Реальная наука в “Сириусе”. Дальний путь начинается с маленьких шагов.

Биология, химия и междисциплинарная биохимия, на счету которых больше половины всех Нобелевских премий естественно-научного направления за последние 10 лет, — из числа авангардных, самых технологичных и быстро развивающихся наук и отраслей производства. Они во многом определяют научно-технологическое развитие цивилизации на ближайшие годы и тем завораживают подрастающее поколение. Вот почему с 1 по 24 октября Образовательный центр для одаренных детей “Сириус” впервые принимал юных биологов и химиков. Ведь одна из задач центра — показать детям горизонты следующих 5-10 лет, вместе определить их будущие шаги в личном развитии и перспективы в профессии.

“Сириус” организовал смену вместе с тремя ведущими научными институтами страны — Институтом биоорганической химии им. академиков М.М.Шемякина и Ю.А.Овчинникова (ИБХ) РАН, Московским государственным университетом им. М.В.Ломоносова (МГУ) и Российским национальным исследовательским медицинским университетом им. Н.И.Пирогова. Куратором смены стал Сергей Анатольевич Лукьянов, академик, ректор РНИМУ им. Н.И.Пирогова, лауреат Государственной премии Российской Федерации в области науки и технологий 2015 года.

Биологическая смена — это лишь один из фрагментов большой деятельности, которую ведет Образовательный центр “Сириус”. “Наша задача — выявлять и работать с самыми целеустремленными и мотивированными школьниками в каждом регионе, с теми, кто уже проявил себя, помочь заинтересованным подросткам определиться в выборе будущей профессии, обобщать и распространять лучшие практики преподавания, повышая квалификацию педагогов”, — говорит руководитель Фонда “Талант и успех” Елена Шмелева.

Чтобы попасть на смену в “Сириус”, надо пройти многоступенчатый конкурсный отбор. Это общее правило, которое неуклонно соблюдается для каждой смены, из месяца в месяц. На этот раз в Экспертный совет, занимающийся отбором кандидатов, вошли специалисты научных институтов, готовивших смену. В результате только 160 претендентов — призеров Всероссийской олимпиады по биологии, химии, экологии 2015-2016 годов из 34 регионов — смогли стать участниками первой профильной биологической смены в “Сириусе”. География участников впечатляет: юг России, Поволжье, Кавказ, Кубань, Сибирь и самый северный из представленных регионов — Республика Саха (Якутия).

Организаторы Образовательной программы смены предложили слушателям более 40 спецкурсов, из которых каждый участник должен был выбрать пять. Выбрать было трудно, потому что спектр тем был обширен: биоорганическая химия, вирусология, клеточная биология, эволюция иммунитета, молекулярная генетика и биотехнология, химия биологических макромолекул, молекулярное моделирование, биоинформатика, методы ПЦР-диагностики, генотипирование и другие. Участникам смены хотелось всего и сразу.

Каждый учебный день обязательно включал общую лекцию, дающую представление о главных трендах в изучаемых науках. Перед участниками смены выступили 20 именитых биологов, химиков и биохимиков страны, в числе которых ректор РНИМУ им. Н.И.Пирогова академик Сергей Лукьянов; директор ИБХ РАН академик Вадим Иванов; генеральный директор Федерального научно-клинического центра физико-химической медицины Федерального медико-биологического агентства академик Вадим Говорун; заместитель директора ИБХ РАН, президент Российского общества биохимиков и молекулярных биологов академик Александр Габибов; директор Института белка РАН Вячеслав Колб; заместитель директора Института проблем передачи информации им. А.А.Харкевича (ИППИ) РАН Михаил Гельфанд; заведующий сектором ИППИ РАН, профессор Сколтеха Георгий Базыкин. 

Почетным гостем смены стал профессор Арье Варшель, лауреат Нобелевской премии по химии за 2013 год, израильский и американский биохимик и биофизик, декан химического факультета Университета Южной Калифорнии. “Я впервые в России, но мне очень понравилось, — такими словами профессор Варшель начал свое выступление перед воспитанниками “Сириуса”. — Я считаю очень правильным создание таких специализированных центров, где дети могут заниматься наукой вместе с учеными. Я тоже начал интересоваться большой наукой, когда мне было 12 лет, начал ставить опыты, экспериментировать”.

Однако ядром смены была проектная деятельность — команды школьников выполнили научно-исследовательские проекты в лабораториях “Сириуса”. “Ребята пробовали получать рекомбинантные белки в бактериях, как это делают фармацевтические компании при производстве инсулина; научились проводить генетические тесты, ровно так же, как это происходит в современных медицинских центрах”, — комментирует Александр Василевский, заместитель куратора смены, кандидат химических наук, руководитель группы в ИБХ РАН. 

