмитрия Чудакова — исследования адаптивного иммунитета человека и модельных животных через призму репертуаров Т-клеточных рецепторов и антител различных функциональных субпопуляций Т- и В-лимфоцитов.

Группа Ольги Донцовой работает над идентификацией и описанием новых длинных некодирующих РНК (lncRNAs), которые можно использовать для диагностики различных типов рака печени. Также она проводит исследования механизмов биогенеза теломеразной РНК человека и функций белка hTERP, который кодируется теломеразной РНК.

Генетически кодируемые флуоресцентные метки и визуализация клеточных белков и функциональных процессов в живых клетках и организмах животных — основные направления лаборатории Константина Лукьянова.

Тимофей Зацепин и коллеги занимаются тремя темами:

• адресная доставка модифицированных антисмысловых олигонуклеотидов, малых интерферирующих РНК и гидовых РНК in vivo;
• функциональные исследования новых мишеней для лечения рака печени и фиброза на животных моделях;
• флуоресцентные олигонуклеотидные зонды для обнаружения ДНК и РНК.

Работа в исследовательской группе Дмитрия Иванкова затрагивает области теоретической эволюционной биологии, физики белка и биоинформатики, в частности, теорию многомерного эпистаза, прогнозирование изменения стабильности белков при мутациях и расчет скорости сворачивания белков.

В лаборатории Юрия Котелевцева исследования направлены на обнаружение и проверку новых лекарственных мишеней и на разработку новых терапевтических платформ с использованием животных моделей таких человеческих заболеваний, как фиброз печени, сердечная недостаточность, мышечная дистрофия Дюшенна и болезней, связанных со стрессом.

В интересы исследовательской группы Дмитрия Первушина входят процессинг РНК у эукариот, в частности процессы сплайсинга и полиаденилирования, с использованием больших массивов данных высокопроизводительного секвенирования ведущих мировых консорциумов, таких как Энциклопедия элементов ДНК и Атлас ракового генома.

Транскрипция генов и характеристика неканонических РНК-полимераз бактериофагов — в фокусе группы Марии Соколовой, недавней выпускницы PhD-программы Сколтеха, а выявление антибиотиков, действующих на синтез белка (что, например, привело к открытию клебсазолицина) — тема Петра Сергиева и его коллег.

О работе двух оставшихся лабораторий — Константина Северинова и Михаила Гельфанда — «Биомолекула» расскажет более углубленно в отдельных статьях. Сейчас только подогреем интерес читателя и упомянем, что первая занимается системами CRISPR-Cas и поиском новых антибиотиков, а вторая — функциональной и эволюционной геномикой бактерий и эукариот.

Учебные программы Центра наук о жизни

«Я в Сколтехе с самого начала, и у меня была прекрасная должность — даже в трудовой книжке написано — “профессор-основоположник”, — рассказывает Константин Северинов о зарождении принципов обучения в CLS. — Так как я “основополагал”, то мог делать все, что хотел. Поэтому магистерская и аспирантская программы скопированы с хороших аналогичных американских программ, но при этом слеплены из того, что было».

И, судя по всему, получилось «слепить» очень неплохо. «Сейчас у нас обучаются около 100 магистрантов и около 50 аспирантов. Многие знают друг друга потому, что мы кормимся за счет лучших выпускников МГУ — биофака, бибифака и химфака — и Физтеха. Внутри себя они довольно спаянная когорта».

«Окончив бакалавриат, я поняла, что Физтех дает очень сильные знания в области математики и физики, однако мои знания в биологии недостаточны, — рассказывает Светлана Калмыкова, которая до этого училась в бакалавриате Физтеха (МФТИ ГУ) на факультете биологической и медицинской физики. — Как оказалось, в Москве — да и кажется, вообще в России — Центр наук о жизни Сколтеха является одним из немногих мест, где можно получить хорошее биологическое образование в магистратуре».

