Биология в России: люди и открытия

Обычно, когда говорят о научных открытиях, особенно в биологии, имеют в виду хорошо финансируемые научные учреждения «первого мира», а о России если и вспоминают, то лишь в свете лучей былой славы. Переломим же этот тренд и расскажем, что не перевелись еще науки о жизни на земле русской! С патриотизмом в душе в хорошем смысле этого слова, в этом спецпроекте поговорим с нашими современниками — исследователями из России, изучающими основы жизни: от молекулярных биологов до зоологов и ботаников. Здесь вас ждет серия интервью — как текстовых, так и в форме научно-популярных фильмов, образующих серию «Суперлаба».

---

Спецпроект реализуется при поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации в рамках инициативы «Десятилетие науки и технологий».

Партнер спецпроекта — компания BioinnLabs.

---

Министерство образования России активно содействует популяризации науки, поддерживает молодых исследователей и формирует передовую инфраструктуру для отечественных институтов и университетов.

«Десятилетие науки и технологий» — это масштабная государственная инициатива в России, проводимая с 2022 по 2031 год. Проект включает в себя комплекс инициатив, проектов и мероприятий. Все они направлены на усиление роли науки и технологий в решении важнейших задач развития общества и страны.

Компания BioinnLabs обеспечивает научно-исследовательские лаборатории высококачественными реагентами собственного производства и передовым оборудованием для биотехнологических и медицинских задач.

Евгений Фролов — кандидат биологических наук, заведующий Лабораторией метаболизма экстремофильных прокариот ФИЦ Биотехнологии РАН. В 2017 году защитил кандидатскую диссертацию по теме «Сульфатредуцирующие прокариоты кислых термальных источников полуострова Камчатка»; по данным Google Scholar, у его научных работ 441 цитирование, индекс Хирша — 11.

В лаборатории, которой Евгений руководит с 2023 года, изучают микроорганизмы, живущие в самых необычных точках нашей планеты: термальные источники Камчатки, Курильских островов, Чукотки, Бурятии, Кавказа. Кроме этого, там занимаются исследованием подземной биосферы Ессентукского месторождения минеральных вод, а также микроскопических обитателей морского и океанического дна. Эта работа требует частых экспедиций в разные регионы нашей страны. Из собранных проб сотрудники лаборатории выделяют новых уникальных бактерий и архей. В лаборатории были открыты и описаны группы микроорганизмов самого разного таксономического уровня — от новых видов до совершенно новых филумов [1–3].

Кроме этого, в лаборатории Евгения Фролова подробно исследуют обнаруженные микроорганизмы с целью поиска новых метаболических путей или уникальных ферментов. Как говорит Евгений, фактически лаборатория «реализует полный научный цикл, проходя путь от полевых работ до изучения структуры белков».

Каким образом удалось организовать этот цикл, какого рода задачи будут стоять перед микробиологами в будущем и в чем главный секрет удачной карьеры? Эти непростые вопросы мы обсудили с авангардом лаборатории, дежурившим в разгар отпускного сезона, — Евгением Фроловым (ЕФ) и его коллегой старшим научным сотрудником Александрой Клюкиной (АК).

Экстремалы микромира

Оксана Горяйнова: Начнем с истории. Эта лаборатория «родилась» из лаборатории известного специалиста в области экстремофильных микроорганизмов Елизаветы Александровны Бонч-Осмоловской. Какие традиции ее научной работы ты продолжаешь, а что изменилось?

ЕФ: Если смотреть по документам, лаборатория метаболизма экстремофильных прокариот образовалась в 2017 году, хотя на самом деле она имеет очень давнюю историю и уходит своими корнями к работе академика Георгия Александровича Заварзина. Елизавета Александровна Бонч-Осмоловская (рис. 2) была его ученицей. В апреле 1996 года она отделилась и при поддержке Георгия Александровича организовала лабораторию по изучению гипертермофильных микробных сообществ в рамках Института микробиологии им. Сергея Николаевича Виноградского. В таком виде она просуществовала до 2017 года.

В 2013 году начались реформы Российской Академии Наук — эпоха перемен, которая, кстати, еще не закончилась, — и в 2014 году Институт микробиологии им. С. Н. Виноградского объединился с Институтом биохимии им. А. Н. Баха и Институтом Биоинженерии им. К. Г. Скрябина в ФИЦ Биотехнологии РАН. Таким образом, была создана большая организация, состоящая из трех институтов, каждый со своими подразделениями. В 2017 году Елизавета Александровна преобразовала свою лабораторию в Отдел биологии экстремофильных микроорганизмов, включающий в себя две лаборатории: Лабораторию метаболизма экстремофильных прокариот и Лабораторию разнообразия и экологии экстремофильных микроорганизмов. В первой заведующим стал Кубланов Илья Валерьевич, а Елизавета Александровна взяла под свое крыло кафедру микробиологии биофака МГУ и с тех пор в основном работает там. В 2023 году заведующим лаборатории вместо Ильи Валерьевича стал я.

Анна Ремиш: Твоя лаборатория занимается экстремофильными прокариотами [9]. Пожалуйста, расскажи про основные направления работы и, конечно, про твоих подопечных микробов.

ЕФ: Отличительной чертой экстремофильных микроорганизмов является их среда обитания — весьма необычная с нашей точки зрения: горячие источники, гейзеры, вулканические озера, сфагновые болота, пещеры, вечная мерзлота, ледники, содовые озера, подземная биосфера, океаническое дно, нефтеносные пласты, кислотные шахтные воды, промышленные стоки и др. Важно учитывать, что человек все меряет относительно себя: для нас такие условия экстремальны, а с точки зрения этих микробов экстремофилами являемся мы, чувствующие себя комфортно лишь в узком диапазоне от −5 до +30 ^oC. Экстремофилы очень разные. Одни живут при высоких температурах — это термофилы. Бывают умеренные, экстремальные и гипертермофилы, которые обитают при температурах до +122 ^oC. Часто спрашивают, как такое возможно, ведь вода испаряется при 100 ^oC?

ОГ: Вулканы?

ЕФ: Верно. Однако для жизни нужна вода, а вулканические газы часто безжизненны, потому что очень-очень сухие и фактически представляют собой смесь углекислого газа, азота, сероводорода и некоторых других. Таким образом, для жизни остается... дно океана. Чем глубже, тем выше давление и, соответственно, температура кипения воды: в гидротермальных источниках на дне океана прекрасно может быть +122 ^oC и даже значительно выше. То же самое касается подземной биосферы. В таких необычных условиях живут археи. Эти микробы наиболее экстремальны по температуре.

На противоположном конце температурной шкалы расположились психрофилы, которые «любят» холод и оптимально растут при температурах +1–10 ^oC. Некоторые могут жить даже при отрицательных температурах — в водоемах, которые не замерзают, например из-за высокой солености.

Помимо температуры, важным фактором окружающей среды является pH (мера, определяющая уровень кислотности или щелочности раствора). Микроорганизмы, обитающие в очень кислой среде, называют ацидофилами (ими кишат вулканы); их антагонисты — алкалофилы.

