Казахстанские студенты завоевали золото с проектом по очистке нефтяных загрязнений

Синтетическая биология – самая быстро развивающаяся, трендовая и прибыльная сфера в биологии, потому что она применяет новые методы из молекулярной биологии и биотехнологии напрямую в индустрии. В синтетической биологии мы используем уже готовые стандартные частицы, чтобы собирать их как лего в разные вещества. Поэтому прогресс быстро двигается – многие биотехкомпании сейчас занимаются синтетической биологией.

iGEM – самое масштабное, престижное соревнование по синтетической биологии для школьников и студентов, в котором участвуют команды со всего мира. В 2021 году участвовало 355 команд, около шести тысяч участников. Большинство команд обычно из США, Китая, Западной Европы и Азиатско-Тихоокеанского региона (Австралия, Новая Зеландия). На протяжении года команды разрабатывают проекты, а в конце представляют их судьям.

Команды много коллаборируют друг с другом. Например, по мероприятиям или обмену частицами для лабораторных работ. Мы сами работали с двадцатью разными командами из Германии, США, Кореи и других стран.

Подобное часто происходит в сообществе программистов, а среди учёных такое можно редко увидеть. Они мало работают вместе, редко делятся данными, поэтому бывает сложно получить доступ к академическим журналам или статьям. Участники iGEM образуют новое поколение учёных, у которых новые ценности, отличающиеся от устоявшихся стандартов в академии. Помимо конкурса, студенческие организации занимаются проведением мероприятий в своих университетах и за их пределами. На данный момент iGEM Kazakhstan – единственная команда из Центральной Азии.

Для iGEM Foundation важно, чтобы состав команды был разнообразным и инклюзивным. Наша команда состоит из девятнадцати человек, среди которых female-dominance – 6 парней и 13 девушек. В основном мы – студенты второго курса, и магистранты факультета биологических наук, но у нас также есть химические инженеры и робототехник.

Наша команда занимается двумя направлениями – практической реализацией и вовлечением общественности. Первые работают в лаборатории, пишут коды и делают анализы, а остальные общаются с людьми, на которых влияют решаемые нами проблемы, и с компаниями для сотрудничества и фидбэка. Также они проводят мероприятия, ведут инстаграм и пишут статьи.

У нас есть два руководителя, которые курируют проект: доктор Энрике Марсили – профессор химической инженерии Школы инженерии НУ и доктор Обинна Аджунва – научный сотрудник кафедры химической инженерии и материаловедения.

Назарбаев Университет оплачивает нам участие и регистрацию в конкурсе. Реагенты и прочее мы покупали за счёт грантовых средств доктора Марсили. А также мы сами подаём на гранты. Недавно получили три миллиона тенге от президента Токаева на развитие проекта; в октябре выиграли миллион тенге от NU Social Development Fund для развития социальной части нашего проекта. От самой организации iGEM в августе мы получили 2500 долларов в рамках Impact Grant.

Меня вдохновляет, что всё, о чём ты когда-либо читал или изучал, можно увидеть вживую и попробовать сделать физически. Ещё это возможность перебороть свой страх. Я боялась, что не смогу сделать что-то полезное в лаборатории. Но когда на первом курсе мы начали участвовать в лабораторных работах, я поняла – это не так уж сложно. Каждый раз ты разрушаешь стереотипы и доказываешь, что можно сделать что-то своё. Сначала будут маленькие победы, а дальше они могут оказаться большим достижением для общества и Казахстана.

В сообществе синтетической биологии я больше всего ценю то, что все осознанно подходят к исследованиям. В академии есть большая проблема: проводятся исследования, результаты которых не могут быть применены в реальной жизни. В синтетической биологии мы сначала идентифицируем группу, на которую влияет какая-то проблема, и уже потом пытаемся придумать пути решения.

В том, как мы можем использовать живые микроорганизмы, чтобы решать проблему нефтяного загрязнения. В Каспийском море много источников нефти, из-за которых образуются нефтяные разливы. К сожалению, они редко очищаются. Во-первых, не отлажены процессы, которые бы обязывали компании очищать отходы и сообщать о том, что это происходит. Во-вторых, очисткой таких больших загрязнений не занимаются, потому что это не прибыльно. И вообще, этим должно заниматься государство. В результате из-за загрязнённой воды и почвы страдают локальные популяции, вымирают редкие виды растений и животных в Каспийском море.

