«Программируем природу»: как биотехнологии уже меняют нашу жизнь

Фото: Евгения ГУСЕВА.

Представьте: вы любуетесь светящимися растениями и живёте в доме, построенном с применением «умного» бетона, который сам залечивает трещины. Это не кадры из фантастики, а реальные разработки биотехнологов. 18 октября у этих специалистов — профессиональный праздник.

В интервью с куратором Музея БИОТЕХ, кандидатом химических наук, Денисом Куреком разбираемся, как наука буквально «программирует» живые системы и меняет привычные индустрии — от еды и медицины до архитектуры. А заодно выясняем, какие профессии стоят за этими технологиями и как в музее на ВДНХ помогают примерить их на себя — через квесты, викторины и даже лабораторные эксперименты. Если хочется увидеть будущее, которое уже наступило, и понять, где в нём место человеку, — этот разговор точно для вас.

НОВЫЕ ЛЕКАРСТВА И ПРОДУКТЫ

— Мы знаем, кто такой химик, кто такой биолог. И даже можем представить, чем они на работе занимаются. А биотехнолог — какие задачи решает?

— Это специалист на стыке нескольких направлений: биологии, химии инженерии. Он использует живые организмы (бактерии, грибы, клетки растений и животных) или их компоненты (ДНК, белки, ферменты) для создания продуктов и технологий, необходимых человеку. Превращает потенциал живой природы в реальные решения для будущего.

— То есть профессия новая?

— Биотехнология сопровождает человечество тысячи лет: от выпечки хлеба на дрожжах до производства сыра и йогуртов с помощью молочнокислых бактерий. Наука шагнула вперёд, и сегодня биотехнологи «программируют» живые системы для решения сложнейших задач: от создания таргетных лекарств (препараты, которые действуют прицельно на раковые клетки, — прим. ред.) и биопластика до утилизации отходов.

Фото: Евгения ГУСЕВА.

Биотех охватывает практически все аспекты нашей жизни. Это и медицина (разработка лекарственных препаратов, вакцин и методов генной терапии), и сельское хозяйство, и пищевая промышленность (выведение сортов растений и пород животных, устойчивых к климатическим изменениям и вредителям, новые пищевые продукты), экология (создание технологий для очистки воды, почвы и восстановления природных экосистем), и даже космические исследования (разработка систем жизнеобеспечения для длительных полётов).

Современный биотехнолог — это собирательный образ, это ученый или инженер, который превращает потенциал живой природы в реальные решения для будущего. Внутри биотехнологий существует огромное количество перспективных высокотехнологичных профессий, связанных с самыми разными научными и технологичными аспектами разработки и производства.

Фото: Евгения ГУСЕВА.

— Раньше было понятнее: крановщик управляет краном, строитель строит, химик проводит опыты в лаборатории. В биотехнологиях, похоже, чем то одним специалисты не занимаются…

— Отрасль переживает период трансформации. Ключевым запросом становится междисциплинарность. Сегодня от специалиста требуется не просто знание биологии или химии, но и владение методами математики, физики, инструментами ИИ.

Одним из наиболее наукоёмких и перспективных векторов развития остаются медицинские биотехнологии. Здесь усилия генетиков, биоинформатиков, молекулярных биологов и генных инженеров направлены на решение фундаментальных задач: от разработки вакцин и генной терапии до создания живых тканей на 3D биопринтерах.

Стремительно развивается такое направление, как фудтех, — сфера, охватывающая весь жизненный цикл продуктов питания: от инновационного агропроизводства до экологичной упаковки. Современные фудтех инженеры и пищевые биотехнологи научились имитировать текстуру мяса и рыбы, используя бобовые, водоросли и грибной мицелий. Более того, благодаря методам прецизионной ферментации микроорганизмы продуценты позволяют получать молочные белки без участия животных, а специалисты по клеточным культурам выращивают мясные продукты в лабораторных условиях.

Фото: Евгения ГУСЕВА.