Третий фактор среды — соленость воды. В таких водоемах обитают галофилы (Мертвое море, российские содовые озера, озеро Эльтон и др.). Еще есть барофилы, живущие при очень высоких давлениях (дно океана и подземная биосфера).

Самое интересное, что многих экстремофилов характеризует не один признак, а несколько. К примеру, микроорганизмы, живущие при кислом pH и высоких температурах — термоацидофилы. Такие условия можно найти во многих горячих источниках Курило-Камчатского региона. Дальше мы можем продолжать соединять корни, которые указывают на предпочтения микроорганизмов. Например, галоалкалофилы, согласно названию, любят повышенную соленость (гало-) и высокие значения рН (алкало-), а обитают они, например, в содовых озерах Кулундинской степи и Забайкальского края. Микробов, которые выдерживают несколько таких необычных, жестких, факторов, называют полиэкстремофилами.

Это кратко о нашем объекте изучения. Традиционно, со времен Елизаветы Александровны наша лаборатория в основном занимается термофилами. Поэтому наравне с лабораторной работой, мы часто бываем в экспедициях. Основной базой по изучению термофилов является Камчатка. Там есть Кальдера Узон (рис. 3), куда мы ездим практически каждый год для отбора проб, а иногда заезжаем в Долину Гейзеров и на вулкан Мутновский. Кстати, основным инструментом для отбора проб является... самый обычный половник. Мы идем по разным экзотическим местам с половником в руках и еще лопату несем. А вокруг медведи... Очень удобно идти, бить половником о лопату и разгонять медведей. Главное, чтобы они тебя не съели, поэтому лопата может пригодиться для разных целей.

Вообще, на кальдере Узон медведи относительно спокойные. Главное — не отходить в сторону рек, потому что медведи, живущие на реках и питающиеся рыбой, делят территорию, поэтому более агрессивны друг к другу и к человеку. А в кальдере Узон рыбы почти нет. На этом месте когда-то был огромный вулкан, который выгорел изнутри и обвалился. Таким образом на поверхности земли образовалась тарелочка. Там растет трава, много горячих источников, и медведи фактически выполняют роль коров: ходят и едят траву. Так что, если не трогать медвежат и не входить в конфликт, они вреда не причинят.

Еще мы периодически бываем на Курильских островах. Чаще всего работаем на Кунашире, Итурупе, иногда на Сахалине. В этом году коллеги заезжали на Парамушир с разведкой. Это типичные места обитания термофилов. Вообще Курило-Камчатский регион является частью Океанического огненного кольца, а микроорганизмы, которые там обитают, можно встретить и в Исландии, и в Йеллоустоне. Они очень похожи и часто неразличимы даже на уровне видов: биоразнообразие микробов слабо связано с географией — им важны условия, а географическая удаленность имеет второстепенное значение.

ОГ: Это применимо ко всем микробам или только к экстремофилам?

ЕФ: Да, ко всем. К примеру, почвенные бактерии зависят от условий (кислотность, температура, состав почв) — у них нет как таковой географии.

Еще есть термальные места обитания. К примеру, Чукотка. До нее, к сожалению, тяжело добираться, поэтому бываем там редко. В отличие от соседней Камчатки, на самой Чукотке нет действующих вулканов, поэтому механизм образования местных горячих источников принципиально иной. Термальные источники на Чукотке образуются за счет глубокой циркуляции подземных вод по тектоническим разломам земной коры. Этот процесс называют глубинным нагревом. Поднимающиеся воды локально проплавляют толщу многолетней мерзлоты. В таких источниках нет большого количества серных соединений, зато много самых разных металлов, поэтому здесь формируются уникальные микробные сообщества, отличные от камчатских.

Другой тип источников окружает Байкал. В 2024 году мы ездили в Баргузинскую долину. Термальные воды в этом регионе образуются также в процессе глубинного нагревания: вода по породам опускается вниз, нагревается и поднимается наверх. Однако вмещающие породы здесь другие, что обусловливает формирование ультрапресных вод с высоким значением pH. Если у кислых камчатских источников pH обычно от 2–5, то здесь — 8–9, иногда даже 10. Гидрохимия здесь другая, поэтому живут другие микробы.

Следующий регион — Кавказ и его гидротермальные системы. На востоке, в Дагестане, источники наиболее горячие, а ближе к Черному морю воды становятся прохладнее. Кавказские минеральные воды очень разнообразны по составу; многие из них связаны с выходом серы и сероводорода, что привело к появлению знаменитых лечебных курортов, таких как Пятигорск и Мацеста в Сочи. Также тут много выходов вод, богатых углекислым газом, благодаря чему возникли лечебные курорты в Кисловодске, Ессентуках и Пятигорске.

Кроме этого, термофилов можно найти в подземной биосфере. Если мы глубоко-глубоко закопаемся под землю (на километр или глубже, где всегда горячая вода), то обнаружим других микробов. Подземная биосфера настолько огромна, что ее объем сложно оценить: биологам самостоятельно сложновато забраться на такую глубину. И тут на помощь приходят корпорации. Например, нефтяники. Они проводят нефтеразведку, скажем, в Сибири: бурят большие скважины и, если ничего не находят, закупоривают их. Однако те продолжают сочиться, поэтому можно приезжать и собирать пробы.

Другие наши партнеры — компании, занимающиеся добычей минеральных вод. В первую очередь это «Холдинг Аква», который производит знаменитые «Ессентуки 4» и «Ессентуки 17» из Ессентукского месторождения минеральных вод. Они владеют скважинами, а наша лаборатория активно изучает населяющие их микробные сообщества.

Кстати, часто спрашивают про практический выход исследований, и это как раз тот случай, когда мы реально помогаем производству. Дело в том, что в Ессентуках добывают воду с большой глубины. В 2023–24 годах была проблема, когда пошла некондиционная вода с сильно изменившимся вкусом. Компания обратилась к нам за советом. Мы взяли пробы, сделали анализ микробных сообществ, которые обитают у них в воде (не волнуйтесь, они безвредные), и сравнили их с нормой. Таким образом, зная состав сообществ микроорганизмов и их свойства, мы выяснили причины, из-за которых начала размножаться лишняя микробиота. Как только их устранили, вода сразу пришла в норму. По итогам мы написали научную статью по микробным сообществам Ессентуков [10].

АР: Как много направлений работы! А ведь недавно вы начали исследовать еще и карстовые пещеры. Расскажи, пожалуйста, чем интересны микробы, живущие там.

ЕФ: Это совсем свежая история, поэтому больших результатов пока нет. На этот проект нас пригласил Казанский научный центр. Там работают молекулярные биологи, которые в том числе занимаются анализом состава микробных сообществ. Они заинтересовались пещерами, и в качестве объектов исследования выбрали Шульган–Таш (рис. 4).