Обучающие программы Центра наук о жизни привлекают не только россиян. Центр стал на какое-то время домом не только для граждан РФ и стран бывшего СССР, но и студентов из США, Китая, Испании, Сербии, Кубы, Мексики, Бразилии, Индии, Пакистана, Сирии, Египта, Нигерии (рис. 4). «Всегда найдутся студенты, которые готовы рискнуть (и приехать учиться в Россию — прим. автора), — замечает директор CLS Константин Северинов. — Люди понимают, что у них есть возможность бесплатно учиться, бесплатно получить научные степени, которые признаются во всем мире, и пожить пусть не в самой гостеприимной, но интересной стране. Приезжают к определенному профессору. Это вопрос профессиональной репутации и личных связей, ведь Сколтех — это, конечно, не Гарвард».

Так что же представляют из себя программы MS (Master of Science — магистратуры) и PhD (Doctor of Philosophy — аспирантуры)?

Магистратура Сколтеха: MS Life Sciences

Магистратура Центра наук о жизни — двухлетняя. Сначала студенты углубляют свои теоретические знания и пробуют силы в разных лабораториях. На второй год учащиеся определяются с выбором темы и активно приступают к реализации своего проекта. «Когда я поступала, то не очень хорошо знала, какой именно областью биоинформатики хотела бы заниматься. Поэтому мне очень понравилась возможность реализации коротких проектов, которую предоставляет Сколтех. За первый год обучения можно выполнить несколько таких проектов (по два месяца) в разных лабораториях, и понять, где “твоя” область, чем хочется заниматься», — комментирует Светлана.

Помимо курсов по специальности, внимание уделяется и потенциальной коммерциализации исследований, и английскому языку. Например, магистранты первого курса проходят восьминедельную летнюю практику под названием Industrial Immersion, или «Погружение в индустрию», в реальной компании. За это время они не только получают представление об особенностях российского рынка по своей специальности, но и налаживают связи с потенциальными компаниями-партнерами для проведения своих исследований и будущего трудоустройства. Также в программу входят курсы по инновациям и предпринимательству, которые включают обязательную для всех часть — Innovation workshop. Из других особенностей магистратуры CLS стоит отметить «период независимых исследований» (Independent Studies Period), когда три недели студенты, преподаватели, ученые и вообще все члены общества Сколтеха проводят за обменом опытом.

За успехи в учебе и исследованиях, публикации в журналах студенты могут получить надбавку к стипендии. И, конечно, изюминка магистратуры CLS — это стажировки за границей (рис. 4).

«Наличие хорошей программы и академической мобильности позволяет нашим магистрантам и аспирантам побывать в лучших мировых лабораториях по своей специальности,— рассказывает Константин Северинов. — Мы посылаем человека, который оплачен нашей стороной, делать определенную исследовательскую работу. Это не работа по найму в чужой лаборатории, потому что задача идет от нас — от научного интереса определенного профессора, от возможностей и интереса студентов. Позже решается вопрос о совместной публикации и интеллектуальной собственности. Ученые Америки и Западной Европы понимают ценность хороших кадров. Возможность получить хорошего человека не с улицы — это очень важно. К студенту совершенно другой подход, если он приехал от коллеги, которому ты доверяешь. Такого рода сетевая система очень прогрессивна».

Полный список направлений стажировок можно посмотреть на сайте CLS в разделе Academic Mobility. Студенты ездят, в частности, в:

• Европу — Вильнюсский университет в Литве, немецкие Гамбургский университет и Центр молекулярной медицины им. Макса Дельбрюка, Вагенингенский университет и научно-исследовательский центр и Маастрихтский университет в Нидерландах, Университет Перуджи в Италии, австрийский Научно-исследовательский институт молекулярной патологии, французские Институт Пастера и Лаборатория инженерных систем и биологических исследований и процессов, швейцарский Институт биомедицинских исследований, Йоркский университет в Великобритании и др.;
• Израиль — Университет Бен-Гуриона;
• США — Университет Северной Дакоты, Национальный центр биотехнологической информации США, Техасский университет A&M, Ратгерский университет, Университет штата Монтана;
• Чили — Университет Сантьяго де Чили;
• Японию — Национальный институт агробиологических наук Цукубы;
• Китай — Институт микробиологии при Китайской академии наук.

