Санкт-Петербургский университетНаука
«Генетик — крайне важная профессия для современного общества»
Антон Александрович Нижников переступил порог Университета в качестве студента в 2004 году. Сегодня он один из ведущих отечественных ученых и заведует старейшей профильной кафедрой в нашей стране — кафедрой генетики и биотехнологии СПбГУ. Ее коллектив занимается передовыми исследованиями в области генетики микроорганизмов, растений и животных.
Журналу «Санкт-Петербургский университет» Антон Нижников рассказал, кто увлек его генетикой, что он сейчас изучает, почему именно командная работа сегодня двигает исследовательские проекты и какие задачи он ставит перед собой как перед организатором науки.
— Как вы выбирали профессию? Кто повлиял на ваш выбор?
— Я начал активно интересоваться биологией, наверное, лет с четырех. Большую роль в этом сыграл мой дядя — выпускник Университета, доктор биологических наук, главный научный сотрудник Зоологического института РАН Александр Олегович Фролов. Дядя увлек меня энтомологией и микробиологией. Именно эти два направления с раннего детства казались мне наиболее занимательными, и моя мать, Марина Олеговна Нижникова, мое увлечение наукой поддерживала всеми возможными способами. Когда пришло время определяться с вузом, специальностью, вопрос выбора передо мной даже не стоял. Вуз — только Санкт-Петербургский университет, поскольку здесь одна из крупнейших мировых школ в области биологии. Даже сомнений быть не могло. Я еще в средней школе знал, что буду поступать в СПбГУ.
Когда начал учиться в Университете, меня очень впечатлили лекции выдающегося генетика академика Сергея Георгиевича Инге-Вечтомова. Именно благодаря ему я заинтересовался генетикой дрожжей и инфекционными белками. Решил дальше специализироваться по кафедре генетики. И вот уже 20 лет эта наука составляет важную часть моей жизни как ученого, преподавателя и теперь уже организатора науки.
— Что вас больше всего впечатлило во время обучения, помимо лекций Сергея Георгиевича?
— Во-первых, меня впечатлило, что в Университете лекции читают ученые, которые по этим темам сами ведут исследования. Так всегда было, эта традиция сохраняется и поныне и является хорошей иллюстрацией связи науки и образования. Во-вторых, мне как студенту очень нравились наши практики, в том числе на Белом море. Это была уникальная возможность познакомиться с биоразнообразием, так сказать, воочию, на реальных примерах. И сейчас, как ученый и преподаватель, я считаю ориентированность на практику важным компонентом образования.
Что меня еще впечатлило, так это учебно-научные коллекции Университета, особое место среди которых занимают естественно-научные: зоологические, генетические, гербарий. В них собраны как фиксированные образцы (как, например, в гербарии), так и в живом разведении. В частности, генетики СПбГУ создали живые коллекции разных объектов с уникальными особенностями генома и проявлениями конкретных признаков. Они используются как для проведения исследований, так и в образовательном процессе: студенты получают навыки работы с живыми объектами на образцах из этих коллекций (подробнее о генетических коллекциях СПбГУ читайте в статье «Кладовая генов» журнала «Санкт-Петербургский университет» № 2 за 2024 год. — Прим. ред.).
— Вы сказали, что заинтересовались инфекционными белками. На чем вы специализируетесь сейчас?
— Еще во время обучения я заинтересовался прионами, которые, как сейчас известно, представляют собой инфекционные белки. Их изучение связано с попыткой ученых разобраться в природе некоторых нейродегенеративных болезней человека. Позже мои исследовательские интересы сместились в большей степени к изучению амилоидов (подробнее читайте в статье «Противоречивая природа амилоидов» в № 5 за 2022 год. — Прим. ред.). Они, как и прионы, образуют белковые скопления, похожие на нити (фибриллы), но при этом не являются инфекционными. Помимо патологической, они выполняют и жизненно важные функции. Встречаются у многих эукариот, то есть не только у человека и других животных, но и у грибов, бактерий, растений. Собственно, нашему коллективу повезло оказаться у истоков описания амилоидов у растений, что мы сделали первыми в мировой практике. Так, сначала мы с Кириллом Сергеевичем Антонцом, профессором СПбГУ (кафедра цитологии и гистологии), при помощи разработанного им вычислительного алгоритма методами компьютерной биологии (биоинформатики) показали, что склонностью к формированию амилоидов обладают запасные белки семян растений, которые являются важным компонентом рациона питания человека. Потом эти вычислительные данные были подтверждены в ряде экспериментальных работ коллективом под моим руководством. Эти работы возникли на стыке двух научных школ: по прионам и амилоидам кафедры генетики и биотехнологии СПбГУ и по растительно-микробным взаимодействиям Всероссийского института сельскохозяйственной микробиологии. Значительную роль в том, что мы занялись изучением растительно-микробных взаимодействий, сыграл декан биологического факультета академик РАН Игорь Анатольевич Тихонович.
