Пять молодых ученых из наукограда Серпухов удостоены премии Губернатора Подмосковья. Их исследования в сфере биотехнологий, генетики и микробиологии вносят весомый вклад в фундаментальную науку, практическую медицину и промышленность.
— Олеся Андреевна, расскажите, за какое научное достижение Вам присудили премию?
— Премия Губернатора Московской области 2025 года в сферах науки, технологий, техники и инноваций для молодых ученых присуждена мне за работу «Молекулярно-генетическое исследование бактериофагов с использованием NGS-технологий: инновационные подходы к биозащите и биотехнологическим решениям». Бактериофаги — это вирусы, которые заражают и уничтожают бактерии.
За период с 2020 по 2024 год в нашей лаборатории мы открыли и полностью охарактеризовали новые бактериофаги, специфичные к патогенным бактериям родов Bacillus, Enterococcus и Pseudomonas (включая B83, Izhevsk, Sam46, Sam112, Kirov, iF6, pF‑10 и другие). Эти фаги представляют собой новые виды и были отнесены к новообразованным таксономическим единицам (группам в классификации вирусов), таким как подсемейство Skryabinvirinae, роды Pushchinovirus (назван в честь города Пущино, в котором я сейчас живу и работаю), Samaravirus (в честь г. Самара) и другие, что расширило понимание филогенетического разнообразия фагов (эволюционных связей между вирусами).
Ключевые открытия:
Фаг B83 идентифицирован как плазмидный профаг («спящий» вирус, находящийся в клетке бактерии в виде кольцевой молекулы — плазмиды) — ранее ошибочно классифицировавшийся как бактериальная плазмида; в геномах B. cereus sensu lato мы выявили около 6% подобных профагов (28 обнаруженных профагов из 506 анализируемых бактериальных геномов, из них 23 — принадлежат к новым родам бактериофагов).
Обнаружена новая структура малой субъединицы терминазы (фермента, упаковывающего ДНК в капсид фага) с дополнительным доменом FtsK_gamma, ответственная за генерализованную трансдукцию (случайный перенос любых бактериальных генов, включая гены резистентности) — этот механизм может способствовать распространению антибиотикорезистентности, поэтому такие фаги рекомендуется исключать из терапевтических препаратов.
Выделен высокотермостабильный эндолизин Ply57 из фага Izhevsk — фермент, разрушающий пептидогликан бактериальной клеточной стенки, с потенциалом для разработки новых антибактериальных агентов в условиях растущей резистентности.
Мы также разработали и оптимизировали ряд методов:
Протокол индукции умеренных профагов («пробуждения» спящих вирусов внутри бактерий) на более чем 60 штаммах бактерий с использованием митомицина C.
Модифицированный метод RAGE (Rapid Amplification of Genomes Ends) для точного определения границ геномов фагов, адаптированный для трех основных механизмов упаковки ДНК (headful, cos и pac).
Тестирование инструмента TemPhD для поиска профагов в NGS-данных, с выявлением ограничений для плазмидных форм.
Впервые в России — применение PhageScore для количественной оценки литической активности фагов (способности фага полностью разрушать бактерию.
Создание базы данных и проведение филогенетического анализа (построение эволюционного древа) 454 эндолизинов Bacillus-фагов, что позволит предсказывать их функциональность и специфику.
Результаты исследований имеют и практическое значение: к примеру, фаг Kirov демонстрирует высокую эффективность в снижении контаминации B.cereus в молоке как биоконсервант (натуральный консервант на основе вирусов).
Все эти разработки ускоряют селекцию безопасных фагов и эндолизинов для фаготерапии, биотехнологии и пищевой безопасности, особенно в эпоху антибиотикорезистентности, когда традиционные антибиотики теряют эффективность.
От школьных олимпиад к научной лаборатории
— Как Вы пришли в науку и почему выбрали именно бактериофаги?
— Наукой я занялась еще в школьные годы в Самаре, участвуя в олимпиадах по биологии, экологии и химии и научных школьных конференциях. Осознанно — во время бакалавриата на биологическом факультете Самарского государственного университета (диплом с отличием по специальности «биология»). Почему? Биология — это разгадка тайн природы, а наука дает инструменты для этого. Магистратура в Пущинском государственном естественно-научном институте (диплом с отличием, специальность «биология») и защита кандидатской по молекулярной биологии укрепили выбор. С 2020 года в лаборатории биологии вирусов бактерий Института биохимии и физиологии микроорганизмов им. Г. К. Скрябина РАН я фокусируюсь на фагах — это путь от любопытства к реальным открытиям.