Инновации проникают и в сельское хозяйство, где, например, создаются новые сорта, средства защиты растений и даже формируется направление сити фермерства. Здесь инженеры автоматизированных ферм управляют микроклиматом, а учёные агробиофотоники подбирают спектры освещения, позволяющие целенаправленно менять свойства растений — например, повышать их урожайность.

Фото: Евгения ГУСЕВА.

Наконец, биотехнологии становятся главным инструментом в решении глобальных экологических вызовов. Экобиотехнологи и инженеры по биоремедиации разрабатывают методы очистки почв и сточных вод, а также ликвидации последствий техногенных катастроф. В то же время разработчики биоматериалов находят применение различным отходам или другому возобновляемому сырью, создавая экологичные альтернативы. Даже архитектурное наследие оказывается под защитой науки: специалисты по биореставрации внедряют «биобетон», способный самостоятельно восстанавливать повреждённые конструкции.

И это лишь небольшая часть разнообразия профессий, связанных с современными биотехнологиями.

РАЗОБРАТЬСЯ В ПРОФЕССИЯХ ПОМОГАЕТ ВИКТОРИНА

— Очевидно, под каждую задачу отрасли нужны специалисты совершенно разной направленности. О некоторых профессиях, уверены, читатели узнают впервые. Как не запутаться в таком многообразии?

— Этот вопрос задают и молодые люди, которые выбирают профессию, и их родители. Сейчас на площадке нашего музея на ВДНХ (павильон № 30) проходит фестиваль биотехпрофессий. Запустили его при поддержке Минобрнауки России в рамках Десятилетия науки и технологий. Мы обновили экскурсионную программу, чтобы познакомить молодёжь с реальными задачами биотеха и профессиями в разных направлениях. А чтобы помочь ребятам определиться с выбором профессии, разработали интерактивный экспонат в музее и онлайн викторину.

Фото: Евгения ГУСЕВА.

Викторина рассказывает, какие специалисты нужны сегодня, какие разнообразные задачи они решают, и поможет лучше понять, чем предстоит заниматься на протяжении карьерного пути. Кроме того, викторина открывает удивительный мир биотехнологий: как генная инженерия помогает медицине, как выращивать урожай в условиях засухи и как микроорганизмы могут заменить целые производства.

Вопросы для викторины «Моя профессия в биоэкономике» составляли профессиональные методисты и учёные ФИЦ Биотехнологии РАН. В форме увлекательной игры участники могут не только получить актуальную информацию о профессиях в таких ключевых отраслях биоэкономики, как биомедицина, агробио и промышленные биотехнологии, но и узнать множество научных фактов, оценить свои предпочтения в выборе профессии, а также получить памятный приз.

— Вы упомянули фестиваль профессий в области биотехнологий. Расскажите о нём поподробнее.

— Он называется «Биоэкономика: профессии твоего поколения». Состоит из множества интереснейших мероприятий, посвящённых профессиям в области биотехнологий и биоэкономики. Организатором выступает ФИЦ Биотехнологии РАН — одна из крупнейших научных организаций страны в области биотехнологий.

Мы организуем различные мероприятия — от научно популярных лекций до мастер классов и квестов. Недавно три дня шли мероприятия, посвящённые космическим биотехнологиям. Но есть и стандартная программа в ежедневной работе музея, направленная на профориентацию. Например, определиться, на кого учиться сегодня, чтобы стать востребованным завтра, помогает интерактивный экспонат «Загляни в мир биотеха». В нём 15 заданий, и каждое помогает «примерить» на себя ту или иную специальность. Если ответить правильно на большинство вопросов, можно получить небольшой приз.

Экскурсия «От биотехнологий к биоэкономике» по обновлённой экспозиции музея расскажет о современных технологиях использования живых систем во благо человека, о новейших достижениях в области 3D биопечати, о разработке лекарств и вакцин, о сити фермах, биоматериалах и многом другом. А также познакомит с профессиями в этих сферах.

