Триумф России на конкурсе iGEM 2020: эксклюзивное интервью

Команда Moscow получила золотую медаль на конкурсе iGEM 2020.

Команда Moscow получила золотую медаль на конкурсе iGEM 2020.
Фото Дарьи Смоляровой.

В конкурсе iGEM 2020 приняли участие команды более чем из сорока стран.

В конкурсе iGEM 2020 приняли участие команды более чем из сорока стран.
Иллюстрация iGEM/Google Maps.

Участники конкурса приобрели уникальный опыт.

Участники конкурса приобрели уникальный опыт.
Фото Дарьи Смоляровой.

Сотрудничество, начатое благодаря конкурсу iGEM 2020, может стать основой для будущей научной работы.

Сотрудничество, начатое благодаря конкурсу iGEM 2020, может стать основой для будущей научной работы.
Фото Дарьи Смоляровой.

Команда Moscow получила золотую медаль на конкурсе iGEM 2020.
В конкурсе iGEM 2020 приняли участие команды более чем из сорока стран.
Участники конкурса приобрели уникальный опыт.
Сотрудничество, начатое благодаря конкурсу iGEM 2020, может стать основой для будущей научной работы.

Российская команда Moscow, состоящая в основном из студентов МГУ, получила золотую медаль на конкурсе биотехнологий iGEM 2020. Команда представила на суд экспертов проект прибора, определяющего различные генетические варианты вируса гепатита C. Это первая подобная система в России.

Вести.Ru взяли эксклюзивное интервью у участниц команды и амбассадора конкурса. На наши вопросы ответили члены команды Moscow: студентка МГУ им. М. В. Ломоносова Марина Марченко и студентка МГМУ им. Сеченова Анастасия Кислова. Также мы поговорили с и амбассадором конкурса iGEM Максимом Боковым, участником iGEM 2019.

Максим Боков рассказал о целях и особенностях конкурса.

– В чём цель конкурса iGEM?

Максим Боков: одной из целей конкурса является объединение школьников, студентов и аспирантов со всего мира для создания проектов по решению самых актуальных проблем человечества с помощью методов генной инженерии. Вдобавок организаторы хотели собрать сообщество людей, которые публикуют свои результаты для бесплатного и открытого пользования.

Важная особенность конкурса iGEM – это комплексность выполняемых проектов. Уникальность конкурса заключается в том, что люди не только работают в лаборатории и решают задачи бионформатики, но и активно взаимодействуют с потенциальными пользователями разработки, научными экспертами и представителями бизнеса. Также участники проводят образовательные мероприятия и популяризируют науку в целом.

– Каковы итоги конкурса в этом году?

Максим Боков: в этом году в соревновании участвовало 249 команд из более чем 40 стран. Из них 168 команд получили золотые медали, 45 команд получили серебро и 26 – бронзу.

– Что получают победители конкурса?

Максим Боков: помимо медалей и строчки в резюме, участники конкурса получают бесценный опыт и знакомства. Студенты узнают, как организовать проект, как представлять его общественности и коммерциализировать идею. Ребята учатся работать в команде, ставят мини-цели, распределяют ресурсы и ответственность, общаются со СМИ, НИИ, крупными компаниями, бизнесменами и прочими представителями бизнес-сектора. Иногда даже создают полноценный стартап.

– Есть ли примеры успешного внедрения в практику разработок, представленных на конкурс?

Максим Боков: да. За всю историю конкурса около 150 проектов стали полноценными стартапами, выросшие в успешные бизнес-проекты.

В конкурсе iGEM 2020 приняли участие команды более чем из сорока стран.

Далее на наши вопросы отвечали участницы команды Moscow.

– Расскажите о разработке, представленной вашей командой на конкурс. Каково её назначение, как она работает и в чём ваше ноу-хау?

Анастасия Кислова: в этом году мы работали над HaploSense – детектором на разные генетические варианты вируса гепатита С, которые необходимо определять для назначения оптимальной терапии. Генетические варианты – это мутантные разновидности одного вируса, которые могут обладать разными свойствами и требовать разных подходов к лечению. Особую актуальность проблеме придает существование уникального для территории России генетического варианта RF2k/1b. Зачастую он ошибочно определяется как генотип 1b, что приводит к выбору неверной стратегии лечения. Мы работаем над довольно новым в мировой практике и еще не набравшим обороты методом детекции на основе CRISPR/Cas систем. Часть проекта была сфокусирована на совершенно новом для прикладного научного поля белке CasX.