Как мы это решаем? Есть такие вещества, как биосурфактанты, которые уменьшают поверхностное натяжение между водой и маслом, за счёт чего другим агентам очистки легче подобрать нефть и вода легче очищается. Они вырабатываются определённой бактерией, однако возникает проблема с токсинами. Для того чтобы сделать нужную нам бактерию более эффективной, мы заменяем её гены и очищаем от токсинов. Мы используем метод биоремедиации, то есть живые организмы и их продукты для очистки почвы и воды от нефтезагрязнений.

Мы связывались с разными компаниями, такими как «КазМунайГаз», KazEcoSolutions, EcoStandardKZ. Они высылали нам образцы почвы, воды и нефти. Ребята в лаборатории занимались генетическими модификациями, инженерией и получали бактерию. К сожалению, у нас были огромные логистические проблемы. Нужный штамм бактерии мы получили только к концу августа, а дедлайн в октябре. У нас было всего пару месяцев на все эксперименты. При ковидных ограничениях в лаборатории могли находиться до четырёх человек, что тоже создавало трудности. Ребята буквально ночевали в лаборатории. Финальный продукт мы ещё не получили, будем продолжать эксперименты над этой бактерией до марта-апреля 2022 года.

Самые успешные команды iGEM становятся биотехстартапами. Сам iGEM Foundation спонсируется большим количеством компаний, которые лидируют в сфере синтетической биологии. Они дают щедрое безвозмездное спонсирование таким стартапам. Кроме того, после выпуска из конкурса iGEM ты автоматически становишься частью их сообщества. Они ежемесячно отправляют рассылку с открытыми вакансиями, где нужны iGEMеры. В рамках конкурса можно стать судьёй или ментором, а также есть стратегические партнёры, у которых открываются вакансии. Это огромный скачок в нетворкинге, особенно для участников из стран, где биотехкомпаний нет, как в Казахстане. Если ты хочешь заниматься синтетической биологией, тебе приходится уезжать из страны. Через iGEM у студентов бакалавриата есть возможность наработать опыт, познакомиться с людьми, потенциальными коллегами и получить доступ к ресурсам по дальнейшему карьерному развитию. Ещё есть возможность полететь в Бостон, где проводится финал конкурса. В 2020-м и 2021-м он проходил онлайн, но в 2022-м будет проходить в Париже. Как минимум два-три человека из команды поедут туда и будут представлять наш проект от Казахстана.

В нашем обществе проблема подобных стереотипов начинается с малых лет. Например, в школе преподаватели математики больше внимания уделяют мальчикам, их достижения подчёркиваются больше, чем девочек. Так случается, что девушки на таких предметах, как химия или физика, ведут себя тише, боятся ошибиться, хотя проявляют активность на уроках литературы. Когда они ошибаются, они будто подтверждают эти стереотипы. А в университете всё уже по-другому – у нас больше свободы. Не так давно мы связались с проектом «Әйел Болсам» и написали о роли женщин в науке Казахстана. Показали статистику, а именно то, что за всё время существования Национальной академии наук РК среди руководителей не было женщин.

Важно, что на начальном, среднем и высшем уровнях образования в Казахстане женщин-учёных больше, чем мужчин. Они чаще получают PhD и высшее техническое образование, но на руководящих должностях в научной сфере доля женщин к мужчинам – один к пяти. Эта статистика показывает, что есть стеклянный потолок, выше которого ты, как женщина, на пути своего карьерного развития не пройдёшь. Это стереотип, который имеет место быть в Казахстане. В iGEM этот вопрос очень важен. Например, наша команда female-led, большую часть которой занимают женщины-участницы. Это вопрос репрезентации. Если зайти на нашу страницу в инстаграме, можно увидеть множество девушек разных специальностей, с разным опытом, занимающих разные позиции в команде. Сейчас мы проводим набор в команду, и 75% аппликантов – девушки. Это очень хорошая статистика.