Это колыбель культуры человечества. Общеизвестны пещеры с наскальными рисунками во Франции, Испании и на Балканах (вот полный список пещер с наскальными рисунками по версии «Википедии»). Но такая же пещера есть и у нас, на Урале. Единственное, о наскальных рисунках в Шульган-Таш долгое время не знали, потому что в пещере идет постоянный процесс наслоения кальция, и наскальная живопись находилась под их слоем. Туда, кстати, можно приехать — это заповедник, и туризм там активно развит. Единственное, туристов пускают только в Первую залу, большинство рисунков которой являются копиями. Оригиналы находятся достаточно глубоко и не переживут постоянный турпоток. Они и без нашего участия медленно исчезают...

Теперь объясню, чем именно мы там занимаемся. Наши коллеги исследовали микробное сообщество пещеры методами молекулярной биологии. Это позволило нам определить таксономический состав сообщества и предсказать ключевые метаболические пути составляющих его микроорганизмов. Однако микробов хочется поймать, пощупать и изучить, что мы хорошо умеем делать, поэтому сформировалась коллаборация. Наша лаборатория только что получила грант на исследование этого микробного сообщества микробиологическими методами. Это междисциплинарный проект, который будет реализован на базе нашей организации. По пещере можно передвигаться только с сопровождением — она огромна, со множеством залов, в которых легко заблудиться, поэтому с нами еще будет работать спелеолог из Оренбургского научного центра. Кроме того, в планы входит изучение обитающих в пещере простейших. Их исследованием займутся наши коллеги — протистологи из Оренбурга.

АР: Правильно ли я понимаю, что смысл проекта именно в том, чтобы изучить микробное сообщество в контексте сохранности нашего исторического наследия?

ЕФ: Совершенно верно. Однако еще очень важно защитить туристов, чтобы не случился условно новый ковид. Пещера — это огромный холодильник с постоянной температурой +5° С. Если туда ежедневно заводить сотни туристов, микрофлора, которую они приносят с собой (а у каждого из нас «свои» микробы), останется там. Пещеры плохо проветриваются, поэтому микробиота оседает и неплохо сохраняется на стенах. Затем заходит следующая группа и дышит ею, заодно обогащая своими микробами. Поэтому в нашу задачу также входит оценка рекреационной нагрузки .

Рекреационная нагрузка учитывает оптимальное количество людей и степень их влияния на природную территорию за определенное время, при котором экосистема не разрушается.

Любой туристический объект требует соблюдения санитарно-эпидемиологических норм: где-то они разработаны очень детально, где-то санэпидемстанция дает общие рекомендации, однако все начинается именно с анализа. Мы изначально должны понимать, где норма, а где — нет. И, если возвращаться к нашей пещере, благодаря этим данным можно рассчитать допустимый туристический поток. Еще сюда входит оценка радиационной нагрузки и наблюдение за жизнью пещеры (там есть пещерные озера, уровень которых зависит от сезонности и влияет на смену воздуха). Кстати, совсем недавно Шульган-Таш получил статус ЮНЕСКО. Так что теперь это всемирное наследие.

АР: Получается, в пещеры лучше ходить в масках?

ЕФ: Нет, там сейчас безопасно. Мы начали работать в ней в 2024 году, когда сотрудничество только зарождалось. Кстати, этот проект включает не только пещеру. Он также связан с минеральными водами, так как учитываются все стадии фильтрации минеральных вод через разные породы, известняки и пещеры. Это самый первый, самый поверхностный уровень фильтрации, когда смывы почв сверху часто соответствуют тому, что находится в пещере.

Следующий уровень — это более глубокие источники. К примеру, Ессентуки или Ногинские источники. Они берут свое начало в подземных бассейнах, но не обязательно в озерах. Часто это пористая порода, где нет никаких ручейков. Это выжим воды под большим давлением из камня. Как она туда попадает? С ледников. Они подтаивают, вода столетиями фильтруется и потихоньку стекает вниз. Впрочем, это новые темы, которыми мы только начинаем заниматься.

Помимо этого, в сотрудничестве с соседней лабораторией мы изучаем алкалофилов. Это микрофлора содовых озер с высокими соленостью и pH. Наше участие в основном заключается в биоинформатическом анализе геномов микроорганизмов, а также в выделении их ферментов.

Если подытожить, сейчас у нас в работе два проекта по термофилам, проект по минеральной воде, Шульган-Таш, а также проекты по железно-марганцевым конкрекциям и изучению цикла железа (взаимодействие микробов с железом: как они его окисляют и восстанавливают). Таким образом, со всей страны к нам стекаются пробы, и мы работаем с очень интересными объектами. Взять ту же Камчатку. Это уникальное место, где приходится летать на вертолетах, собирать пробы половником...

АР и ОГ: (хором) ...и гулять с медведями.

ЕФ: Не без этого. В общем, воспоминания на всю жизнь. Мы часто бываем в труднодоступных местах. Иногда смотришь на старые «УАЗики» и думаешь, кому они сейчас нужны? Но в тех районах это единственная машина, которая может ехать вертикально по скале. Никакой другой транспорт там не проедет. Страшно, конечно, но альтернативы нет.

От пробы до открытия

АР: Предлагаю немного отвлечься от экспедиций и медведей. Полиэкстремофилы: есть ли у них потенциал для использования в практической медицине, кроме ПЦР? Скажем, для получения новых лекарств? Меня, конечно, больше интересуют антибиотики, но ими все не ограничивается.

ЕФ: Мир микробов огромен. Человек умеет культивировать, взаимодействовать и поддерживать в лаборатории по разным оценкам от 1% до 5% всех известных микроорганизмов. Остальные известны исключительно из данных молекулярной биологии и прочтения ДНК. Кроме описаний, которые хранятся в базе данных, мы ничего про них не знаем, хотя можем анализировать, ставить гипотезы и что-то предполагать. Микроорганизмы можно долго изучать и найти немало интересного, а также полезного.

Что касается медицины, безусловно, одним из самых перспективных направлений по изучению этих микробов является поиск новых антибиотиков. У нас в свое время был такой проект. Наиболее впечатляющие результаты были получены на археях. К примеру, для гипертермофильной археи, которая «любит» высокие температуры (90–95 ^oC), была показана антибиотическая активность. Так что это реально. С другой стороны, проблема антибиотиков не в том, что их трудно найти, а в том, что такие проекты невыгодны для бизнеса. Искать антибиотик дорого, поэтому, когда ты затратил огромные деньги и в конечном итоге его получил, а условно через два года он перестал работать, ни один бизнесмен не придет от этого в восторг. Так что это вопрос к большой фарме, а не к ученым, но в целом экстремофилы — очень перспективный объект для поиска новых антибактериальных препаратов.

Второй момент в медицине: упомянутые тобой ферменты для ПЦР [11]. Сейчас эта область тоже активно развивается: их на рынке появилось множество самых разных, в том числе генетически модифицированных, разработанных под разнообразные задачи. Такие ферменты более точные, более быстрые — короче говоря, на любой вкус. Тем не менее поиск продолжается, в том числе в отношении полимераз для молекулярной работы и систем идентификации.