В конечном итоге мы должны получить небольшой и простой в использовании для обычного медицинского персонала прибор. В него можно будет поместить образец крови и через некоторое время по индикатору на экране понять, заражен ли пациент искомым генетическим вариантом.

Важно, что система детекции на основе CRISPR/Cas при необходимости можно перенастроить на другой вирус.

Марина Марченко: наша команда представила на международном конкурсе iGEM прибор HaploSense. Он представляет собой универсальный детектор на разные генотипы РНК-содержащих вирусов, на примере гепатита C.

Как это работает? Напомню, что гепатит С передаётся через кровь, поэтому для начала нужно сдать кровь в медучреждении. Затем вирус из крови пациента инактивируется при высокой температуре.

Вирус гепатита С хранит наследственную информацию в РНК, а не в ДНК, но для анализа нужна именно ДНК. Поэтому выполняется специальная процедура, которая переписывает генетическую информацию с РНК в ДНК.

Далее в дело вступает белок из семейства Cas, того самого, которое используется для редактирования генов. Этот белок настроен так, чтобы расщеплять только молекулы ДНК с определёнными генами. Эти гены и являются признаком штамма, на который нацелен тест.

Пробу со смесью переносят на тест-полоску, содержащую две зоны связывания. Нерасщеплённые молекулы ДНК прикрепляются к первой зоне, а расщеплённые – ко второй.

Если вирус в крови пациента относится к целевому штамму, то белок семейства Cas расщепит часть его ДНК. В этом случае обе зоны связывания получат свою "добычу", и на тесте окажется две полоски. Если же в пробах нет целевых генов, то ДНК не расщепится, и полоска будет только одна. Более подробно о работе детектора можно прочитать на официальном сайте нашей команды.

В случае гепатита С очень важно определить, каким именно генетическим вариантом заразился человек. От этого зависит оптимальная стратегия лечения заболевания, способного привести к циррозу или даже раку печени.

К сожалению, универсальной, быстрой и точной системы детекции на штаммы вирусов на сегодня не существует. Именно поэтому наша команда решила разработать HaploSense. Ведь прибор сможет ускорить постановку диагноза и поможет подобрать оптимальное лечение в разы быстрее, чем это происходит сейчас.

Также, если потребуется, детектор можно будет настроить на детекцию других РНК-содержащих вирусов, таких как SARS-CoV 2 или ВИЧ.

Участники конкурса приобрели уникальный опыт.

– Какой вы видите дальнейшую судьбу разработки? Есть ли планы по её внедрению, конкретные шаги в этом направлении?

Марина Марченко: мы надеемся, что наша разработка принесёт пользу обществу, и её будут использовать, чтобы помочь бороться с гепатитом С и, возможно, другими вирусными заболеваниями.

В этом году мы полностью проработали теоретическую часть проекта: работу в области биоинформатики, дизайн проекта и макет прибора. В лаборатории же не было доступа из-за пандемии COVID-19. Нам нужно вернуться в лабораторию. Мы планируем протестировать и валидировать прототип нашей системы. Если прототип будет работать согласно расчётам и не менее эффективно, чем существующие аналоги, то нам нужно будет заранее позаботиться о патентовании и зарегистрировать нашу тест-систему.

Так как раньше нам никогда не приходилось иметь дело с реализацией такого крупного проекта, мы обратились к экспертам компании "Биокад" по вопросам патентования и маркетинга.

Если всё получится, то HaploSense станет первым в России детектором генетических разновидностей вирусов, основанным на технологии CRISPR/Cas.

Анастасия Кислова: в ходе проработки проекта мы тесно взаимодействовали с экспертами крупной биотехнологической компании "Биокад". Они провели для нас серию семинаров по маркетингу и внедрению продукта на рынок. Но нужно понимать, что проект начался совсем недавно, и прежде чем думать об открытии стартапа, нужно проделать ещё очень много работы.

– Расскажите о своей команде. Сколько в ней человек, в каких вузах и на каких факультетах они обучаются? Есть ли планы по дальнейшему сотрудничеству между собой?

