«Студенты случайно выделили бактериофагов сибирской язвы»

Можно ли с помощью вирусов бороться с бактериями? Гуманно ли проводить опыты на животных? Как работается ученым-микробиологам в сегодняшних ВУЗах? Об этом и много другом мы поговорили с деканом ветеринарного факультета Ульяновской сельскохозяйственной академии имени П. А. Столыпина Сергеем Золотухиным.

– Вот наши бактериофаги, — показывает на многократно увеличенное изображение Сергей Золотухин, декан ветеринарного факультета УГСХА. — ДНК у него упакован в чехол, есть ножка, с помощью которой он прикрепляется к бактериальной клетке. Этот чехол как шприц сокращается, ДНК впрыскивается внутрь бактериальной клетки, встраивается в цепочку и перепрограммирует ее. В информационных технологиях понятие «вирус» произошло от этого. Вирус, у человека, у животных меняет программу клетки. И клетка, вместо того, чтобы производить себе подобных, производит вирус. Поэтому, например, интересно использовать бактериофаги в диагностических препаратах. Они строго специфичны и прикрепляются строго к своему хозяину, которого и уничтожают. Поэтому они гарантированно найдут его среди всей грязи.

«Микробиологи — это штучный товар»

Микробиологическая лаборатория при Ульяновской сельскохозяйственной академии им. П.А. Столыпина единственная привузовская лаборатория в России, которой позволено работать с микроорганизмами третьей и четвертой группы патогенности. К первой группе патогенности относится вирус чумы, оспа, ко второй — холера, сибирская язва. К третьей — опасные возбудители инфекций, например, бруцеллеза, туберкулеза. К четвертой — условно патогенные бактерии, которые в определенной мере могут присутствовать в организме, но при снижении сопротивляемости организма вызывают заболевание. Третья и четвертая группы не опаснее первой и второй, но даже на их изучение практически не дают разрешение учебным лабораториям. Для тех, кому позволено работать с такими микроорганизмами требования очень жесткие, начиная от решеток на окнах и опечатывания всего, до контроля со стороны силовых структур.

– Вот тут у нас микроскопы, — продолжает экскурсию декан, проводя нас мимо стеллажей с книгами и приборами. На стенах вися знаки биологической опасности, предупреждения о том, что вход в лабораторию осуществляется только в костюмах защиты. — Самый старый, наверное, еще Левенгук изобрел — тогда препарат не на столик клали, а одевали на иглу. Литература очень старая у нас тут есть по микробиологии, ветеринарии. Вот 1889 года, прошлый век. Долго собирали: покупали, где-то кто-то выбрасывал. Сейчас это достаточно ценная коллекция.

Фото: Инара Никишина/"Русская планета"

– Как вы сами стали микробиологом?

– Я сколько себя помню, знал, что буду работать с животными. И поэтому, когда встал выбор, куда мне поступать, у меня не было никаких сомнений, что стану ветеринарным врачом. Где-то в седьмом классе я делал уже простые операции, кастрации. Я держал в деревне много животных: начиная от коз, овец, коров и заканчивая черепахами, хомяками. Не родители держали, а именно я. Поступив на факультет, закончил его с отличием, пошел работать в хозяйство при вузе. Затем меня забрали в армию, после которой опять вернулся в хозяйство, работал практикующим врачом. Чувствовал, что не все меня устраивает. А тут предложили должность ассистента на кафедре. Так получилось, что это была кафедра микробиологии. Я согласился, ушел с зарплаты в 350 рублей на 120 и из коттеджа в общежитие. Жена до сих пор простить не может. Пошел ассистентом без окончания аспирантуры. Соискателем выполнил диссертацию по ветеринарной микробиологии, защитил ее. Потом выполнил докторскую диссертацию по двум специальностям биологического профиля: микробиология и биотехнология. Работа с микроорганизмами — это особая работа. А микробиологи — это штучный товар. С одной стороны, это быстрорастущие микроорганизмы. Поэтому, если за растениями, за животными нужно долго наблюдать, дожидаясь смены поколений, то микробы размножаются каждые 10-20 минут. Можно увидеть результат, воспроизвести, какой-то биологический эксперимент поставить в сотни раз быстрее, чем с животными.

– Какие-то забавные случаи были в вашей практике?