Третье направление — это липиды, которые образуют мембраны у прокариот, особенно у архей. Археи, как я говорил, очень необычные, у них все по-другому устроено. Традиционная структура биомембраны — это двойной слой липидов (бислой), у которых головки расположены снаружи, а внутри друг на друга «смотрят» гидрофобные хвосты (рис. 7). У архей же это в основном монослой — простые эфиры, которые имеют совершенно другую, более плотную упаковку .

Особенности строения биомембран как бактерий, так и архей разобраны в статье «Липидный фундамент жизни» [12].

Где можно использовать мембраны? В первую очередь — это потенциальная оболочка для упаковки лекарственных средств и их доставки в те или иные части организма. Это еще одно направление для медицины.

АР: Кстати, липиды используют для препаратов с мРНК — они защищают молекулу и помогают ей проникнуть внутрь клетки. Здорово, что так много направлений в медицине! Расскажи, пожалуйста, как в лаборатории организован процесс изучения микроорганизмов?

ЕФ: Сейчас мы находимся в нашей первой комнате. Это микробиологическая лаборатория. Именно сюда поступают пробы из экспедиций, из которых мы выделяем устойчивые накопительные и чистые культуры разнообразных микроорганизмов и в дальнейшем работаем с ними. Основными объектами наших исследований являются микроорганизмы-гидролитики, способные расщеплять такие сложные органические соединения, как полисахариды (ксилан, целлюлоза, хитин), белки (кератин) и липиды Кроме того, у нас активно исследуют разнообразие, физиологию и метаболизм автотрофных прокариот, прежде всего ацетогенных бактерий, способных из синтез-газа производить биотехнологически ценные продукты.

Важным объектом исследований являются микроорганизмы цикла железа, прокариоты-электрогены, а также микробы, способные трансформировать минералы. Не обделены вниманием и медленнорастущие археи. Сейчас расскажу, как именно, — ведь в нашем арсенале много уникального оборудования и лабораторных секретов.

Важно, что в каждой конкретной группе наши подопечные тоже неоднородны: например, есть микробы, которые больше «любят» сложные сахара, а есть те, которые предпочитают белковые субстраты, причем сложно разлагаемые. Кстати, на днях вышла публикация о выделенном нами микробе [14] (таксон очень высокого ранга, между прочим), который удалось получить на... щетине свиней. Это отход сельского хозяйства, фактически единственный, который массово остается после животноводства, поэтому всех интересует вопрос, что с ним делать. С этим поможет наша находка! Микробы очень часто помогают разлагать отходы. Не только животноводства, но и птицеводства — есть такие микроорганизмы, которые «едят» перья. Кладешь в пробирку перо, а через несколько дней оно превращается в раствор.

Также существуют микробы, предпочитающие водород. Они тоже очень разные. Среди них есть утилитарные, подходящие для практического использования. Я сейчас как раз с такими работаю: эти микроорганизмы «любят» водород и углекислый газ. Их рацион — водичка и разная смесь газов, из которых эти микробы делают ацетат. Сам по себе он не очень востребован промышленностью, так как его производство уже хорошо отлажено, но ведь можно пойти дальше и вместо ацетата, например, делать этанол или более сложные соединения. Таким образом, наша лаборатория занимается фундаментальными исследованиями, которые ориентированы на практику.

Эта технология появилась в мире лет двадцать назад. Например, компания LanzaTech из Новой Зеландии использует ацетогены для трансформации сложных газов. Подобные смеси называются синаз (синтез-газ — искусственная смесь газов, главными компонентами которых является СО и Н₂). Они образуются на металлургических и сталелитейных предприятиях, затем их «прокуривают» через биореактор, где микробы делают этанол, и далее продают как биотопливо.

Это, конечно, дороже, чем получать этанол из крахмала, но с точки зрения борьбы за экологию и переработки отходов этот метод имеет свою экономику и смысл. Правда, там есть ряд ограничений, поэтому ученые ищут новые подходы для изучения скрытого метаболического потенциала ацетогенных микроорганизмов. Необходимо перестроить их энергетический метаболизм так, чтобы появилась возможность получать не только этанол, но и бутират, бутанол, гексан, гептан, а также многие другие полезные растворители и топливо.

АР: Женя, тогда задам вопрос про новые микроорганизмы — интересен их путь в науке. В твоей лаборатории был открыт и описан не один новый микроб. А что происходит дальше: вы сделали публикацию, о новинке узнал мир и…

ЕФ: Цель науки состоит в получении новых знаний об окружающем мире, а это имеет смысл, только если рассказывать о них миру. Мы делаем это с помощью научных публикаций и конференций. Однако будет странно рассказать об уникальном микроорганизме и забросить его. Поэтому существуют четкие правила того, что мы должны сделать с микробом, прежде чем опубликовать о нем данные: перед публикацией мы обязаны депонировать наш микроорганизм в две международные коллекции, чтобы любой ученый, сейчас или в будущем, мог его оттуда выписать и продолжить исследования. Таким образом, все наши микробы запротоколированы. Конечно, кое-каких микробов мы поддерживаем и в своей лаборатории, но они обязательно числятся и в международных коллекциях (Германия, Южная Корея, Китай и др.). И это такой консенсус внутри микробиологического сообщества, чтобы микробы не пропадали, не исчезали и с ними всегда можно было работать.

Все эти правила прописаны в Международном кодексе номенклатуры прокариот (ICNP — International Code of Nomenclature of Prokaryotes). Раньше он был известен как Бактериологический кодекс. Он регулирует не саму науку (классификацию), а именно правила присвоения имен, чтобы ученые во всем мире понимали друг друга и избегали путаницы. Вы не можете просто найти бактерию, сфотографировать ее под микроскопом, описать и дать имя. По правилам Кодекса, авторы обязаны выделить живую культуру и назначить типовой штамм, который станет международным эталоном этого вида. Более того, с 2001 года этот штамм необходимо обязательно депонировать (сдать на хранение) минимум в две независимые международные коллекции живых культур в разных странах (например, DSMZ в Германии, ATCC в США или KCTC в Южной Корее), чтобы другие ученые могли получить к нему доступ для сравнения.

Кстати, на территории России тоже хранятся коллекции (например, в Пущино и в Москве в Курчатовском институте). Кроме этого, наше государство заботится о биоресурсных коллекциях. Недавно президент как раз говорил о необходимости их развития. Это имеет большое значение, ведь у крупных мировых коллекций есть большой потенциал для развития биотехнологии и биоэкономики, так как ученые всегда могут выписать нужный микроорганизм. Нашей стране такие коллекции тоже нужны, и они активно развиваются.

Основная работа с микробом начинается с изучения его свойств уже после того, как мы собрали пробы, выделили микроорганизмы и посмотрели на них в микроскоп. Это очень непростая работа, особенно если имеешь дело с анаэробами. Для этого у нас есть специальные инструменты (видео 2).