Сейчас фокус наших работ в этом направлении сместился на изучение того, как амилоиды взаимодействуют друг с другом. У разных организмов амилоидные белки существенно отличаются по последовательности аминокислот, но при этом их пространственная структура складывается одинаково или очень похоже. Из-за этого они могут влиять друг на друга. Например, если «кусочек» амилоида одного организма добавить в пробирку с еще не сформировавшимся амилоидом другого организма, то это может усилить или ослабить его агрегацию.
— Почему это важно?
— Например, мы постоянно получаем амилоиды растений с пищей. Потенциально они могут как-то влиять на наши собственные белки, попадая в желудочно-кишечный тракт. Стоит сказать, что амилоиды растений очень стабильны, большинство из них в желудочно-кишечном тракте не перевариваются. Мы начали анализировать, как амилоиды разных объектов друг на друга влияют.
И вот что интересно: в недавней работе, выполненной совместно с коллегами из Института цитологии РАН, удалось показать, что растительные амилоиды, как ни странно, подавляют образование некоторых патологических амилоидов человека. Причем мы продемонстрировали это на четырех разных белках. Получается, что амилоиды растений могут оказывать потенциально протективное действие. Принципиально, что в данном случае эти белки не усиливают агрегацию, как можно было бы ожидать, поскольку многие из изученных амилоидов друг на друга именно так и влияют. Естественно, что это знание потенциально открывает большие перспективы.
Другой пример: микробиота кишечника примерно на 80 % состоит из бактерий. Сами по себе они продуцируют значительное количество амилоидных белков, которые для бактерий функциональны, то есть нужны для их жизни. Амилоиды бактерий способны влиять на патологическую агрегацию белков человека, однако, судя по имеющимся данным, не ингибируют ее, в отличие от амилоидов растений, а в некоторых случаях даже усиливают. При этом амилоиды бактерий вносят очень важный вклад в формирование биопленок, которые бактерии образуют при взаимодействии с организмом-хозяином. Собственно, биопленки — это форма жизни микроорганизмов, в которой клетки находятся в окружении специального матрикса, важным компонентом которого являются амилоиды. Биопленки прикреплены к поверхности и защищены за счет матрикса от различных воздействий, что позволяет им выживать в организме хозяина.
— И эти же биопленки, как известно, мешают работать антибиотикам.
— Совершенно верно. Около 75 % всех патогенных изолятов бактерий биопленкообразующие. Если мы поймем, как можно воздействовать на эту пленку, то мы можем повысить эффективность антибактериальной терапии, а также бороться с антибиотикорезистентностью, что важно для биомедицины. Амилоиды в биопленках являются перспективной потенциальной мишенью. Сейчас изучение амилоидов биопленок — одно из направлений работы коллектива кафедры генетики и биотехнологии СПбГУ и лаборатории протеомики надорганизменных систем ФГБНУ ВНИИСХМ. Необходимо установить, какие белки образуют амилоиды в матриксе биопленок разных бактерий и как осуществляется их регуляция.
— Потенциально ваши исследования могут в будущем найти какое-то применение и в биотехнологии?
— На самом деле результаты наших исследований могут иметь очень широкое применение как в биомедицине, так и в сельском хозяйстве и биотехнологии. Например, мы уже знаем, что растительные амилоидные белки нерастворимы, что снижает пищевую ценность. Это можно учитывать при селекции, чтобы создавать сорта с более высокой пищевой ценностью. Кстати, сейчас мы пытаемся разработать методы, которые бы позволили массово анализировать образцы растений и пищевых продуктов на содержание этих амилоидов, чтобы определять, какую долю от суммарного содержания белка они занимают.
