– Що є рушійною силою для нових знань саме для вас?

– Іноді мені здається, що всесвіт – це море знань! Виклик для мене – напитись знаннями якнайбільше. Навчання – це не тільки зосереджена концентрація, а й вивчення моху на дорозі або ненавмисно підслухана розмова за сусіднім столиком про нещодавно переглянуту стрічку. Ви наче занурюєтесь у звуки та місця навколо. Іноді неймовірно важко сумлінно над чимось працювати, але ми часто забуваємо, що постійно вчимось, просто звертаючи увагу та споглядаючи все навколо нас.

– Впродовж курсу ми довідуємось про різні навчальні методики, про фрагменти та запам’ятовування. А яка ваша улюблена навчальна методика?

– Моя улюблена методика для зосередження – це метод Помодоро, який винайшов Франческо Чірілло у 1980-х роках. Метод складається з таких кроків:

1. Знайдіть місце у затишку, вимкніть усе, що може вас відволікати, особливо на вашому телефоні та комп’ютері.

2. Встановіть таймер на 25 хвилин.

3. Зосередьтесь, наскільки можливо, на обраному завданні на 25 хвилин. Якщо відчуєте, що відволікаєтесь, одразу ж спробуйте зосередитись знову.

4. Розслабтесь та насолоджуйтесь життям 5-10 хвилин. Можна робити що завгодно, головне – відволіктись від того, на чому ви зосередились. Ви можете мандрувати мережею, прогулятись, пограти у комп’ютерні ігри, послухати улюблену пісню або випити чаю. Розслаблення – найважливіша частина всього методу Помодоро! Поки ви розслаблюєтесь, мозок групує те, що ви опанували, та готує вас до продовження роботи з новим запалом.

– Ви пережили неймовірні зміни у вашому житті та кар’єрі. Чи шкодуєте ви про щось? Ви б хотіли щось змінити, якщо б могли?

– Я зазвичай намагаюся зосереджуватись на позитивних моментах. Із радістю згадую, що я часто обирала найважчий шлях. Наприклад, я ненавиділа математику та природничі науки, коли була малою, у школі справи з ними в мене йшли жахливо. Коли я пішла служити зв’язковим офіцером у 20 з копійками років, мені потрібно було вивчити все про встановлення радіо та телефонів. У мене не було жодного досвіду у цьому з наукового чи технічного боку, вчилась я жахливо – я була найгіршою у класі у школі зв’язкових офіцерів. Але я вирішила повернутись до університету та опанувати інженерію. Я почала з самого початку – вивчила шкільну алгебру, повільно вивчила все, що мені потрібно, та досягла успіхів. Зараз я професорка інженерії та обожнюю свою роботу.

Біле світло від нашого Сонця складається з усієї гами кольорів, що ми інколи бачимо як райдуга в небі. Вчені називають цю райдугу спектром.  Всі кольори мають трошки різні довжини хвиль. У червоного кольору – найдовша хвиля, у синього значно коротша.

Тож чому ми бачимо вдень синій колір неба, а на заході Сонця він може бути червоним? Весь секрет в тому, як світло від Сонця реагує на газ нашої атмосфери. Молекули цих газів взаємодіють з сонячним світлом і відбивають синій колір у всіх напрямках, оскільки він має коротку довжину хвилі. В той час, як червоний з більшою довжиною хвилі може проходити далі. Коли ви дивитесь вдень на небо ви бачите блакитний колір, оскільки атмосфера розсіює блакитний колір. Чому ж заходи сонця ми бачимо червоного кольору? При заході сонце знаходиться нижче над горизонтом, тому хвиля повинна пройти більшу відстань, ніж коли сонце в зеніті. В цей час сонячні промені проходять через водяний пар і пил, що поглинають синій колір, даючи можливість червоному кольору пройти до наших очей.

Над пустелею Атакама нависають важкі грозові хмари. Не цього ти очікуєш, коли їдеш у одне з найсухіших місць на Землі. За двадцять кілометрів від шахтарського містечка Калама, відомого найбільшим у світі мідним кар’єром Чукікамата, нас зупиняє поліцейський пост.

– Далі не можна, – повідомляють офіцери, – дорогу розмило, пустеля вся у воді, проїзд дозволено лише для служб порятунку та місцевих жителів.
– Але ж ми практично місцеві, їдемо з України, – відповідаємо і відразу витягуємо джокера з рукава. – А ще у нас вже сплачена оселя в Airbnb на п’ять ночей!
Хлопці посміхаються, бажають удачі і пропускають.

Навколо селища-оази Сан Педро де Атакама, яке розрослось під напливом туристів, знаходиться багато цікавого: дивовижні лагуни, на берегах яких живуть фламінго та вікуньї, гейзери на висоті 4300 метрів, термальні джерела та неймовірної краси долини з химерними скелями. Проте не вони головна наша ціль. Ми мріємо попасти в Atacama Large Millimiter/submillimiter Array (ALMA) – найбільшу обсерваторію світу, яка знаходиться неподалік.

