Директор Пущинского научного центра биологических исследований РАН Павел Грабарник рассказал о науке прошлого, настоящего и будущего

Федеральный исследовательский центр «Пущинский научный центр биологических исследований Российской академии наук» (короткое название ФИЦ ПНЦБИ РАН) входит в общефедеральную систему научных организаций и принимает участие в крупнейших проектах и программах развития науки. Руководит им Павел Яковлевич Грабарник.

Только в России

— Павел Яковлевич, Вы окончили Ленинградский государственный университет. В Пущино попали по распределению? И почему задержались в маленьком городке? Не было мыслей уехать за границу?

— Я учился на факультете прикладной математики Санкт-­Петербургского (тогда Ленинградского) университета. Уже с первого курса подключился к научной работе в области математической биологии. Преподаватели университета познакомили меня со своими коллегами из Пущино. Решил поехать на преддипломную практику в биологический центр. Здесь я попал в коллектив очень сильных ученых. Прекрасный город и замечательная природа очаровали меня, поэтому я сделал выбор в пользу Пущино. То, что город небольшой, все в шаговой доступности, всегда для меня было преимуществом, а не недостатком. Когда учился в университете, дорога занимала полтора-два часа, и я считал это временем, вычеркнутым из жизни.

Так случилось, что я начал работать в очень конкурентной в западных странах области — математике распределенных систем взаимодействующих биологических объектов. Меня приглашали на научные позиции в ведущие университеты Франции, Германии, Швеции, Финляндии, Австралии. Все университеты, в которых я работал, расположены в живописных местах и, конечно, соблазн связать свою карьеру с одним из них был большим. Но Пущино в этом ряду тоже имело свои достоинства. Главное — возможность самостоятельно выбирать направление исследования и, что немаловажно, развивать российский сегмент общего научного знания. Наука интернациональна. И, конечно, жаль, что сейчас международное сотрудничество сильно осложнилось. Тем не менее мы сохраняем лидерские позиции по многим направлениям в биологии.

— Расскажите про уникальность ФИЦ ПНЦБИ РАН, участие в государственных программах?

— В Центре создана и поддерживается одна из крупнейших мировых коллекций микроорганизмов — ВКМ. Задача сохранения и изучения биоразнообразия давно стала одной из приоритетных для мирового научного сообщества. Кроме научного интереса к первым биологическим объектам на нашей планете, несомненно, имеет место практический интерес. Микроорганизмы могут использоваться в производстве многих лекарственных средств, к примеру, антибиотиков, антисептиков, стероидных препаратов. Развитие биотехнологий — одно из приоритетных направлений государства, которое берет курс на создание в нашей стране основ биоэкономики.
Пущинский Центр является лидером в изучении почвенного углерода, значение которого возрастает в связи с проблемой изменения климата. Наш Центр стал участником научного консорциума изучения баланса углерода. Консорциум — один из шести разработчиков Российской системы климатического мониторинга, создаваемой в рамках государственной программы ВИП ГЗ. В состав консорциума, помимо нашего Центра, входят еще 18 научных организаций Российской академии наук. В этом году ученые нашего Центра установили оборудование для метеорологических и газоаналитических наблюдений на эколого-­климатической станции «Пущино», одной из нескольких станций, входящих в создаваемую систему мониторинга климатически активных газов.

7 августа 2024 года Правительство РФ утвердило распоряжение о создании Научно-­технологического центра биоэкономики и биотехнологий. Головной научной организацией станет НИЦ «Курчатовский институт». Федеральный исследовательский центр «Пущинский научный центр биологических исследований РАН» вошел в число участников консорциума. ФИЦ ПНЦБИ РАН должен внести важный вклад в реализацию новой программы. В частности, ученые нашего Центра обладают необходимыми компетенциями в области фотосинтеза, их знания и разработки будут полезными для решения задач продовольственной безопасности и альтернативной энергетики.

У истоков пущинской науки

— Когда и как был создан биологический центр Академии наук в Пущино?

— В середине пятидесятых годов прошлого столетия в нашей стране начался масштабный проект развития научных исследований на базе создаваемых академгородков, один из которых ориентировался на выполнение фундаментальных исследований в области физико-­химической биологии. В Серпуховском районе должно было развернуться строительство научного городка Академии наук СССР.

Создание Центра биологических исследований было вызвано необходимостью развития нового направления фундаментальной науки — молекулярной биологии. Связано это с тем, что существовавшая сеть институтов Отделения биологических наук и их материальная база не отвечали возросшим требованиям, предъявляемым к биологической науке в то время. Отставали от мирового уровня исследования белка и нуклеиновых кислот, проблем общей вирусологии и микробиологии, молекулярной организации клетки, саморегуляции клеточных процессов в целом, физико-­химических основ наследственности, энергетики клеточных процессов, биохимии микроорганизмов.