Микробы, которые удивляют

ЕФ: В продолжение разговора о необычных свойствах микробов. Часто они умеют делать то, о чем не подозреваешь. К примеру, производить электричество (электрогены) или потреблять его (электротрофы). В нашей лаборатории работа с такими микроорганизмами является отдельным направлением. У нас есть специальный аппарат — потенциостат, который обеспечивает электрохимические условия для функционирования микробных топливных элементов (МТЭЛ; рис. 8).

Сейчас, к сожалению, рабочей ячейки нет — отпуска все-таки, — но обычно это выглядит как две баночки, скрепленные между собой чем-то наподобие «мостика» (рис. 8): электрод, анод и катод, на который нарастают микробы. Мы можем дать им какой-то субстрат, они будут разлагать его и сбрасывать электроны на электрод.

Меня часто спрашивают, загорится ли лампочка, если засунуть электроды в богатую органикой среду. Естественно, всем хочется увидеть свет, однако это получается далеко не всегда — вырабатываемые токи слишком малы. Тем не менее, есть отрасли, где это свойство успешно применяется. Например, при создании автономных океанографических зондов. Электрод такого прибора, сделанный из углеродного войлока (внешне он напоминает кусок валенка), погружают в донные осадки. Местные микроорганизмы в процессе своей жизнедеятельности сбрасывают электроны прямо на этот электрод, за счет чего прибор и питается. Такие зонды годами могут автономно измерять температуру воды и скорость течения.

Следующее направление — новые ферменты, которые мы изучаем в нашем небольшом биохимическом уголке. Здесь мы их чистим и характеризуем. Под чехлом стоит хроматограф (видео 3).

В нашей лаборатории еще есть третья, молекулярно-биологическая, комната. В ней проходит следующий этап, когда мы изучаем микробные сообщества, проверяем, что именно выделили, а также секвенируем геномы, анализируем их и предсказываем строение белка.

ОГ: Получается, вы выполняете все три этапа: микробиология, биохимия и молекулярная биология?

ЕФ: Так и есть. В третьей комнате мы занимаемся подготовкой библиотек для секвенирования. Несмотря на то, что сейчас существует огромное количество фирм, которые могут это сделать, мы проводим его сами. Правда, свой секвенатор экономически не очень целесообразен, но мы все-таки часть ФИЦ, а он большой, поэтому все можем реализовать в рамках нашего института. О том, что происходит в этой комнате, расскажет моя коллега Александра Клюкина (видео 4). Сейчас Саша возглавляет работу над новым направлением работы нашей лаборатории, которая касается синтетической биологии. Это разработка генетических инструментов (genetic tools) под новые микроорганизмы. В мире существуют хорошие инструменты для модельных микроорганизмов, но их нет для разных интересных микробов, с которыми мы имеем дело. Саша как раз возглавляет эту работу.

ОГ: Правильно ли я понимаю, что вы самостоятельно создаете программы под каждый конкретный микроорганизм?

Александра Клюкина: для анализа таксономического разнообразия в природных образцах мы используем универсальные праймеры с максимальным покрытием, а для детекции конкретного целевого микроорганизма разрабатываем специфические праймеры и соответствующую программу амплификации. Что касается разработки генетических инструментов для новых микроорганизмов, то мы определяем подходы и создаем протоколы для работы с каждым микроорганизмом индивидуально, в зависимости от его особенностей.

ЕФ: Те же ацетогены, о которых я упоминал выше, требуют определенных генетических манипуляций. Саша занимается разработкой таких инструментов, чтобы мы могли изменить их метаболизм во благо человечества.

Меня как ученого больше всего занимает поиск новых метаболических путей и стратегий. Высокая вероятность обнаружить уникальные биохимические каскады обусловлена спецификой наших объектов — экстремофильных микроорганизмов. В ходе работы мы выявляем новые модификации путей, исследуем физиологию штаммов и верифицируем метаболические модели с помощью методов геномики, транскриптомики и протеомики. Для окончательного подтверждения гипотез проводим гетерологическую экспрессию (клонирование) и очистку целевых ферментов с последующим анализом их ферментативной активности. Такой комплексный подход позволяет строго доказать существование и работу нового метаболического пути. Сашина работа идет в том числе и в направлении нокаута генов. Он является железным доказательством свойств: если есть свойство, а мы сломали его ген, оно должно пропасть. Это первый большой спектр работ по метаболизму.

Второй спектр — ферменты, которые мы выделяем и очищаем. Большинство из них направлены преимущественно на разложение сложных полимерных соединений. Это может быть переработка отходов или работа с полимерами, которые использует человек. Сейчас активно развивается тема по биополимерам, которые могут накапливать влагу. Очевидно, это свойство можно использовать в сельском хозяйстве для удержания влаги в почве. Важно, чтобы это было экологично, и та микрофлора, которая живет в этой почве, могла бы потом разлагать этот полимер.

Следующее направление довольно неожиданное: добыча нефти путем гидроразрыва пласта. Чтобы его разорвать, внутрь закачивают полимеры камеди (например, ксантановую камедь), которая вытесняет нефть из пласта, поднимаясь вверх. Она тоже должна разлагаться, поэтому необходимы микробы, умеющие это делать. Кроме того, ферменты можно использовать в косметологии и пищевой промышленности.

АР: А сколько времени обычно уходит на то, чтобы понять, будет полезен данный микроб или нет?

ЕФ: Начнем с того, что наши микроорганизмы очень-очень разные. Мы сами иногда не можем оценить, как быстро сможем понять, интересен он нам или нет. Существуют микробы, вырастающие за одну ночь. С ними в течение пары месяцев мы уже получим результаты, выделим чистую культуру, начнем работать, писать статьи и даже ориентироваться на практику.

Есть другие микробы, которые сами по себе очень медленные, например, те же археи. Мы их посеяли и три-четыре месяца ждем результата. И это не предел! Вот пример из мировой практики. Есть так называемая эндосимбиотическая теория происхождения эукариотической клетки путем слияния архей и бактерий, которое в итоге привело к возникновению многоклеточных организмов. В 2015 году с помощью молекулярных методов нашли архею, наиболее близкую к эукариотам — асгардархею. О ней тогда много писали [6]. Однако еще до всей этой шумихи ученым из Японии Хироюки Имачи и Масару Нобу под руководством Кена Такаи удалось культивировать эту архею. Они посеяли ее еще в те времена, когда не было современных молекулярных методов, и выращивали целых двенадцать лет! Однако грантовая система не позволяет замахиваться на такие эксперименты.

Короче говоря, микробы очень разные, и их тяжело вписать в жесткие рамки. Мы работаем, ездим в экспедиции, уходим в отпуска, а они не знают трудового законодательства Российской Федерации. Микроб даже может «обидеться» на недостаток внимания, а потом погибнуть и не вырасти больше. Ему все равно, отпуск у вас, выходной или больничный — у него свой ритм.

АР: Получается, что все проекты лаборатории преимущественно идут в параллель?

ЕФ: В целом, да. В основном у нас работа, конечно, более фундаментального направления, но есть много практико-ориентированных работ. О примерах говорили выше.

