ЭкспертНаука

Охота за микробами в масштабе всей страны

В Новосибирске создан крупнейший в стране генетический банк микроорганизмов и разработана масштабируемая методика вовлечения школьников в практическую науку

Виталий Лейбин

Всероссийский атлас почвенных микроорганизмов, включающий в себя более десятка тысяч образцов из разных регионов страны, создан на базе новосибирского Института химической биологии и фундаментальной медицины (ИХБФМ) СО РАН и продолжает интенсивно развиваться. По смыслу он похож на знаменитую коллекцию семян Николая Вавилова, которая позже стала первым в мире крупным банком генов. Здесь тоже речь идет о коллекции и генетическом банке — но не растений, а микробов (в дополнение к коллекции в Пущино). Эта работа должна принести научные результаты в разных сферах. В первую очередь она поможет в поисках новых антибиотиков и бактериофагов (вирусов, которые атакуют бактерии), полезных для сельского хозяйства, и биотехнологий бактерий, полезных ферментов, в том числе новых инструментов геномного редактирования, подобных знаменитой системе CRISPR/Cas9, которая тоже была открыта при исследовании микроорганизмов. Уже обнаружены новые бактериофаги, публикации готовятся.

Наука и микробы

Коллекцию такого масштаба невозможно было создать только силами ученых, даже если бы они объединились в команду, имели массу свободного времени и неограниченный бюджет на командировки. Почвенные образцы собирали методом гражданской науки: этим занимались группы заинтересованных школьников во главе с наставниками. Около 3500 школьников из 600 групп за полгода прислали в Новосибирск 10 тыс. образцов почвы из 60 регионов.

«Если бы ученые решили собрать такой материал сами, им бы потребовалось во много раз больше времени и денег, чем мы потратили на обучение наставников, производство наборов и рассылку, — говорит один из лидеров проекта, научный сотрудник ИХБФМ СО РАН, руководитель профиля «Геномное редактирование» Национальной технологической олимпиады Сергей Седых. — Дети не просто присылают образцы почвы — они организуют экспедиции, проводят собственные исследования, пишут статьи, делают презентации, выступают на конференциях. То есть побочным продуктом этого проекта стало вовлечение детей в научную деятельность, действенное образование и профориентация, расширение кругозора и развлечение со смыслом. Иногда можно услышать, что кислород — побочный продукт фотосинтеза. Но ведь именно благодаря тому, что цианобактерии и растения умеют фотосинтезировать, на Земле есть кислород и жизнь. Так что еще неизвестно, какой продукт основной, а какой побочный. С атласом микроорганизмов похожая история».

С точки зрения «побочного продукта» здесь можно говорить об инновации в образовании. По форме это школьные лабораторные работы и традиционные проекты вроде дневника наблюдений за природой, но в отличие от них это реальный и полезный научный труд, результаты которого могут изменить мир.

«Это не просто лабораторные — в обычных лабораторных работах нет никакой дополнительной ценности, кроме того, что так написано в параграфе учебника. Открытия, которые делают школьники, могут быть разного уровня, но это всегда что-то нужное. Например, десятки новых бактериофагов найдены благодаря тому, что школьники из Ингушетии, Бурятии, Мурманской, Челябинской областей и других регионов направляют почвенные образцы, которые нужны медикам», — отмечает другой лидер проекта, директор новосибирского фонда «Образование» Майя Гичгелдиева.

Впрочем, говорить, что большое количество открытий уже сделано благодаря школьникам, пока рано. Это связано со сроками научных публикаций. Сейчас в прессе пишут о результатах, полученных примерно год назад. Лабораторная стадия разработки нового антибиотика — три–пять лет. Но в ближайшие годы, очевидно, следует ожидать вала работ на основе собранных материалов.

Атлас микроорганизмов существует в форме сайта и базы данных, которой могут пользоваться ученые из любых научных организаций, и лаборатории в разных городах уже заказывают конкретные образцы. База данных информативна, из нее можно понять, какие образцы могут содержать, например, продуценты антибиотиков. Очевидно, что эти продуценты уже найдены; не исключено, что после анализа образцов будут открыты природные перспективные формулы.