Пандемия коронавируса как никогда актуализировала научные исследования в области вирусологии. С момента начала работы РНФ профинансировал более 120 проектов, связанных с изучением разных вирусов, их происхождения, циркуляции, мутирования и влияния на человека. Группа Александра Лукашева из Сеченовского университета занимается такими исследованиями на мировом уровне. Сейчас при помощи разрабатываемых ими методов анализа генетики вирусов изучается «облако генов» коронавирусов, которые существуют в природе. Это позволит лучше понять и визуализировать, как вирусы обмениваются генами, а значит, выживают, «перепрыгивают» видовой барьер и становятся опасными для человека и человечества (интервью подготовлено для дайджеста новостей Фонда). 

С 2014 года Вы занимаетесь проектами по изучению биологического разнообразия и эволюции вирусов животных. Почему такая тематика?

Мы изучаем эволюционные процессы, которые стоят за возникновением новых вирусов. Это направление, можно сказать, родилось в 2002 году, когда произошла вспышка атипичной пневмонии, вызванная коронавирусом, передавшимся от животных к человеку. С этого времени во многих странах началось интенсивное изучение вирусов животных, которые потенциально могли бы дать начало новым вирусам человека. За эти годы было открыто множество таких видов. Стало известно, что многие вирусы человека, которые считались исконно своими, упоминались в Библии и других исторических источниках, стали вирусами человека намного позже. Причем не тысячи, а сотни и даже десятки лет назад.

Основное направление наших исследований – биоинформатика, поскольку сейчас активно развиваются методы, которые позволяют рассчитывать, когда происходили те или иные события в эволюции вирусов, и экспериментальный поиск вирусов животных, чтобы лучше понимать, как в прошлом возникали вирусы человека и как они могут возникать в будущем.

Какие вирусы находятся в поле зрения?

Изучаются многие вирусы. Только в XXI веке «возникли» около 15 новых вирусных инфекций, и есть основания полагать, что частота их появления будет только возрастать. Потому что они, как и COVID-19, появились в результате перехода от животного к человеку. А поскольку интенсивное взаимодействие человека с природой растет, особенно в тропических странах, то возрастает риск появления таких вирусов.

В этом году по понятной причине мы активно начали заниматься генетикой коронавирусов. В частности, мы занимаемся созданием новых биоинформатических методов для анализа всего облака генов коронавирусов, которые существуют в природе, для того, чтобы лучше понять и визуализировать, как они обмениваются генами в естественных условиях. Все коронавирусы являются рекомбинантными друг относительно друга, то есть в состав генома одного вируса входят части геномов других, но до сегодняшнего дня изучение рекомбинации коронавирусов сводилось к описанию отдельных событий. Мы дорабатываем биоинформатический инструментарий и анализируем все известные геномы, чтобы создать целостную концепцию их генетики как облака генов, где постоянно происходит обмен.

Как сейчас проводятся исследования вирусов?

Для нового коронавируса уже отсеквенировано более 150 геномов, а для других – тысячи. Лично мы не занимаемся секвенированием, мы стараемся из тех данных, которые есть в международных базах, вытащить знания, недоступные при анализе отдельных геномов. Так мы создаем целостную картину.

Раньше основой проблемой в науке был недостаток данных, сейчас данных даже слишком много для сложного математического анализа. Мы многое знаем о вирусах, которые вызывают социально значимые заболевания, и намного меньше – об их родственниках, выделенных из других животных. Поэтому подготовка данных, определение критериев статистической достоверности результатов и их грамотной интерпретации – это не менее важная задача, чем математика.

На втором этапе исследований идут филогенетические расчеты. Примерно 13 лет назад появились новые методы анализа вирусных геномов, которые позволяют, используя миллионы повторов расчетов с небольшими вариациями, с намного более высокой точностью оценивать динамику событий, которые происходили в эволюции вирусов во времени и пространстве. На следующем этапе данные анализируют с помощью этих методов, чтобы понять динамику, либо анализируют обмен генетической информацией, то есть рекомбинацию, между вирусами. Для этого существует несколько алгоритмов, у которых есть свои сильные и слабые стороны, но в нашем случае сложность заключается в том, что мы хотим оценить облако, то есть большое количество событий, которое по статистическим соображениям не всегда возможно разбить на отдельные события. И это требует дополнительной проработки данных. Наше отличие от других групп в том, что мы сейчас стараемся смотреть на систему в целом, а не на отдельные события, которые из-за того, что их много, не всегда можно статистически значимо оценить.

Что будет в результате – карта?

Скорее, облако, которое постоянно клубится, поскольку вирусы постоянно обмениваются генами. Поэтому главное для нас – понимание этой динамической системы, того, как она ведет себя во времени и пространстве.

Сложно представить такое облако.

С этим и проблема: сложно визуализировать полученную информацию существующим научным аппаратом. Когда я читаю лекции на эту тему, в качестве иллюстрации я беру анимированное клубящееся облако, потому что это наиболее близкий пример того, что там происходит.

Как ученые смогут использовать ваше облако?

Эти знания не помогут останавливать вспышки вирусов, но дадут понимание масштаба и динамичности эволюции вирусов в природе. Таким образом, мы заложим еще один кирпичик в представление о том, как образуются новые вирусы.

Почему мы не можем предсказывать появление и распространение таких вирусов, как COVID-19?