Аспирантура Сколтеха: PhD Life Sciences

Аспирантская программа CLS — PhD Life Sciences — тоже набирает обороты. В прошлом году в нее было отобрано два десятка студентов, которые пришли из Сколтеха, МГУ, МФТИ, ВШЭ, КФУ, СПбГУ. Первые аспиранты выпущены в 2017 году, и сейчас уже защитилось 14 человек.

«Целеустремленный молодой исследователь может раскрыть здесь свой потенциал: получить ресурсы и свободу для интересного исследования, создать коллаборацию, получить эффективную помощь и поддержку опытных профессоров. Сколтех вкладывается много и долгосрочно — это разительно отличает его от многих других заведений — и делает ставку на людей», — говорит Александра Галицына, учащаяся по программе PhD Life Sciences.

Первый год в основном посвящен общим курсам, а следующие три года аспирант проводит исследования и готовит диссертацию. На защиту, как рассказывает Константин Северинов, всегда приезжают два независимых ученых-эксперта в области исследований студента, которые и играют роль главных профессоров.

Пару месяцев назад произошло очень важное событие: PhD-программа получила международную аккредитацию от французской комиссии по аккредитации HCERES (High Council for the Evaluation of Research and Higher Education) на пять лет. Это значит, что обучение в ней соответствует европейским стандартам ESG (European Standards and Guidelines). Более того, согласно данным пресс-службы Сколтеха, PhD Life Sciences — первая в России программа уровня PhD с аккредитацией в соответствии с европейскими стандартами.

Как указано в отчете HCERES, на их решение повлияли не только хорошая административная подготовка и структура программы, но и высокая квалификация преподающих в ней профессоров. Так, многие из них имеют высокий индекс Хирша и публикации в ведущих журналах: Science, Nature Reviews in Microbiology, Molecular Cell, Journal of American Chemical Society, Nucleic Acids Research и проч. Кроме того, комиссия отметила, что поступившие студенты очень тщательно отобраны и мотивированы.

Например, на момент написания статьи у Константина Северинова h-index 53, у Михаила Гельфанда — 54 (рис. 5). — Прим. автора.

Комиссия дала и рекомендации по улучшению программы. В первую очередь, согласно этим рекомендациям, учащиеся должны быть обеспечены оптимальными условиями для проведения практических исследований в новом здании (открытом осенью 2018 года сколтеховском кампусе), включая достаточное лабораторное пространство. Также была озвучена необходимость разработки стратегии развития на будущее и включения в программу и других дисциплин, в частности нейробиологии.

Что же ждет студентов после обучения в Центре наук о жизни? С одной стороны, выпускников было еще не так много, поскольку MS- и PhD-программы довольно молодые. С другой стороны, точно можно сказать одно: выпускники безусловно хорошо интегрированы в мировую науку, по мнению Константина Северинова. «Многие остаются в Сколтехе и идут вверх по карьерной лестнице, поскольку мы еще в начале пути и можем набирать людей “внутрь” себя, — продолжает директор Центра. — Часть людей уходит на внешний рынок, в компании, в государственные структуры, начинает преподавать». Наглядно успешность обучающих программ показывают успехи его выпускников, например, три патента Сергея Шмакова, выпускника 2017 года, связанные с CRISPR-Cas системами.

Финансирование: обратная сторона медали

Как рассказывает Константин Северинов, бюджет, которое получает Сколтех, покрывает строительство кампуса, оборудование лабораторий, зарплаты профессорам и стипендии студентам, а также внутренние гранты, которые распределяются на конкурсной основе. Однако, к сожалению, именно через призму большого финансирования, а не по своим достижениям, этот вуз многими и воспринимается.