Погрузиться в мир биотехнологий и узнать о новых профессиях можно с помощью онлайн уроков экскурсий «Куб биотеха: профессии твоего поколения». Они разработаны в рамках Фестиваля в виде серии коротких видеороликов. Если гости музея хотят получить практический опыт — приглашаем на мастер классы и в Школу юного биотехнолога. Здесь можно провести лабораторные исследования и эксперименты: поработать с микроскопами и выделить ДНК из растений.

ОПИСАТЬ ГЛОБАЛЬНОЕ

— Вы рассказывали о современных направлениях биотеха. Но все они звучат глобально и масштабно: создание лекарств, продуктов, сити ферм. Кажется, о таком не рассказать обычным музейным экспонатом…

— Большинство наших экспонатов — интерактивные. Например, с помощью инсталляции «Биоэкономика» можно виртуально переместиться во времени и увидеть, как меняется наш город и наша жизнь благодаря современным биотехнологиям.

К фестивалю мы обновили центральный экспонат музея. Он посвящён основным биологическим объектам, с которыми работают биотехнологи. Здесь можно увидеть, насколько разные живые системы используются биотехнологами и насколько разнообразная продукция получается.

Ещё один из новых экспонатов — «Типография биотехнолога». Это макет 3D принтера, который на практике печатает клетками, а в музее выполняет роль модельного образца. Его экран показывает, как выглядит результат работы устройства. Но для этого надо сначала подобрать тип принтера, матрицу и материалы под нужный продукт.

Фото: Евгения ГУСЕВА.

Вся экспозиция призвана доступно и интересно объяснить, какие преимущества несут новые биотех разработки, как работают системы создания вакцин, сити фермы, биореакторы и многие другие инновационные и ставшие привычными технологии. Посетители смогут потрогать новые материалы, произведённые с использованием биотехнологий (от шёлка до бетона), увидеть привычные продукты питания, произведённые из нетрадиционного сырья («мясо из пробирки», «мука из кузнечиков», «грибной сыр»).

— Есть в экспозиции примеры российских разработок в биотехе?

— Конечно. К примеру, биолюминесцентные растения — они светятся в темноте. Это результат работы отечественной биотехнологической компании «Планта». Растения созданы совместно с научными лабораториями Института биоорганической химии РАН. Зелёное свечение исходит от листьев, стеблей, корней и цветов, его видно невооружённым глазом. Свечение не мешает растениям нормально расти и развиваться.

Фото: Евгения ГУСЕВА.

Сити-фермерство сейчас активно развивается, но ещё остаётся множество вопросов о влиянии света на растения. Так, в ФИЦ Биотехнологии РАН специалисты по агробиофотонике изучают влияние света — спектра, длины волны и множества других параметров — на развитие различных видов растений. Там есть вертикальная ферма с живыми растениями — от картофеля до розмарина — с автоматизированной системой управления. Наш экспонат в музее рассказывает, в том числе, и о полученных нашими учёными результатах.

На экспонате про вакцины рассказывается об основных подходах к созданию вакцинных препаратов и в качестве примера приводится вакцина Спутник-V, которую мы хорошо знаем по эпидемии ковида.

Фото: Евгения ГУСЕВА.

— Биотех, как всякая новая сфера, обрастает мифами и предубеждениями.

— Чуть ли не каждый день наши экскурсоводы отвечают на вопросы о ГМО. Но мы знаем: громкая надпись «без ГМО» на упаковке некоторых продуктов — это не забота о здоровье, а маркетинг, попытка сыграть на страхах потребителя и манипуляция общественным мнением.

Среди других распространённых предубеждений можно выделить настороженное отношение к альтернативным источникам белка (от водорослей до насекомых), а также опасения, связанные с клонированием, будь то сельскохозяйственные животные или микроорганизмы.

Любая научная инновация вызывает у людей стресс, становясь почвой для домыслов. Биотехнологии пугают, потому что они вторгаются в привычный уклад жизни, затрагивая наши культурные установки и традиции.

Поэтому популяризация науки стала одной из главных задач при создании нашего музея на ВДНХ. Сегодня такие площадки — лучший способ увлечь детей, заинтересовать их профессией и наглядно показать, как устроены вакцины, новые источники питания или модифицированные растения.