Проте наші плани мало не руйнує ураган El Niño, який навідується у пустелю кожні 5-10 років. Цьогоріч через нього житло втратили щонайменше 100 людей. Врешті, ввечері напередодні візиту нам підтвердили візит в один із головних наукових центрів світу. Від радості ми підняли келихи червоного – і мало за це не поплатились. Справа в тому, що ALMA є територією підвищеної небезпеки, а тому будь-яке вживання алкоголю чи наркотиків тут категорично заборонене. Так, наприклад, якщо у водія знайдуть хоча б 0,1 проміле, він не зможе в’їхати на територію обсерваторії – для порівняння, загалом в Чилі – 0,5 проміле, а, скажімо, в США чи Британії – 0,8.

На прохідній нас зустрічає Даніло Відаль, який відповідає у обсерваторії за навчальні програми та координації відвідин. Даніло родом з цього регіону, і, звісно, дуже переживає через те, яке стихійне лихо відбувається в регіоні зараз. Проте все ж посміхається нам та говорить: «Ласкаво просимо до найсухішого місця на Землі!» В даних погодних умовах це може здатись жартом, адже в цьому регіоні пустелі більше 350 сонячних днів у році.

Саме через таке унікальне небо без хмар Атакама вже давно вважається «пісочницею» для астрономів зі всього світу, тому концентрація обсерваторій тут зашкалює. А коли чогось багато, то без змагань не обійтись. Так, щороку проводиться Олімпіада між обсерваторіями, в якій ALMA вигравала, мабуть, все, навіть турнір по пінг-понгу.

Ідея дійсно масштабного дослідницького проекту була у світової наукової спільноти вже давно. Багато країн хотіли побудувати щось схоже, але у кого в наш час є зайві $1,4 млрд? Настільки глобальний проект просто фізично не міг бути реалізований однією країною. Саме тому ще в середині 1990-х почались перемовини між ESO (Європейською південною обсерваторією), NRAO (Національною радіоастрономічною обсерваторією), а також NAOJ (Національною обсерваторією Японії). Зважаючи на те, що на кону стояли великі гроші, перемовини тривали аж до 2003-го, коли і вдалось владнати всі формальності.

Саме через співробітництво ALMA тепер дотримується принципів максимальної відкритості в роботі та підборі персоналу. Всі посади, включно з СЕО, є конкурсними, мінімум 15% з них повинні обійматись іноземцями. На кожній позиції працює по двоє людей, що дозволяє без проблем функціонувати 365 днів у році. Робоча зміна кожного з них складає вісім робочих днів, наступні шість вони відпочивають. А оскільки ALMA – це неприбуткова організація, то відкритість її для громадськості є запорукою майбутнього фінансування проектів, що реалізуються обсерваторією.

Світ ще ніколи не змінювався настільки швидко, як тепер. І вже ніколи він не буде змінюватися настільки повільно. У 2018 було безліч важливих новин, які можуть фундаментально трансформувати наше життя. Platfor.ma відібрала серед своїх матеріалів ті серйозні, які, на нашу думку, заслуговували більшої уваги читачів. Ось ця десятка (повні новини – за посиланнями в підзаголовках).

Тест Тюрінга спробували замінити одним словом. Найлюдянішими стали «любов» і «какашка»

Тест Тюрінга – це перевірка, людина спілкується з тобою чи робот. Дуже важлива штука для оцінки якості штучного інтелекту. Зазвичай це виглядає як досить довге дистанційне спілкування, однак тепер науковці придумали інший спосіб. Тисяча людей за кілька етапів просто мали обрати найбільш людяні слова. Настільки людяні, що робот би їх просто не вибрав. Ну що, виграли «любов» і «какашка». Все логічно, ми, люди – такі.

Вчені вирахували, коли атмосфера стане непридатною для людини. Надто скоро

У 2018 було чимало невеселих новин про те, як саме нас усіх прикінчать кліматичні зміни. Ось, наприклад, дослідження кліматологів про те, що без протигазів по планеті можна буде тинятися хіба що найближчі років 200. А ще одна міжнародна група дослідників вважає, що у людства лишилось тільки 17 років на те, щоби вже не врятуватися, а просто сповільнити катастрофічні зміни. Ну і невелике (насправді грандіозне) підтвердження. Уявіть собі картинку Північного полюсу: завірюха, дикий холод, вітер. Що ж, у 2018-у ви могли ходити там у легкій курточці. Бо прямо під час полярної ночі температура на Північному полюсі перевищила норму на 30°C.

Пластикове сміття дісталося Маріанської западини – найглибшого жолоба Землі

Коли планета заводила собі людей, то навряд чи думала, що ми будемо псувати її найбільш вражаючі місця: Еверест і Маріанську западину. Про традицію залишати мотлох на вершині світу ви й самі все знаєте, а тепер ось і в найглибшому місці Землі є пластик. І це ж не окремий випадок – до того ж з’ясувалося, що Велика тихоокеанська сміттєва пляма в рази більша, ніж усі думали. Все це почалося з людини і в людині ж часто й закінчується. Бо разом із їжею ми з’їдаємо по 100 шматків пластику.