— В каких или благодаря каким областям генетики вы ожидаете в обозримом будущем получения ответов на важные вопросы и решения задач, стоящих перед учеными?
— Современные генетические технологии, такие как секвенирование (прочтение последовательности «букв») не отдельных генов, а почти полной последовательности генома у различных организмов, высокопроизводительный анализ совокупностей молекул из различных биологических образцов (транскриптомика, протеомика, метаболомика и др.), а также редактирование генома, задают векторы для развития совершенно новых направлений в биомедицине, сельском хозяйстве, биотехнологиях и фактически создают фундамент для развития биоэкономики, то есть экономики, основанной на рациональном использовании биологических ресурсов и биотехнологий, их развитии и внедрении в различных сферах деятельности человека.
Из перспективных направлений я бы, наверное, выделил два. Во-первых, это биоинформатика — междисциплинарная область, использующая математические методы для обработки и интерпретации больших объемов биологических данных, что имеет высокую важность для современной медицины и сельского хозяйства. Недаром в 2024 году Нобелевскую премию по химии присудили за разработку подходов для компьютерного моделирования белков и предсказания их структуры. В Университете биоинформатическое направление активно развивается, идет подготовка студентов в рамках образовательной программы магистратуры «Биоинформатика», возглавляемой Кириллом Сергеевичем Антонцом.
Второе направление — синтетическая биология. Она позволяет при помощи генетических технологий создавать организмы с заданными свойствами. Например, это могут быть растения — продуценты полезных для человека веществ, бактерии, которые синтезируют уникальные соединения, что открывает огромные перспективы для развития биотехнологий.
— Сегодня вы не только ученый, но и организатор науки. Какие задачи считаете важными для себя?
— Одна из основных задач Университета — организация учебного и научного процессов с учетом самых передовых мировых тенденций. Генетик сейчас — это крайне важная профессия для общества, потому что задачи для генетиков возникают во многих сферах. При этом мы должны готовить специалистов, способных отвечать на современные вызовы и решать задачи практически во всех областях знаний, что является особенностью классического образования, которое дает наш Университет.
Именно поэтому я считаю междисциплинарность важным ориентиром. Раньше, когда у меня было меньше опыта, мне она казалась несколько искусственным тезисом. Однако со временем я осознал, что тенденция к междисциплинарности — особенность современной сферы науки и технологий. Если мы посмотрим на прорывные работы последнего времени, то увидим, что они практически все реализованы благодаря участию специалистов из очень разных областей. Объединение в междисциплинарные коллективы происходит естественным путем, это потребность времени. Поэтому мне как организатору науки кажется очень важным создавать условия для того, чтобы такие коллективы беспрепятственно складывались и работали над действительно прорывными вещами.
Еще одной своей важной задачей я считаю сохранение традиций и преемственности. Будучи руководителем первой в стране кафедры генетики в одном из лучших университетов мира, я считаю это своей обязанностью. В конце прошлого года проректором по научной работе была учреждена премия имени первого заведующего нашей кафедрой Юрия Александровича Филипченко. Она будет вручаться молодым генетикам. Задача премии — не только поддержать начинающих исследователей, но и увековечить память нашего выдающегося ученого. С этой же целью было бы замечательно, если бы кафедре генетики и биотехнологии СПбГУ было присвоено имя профессора Михаила Ефимовича Лобашёва. На его долю выпали большие испытания. Он внес значительный вклад в развитие генетики, обосновав физиологическую гипотезу мутационного процесса, что было научным прорывом, и был деканом биологического факультета в 1947–1948 годах, когда своего апогея достигли печальные события, приведшие к разгрому генетики как науки в СССР. Михаил Ефимович нашел в себе силы вернуться в последующем и занимался восстановлением генетики в Университете в должности заведующего кафедрой генетики и селекции. Он же стал автором первого в стране после восстановления классической генетики учебника по генетике.
Наша кафедра и само здание, в котором она располагается, — это легендарное место. Здесь была взращена плеяда выдающихся ученых, здесь работали известные генетики, включая лауреата Нобелевской премии (подробнее с историей кафедры можно ознакомиться в инфографике «Где начиналась российская генетика». — Прим. ред.). Мы стараемся сохранить ту атмосферу и те традиции, которые заложили люди, вписавшие свои имена в историю науки и в историю Университета.