Недостаточное внимание уделялось фотосинтезу как единственному в природе процессу синтеза органических веществ из неорганических с использованием энергии солнечного света.
Целью создания мощного центра биологических исследований, располагающего необходимой материальной базой, оснащенного новейшими оборудованием и аппаратурой, являлась задача обеспечить широкие возможности для использования биофизики и биохимии в различных разделах биологии и для проведения глубоких комплексных теоретических исследований.

Процесс реализации постановления Правительства притормозился в связи с пере­направлением ресурсов на строительство академгородка в Сибири. Но уже в начале 60‑х годов началось возведение здания первого института.

— Кто стоял у истоков создания Центра биологических исследований?

— Огромная роль в создании Центра принадлежит академику Глебу Михайловичу Франку. Усилиями этого выдающегося ученого-­организатора в Пущино для решения задач современной физико-­химической биологии была скоординирована работа ученых различных специальностей: биофизиков, биохимиков, микробиологов, математиков, инженеров.

Большой вклад в развитие научного комплекса внесли выдающийся микробиолог академик Георгий Константинович Скрябин и один из основателей молекулярной биологии академик Александр Сергеевич Спирин.

Современные исследования в области фотосинтеза были развернуты при участии Вячеслава Борисовича Евстигнеева и академика Владимира Анатольевича Шувалова.
Роль биосферных процессов изучалась под руководством члена-­корреспондента Виктора Абрамовича Ковды.

Усилиями Виктора Васильевича Тихомирова был создан коллектив, начавший разрабатывать впервые в нашей стране приборы для биологических исследований.

Работы, связанные с решением математических задач в биологии, возглавил ученый редчайшего математического таланта Альберт Макарьевич Молчанов.

Структура ФИЦ: просто о сложном

— Расскажите о структуре Федерального исследовательского центра сейчас. Какие институты входят в его состав?

— Пять лет назад, 23 октября 2018 года, был создан Федеральный исследовательский центр «Пущинский научный центр биологических исследований Российской академии наук». В него в качестве самостоятельных подразделений вошли Институт биохимии и физиологии микроорганизмов РАН, Институт биофизики клетки РАН, Институт биологического приборостроения РАН, Институт фундаментальных проблем биологии РАН и Институт физико-­химических и биологических проблем почвоведения РАН. Каждая научная организация сохранила свою специфику и направления исследований и в то же время получила новый импульс к развитию.

— Какие возможности получили институты после объединения?

— Создание Федерального исследовательского центра дало возможность формировать комплексные заявки на гранты, участвовать в государственных и ведомственных программах развития, единым коллективом научных сотрудников достигать поставленных целей.

— Какие достижения можно выделить за первую пятилетку?

— За пять лет удалось достигнуть весомых результатов — организованы новые лаборатории по самым современным направлениям исследований. Работы сотрудников Федерального исследовательского центра стали победителями многих конкурсов и получили награды различных уровней.

В институтах Центра проходят конференции, семинары, защиты кандидатских и докторских диссертаций.

— Какие открытия научного центра получили мировую известность? Какими достижениями вы могли бы проиллюстрировать высокий научный статус Центра?

— Отвечу тезисно:

• Открыты механизмы работы зрительного и обонятельного анализаторов.
• Открыты механизмы функционирования мембранных рецепторов нервных и мышечных клеток, возникновения и распространения кальциевых волн в клетке.
• Охарактеризованы первичные механизмы, лежащие в основе функционирования фотосистемы хлоропластов, с помощью которых происходит фотосинтез.
• Показана возможность восстановления жизнеспособности многоклеточными организмами, найденными в образцах вечной мерзлоты.
• Разработан антимикробный препарат широкого спектра действия — Лизоамидаза.
• Разработаны биотехнологии различного назначения: получения кормового белка гаприна, антиоксиданта дигидрокверцетина, лимонной кислоты, препарата для очистки почвы от нефтяных загрязнений, препаратов защиты растений, технологии переработки пищевых отходов, в том числе илов канализационных стоков, и многое другое.

Лидеры науки

— Движущая сила любых открытий — люди. В Центре трудятся лауреаты престижных премий. Расскажите о них.

— Государственной премии в области науки и технологии удостоился Андрей Улитин за разработку комплекса лекарственных препаратов на основе моноклональных антител для лечения онкологических и аутоиммунных заболеваний.

Лауреатом премии «Глобальная энергия» стал Сулейман Аллахвердиев за выдающийся вклад в развитие альтернативной энергетики, научные достижения в области проектирования систем искусственного фотосинтеза.