Будни, хобби и путь завлаба

АР: Женя, ты заведуешь большой лабораторией — больше двадцати сотрудников. Как распределяются обязанности, кто за что отвечает?

ЕФ: Я показал вам три экспериментальных комнаты, но также у нас есть и офисные помещения, где работают биоинформатики, а мы пишем статьи, отчеты и заявки на гранты. Поскольку лаборатория осуществляет весь цикл работ, которые только можно представить в микробиологии, у нас четкое разделение труда.

Во главе стоит наше ядро, с которого все начиналось и на котором все держится. Это микробиологи, выделяющие и описывающие новых микробов. Каждый работает со своей физиологической группой микроорганизмов: одни занимаются гидролитиками, другие изучают автотрофов, третьи работают с микроорганизмами цикла железа и т. д.

Помимо этого, у нас есть молекулярные биологи, как Александра Клюкина (рис. 9). Она заведует молекулярной биологией и не занимается культивированием. Ее задача — терпеть всех нас и перерабатывать то огромное количество вариантов проб, которые мы ей передаем. Это природные образцы и наши многочисленные накопительные и чистые культуры в пробирках. Всегда хочется увидеть, что именно происходит в пробирке — не только в микроскоп, но и на молекулярном уровне. Конечно, за это время у нас выработалась насмотренность — пытаемся на глаз определять, кто там живет, — но это немного не то. Форм у микробов немного: палочки да кокки, а разнообразие огромное. Точный ответ может дать только молекулярная биология.

Отдельно у нас есть блок биоинформатиков, которые работают за компьютерами, анализируют, собирают геномы, исследуют их и строят гипотетические схемы. Другие сотрудники в большей степени специализируются на клонировании, очистке белков и работе с хроматографом. То есть у всех своя зона ответственности.

ОГ: Получается, везде есть свой микрошеф?

ЕФ: Конечно. Елизавете Александровне удалось создать уникальную структуру. Ведь большинство научных лабораторий довольно-такие иерархичные: есть лидер, завлаб, ведущий биолог, у которого условно в подчинении пять человек — он распределяет их по секторам. У нас лаборатория большая, и каждый сотрудник сам по себе яркий ученый. Каждый может основать свою лабораторию, поэтому у нас конгломерат хороших, крупных и любящих свое дело специалистов, которые взаимодействуют между собой и помогают друг другу. Конечно, у каждого может быть свой «детеныш»-аспирант, которого он нянчит. Однако он быстро вырастает, становится ученым и начинает разрабатывать свою тему. Таким образом, наша основная проблема — это нехватка места. Людей все больше и больше, а места не хватает.

АК: Женя, давай на нашем календаре покажем мини-цикл жизни лаборатории.

ЕФ: Давай! У нас каждый год новый календарь (рис. 10). Начинается он не с 1 января, а с февраля. Это очень важно, потому что в январе все приходят в себя после отчетов, а основная работа начинается в феврале.

АК: В феврале, после январской «комы» мы начинаем активно готовить среды, чтобы выращивать своих «любимчиков». Культивирование всегда сопровождается микроскопией — мониторим рост клеток. Затем идет цикл молекулярных работ, и в мае все начинают потихоньку готовиться к отпускам.

Июнь — начало сезона отпусков, тем не менее, работа кипит. Поскольку мы занимаемся экстремофилами, лето для нас — активный рабочий период. В июле все разъезжаются, но отдельные представители авангарда лаборатории отдуваются за всех. В августе мы готовимся к экспедициям. В сентябре привозим пробы в лабораторию, сеем, чтобы выделить новые микроорганизмы. Затем выделяем их ДНК, чтобы определить, кто там находится. В ноябре наступает время «когнитивной сложноты»: вспоминаем все идеи и задачи, которые были заложены в отчетах. Это всегда очень нагруженное и непростое время.

В декабре наши нервные клетки на грани срыва — мы готовим отчеты. Однако вдалеке уже мигают новогодние лампочки, которые, как путеводный свет маяка, позволяют не сдаваться. И, наконец, январь! Начинаем его с чистого листа. К тому же в этом месяце в нашей лаборатории огромное количество дней рождений, поэтому мы празднуем и настраиваемся выживать следующий год.

АР: Браво, классный календарь! Женя, как с таким объемом работы ты умудряешься все успевать: ты и заведующий лабораторией, и курируешь ее проекты, и ездишь в экспедиции, и занимаешься научной работой… Как такое возможно?

ЕФ: Тут надо сказать большое спасибо каждому нашему сотруднику, потому что, по большому счету, у нас никого не нужно контролировать. Все работает, как часы. Хочу еще раз вспомнить добрым словом Елизавету Александровну, потому что эту структуру выстроила она. Это еще раз подтверждает, что наша лаборатория необычная, с необычной структурой. Рядовая лаборатория — это пять-шесть человек, а у нас порядка двадцати основных сотрудников и еще десяток внешних совместителей!

ОГ: Женя, вопрос вдогонку. Расскажи, пожалуйста, про свою историю успеха: как стать завлабом?

ЕФ: (задумчиво) Хороший вопрос! Моя история успеха стандартна. Я родился в селе Грачёвка Липецкой области, после школы поступил в Воронежский государственный университет на биолого-почвенный факультет. Проходил специализацию на кафедре биохимии и физиологии клетки, в рамках которой существуют три лаборатории: биохимии, молекулярной биологии, а также биохимии и физиологии микроорганизмов. Моим научным руководителем была Грабович Маргарита Юрьевна. До сих пор вся микробиология в университете держится на ней.

Я выполнял работы, ориентированные на биохимию и метаболизм сероокисляющих бактерий, сотрудничал с лабораторией в Пущино и практически всю магистратуру провел там в командировках. Там же встретил свою жену и познакомился с Оксаной Горяйновой, которая была ее однокурсницей: я работал, а вы приехали на практику. Хорошее было время!

После окончания Университета в 2012 году я поступил в аспирантуру в Москве и занимался термоцидофильными сульфатредуцирующими микроорганизмами Камчатки под руководством к.б.н. Черных Николая Алексеевича. В 2017 году защитил кандидатскую диссертацию, в этом же году появилась наша лаборатория. Тогда ею руководил Кубланов Илья Валерьевич. В 2022 году он уехал, и коллектив согласился (смеется) на мое завлабство.

АР: Вдохновляющая история. Можно тогда немного личный вопрос: учитывая огромное количество научной работы, экспедиции и исследования, у ученых остается время на личную жизнь?

ЕФ: Конечно. У меня есть семья, двое детей. Конечно, хочется уделять им больше времени, но это не всегда получается, а в прошлом ноябре-декабре времени так вообще не было. Январь у нас чуть полегче, летом на время экспедиций детей отправляю к бабушкам, а сам работаю с половником или мчусь в жерло вулкана ловить микробов.

АР: Кстати, про молодежь: из каких вузов вы берете к себе молодых ученых?

ЕФ: Естественно, основной поток — это Кафедра микробиологии биологического факультета МГУ. Сейчас там заведует Елизавета Александровна, но даже когда она была здесь, поток из МГУ не иссякал. Тем не менее, в нашем институте я не единственный выпускник Воронежского государственного университета — у нас довольно много воронежцев.