— Вы сказали, что генетика сейчас везде. Осознают ли это абитуриенты, студенты? Фиксируете ли вы повышение интереса к генетике с их стороны?
— Приятно отметить, что традиционно существенная доля студентов, обучающихся по направлению «Биология», выбирает генетику для своей специализации. Мы предлагаем три траектории: генетика растений, животных и микроорганизмов. Весьма отрадно, что все они интересны студентам. Популярна у абитуриентов программа магистратуры «Клеточные и генетические технологии». Обучающиеся по этой программе приобретают навыки практической работы с культурами клеток не только на базе СПбГУ, но и на площадках организаций-партнеров, среди которых Институт цитологии РАН, Всероссийский научно-исследовательский институт сельскохозяйственной микробиологии. Спросом пользуется и программа магистратуры «Биоинформатика» с дополнительной квалификацией «Программист». Я уже отмечал, что без таких специалистов проведение многих исследований в области генетики просто невозможно.
— Обладаете ли вы данными, какое количество ваших выпускников остаются в профессии?
— Могу с уверенностью сказать, что большинство работает по специальности. Дело в том, что за последние 25 лет существенно расширилось поле для профессиональной реализации. Если раньше в основном это были научно-исследовательские институты, то к сегодняшнему дню сформирован гигантский сегмент применения прикладных генетических технологий — в первую очередь в медицинской (в диагностической ее части) и в сельскохозяйственной сферах. Многие наши выпускники идут работать в такие компании, поскольку они предлагают конкурентные условия, а мы в Университете даем необходимые знания и навыки.
— Вы выполняете невероятный объем работы. Что позволяет вам успешно совмещать администрирование и научную деятельность?
— Это прежде всего самодисциплина. В первую очередь мне, конечно, интересна наука и исследовательская деятельность. Педагогическая работа мне тоже по душе. Очень приятно видеть, как твои ученики добиваются успеха, как из неопытных студентов и аспирантов они превращаются в серьезных исследователей, способных работать самостоятельно. Административную работу я всегда воспринимал, скорее, как обязанность, но она тоже является важной частью деятельности ученого и преподавателя. Чтобы успевать везде, я четко распределил по дням, когда я чем занимаюсь, и стараюсь строго придерживаться алгоритма.
И самое важное: я всего лишь часть большой команды. В современном мире, и в научном в том числе, очень важна командная работа. Современная наука не творится поодиночке. Эти времена давно прошли.
— Отдыхать удается? Как вы перезагружаете себя?
— Очень люблю ходить в горы, в основном по туристическим маршрутам, но были и серьезные — в Альпах, в Карпатах. В прошлом году совершил восхождение на самую высокую вершину России и Европы — на западную вершину Эльбруса (5642 м. — Прим. ред.) в составе экспедиции профессоров Российской академии наук. Экспедиция была посвящена 80-летию Победы в Великой Отечественной войне. Инициатором выступил Кирилл Алексеевич Зыков, член-корреспондент РАН. Я ему очень благодарен за такой опыт. Это было захватывающее, но серьезное путешествие.
— Когда вы идете в горы, то полностью отключаете в себе исследователя или пользуетесь возможностью взять какие-то образцы?
— Очень люблю природу, мне, как биологу, интересно отмечать изменение биоразнообразия по мере увеличения высоты. Поэтому, наверное, ученый во мне не дремлет никогда. На вершине Эльбруса, в частности, я целенаправленно взял образцы. Дошло до смешного: коллеги решили, что у меня так проявляется горная болезнь. Пришлось их убеждать, что со мной все в порядке. Сейчас мы с коллегами реализуем проект: анализируем бактерии, которые выделили из образцов, взятых на Эльбрусе. Может быть, что-то интересное удастся найти.
— Горы — хорошо, но каждый месяц в них не походишь. Что позволяет вам отдохнуть, не выпадая из рабочего процесса?
— Поскольку я люблю путешествовать, то даже обычные поездки на научные конференции позволяют мне перезагрузиться, а профессия ученого предполагает постоянное участие в таких мероприятиях. Я всегда обращаю внимание обучающихся на то, что участие в конференциях — это работа, к которой нужно относиться серьезно и ответственно, и одновременно это способ в некотором роде сменить парадигму своего восприятия давно известных тебе научных вопросов через призму общения с новыми людьми.