Тема бактериофагов привлекла меня еще в аспирантуре, когда я изучала механизмы регуляции систем бактериальной защиты — в частности, системы рестрикции-модификации у бактерий против вирусов. Это был естественный переход: от понимания, как бактерии защищаются от фагов,
к исследованию самих фагов — их эволюции, генетического разнообразия и способов преодоления защитных барьеров. В условиях глобальной антибиотикорезистентности фаги — это естественная альтернатива, вирусы, которые избирательно уничтожают бактерии, не вредя человеку. Меня завораживает их генетическое разнообразие: каждый новый фаг — как открытие нового мира. NGS-технологии позволяют «читать» их геномы, полученная информация может применяться на практике в биозащите и терапии. Это не просто наука, а практический вклад в решение реальных проблем — от инфекций до пищевой безопасности. Плюс работа сочетает эксперименты, биоинформатику и применение, что дает ощущение динамики и влияния.
Планы, мечты и вдохновение
— Что для Вас значит эта премия и каковы Ваши дальнейшие планы в сфере науки?
— Это признание не только моих усилий, но и всей команды лаборатории. Для молодого ученого такая премия — мощный сигнал: «Ты на правильном пути».
В планах — расширение исследований по фаготерапии и биотехнологиям. Планируем дальнейшую оптимизацию методов NGS-анализа для поиска профагов и литических фагов, включая интеграцию ИИ. Скоро я получу диплом аналитика данных в IT — это позволит мне самостоятельно разрабатывать алгоритмы для автоматического поиска профагов, анализа больших геномных баз и другого. Так мы значительно можем ускорить открытия. В перспективе будем расширять область применения эндолизинов для создания на их основе новых антибактериальных препаратов. Конечно — поиск и характеристика новых бактериофагов, улучшение методик их выделения и анализа, создание реальных коллекций фагов для биотехнологических нужд. Отдельный упор на применение фагов в промышленности, включая пищевую и молочную, для биоконтроля и повышения качества безопасности продукции.
— О чем Вы мечтаете как ученый?
— Мечтаю увидеть свою научную работу в реальном применении: создать уникальную коллекцию фагов, полезную для биотехнологий и промышленности. Хочу, чтобы наши разработки на основе фагов стали повседневным стандартом в пищевой промышленности, повышая безопасность продукции. В личном — основать свою лабораторию, интегрирующую ИИ с экспериментами для ускорения открытий. Также хотелось бы внести свой вклад в то, чтобы фаги стали таким же привычным и надежным инструментом — не только в промышленности, но и в медицине, как альтернатива антибиотикам, помогая преодолевать антибиотикорезистентность и спасая жизни.
— Вы совмещаете науку с преподаванием. В чем Вы видите смысл этой работы?
— Да, я веду занятия на практике со студентами второго курса биологического факультета МГУ, участвую в подготовке школьников к практическому туру олимпиад высокого уровня и являюсь соавтором учебного пособия «Молекулярно-биологические методы изучения биологических макромолекул (модуль 1)». Цель — передать знания и вдохновить новое поколение. Смысл в том, чтобы студенты не просто запоминали факты, а постигали суть жизни на молекулярном уровне: как эволюция формирует те или иные механизмы, почему именно такие структуры и процессы мы видим в организме, почему организм эволюционирует именно так, и многое другое. Это развивает критическое мышление, мотивирует на открытия. Для меня это отдача: видеть, как школьник или студент «загорается» биологией и изучением своего объекта исследования, например, фагами. Это продолжение своей работы в будущем.
Преподавание заставляет объяснять сложные вещи просто. Это тренирует мышление и помогает находить новые идеи в исследованиях. Студенты задают неожиданные вопросы. А наука дает свежий материал для занятий: я показываю реальные данные, геномы, результаты — не из учебника, а из лаборатории. Это вдохновляет и меня, и их.
— Что бы Вы посоветовали молодым ребятам, мечтающим о науке?
— Не бойтесь ошибаться и задавать «глупые» вопросы — именно они часто приводят к открытиям. Учитесь работать руками: пипетка, чашка Петри, код — это основа. Читайте оригинальные статьи, а не только учебники. Ищите наставника, который не просто учит, а вдохновляет. Участвуйте в олимпиадах, стажировках, конференциях — это ваш старт. И помните: наука — это не про Нобелевку, а про то, чтобы каждый день узнавать, как устроен мир, и делать его чуть лучше.
Беседовала Ирина Масленникова