Доктор биологических наук Вячеслав Семенов удостоен почетной награды Мировой ассоциации моллисолей (WMA) за выдающийся вклад в изучение органического вещества серых лесных и черноземных почв. Среди награжденных этого года, помимо ученого из Пущино, один специалист из США и один из Китая. Награда вручена российской делегации во время международного воркшопа по моллисолям в Харбине (Китай) в июле 2024 года.

В престижном списке самых цитируемых ученых несколько представителей Пущинского центра биологических исследований.

В настоящее время учеными Центра выполняется широкий спектр фундаментальных исследований мирового уровня в области молекулярной и клеточной биологии, микробиологии, биотехнологии, генной и клеточной инженерии, фотобиологии, биофизики, почвоведения, экологии и в других областях.

— Рассказать о всех научных направлениях в рамках одной публикации, наверное, невозможно. Выделите основные, чтобы у читателей сложилось понимание.

— Мы — одни из лидеров в изучении всем известного, но пока не полностью исследованного состояния живого организма — гибернации. Один из известных примеров — это зимняя спячка животных. Зимоспящие животные способны так отрегулировать свой метаболизм во время спячки, что температура тела опускается до 4^оС, а частота сердечных сокращений — до двух-трех ударов в минуту, в то время как в активном состоянии сердце сокращается с частотой около двухсот ударов в минуту.

Нами это явление изучается на уровне физиологии и молекулярно-­клеточных механизмов различных систем организма — мозга, сердечно-­сосудистой системы, мышечной ткани, энергообеспечения. Многолетний опыт изучения гибернации позволил подобрать комплекс фармакологических препаратов, которые способны вызвать у животных, не способных к гибернации, состояние, в некотором роде имитирующее спячку — понижение температуры на 10^оС и снижение частоты сердечных сокращений в два раза. Эта разработка может быть полезна для сохранения жизни пациентов, например, при тяжелых травмах или инсульте, а в перспективе — и для перевода космонавтов в режим экономного жизнеобеспечения при длительных межпланетных полетах.
Далее — приборостроение для биологических исследований. Мы единственная организация в стране, которая поддерживает и развивает компетенции в этом направлении. Например, промышленная биотехнология немыслима без умных биореакторов — машин, которые выполняют процесс ферментации. Мы являемся разработчиками линейки таких ферментеров от совсем небольших, учебных, до промышленных образцов.

Центр участвует в экспедиционных исследованиях: от Арктики до Антарктики. Пущинские ученые изучают живые организмы в экстремальных условиях. Новой точкой на карте экспедиционных направлений стал остров Шпицберген, где в последние годы развернуты комплексные научные исследования.

Молодые ученые — источник развития

Сегодня многие отрасли экономики страдают из-за отсутствия квалифицированных кадров. А как дела обстоят в Пущинском научном центре? Привлекаете специалистов или растите сами молодые кадры?

— Развитие науки невозможно без постоянного притока талантливой молодежи. Если в советский период наукограды предлагали лучшие возможности начинающим ученым для реализации своих способностей в науке, то в последние годы политика государства изменилась. Огромные материальные ресурсы были направлены на укрепление региональных университетов, которым отводилась роль драйверов развития регионов.

К сожалению, «золотой» век наукоградов, который длился недолго, — далеко в прошлом, и город биологов, и Центр испытывают недостаток в финансировании. Это сказывается, прежде всего, на имущественном комплексе: здания и инфраструктура научных институтов и городских коммуникаций требуют капитального ремонта или реконструкции.

Несмотря на трудности, пущинцам грех жаловаться: мы живем в уникальном месте по своим экологическим условиям. Архитекторам города удалось реализовать замысел, который был подсказан самой природой — ленточный принцип застройки. Постепенно обновляются общественные пространства, парки, скверы, открываются кафе. Все это входит в стандарт комфортной среды и является одним из пунктов в списке «желаний» тех, кто выбирает место для профессиональной деятельности.

— Приведите примеры успешной работы молодых ученых.

— Аспирант из Института фундаментальных проблем биологии РАН Евгений Дегтярев по результатам конкурсного отбора вошел в число пятиста стипендиатов президента РФ. Итоги первого конкурса для аспирантов, проводящих научные исследования в рамках реализации приоритетов научно-­технологического развития Российской Федерации, определенных в Стратегии научно-­технологического развития Российской Федерации, подведены в июне этого года.

Старший научный сотрудник Института биохимии и физиологии микроорганизмов им. Г. К. Скрябина РАН, кандидат биологических наук Ирина Кудрякова за последние два года удостоилась медали РАН для молодых ученых и премии губернатора Московской области, получила грант Президента РФ для государственной поддержки молодых ученых. На международной конференции OpenBio в прошлом году доклад Ирины признан лучшим. И уже в этом году она стала победителем конкурса молодых ученых, посвященного трехсотлетию Академии наук. Ирина и ее коллеги работают над созданием антимикробного препарата, который может помочь при лечении гнойных ран.