– Забавных случаев много бывает. Я привожу студентам много всяких историй из своей молодости, когда работал ветеринарным врачом. Наверное, потому что старею. Когда я только пришел сюда молодым ассистентом, мне позвонил наш водитель. «Сергей Николаевич, у меня козленок заболел, придите, посмотрите». Я прихожу, смотрю, козленок месяцев семь-восемь от роду. Лежит. Я его ставлю на ноги, он падает. Померил температуру — ниже нормы. Пульс нитевидный. Дыхание поверхностное, сердчишко медленно колотится. Хозяин мне сразу: «А можно я его зарежу?». Все-таки тут и экономические интересы нужно соблюдать, в отличие от медиков. Мы должны понять, выгодно ли дальше лечить или нет. Я говорю: «Ну, режь, заодно и посмотрим, что случилось». Он уже готов: «Я мясом не буду брезговать». Быстренько он его ошкурил. Я посмотрел — все чисто! Никаких изменений в органах, в мозге. Ничего нет. Мясо — хоть на шашлык. Я потом спрашиваю: «А что случилось-то?» Водитель говорит: «Сергей Николаевич, он у меня немножко переел комбикорма, его начало дуть, я ему немножко водки дал». Я говорю: «А сколько?» Он так виновато: «Ну, я почти всю бутылку, я себе только сто грамм оставил. А че, надо было все дать, да?» Ну, говорю, теперь можно шашлык не маринуя делать.

– А какими качествами должен обладать микробиолог?

– Микробиолог должен быть усидчивым и очень часто возвращаться к началу работы. Многие аспиранты жалуются, что у них ничего не получается. Начинаешь разбираться, видишь, что они неправильно подходят к работе. Это биологически живой объект, то есть если я стал с ним работать, то нельзя останавливаться. Инженер может заглушить машину, уйти, вернуться через месяц. У нас этого не получается. Если уж начал эксперимент, то будь добр довести до конца, пока не получишь результат. А какой это будет результат неизвестно. Если это поисковое исследование, то это будет очень долго. Вот я работал по выделению бактериофага, у меня не получалось буквально года два или три. Потом, когда выделил первый фаг, они пошли лавиной. Называют это везением, но это кропотливый труд, который можно осилить, только ежедневно работая с микроорганизмами в боксе.

– У вас руки не опускались в течение этих двух лет? Не хотелось все бросить?

– Нет. Становилось интереснее, потому что отрицательный результат — это тоже результат. Поисковая работа тем и интересна, что есть поле для маневра. Чем отличается исследователь в научно-исследовательском институте, от работы в производственной лаборатории. У последних написаны инструкции, они действуют «от сих до сих», другого не смогут сделать. Если привезли материал для исследований, исследовать на что-то иное они не имеют права. Да и потом, нужны другие питательные среды, другие методики, а такой задачи не было. Почему многие везут материал на исследования нам? Потому что мы можем поэкспериментировать: не получилось это, давайте попробуем вот так. Как сказал один из исследователей, научные исследования — это удовлетворение любопытства исследователя за государственный счет. Сейчас у нас около двадцати таких исследователей, поэтому все это очень дорого. Но приходится зарабатывать деньги наукой, проводить исследования, готовить биопрепараты. Это работа, которая оплачиваются грантами. Но и производственники интересуются, продвигают наши исследования дальше.

Фото: Инара Никишина/"Русская планета"

– Аспиранты сейчас за свой счет препараты покупают? Как вообще строится финансирование лаборатории?

– Покупают за счет грантов кафедры и, частично идет софинансирование академии. Конечно, многое из того, что куплено на кафедре, без помощи ректора сделать было бы невозможно. Многие гранты идут через софинансирование. Выиграли мы, например, 2,5 млн рублей. Но там условие, что столько же должен вложить университет. Ректорат идет на это, потому что знает, что если этого не будет, то ничего не будет. Вот с расходными материалами труднее. Если кто-то заказывает какую-то работу, то мы сразу озвучиваем, сколько будет стоить это, сколько это. Говорим, что проведем исследование, если материалы нам предоставят. Это нам интересно, потому что один из конечных продуктов ученого — это публикации различного уровня.

– Какие крупные достижения лаборатории можете отметить?