В этом плане для меня был очень интересным опыт чтения курса «Общая генетика» в Санкт-Петербургском университете в Каире. Меня всегда интересовал Древний Египет, и я получил настоящее удовольствие, посетив местные музеи. Не менее вдохновляющим стал опыт чтения большого курса лекций на английском языке. Собрались настолько заинтересованные, активные студенты, что не отпускали меня даже на обед, — так много вопросов задавали.
Антон Александрович Нижников
Заведующий кафедрой генетики и биотехнологии СПбГУ, председатель научной комиссии по биологическим наукам и биоэкологии СПбГУ, член Координационного совета по делам молодежи в научной и образовательной сферах Совета при Президенте Российской Федерации по науке и образованию, лауреат премии Президента РФ в области науки и инноваций для молодых ученых за 2020 год, доктор биологических наук, профессор РАН.
Лауреат премии Правительства РФ в области науки и техники (2022), а также премии имени Л. Эйлера правительства Санкт-Петербурга и Санкт-Петербургского научного центра РАН за выдающиеся научные результаты в области науки и техники для молодых ученых (2017). Удостоен медали РАН для молодых ученых в области общей биологии (2015).
Член Научного совета РАН по генетике и селекции, член Совета РАН по генно-инженерной деятельности, член Научного совета по биологическим (биоресурсным) коллекциям Отделения биологических наук РАН, ученый секретарь секции «Генетика» Объединенного научного совета по агробиотехнологиям и продовольственной безопасности Санкт-Петербургского отделения РАН.
2008: Окончил бакалавриат СПбГУ по специальности «Биология» с отличием
2010: Окончил магистратуру СПбГУ по той же специальности с отличием. Начал работать в Университете
2013: Защитил в СПбГУ диссертации на соискание ученой степени PhD и кандидата биологических наук по специальности «Генетика»
2013–2016: Постдок СПбГУ (по направлению «Биология»)
2016–2022: Доцент СПбГУ (кафедра генетики и биотехнологии)
С 2017 по наст. вр.: Заведующий лабораторией протеомики надорганизменных систем Всероссийского научно-исследовательского института сельскохозяйственной микробиологии (ФГБНУ ВНИИСХМ)
2021: Лауреат премии Президента РФ в области науки и инноваций для молодых ученых за открытие амилоидных белков у растений и симбиотических бактерий и объяснение их функционального значения (вместе с Кириллом Сергеевичем Антонцом)
2021: Защитил в СПбГУ диссертацию на соискание ученой степени доктора биологических наук по специальности «Генетика»
2022: Присуждено ученое звание «профессор РАН»
2022–2024: Профессор СПбГУ (кафедра генетики и биотехнологии)
С 2023 по наст. вр.: Член Координационного совета по делам молодежи в научной и образовательной сферах Совета при Президенте Российской Федерации по науке и образованию
2023–2025: Главный редактор (до этого зам. главного редактора) научного журнала СПбГУ Biological Communications
С 2024 по наст. вр.: Заведующий кафедрой генетики и биотехнологии СПбГУ
С 2024 по наст. вр.: Вице-президент (до этого — ученый секретарь) центрального совета Вавиловского общества генетиков и селекционеров
Что почитать
Подробно об упоминаемых в интервью исследованиях ученых СПбГУ можно прочесть в статьях:
1. Predicting Amyloidogenic Proteins in the Proteomes of Plants
International Journal of Molecular Sciences, doi.org/10.3390/ijms18102155
2. Accumulation of storage proteins in plant seeds is mediated by amyloid formation
PLOS Biology, doi.org/10.1371/journal.pbio.3000564
3. Amyloid Fibrils of Pisum sativum L. Vicilin Inhibit Pathological Aggregation of Mammalian Proteins
International Journal of Molecular Sciences, doi.org/10.3390/ijms241612932
4. The bacterial OMP amyloids modulate α-synuclein and amyloid-β aggregation
International Journal of Biological Macromolecules, doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2025.147485
Хочешь стать одним из более 100 000 пользователей, кто регулярно использует kiozk для получения новых знаний?
Не упусти главного с нашим telegram-каналом: https://kiozk.ru/s/voyrl