Все это стало возможным благодаря уникальным проектным лабораториям, которые центр открыл летом 2016 года на территории будущего Парка науки и искусства “Сириус”. Научно-исследовательская площадка “Сириуса”, по своему оснащению превосходящая многие специализированные вузовские лаборатории, — это маленькое чудо. “Для занятий молекулярной биологией у нас есть камеры для электрофореза белков и нуклеиновых кислот, система гель-документации, циклеры для ПЦР, различные инкубаторы и твердотельные термостаты. Цитофлуориметр — это совершенно уникальная история, такое оборудование, даже если оно и есть в каких-то лабораториях, никто не доверит школьнику. А у нас дети на нем работают, — рассказывает Александр Ефремов, заведующий лабораториями “Биохакинг” и “Нанотехнологии”, открытыми в “Сириусе”. — Более того, у нас есть два флуоресцентных микроскопа. Такое оснащение часто удивляет взрослых, не то что детей. Но мы так и планировали: показать детям, что биология — это не про то, как собирать гербарий, а про то, как работать с культурами клеток, с микроорганизмами, проводить настоящие исследования”.

Для преподавателей биологии, которые приезжали в октябре в “Сириус” на курсы повышения квалификации, многое из представленного тоже было в новинку. Лаборатории “Сириуса” совсем не похожи на стандартные школьные кабинеты биологии и химии. Они похожи на лаборатории, где делают настоящую современную науку.

Часть приборов и реактивов специально для проведения смены привезли на грузовике из Москвы сотрудники Института биоорганической химии. Так в “Сириусе” появился жидкостной хроматограф и еще один прибор “Real-time PCR”, плюс к тому, который уже был в “Сириусе”, для ДНК-тестирования, ДНК-типирования, обнаружения в образце искомой ДНК.

Смена завершилась публичной защитой научно-исследовательских проектов школьников. В финал попали 11 из 48 проектов. Никаких скидок на школьный возраст: взыскательное жюри из 19 ученых, биологов и химиков оценивало проекты участников по стандартному алгоритму: постановка цели, задачи, материалы и методы, результаты и выводы. 

— Практическая работа исследователя очень похожа на ту работу, которую ребята выполняли во время лабораторных занятий на смене, — подтвердил председатель жюри Конкурса проектных работ, проректор по научной работе РНИМУ им. Н.И.Пирогова Денис Ребриков. — Не менее важно для ребят было почувствовать, понравилось ли тебе заниматься исследованиями, твое это или нет. 

Для Валерии Скатовой из специализированной гимназии для одаренных детей №117 (г. Омск) и Елены Николаевой, ученицы лицея №44 с углубленным изучением отдельных предметов (г. Чебоксары), после биологической смены в “Сириусе” вопрос профориентации и выбора вуза для поступления решен. 

— Биофак МГУ, даже не медицина, — отвечает за двоих Валерия Скатова.

Уверенности в правильном выборе добавило второе место за разработку темы по эмбриологии на конкурсе научно-исследовательских проектов. “Ни рождение, ни свадьба — нет ничего важнее в жизни организма, чем гаструляция, отчего было бы неплохо изучить этот процесс более внимательно”, — таким точным и вместе с тем шуточным вступлением юные исследователи начали презентацию научного проекта “Исследования в области эмбриологии” перед авторитетным жюри экспертов. 

Школьницы исследовали куриный эмбрион. На вопрос о том, что больше всего поразило в научно-исследовательской работе, отвечают также дружно: “Не думали, что все происходит так быстро: вчера это была только клетка, а на следующий день у нее уже развиваются основные органы чувств, основные системы жизнеобеспечения — вот это впечатлило. Как из одной клеточки буквально на глазах формируется целый организм”.

— Еще нужно быть творческим, этому нас учил на лекции директор Института белка РАН Вячеслав Колб. — Уходить от сложных громоздких форм, стараться, чтобы твое исследование было не только содержательным, но и изящным… как сама природа. 

Научный руководитель проекта, магистрант Физтеха, сотрудник лаборатории биофотоники ИБХ РАН Ксения Малышевская не сомневается, что в скором времени приобретет в лице воспитанниц полноправных коллег, потому что “девочки обладают важными для биолога и биохимика качествами — наблюдательностью, трудолюбием, внимательностью, терпением, высокой мотивацией и хорошими знаниями по дисциплине”. 

На подведении итогов председатель жюри Денис Ребриков высоко оценил уровень исследований, выполненных школьниками: “Генно-инженерные проекты вполне соответствовали дипломным работам в вузе. Например, команда, занявшая второе место, собрала генно-инженерную конструкцию из фрагментов ДНК, переносила фрагменты из вектора в вектор, отбирала соответствующий клон, —  это может быть не целая дипломная выпускника, но точно серьезная ее часть”. 

Первая биологическая смена была успешной и продуктивной. “Собственные мини-проекты, которые выполнили школьники, подарили чувство и дух командной работы, помогли им лучше понять себя, решить, готовы ли они посвятить себя биологии или медицине”, — считает академик Сергей Лукьянов.