Во время поиска стажировки или лаборатории для исследований можно увидеть исключительно мужские лица. Сразу включается синдром самозванца, и ты думаешь, что недостаточно знаешь или что тебя задавят. Важно давать платформу, на которую могут опираться юные девушки, которые хотят пойти в науку и развиваться в технических сферах. Они видят нас и думают: «Круто, я тоже так могу». Важна репрезентация умных и сильных девушек, которые ничем не хуже, а где-то гораздо лучше парней. В Казахстане много крутых инициатив, как Techwomen, менторских организаций. Однако ментальная предвзятость есть, и казахстанскому обществу нужно работать над этим.

Также важно отметить стереотип вокруг биологии.

Из-за этого устоялся стереотип, что биология – это не настоящая техническая наука. Может показаться, что это легко, это природа, а она связана с женщинами. Немногие задумываются над такими сексистскими взглядами, но они существуют. Считается, что в инженерии, компьютерной науке, физике и математике мужчины занимаются сложными вычислениями, а наша наука легче. Многие родители думают, что если дочь учится на биолога, то после станет медиком. Странно, что эти сферы тоже считаются женскими, так как связаны с заботой. Люди тесно связывают биологию и медицину. Однако очень многие девушки идут именно в науку, занимаются научными исследованиями, становятся биотехнологинями.

В 2021 году мы провели летний лагерь для школьников. К сожалению, на казахском языке наука не развивается, а популяризация науки – это очень важно. Среди контента на английском языке есть разнообразные анимации и мультфильмы про науку. На русском этого очень мало, а на казахском совсем нет. Летом мы начали работу с постеров про биологию – распечатывали их и раздавали в общеобразовательных школах Казахстана. После пришла идея летнего лагеря, в котором мы могли бы собрать ребят и проводить занятия на трёх языках. Сначала боялись, что на онлайн-обучение, да ещё и летом, мы просто никого не соберём. В итоге у нас было около 500 заявок, подавляющее большинство участников были казахоговорящими. На протяжении пяти дней ребята слушали небольшие лекции о науке, синтетической биологии и iGEM. Мы позвали 28 спикеров-специалистов из разных сфер, а на сессии с психологом ученикам помогали разрушать внутренние барьеры.

Среди студенческих организаций в НУ у нас один из самых длинных отборов. Сначала мы проводим лекции, квизы, потом даём задания, делаем интервью и набираем команду. У нас ограниченное количество мест, но много подающих заявки. К сожалению, сейчас мы вынуждены ограничиться только студентами Назарбаев Университета, потому что даже нам самим очень сложно получить доступ в лабораторию. Для студентов других вузов нам нужно получать авторизацию, что сейчас очень сложно. Есть идея сделать две вакантные позиции по стажировке для старшеклассников.

Хотелось бы вовлекать как можно больше людей, чтобы они видели, насколько это круто. В Казахстане есть ресурсы у таких школ, как НИШ, БИЛ, РФМШ и университета КазНУ, чтобы создать свои iGEM-команды. Чем больше команд, тем лучше, ведь тогда мы сможем создать локальное сообщество в Казахстане и привлекать инвесторов, учёных и специалистов для развития биотехиндустрии. Сейчас это одна «рука», которая тянется на Запад. А если будет много «рук», мы будем тянуть специалистов с Запада к себе. Так работают, например, в Китае. Специалисты и инвесторы летят туда, так как там много команд и ресурсов, им легче финансировать их локально в Китае, чем тянуть всех людей в Америку.

Если вы думаете, что упустили шанс – всегда пробуйте «постучаться» ещё раз. У меня было несколько случаев, когда в начале студенческой жизни я пропускала дедлайны к подаче в студенческие организации. Несмотря на это, я писала им, и меня брали. Лучше лишний раз попробовать и убедиться, что ты сделала всё, что в твоих силах. Ещё важно не только получать что-то для себя, но и задаваться вопросом «А что я могу привнести?» Я считаю, что мы смогли взять золото и войти в топ-10 в конкурсе iGEM именно потому, что у участников было желание помочь, сделать позитивное изменение.

Ещё очень важно не давать стереотипам и негативным мнениям (даже от самых близких людей) убивать вашу любознательность и огонь любви к науке. А также важно сохранять этот огонёк, чтобы заражать других. В обществе важно не бояться знакомиться, писать незнакомым людям, хвататься за все шансы и возможности. Никогда не знаешь, куда эти возможности могут тебя привести.