С критикой коллег Сколтех столкнулся с самого основания, соглашается профессор Константин Северинов. «Для нас — тех, кто находится внутри и старается делать науку, — это непрекращающаяся борьба. Постоянно приходится доказывать, что мы получаем финансирование не просто так. На нас пристально смотрят друзья из академических институтов и других российских университетов. Тезисы, дипломы и другие квалификационные работы наших студентов и аспирантов должны быть высокого уровня, и профессора ответственны за хороший результат».

Денежный вопрос потенциально может сказаться и на другом факторе. Будущий студент пойдет в Центр наук о жизни не из желания заниматься наукой, а за высокой стипендией. Как говорит Северинов, это, конечно, неправильная мотивация, поскольку ученым должен руководить интерес к своему делу, но, «с другой стороны, [при наличии денег] ты можешь делать то, что хочешь. Это необходимое зло. Я бы скорее ратовал за то, что у всех должны быть большие стипендии».

Как говорит Светлана Калмыкова, стипендии — одна из сильных сторон программы наравне с «качественным биологическим образованием, когда материал профессора берут не из старых учебников, а из последних статей, и возможностью пробовать новое», поскольку «позволяют не тратить время на подработки, а уделить все время учебе и науке».

Биомедицинские инновации Сколково

Биомедицина и биотехнологии процветают во всем Сколково. Среди мероприятий, связанных с этими областями, — и представленный на Х Съезде онкологов России проект дистанционной образовательной IT-платформы в области непрерывного медицинского образования, и конкурс биотехнологических стартапов Patents Power, который совместно проводят Сколково и фармкомпания Bayer, и цикл научно-популярных лекций «Сколтех в Зарядье». В мае прошла образовательная программа Pharma’s Cool, где студенты могли задать интересующие их вопросы по будущему трудоустройству спикерам из таких компаний как Novartis, AstraZeneca, Takeda, Johnson & Johnson и Biocad в рамках ярмарки вакансий «БиоМедТех. Взгляд из будущего». Также работникам Сколтеха теперь доступна платформа Dimensions от Digital Science, на которой собрано более 140 миллионов источников информации по публикациям, исследованиям, грантам, патентам и т.д. Растет и «узнаваемость бренда»: структура Сколтеха подробно описана в книге 2019 года Does America Need More Innovators? М. Висниоски, Э. Хинца и М. Стеттлер Кляйн.

Символически иллюстрирует стремление Сколтеха утвердиться в качестве мирового центра инноваций новый кампус института (рис. 6). «Будут открыты новые лаборатории, для которых уже закуплено совершенно уникальное — не только для России, но и мира, — оборудование. Это создает для Сколтеха уникальные технологические возможности, под стать его великолепной архитектуре», — прокомментировал открытие нового кампуса вице-президент Фонда «Сколково» Николай Суетин.

Добраться до нового кампуса, к сожалению, непросто: Сколково находится за пределами МКАДа. Однако в транспортную доступность Сколково, по данным РБК, «РЖД» инвестирует 10 млрд рублей, что должно помочь решению проблемы. В ближайшее время откроется транспортный хаб Сколково, включающий одноименную станцию метро. Кроме того, зарубежные эксперты считают, что, в отличие от закрытых городов-спутников советской эпохи, Сколково интегрирован в инфраструктуру Москвы и визуально связан с башней Московского государственного университета.

«Можно смеяться над нашим зданием, но на самом деле оно прямо “летящее”. Есть ощущение, что экология и окружение определяет то, как ты думаешь», — комментирует Константин Северинов. О том, как студентам, учащимся в магистратуре Центра наук о жизни, живется в этом здании — читайте в следующей статье!

Выражаем благодарность Нине Поповой и Вере Рыбко за помощь в написании статьи.