Следующий вуз — Российский химико-технологический университет им. Д. И. Менделеева. Саша Клюкина и еще несколько коллег учились там. Они биотехнологи, а это незаменимые сотрудники, потому что сейчас все требуют технологий, которые сразу же обрастают бюрократией и сложными аббревиатурами из согласных букв. Фундаментальных биологов этому не учили, а менделеевцы знают все эти тонкости. Кроме них, у нас есть сотрудники с геологического факультета МГУ.

АК: Еще бывают медики: два года назад к нам пришла блестящая студентка из РНИМУ. Вся лаборатория была в восторге от уровня ее знаний, отношения к работе и готовности пахать (смеется). Так что нам очень понравилось взаимодействие с Пироговкой.

ЕФ: Кстати, с медиками у нас тоже начинается взаимодействие: в первую очередь, с центром им. Кулакова. Сейчас идет предварительный этап, который теперь обязателен: для получения гранта сначала надо хорошо поработать.

Из ведущих институтов еще, конечно, Физтех (МФТИ), который в последние годы стремительно ворвался в биологию. На базе нашей лаборатории работают два аспиранта оттуда.

АР: Традиционный вопрос нашего спецпроекта «Биология в России»: какой ты видишь свою лабораторию лет через десять–пятнадцать, какие задачи перед ней будут стоять?

ОГ: Можешь даже сделать мини-обзор: какой видишь в обозримом будущем свою область и лабораторию в частности?

ЕФ: Мы живем во время перемен. Это касается и мировой микробиологии, и науки в целом. Во многом это связано с разворотом из фундаментальной области в более практическую. Появляется все больше работ, направленных на практический результат, возникает огромное количество журналов именно по прикладной микробиологии и биотехнологии. Естественно, мы не можем игнорировать эти тренды и тоже будем двигаться в практическую сторону (тем более, что растет зависимость от финансирования).

В первую очередь, мы будем развивать высокотехнологичную сторону: синтетическую биологию, разные генетические инструменты, получение новых промышленных штаммов и разработку платформ для биосинтеза различных соединений и ферментов. Безусловно, будет более тесная кооперация нашей лаборатории с частными компаниями и бизнесом. Игнорировать эти тренды не сможет никто. Это общемировая история.

При этом очень важно сохранить фундаментальное ядро — то, без чего никакая прикладная наука функционировать не может. Приведу в пример фразу великого микробиолога Луи Пастера: «Нет науки фундаментальной и прикладной — есть наука и ее применения, связанные между собой, как плод с деревом, которое его принесло». Так что фундаментальная научная работа никуда не денется. Важно ее сохранить, поэтому наша лаборатория имеет большое инфраструктурное значение: у нас большой кадровый потенциал, который умеет работать в том числе со сложно культивируемыми микроорганизмами.

Мир стремится вперед, но переключение на чистую молекулярную биологию в некоторых странах привело к проблемам с микробиологами. Там, конечно, остались специалисты, которые могут сделать посев почвы или медицинских мазков (то есть что-то базовое), но способных выделить и культивировать новые никому не известные организмы практически не осталось. Потеряно целое направление. Вроде бы нет ничего сложного: взять статью, прочитать и сделать то же самое, однако это так не работает. Не зря есть понятие научной школы, традиций, да и вся наука кроется в мелочах. Далеко не все можно описать в статьях: многое надо видеть, многому учиться и перенимать опыт. Это большая работа.

Таким образом, лаборатория будет развиваться, в том числе в сторону синтетической биологии. Наша основная цель — получать практико-ориентированные штаммы, полезные для народного хозяйства. Тем не менее, фундаментальная наука тоже никуда не денется.

ОГ: Женя, какие еще тенденции современной науки могут отразиться на работе ученых?

ЕФ: Непростой вопрос. Наука, как я говорил выше, — это новое знание. Его важно фиксировать — иначе в нем не будет никакого смысла. По этой причине наш краеугольный камень — это обмен научными данными и публикации в журналах. Однако меня тревожит, что мир активно переходит к платным публикациям. Я имею в виду Open Access. По моему мнению, это приведет к сегрегации, разделению: не все страны богаты и имеют возможность платить за публикации — есть такие, которые заплатить не могут. Однако у всех ученых должны быть равные возможности. Стоит притормозить исчезновение бесплатных научных журналов, чтобы была возможность публиковаться, даже если нет средств заплатить за публикацию.

АР: Раз зашла речь о сотрудничестве, расскажи, пожалуйста, как сейчас обстоят дела с международными контактами?

ЕФ: Наша лаборатория мирового уровня. Мы всегда в курсе новостей и издавна, еще со времен Елизаветы Александровны, взаимодействуем с ведущими лабораториями мира (США, Великобритания, Германия и др.). Наши сотрудники даже участвовали в международных экспедициях на научных кораблях (Средиземное море, прибрежные воды Новой Зеландии и Австралии). С некоторых пор появились ограничения в общении с европейскими коллегами, но мы не закрываемся и пытаемся со всеми взаимодействовать, ездим на международные конференции, лично общаемся. Кроме того, развиваем связи с коллегами из Узбекистана (наш общий интерес — Аральское море) и Китая.

АР: Байки лаборатории: наверняка есть какие-то смешные или, быть может, страшные истории, которые вы любите вспоминать в свободное время?

ЕФ: В каждой экспедиции что-то приключается. Те же медведи...

АК: Кстати, у нас была забавная история на кордоне в Кальдере Узон. Выдался день, когда на перевале было пасмурно, а в Кальдере — солнечно. В общем, прекрасный день! Мы сидели на кордоне, и главный инспектор организовал покраску вертолетной площадки. Все трудились, красили, и к обновленной площадке было запрещено подходить под страхом смерти, чтобы не дай бог не испортить красоту. В итоге дело закончилось тем, что пришел мишка, развалилися на этой площадке спиной (смеется) и начал по этой свежей краске кататься, тереться и чесаться. Это было очень забавно.

ЕФ: Была еще история с помощником инспекторов, которого звали Даниил. Как правило, на кордонах работают выпускники или студенты лесотехнических институтов, охотоведы. У них есть право на ношение оружия (без него работать нельзя). Как-то сидим мы в домике, все хорошо и спокойно. Вдруг вбегает помощник инспектора с выпученными глазами и кричит: «Там! На меня! Зверь напал!». А оказалось, что это просто куропатка мимо пролетала...

АР: Прекрасная история, спасибо! Предлагаю перенестись на Байкал. Меня очень интересует вопрос поддержки здоровой экосистемы этого озера. Его состояние оценивают как удовлетворительное, однако ему далеко до идеала. Это озеро является важным источником пресной воды для нашей страны, поэтому им занимаются много ученых. Каково твое мнение: почему до сих пор не решена задача его очистки и поддержания здоровой экосистемы?