– Мы получили грант на 2,5 млн рублей по федеральной целевой программе «Педагогические кадры». Там нужно было выполнить актуальную тему и показать работу научной школы: от студента до профессора. Мы прошли, хотя нужно сказать, что получение федеральных грантов от министерства образования для аграрных вузов — весьма затратное дело. Увидев вывеску «сельскохозяйственная», Минобрнауки отклоняет заявки. Для этого мы открыли два малых предприятия на кафедре. Многие гранты и исследования идут через предприятие, потому что организации не работают с государственными учреждениями. А малые предприятия как раз занимаются внедрением своих разработок в производство.

– Сколько вообще лабораторий, кафедр по этому направлению работает в России?

– Как мы никто не работает в России. Мы занимаемся выделением бактериофагов из внешней среды, причем разных спектров патогенности: от тех, кто поражает растения и животных, до тех, которые ведут к порче кормов, пищевых продуктов, вызывают коррозию металла. И у нас создается коллекция бактериофагов, которые можно использовать в различных направлениях. Все остальные занимаются узкими направлениями: изучают геном какого-то бактериофага или определенными видами бактерий, уже готовых бактериофагов, которые берут, в том числе и у нас.

– Какие препараты были разработаны в лаборатории?

– Коммерческое направление как раз и позволяет лаборатории существовать. На рынке мы отрабатываем препараты для ускорения минерализации сточных вод. Еще по заказу выделяем бактериофаги из внешней среды, для микроорганизмов заказчика, а они уже доводят препараты до промышленного производства. Потому что невозможно всем одновременно заниматься: начиная от исследований, заканчивая производством и реализацией.

– А какие вообще направления исследований?

– Интересное направление по профилактике болезни растений — вместо того, чтобы применять химические препараты, обрабатывать именно бактериофагами. Интересное направление — борьба с насекомыми с помощью бактерий. Например, против колорадского жука применяют бациллу. На основе ее делают биопрепараты, которые совершенно безопасны для теплокровных. Большинство противопаразитарных препаратов сейчас изготавливается на основе микробных токсинов, которые безопасны для животных и человека. Еще мы можем продлить срок годности любого продукта, если подобрать бактериофаг против тех микроорганизмов, которые вызывают их порчу. А что это значит? Продлить на 2-3 дня срок хранения, это значит, что товар можно дальше увезти, на тысячи километров расширить зоны реализации. Недавно наши студенты случайно выделили бактериофагов сибирской язвы. Вот теперь думаем, куда дальше передать для исследований.

– Препараты только для животных производите или для человека тоже?

– В настоящее время мы работаем с Институтом Габричевского. Я являюсь научным сотрудником лаборатории клинической микробиологии и биотехнологии бактериофагов. Они используют штаммы наших фагов для производства биологически активных добавок для людей. Мы по их заказу выделяем штаммы бактериофагов, которые будут использоваться не только как добавки для людей для профилактики желудочно-кишечных заболеваний, но и для снижения контоминации возбудителей в пищевых продуктах. Например, у норвежцев была проблема со ввозом рыбы в Россию. И не из-за санкций, а из-за ужесточения санитарных правил. По ним, количество листерий должно равняться нулю, а у них не было таких правил. Большие партии рыбы забраковывались. Но обрабатывать какой-то химией тоже нехорошо, потому что остаточные вещества остаются в рыбе. Они стали обрабатывать рыбу листериозным бактериофагом, который уничтожает листерий, не оставляет никаких химических остатков и совершенно безвреден для человека.

– Ваши препараты использовались во время крупных вспышек заболевания?

– Да, я сам работал с возбудителем желудочно-кишечных болезней молодняка. Это большая проблема, когда животное рождается и для того, чтобы эти болезни предупредить, применяют антибиотики. Доприменялись до того, что уже обычные возбудители стали невосприимчивы. Буквально 20-30 антибиотиков уже не действуют на них. Мы либо подбираем препарат, либо наш бактериофаг.

– Как происходит процедура патентования?