Команда молодых ученых из Института фундаментальных проблем биологи РАН — Махмадюсуф Хасимов и Екатерина Майорова — также вошла в число победителей конкурса, организованного Российской академией наук к трехсотлетию РАН. Конкурсная комиссия отметила их разработки в области альтернативной энергетики. Ученые использовали фототропные микроорганизмы для получения биоводорода и топливных элементов.

Авторский коллектив из Института биофизики клетки РАН разрабатывает новые подходы для защиты клеток мозга при патологиях, сопровождающихся гипервозбуждением. Исследования Артема Косенкова и Дениса Ларюшкина в минувшем году были поддержаны премией губернатора Московской области в сфере науки, технологии, техники и инноваций.

«HR-агенты следят за ходом боев»

— Как Вы уже упоминали, престижность профессии ученого растет. Как пущинский Центр участвует в образовательной деятельности и продвижении науки?

— ФИЦ ПНЦБИ РАН стремится сформировать преемственность: школьник-­студент-аспирант-­молодой ученый. Наши сотрудники, помимо того, что ведут важнейшие научные исследования, принимают участие в большом числе просветительских проектов, популяризируя науку.

В Пущино впервые в нашей стране был создан университет для подготовки магистрантов. Впоследствии наш опыт перенимали университеты в Сколково (Сколтех) и в Сочи («Сириус»). В настоящее время магистранты, поступающие в Пущинский государственный естественно-­научный институт, обучаются по сетевым программам под управлением Российского биотехнологического университета. Практические навыки студенты получают в лабораториях ФИЦ ПНЦБИ РАН.
На базе институтов в пущинском научном центре проходят обучение студенты био­технологического факультета МГУ — признанного лидера, привлекающего наиболее подготовленных ребят.

Для школьников создана образовательная площадка «БиоТех-­Пущино», где проходят внеурочные занятия в студиях, ориентированных на развитие способностей детей. Пущинские ученые выступают в качестве преподавателей на мероприятиях для школьников.

В этом году наши ученые приняли участие в лектории Десятилетия науки и технологий на международной выставке-­форуме «Россия» и в сессии «Технологическое лидерство».

— Какие мероприятия федерального уровня проводит Центр?

— ФИЦ ПНЦБИ РАН уже более 20 лет проводит ежегодную конференцию молодых ученых «Биология — наука XXI века», в которой принимают участие аспиранты и начинающие ученые из ведущих университетов и научных организаций. Крупнейшая конференция собирает более трехсот участников, которые представляют свои научные результаты.

Большую популярность приобрел Всероссийский студенческий БиоТурнир. В Пущино съезжаются команды из различных университетов страны. Студентам предлагается попробовать свои силы в решении задач, подготовленных, как правило, представителями биотехнологических и фармацевтических гигантов, таких как Биокад, Р-Фарм, Герофарм, Эфко. Задания представляют интерес с научной и актуальны с практической точки зрения.

За ходом научных боев внимательно следят HR-агенты этих компаний, пытаясь найти будущих лидеров фарм- и биотехнологических разработок.

— Как будущие ученые могут повысить квалификацию?

— В ФИЦ ПНЦБИ РАН создан и успешно работает Научно-­образовательный центр. В настоящее время обучение в аспирантуре проходит по девяти научным специальностям.

В ФИЦ ПНЦБИ РАН функционируют два диссертационных совета, в которых проходят защиты кандидатских и докторских диссертаций.

Создание нового драйвера развития

— Какие перспективы открываются для ученых Пущино после объединения в наукоград Большой Серпухов?

— Административная реформа сама по себе не гарантирует качественных изменений. В любом случае результат зависит от людей, их энергии, вовлеченности в преобразования. А результат — это создание в Южном Подмосковье нового драйвера высокотехнологического развития, территории с инновационной экономикой, большим инвестиционным потенциалом и привлекательной для жизни людей.

Я ожидаю, что при должном внимании государства и местных властей к проблемам научных центров возрастет их отдача. Сосредоточение компетенций в сфере наукоемких технологий биологического профиля позволит закрепить наше лидерство в таких приоритетных областях, как биотехнология и биомедицина.

Надеюсь, что Южное Подмосковье, оставаясь экологической жемчужиной региона, привлекающей гостей своими природными красотами, станет витриной научных достижений мирового уровня. Внедрение разработок наших ученых позволит привлечь в регион новые инвестиции, способствуя развитию экономики и повышению уровня жизни жителей городского округа.