ЕФ: Сразу оговорюсь, что в этом вопросе я не профессионал, это за рамками моих компетенций, поэтому буду говорить не с позиции микробиолога, а как человек, имеющий биологическое образование. В Байкале такая чистая вода потому, что она ультрапресная с крайне низким содержание фосфора и азота. Дефицит этих элементов не позволяет развиваться жизни внутри него. Однако деятельность человека, связанная со строительством городов и заводов, приводит к увеличению стоков фосфатов и нитратов в воду. Как следствие, там начинают развиваться не свойственные этой среде микроорганизмы.

Поэтому самый простой метод защиты озера — не загрязнять, ведь очистить его технически не просто сложно — вряд ли осуществимо. В Байкале колоссальные объемы воды, поэтому никакая технология не поможет вычистить нитраты и фосфаты со всей его территории.

АР: Получается, только фильтры?

ЕФ: Фильтры на заводы, механические средства защиты. Микроорганизмы, конечно, играют важную роль, но в данном случае вода меняется из-за появления тех, которых там быть не должно. К сожалению, куда бы ни пришел человек, на микробном уровне он всегда оставляет следы. Те же горячие источники Байкала с температурой, комфортной для купания (то есть не выше 40 ^oC): в пробах сразу видна микрофлора человека (Escherichia coli, Enterobacter, Ruminococcus). Если убрать человека, то рано или поздно флора стабилизируется, но кто на это пойдет? Поэтому рассчитывают рекреационную нагрузку, чтобы понять, какой турпоток выдержит тот или иной объект без ущерба для его экологии.

АР: Что ж, логично... Женя, ты был во многих экспедициях. Куда бы с удовольствием вернулся?

ЕФ: Это очень тяжело оценить, ведь везде принципиально разные впечатления. Я бы с удовольствием еще раз слетал Камчатку, да и на Байкал вернулся бы, и в пещеры. Везде разные условия, поэтому, работая, получаешь разные ощущения. Одно дело ходить по термальным полям Камчатки в окружении красивых источников разных цветов, и совсем другое — двигаться в полной темноте, ползти по узким проходам пещер. Каждая экспедиция уникальна. Даже возвращение к хорошо знакомым местам будет не похоже на предыдущую поездку.

Также важны люди, с которыми работаешь: состав экспедиции, инспекторы на кордонах, волонтеры. Они, кстати, играют огромную роль в нашей работе, ведь ходить по заповеднику просто так нельзя. Мы сидим на кордонах, ждем разрешений и провожатых. Да и погода тоже переменчива: можно прилететь на Узон и не вылететь оттуда, потому что туман закрыл перевал, и сообщение прекратилось... Постоянно что-то приключается в дороге. Помню, на Байкале мы ехали по скалам на «УАЗике», и у него вдруг отказали тормоза. Было довольно экстремально сползать по скале вниз... И тогда наш опытный водитель применил торможение двигателем.

ОГ: Перед традиционным напутствием молодым ученым, расскажи, пожалуйста, про твои интересы, не связанные с наукой. На что еще остается время?

ЕФ: Сотрудники нашей лаборатории — люди творческие и, как мне кажется, хобби есть у всех. Александра, например, календари делает. Я с удовольствием езжу на рыбалку, но сейчас времени на нее остается все меньше и меньше, поэтому переключился на домашнее хобби. В первую очередь, на генеалогию. Благодаря оцифрованным архивам теперь у каждого есть возможность исследовать свою родословную, не выходя из дома. Мне, например, удалось найти предков XVII века (1608 год). Это очень интересно в том числе и потому, что смотришь на историю не сверху вниз, а сквозь призму своей семьи.

АК: Кстати, Женя поражает нас своею способностью читать древние тексты.

ЕФ: Не совсем древние все же. Однако человеку без подготовки прочитать текст даже середины XVIII века проблематично. Там непростые, непонятные слова. Мне это интересно, поэтому разбираюсь. Тем не менее, помимо работы, основное мое время занимают семья и дети. У меня две дочки: тринадцати и четырех лет с разными вкусами и ориентирами.

АР: А дети интересуются твоей работой? Не обязательно микробиологией — в принципе наукой?

ЕФ: Они говорят, что папа занимается «чем-то прикольным: микробов ловит». Старшая уже подросток, а младшая очень любит ходить на новогодние елки, которые устраивает наш институт. У нас ежегодно организовывают елку для детей сотрудников, где показывают разные научные фокусы: например, как микробы умеют «делать» магниты, а также всевозможные цветные химические реакции. Детям очень нравится.

ОГ и АР: На этой оптимистичной ноте перейдем к напутствию начинающим ученым. Кстати, можете сказать его вместе с Александрой, а мы снимем (видео 5)!

Литература

1. E. N. Frolov, K. S. Zayulina, D. S. Kopitsyn, I. V. Kublanov, E. A. Bonch-Osmolovskaya, N. A. Chernyh. (2018). Desulfothermobacter acidiphilus gen. nov., sp. nov., a thermoacidophilic sulfate-reducing bacterium isolated from a terrestrial hot spring. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology. 68, 871-875;
2. Evgenii N. Frolov, Alexander G. Elcheninov, Alexandra V. Gololobova, Stepan V. Toshchakov, Andrei A. Novikov, et. al.. (2023). Obligate autotrophy at the thermodynamic limit of life in a new acetogenic bacterium. Front. Microbiol.. 14;
3. Evgenii N Frolov, Ilya V Kublanov, Stepan V Toshchakov, Nazar I Samarov, Andrei A Novikov, et. al.. (2017). Thermodesulfobium acidiphilum sp. nov., a thermoacidophilic, sulfate-reducing, chemoautotrophic bacterium from a thermal site. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology. 67, 1482-1485;
4. Карл Вёзе (1928–2012);
5. Эволюция между молотом и наковальней, или Как микробиология спасла эволюцию от поглощения молекулярной биологией;
6. Археи Asgard — счастливые обладатели актинового цитоскелета;
7. От Бульона до Эукариот. Первый организм и наш древнейший предок;
8. В диких условиях: как жил последний всеобщий предок LUCA;
9. Экстрим в природе;
10. Daria G. Zavarzina, Alexey A. Maslov, Alexander Y. Merkel, Nataliya A. Kharitonova, Alexandra A. Klyukina, et. al.. (2025). Analogs of Precambrian microbial communities formed de novo in Caucasian mineral water aquifers. mBio. 16;
11. 12 методов в картинках: полимеразная цепная реакция;
12. Липидный фундамент жизни;
13. Физическая водобоязнь;
14. Olga A. Podosokorskaya, Alexander G. Elcheninov, Alexandra A. Klyukina, Evgenii N. Frolov, Alexander Y. Merkel. (2026). Eximiradius proteiniborus gen. nov., sp. nov., the first cultivated representative of the “Candidatus Kapaibacteriia” (lineage OPB56) and a proposal of Eximiradiaceae fam. nov., Eximiradiales ord. nov., Eximiradiia class. nov. within the phylum Bacteroidota. Systematic and Applied Microbiology. 49, 126753.