Здесь предсказывать можно примерно на том уровне, как мы предсказываем облачную погоду в ноябре. Она будет. Это связано с тем, что вирусов, которые потенциально могут стать следующим COVID, по некоторым оценкам в природе порядка полутора миллионов. Мы можем с полной уверенностью ожидать, что такие события будут повторяться, но мы не знаем, какой вирус, в какой стране и при каких условиях станет следующей проблемой здравоохранения. Список «подозреваемых» есть, но он достаточно большой.

Проблемы вирусологии, особо актуализированные в связи с текущей повесткой, требуют объединения усилий исследовательских групп по всему миру. На ваш взгляд, нужно ли продолжать финансировать точечные исследования, или здесь нужна поддержка больших коллабораций?

Я считаю, что все финансирование необходимо: как маленьких исследовательских групп, так и больших. В этом смысле мне очень импонирует лестница проектов РНФ, позволяющая поддерживать разные по масштабу работы. Часто ученым легче наладить неформальную кооперацию, как, например, это произошло в нашем проекте. Мы сотрудничаем с одной из ведущих групп мира, работающих в этом направлении – группа профессора Дростена из Института вирусологии Университета Шарите в Берлине. Именно эта группа внесла большой вклад в открытие вируса атипичной пневмонии, изучение вируса MERS, а сейчас разработала ПЦР для выявления нового коронавируса, рекомендованную ВОЗ. 



Александр Лукашев, доктор медицинских наук, член-корреспондент РАН, директор Института медицинской паразитологии, тропических и трансмиссивных заболеваний им. Е.И. Марциновского Первого МГМУ им. И.М. Сеченова, грантополучатель РНФ.

Похожие новости

  • 07/02/2018

    Как ученых заставляют гнаться за рейтингами

    ​​Чиновники требуют от ученых публиковать все больше статей, причем в ведущих западных журналах. А легко ли это сделать, к примеру, молодому исследователю, выяснила корреспондент РИА Новости. В лаборатории нанобиотехнологий МФТИ тесновато.
    1836
  • 14/12/2017

    Развитие регенеративной медицины получило мощный импульс

    Недавно в Московском университете им. М.В.Ломоносова проходил III Национальный конгресс по регенеративной медицине. Среди десятков интереснейших докладов особо выделялось выступление ученых из петербургского Института цитологии (ИНЦ РАН).
    2548
  • 25/02/2020

    Как мы исследуем мозг через коммуникацию

    ​О новом термине в лингвистике, об активности мозга при изучении языков разной модальности и о том, почему каждой лаборатории нужен свой Гарри Поттер, в интервью для проекта Indicator.Ru и Координационного совета по делам молодежи в научной и образовательной сферах Совета при Президенте Российской Федерации по науке и образованию «Я в науке» рассказала младший научный сотрудник Центра социокогнитивных исследований дискурса при Московском государственном лингвистическом университете Алина Маковеева.
    575
  • 27/04/2019

    Учёные МГУ нашли способ «обхитрить» раковые клетки

    ​Сотрудники Факультета фундаментальной медицины МГУ имени М.В. Ломоносова исследовали способ, позволяющий обойти блокировку программируемой клеточной гибели (ПГК) в раковых клетках и повысить эффективность терапии онкологических заболеваний.
    881
  • 16/04/2019

    Александр Кабанов: «Именно репутационные аспекты будут определять будущее научных журналов»

    Какое будущее ждет научные журналы, почему российским ученым нужно публиковаться в отечественных журналах и почему качество важнее количества, рассказал в интервью корреспонденту Indicator.Ru российский и американский химик Александр Кабанов.
    1158
  • 14/04/2017

    Российские ученые приблизились к разгадке механизма выработки лечебных белков

    ​Ученые ТГУ и МГУ выявили механизмы, которые играют главную роль в продукции миокинов - белков, обладающих противовоспалительным действием. Полученные данные помогут активизировать выработку в организме веществ, снижающих уровень воспалительных процессов.
    1529
  • 07/02/2020

    Как понять язык жестов

    ​О том, как заглянуть в чужие мысли, в какой океан закидывают удочку лингвисты и какие неожиданные вопросы возникают у участников научных экспериментов, в интервью для проекта Indicator.Ru и Координационного совета по делам молодежи в научной и образовательной сферах Совета при Президенте Российской Федерации по науке и образованию «Я в науке» рассказала сотрудник Центра социокогнитивных исследований дискурса (СКоДис) и Когнитивной лаборатории полимодальной коммуникации (ПолиМод) при Московском государственном лингвистическом университете Ольга Прокофьева.
    769
  • 16/11/2020

    Бактериофаг свидетельствует в пользу вирусной теории происхождения клеточного ядра

    ​​Ученые из Московского государственного университета имени М. В. Ломоносова (МГУ) и Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого впервые установили, как изменяется бактериальная клетка при заражении гигантским вирусом бактерий — бактериофагом phiKZ.
    364
  • 21/11/2017

    Байкальские биологи нашли применение уникальной живности

    ​Так уж вышло, что вся жизнь профессора Максима Тимофеева связана с Байкалом. Здесь прошло детство директора Научно-исследовательского института биологии Иркутского государственного университета, лауреата премии Правительства РФ в области науки и техники для молодых ученых, автора более 50 статей, опубликованных ведущими иностранными журналами, здесь он ведет перспективные исследования, Байкалу обязан известностью в научном мире.
    1005
  • 29/12/2017

    Ученые разработали алгоритм для ДНК-оригами

    Международный коллектив российских и американских ученых предложил алгоритм компьютерного моделирования сложенных из ДНК трехмерных конструкций. Такие нанороботы могут использоваться в электронике и медицине, например, для доставки лекарств.
    1417