Анастасия Кислова: в итоговом составе 15 человек. Так как формировалась она на базе биологического факультета МГУ, то ядро составили именно его студенты. Но всё же команда получилась скорее сборной. В её составе есть также ребята и из Сколтеха, и из Тяньцзиньского университета в Китае. Сама я из МГМУ им. Сеченова. Более того, не все из нас студенты: одна из участниц – одиннадцатиклассница, другая, напротив, уже аспирантка.

Однажды собравшись над проектом, члены команды оказываются уже довольно прочно связаны друг с другом общими знакомствами и социальными сетями. Нам как минимум нужно вместе продолжить проработку нашего проекта. Также мы планируем заниматься развитием iGEM-сообщества в России. Это поможет создать удобную стартовую площадку для новых, только собирающихся команд, а также поспособствовать дальнейшей популяризации биоинженерии. Кстати, львиная доля работы команды в этом году пришлась на проведение образовательных и просветительских мероприятий.

Приведёт ли опыт совместного ведения проекта в дальнейшем к новым научным коллаборациям или совместным стартапам, покажет лишь время.

Марина Марченко: официально в составе команды iGEM Moscow 15 участников. В основном это студенты старших курсов биологического факультета МГУ, но также есть студенты Сеченовского и Тяньцзиньского университетов, а кроме того ученица школы №1517.

Также у команды также есть инструкторы – участники конкурса iGEM 2019 года. Руководителями команды являются Алексей Константинович Шайтан, ведущий научный сотрудник кафедры биоинженерии МГУ, кандидат физико-математических наук, и Дмитрий Сергеевич Карпов, старший научный сотрудник Института молекулярной биологии им. В. А. Энгельгардта РАН, кандидат биологических наук.

Конкурс iGEM закончился, но перед нами стоит ещё множество задач. Нужно вернуться в лабораторию и выполнить запланированные эксперименты с детектором. Кроме того, нужно собрать команду на следующий год, рассказать ребятам про структуру iGEM и помочь новым командам из России с участием в конкурсе iGEM.

Сотрудничество, начатое благодаря конкурсу iGEM 2020, может стать основой для будущей научной работы.

– Каковы ваши личные впечатления от участия в конкурсе?

Марина Марченко: конкурс iGEM стал для меня уникальным опытом, потому что позволил выйти за пределы научной лаборатории. Необходимо было общаться с экспертами, компаниями, спонсорами, писать тексты для медиаресурсов, рассказывать о нашем проекте и iGEM на лекциях, мастер-классах, фестивалях. В том числе мы участвовали в таких значимых мероприятиях, как День биолога, Geek Picnic и Nauka 0+. Также мы взаимодействовали со школьниками на биошколе "Пилигрим" и посредством лекториев "Перспектива" и BioBoot Camp. В качестве своеобразного итога всех мероприятий участники нашей команды разработали игру по биоинженерии BioLego Go. Она позволяет собирать свои экспериментальные конструкции онлайн.

С уверенностью могу сказать, что iGEM – лучшее событие в 2020 году. На конкурсе я познакомилась с замечательными ребятами, причём как со своими соотечественниками, так и с участниками из-за границы. Мы все вместе стали большой командой и частью сообщества людей, интересующихся биоинженерией и биотехнологиями.

Анастасия Кислова: iGEM стал лучшим событием в моём 2020 году. Всё началось со случайно открытой лекции на Дне биолога и щелчка мыши, подтвердившего отправку заявки на участие, а закончилось... Знаете, трудно подобрать слова. Но ощущение такое, словно я прошла через приключение. А из хорошего приключения невозможно вернуться домой тем же человеком, которым в него когда-то отправился.

Проще говоря, iGEM меняет людей. Меняет в лучшую сторону. Сложно сказать, благодаря чему именно. Возможно, дело в уникальности критериев оценивания проектов. Я не знаю другого конкурса, который мотивировал бы студентов создавать что-то настолько практикоориентированное. Может быть, всё дело в людях, с которыми я попала в одну команду. Или же в iGEM-сообществе, объединённым искренним порывом создать не просто что-то интересное, а сделать мир своими разработками чуточку лучше.

iGEM дал опыт, много опыта, и не только в решении научных задач. И самое главное: iGEM оставил за собой ощущение, что всё было не зря.