– Это очень длительный процесс. Сначала находим новый бактериофаг, затем его нужно депонировать во всероссийскую коллекцию. За это отвечает Центр сертификации и стандартизации ветеринарных препаратов. Там мы проводим комиссионные испытания, подтверждаем свойства какого-то штамма микроорганизма и получаем справку о депонировании. По ней мы получаем патент. Но это еще не все. Чтобы получить препарат, нужно пройти большую бюрократическую процедуру. Очень часто мы ограничиваемся испытаниями нашего препарата в качестве опытной партии. Это допускается, по договоренности с предприятием. На его базе мы проводим исследование препарата и, если таких исследований накапливается много, то можем подавать заявку на выпуск этого препарата. Гораздо проще дела идут по диагностическим препаратам, потому что лечение не происходит, введение препарата не проводим, а лишь используем для проведения диагностических тестов. Таких наработок у нас тоже очень много, они используются, как раз, в качестве рекомендаций. Можно применять наши препараты, наши методы для уточнения диагноза.

– На животных опыты проводите?

– Как таковые опыты мы проводим только по изучению лечебной эффективности чего-то, какого-то препарата. В качестве лабораторных животных мы используем белых мышей. Ну, это для определения патогенности, безвредности нашего препарата на первом этапе. А вот таких острых клинических опытов не проводим. Я когда-то в конце 80-х доказывал этиологическую структуру некоторых возбудителей, которые не признавали таковыми. Мы доказали, что микроорганизмы, которые принимали за грязь, могут вызывать некоторые болезни. Вот тогда пришлось потратить несколько десятков новорожденных поросят. Но это было для того, чтобы выделить бактериофаг и применить его с лечебной целью. Мы стараемся не задействовать животных.

Фото: Инара Никишина/"Русская планета"

– Лаборатория все-таки привузовская, как сочетаются образовательная деятельность с исследованиями?

– Нашей основной задачей является проведение 900 часов учебного времени, плюс вторая половина дня отведена под методическое обеспечение занятий и каждый преподаватель ведет по 7-10 дисциплин. Это очень трудно, поэтому все совместители: кроме того, что преподаватели, еще и исследователи. Вот мы и занимаемся тем, чем можем. А уж дальше, производством и реализацией должны заниматься те, кто это может сделать. Такие люди сами нас ищут, перспективы вырисовываются неплохие. Нам предлагали перенести производство бактериофагов в Питер. А это значит, что мы преподавателей должны туда отправить на два-три года. А потом что будет? Вернуться сюда они не смогут. Работаем пока в таком исследовательском режиме, где максимальное зарабатывание денег идет по грантовой тематике. Конечно, помощь производству, особенно в ветеринарных исследованиях. Если идет непонятное заболевание, мы помогаем разобраться, подбираем препараты, даже из наших бактериофагов, если они могут помочь. Если производственник заинтересован в этом, он направляет нам заказ на проведение актированных испытаний. Если кто-то хочет получить что-то большее, то мы готовы сотрудничать.

– Последние изменения в системе образования вас затронули?

– Это касается занятости преподавателей — возросла нагрузка. Ведь по «дорожной карте», года два назад норма соотношения преподавателей и студентов была 1 к 7. В настоящее время по норме мы достигли 1 к 10,2, а к 2017 году должно быть 1 к 15. Для того, чтобы получить ставку — эти 900 часов, преподаватель должен вести несколько совершенно разных предметов. Пять, семь, десять предметов ведут. А это означает снижение качества преподавания, человек должен готовиться к занятиям, то есть у него меньше времени остается на прямые научные исследования. В этом отношении большая проблема. Я всегда завидовал научно-исследовательским учреждениям, потому что их основная работа — исследования. Наши преподаватели работают просто так. По новому закону об образовании, преподаватель, который не занимается наукой, не имеет права вести занятия. Это открыто написано. И не обязательно это коммерческая наука, может быть чисто кружковая — наука ради науки. И он на этом денег не зарабатывает, но должен этим заниматься, чтобы вести часовую нагрузку. Потом сейчас уже требуются даже не обычные статьи, а в журналы Web of Science, Scopus. Я не понимаю, правда, зачем это сейчас делается, когда ужесточаются санкции. Они наши публикации игнорируют.

– Есть такая проблема у вас, ведь наша микробиология конкурентоспособна в мире?

– Мы долгое время работали в изоляции, многие методики, которые мы используем, пусть они даже и прогрессивные, не воспринимаются там. И когда мы свои публикации туда посылаем, возникает много вопросов. То есть они даже не понимают, о чем мы пишем. Поэтому публикация должна быть вылизана, подогнана, но вот эту разницу методик, различные подходы и даже отношение к одним и тем же закономерностям, они разные. Но все равно, будем работать, если надо. Такие условия придумали, будем выполнять.