Визначили геологічний символ нашої епохи. Він вас здивує

А взагалі як нас запам’ятає планета, якщо мислити геологічними масштабами? Безліч бетону й металу можуть й не вціліти через мільйони років. Але є дещо, що, на думку міжнародної команди науковців, точно залишиться у вічності. Це курка! Аргументація – за посиланням у заголовку.

– Які у вас враження від конференції?

– До мене підходять люди і запитують деталі з приводу методик, якими ми користуємось. Чув дуже грамотні питання, і видно, що всі ці люди цікавляться наукою, вони в курсі останніх тенденцій. Дуже багато молоді. Дуже круто.

– Як світоглядно відрізняється наукова діяльність в Україні і США? Я не питаю про обладнання чи фінанси, а саме стратегічно у чому найбільша відмінність?

– Напевно, найбільша відмінність у стратегії фокусування. У Штатах є проект – певна задача, конкретна мета, на шляху до якої виконуються покроково завдання. За ними звітують, наприклад, щороку, якщо проект на 5 років, є чітка фінансова прив’язка групи до теми. Проекти часто фінансуються державою і важливо, щоб все було чітко. У певній мірі це схоже на роботу ІТ-компаній.

В Україні у цьому плані, з одного боку, більше свободи, з іншого – якщо у науковця не вистачає власної мотивації щось робити, то все може звестись до відсижування на роботі без певних результатів. Коли я працював в інституті Богомольця, то часто затримувався допізна, бо весь час щось потрібно було доробляти ввечері, і мені вистачало на це мотивації.

– У багатьох країнах, у Штатах зокрема, на популяризацію науки виділяються кошти, і ця діяльність вважається престижною. У нас все поки що або на волонтерських засадах, або це перетворюється на роботу, яку важко поєднувати з дослідженнями.

– Популяризація науки – це дуже важливо. У США при наукових установах є маркетинговий відділ, який постійно контактує з вченими, він знає особливості діяльності установи, і якщо, наприклад, має вийти якась стаття у престижному науковому журналі з достойними результатами, то цей відділ заздалегідь готує матеріали для спілкування з журналістами та роз’яснює сенс роботи суспільству.

Наука робиться за державні гроші – гроші платників податків, тому важливо давати їм інформацію про цінність та суть діяльності наукової установи. Звісно, при цьому необхідно враховувати, що інформація для різних верств має бути подана дещо різною мовою і для цього потрібні спеціальні компетентні «перекладачі», бо дуже багато питань вкрай складно пояснити неспеціалістам.  

– Напевно, це оптимальний підхід, і не дивно, що саме у США так багато всесвітньо відомих популяризаторів.

– Так-так, багато наукових установ мають свої сторінки у соцмережах, багато де є газети, радіо тощо. Всі зацікавлені у тому, щоб досягнення науки транслювались корректно та зрозуміло, і для цього випускають інтерв’ю з науковцями, тримають усіх у курсі тем, над якими працюють у лабораторіях. Важливо тримати цей зв’язок між суспільством та наукою.

– При неякісному перекладі з наукової мови на «побутову» з’являються інколи курйозні, а інколи й сумні помилки. Найяскравішим прикладом є моє улюблене «вчені виростили мозок». Одвічна плутанина між органами й органоїдами (скупченнями клітин, що відповідають за низкою параметрів певним органам) призводить до нескінченного «вирощування» всього підряд. Скільки б доповідей популярного формату я не робила про тканинну інженерію і дотичні галузі – все одно час від часу у ЗМІ ми читаємо подібні заголовки. І так, мені вдалось знайти згадку про те, що «Алекс Щегловітов виростив мозок». А чим ви насправді займаєтеся?

– О, ні! Ми не вирощуємо мозок, звичайно. Я розумію, чому люди так спрощують – бо це дійсно дуже складна тема і хочеться  якось дати уявлення про напрям, але потрібно все ж це робити корректно. Ми працюємо з органоїдами, які для спрощення часто називають тут, у американських матеріалах для ненауковців, «mini-brain» – тобто підкреслюють, що це щось дуже малесеньке й беруть у лапки, щоб не було асоціацій з повноцінним органом і думками про трансплантацію. Якщо людина, наприклад, не знає що таке кора мозку, то їй немає сенсу пояснювати деталі. Тому слово «міні» і лапки – рятують.

– На жаль, українською і російською ми часто бачимо «виростили мозок» без усіляких лапок.

– Це дуже сумно, бо, знов таки – ні-ні-ні, ми мозок не вирощуємо і без лапок такими висловами тут не розкидаються. Що ми насправді робимо – то це нейрональну тканину зі стовбурових клітин. І ми досліджуємо різні клітини у цій тканині: як вони з’являються із стовбурових клітин, як вони поєднуються одна з одною та як різні гени експресуються, проявляються у різних клітинах (чи не експресуються – наприклад, певні гени, що асоційовані з певною неврологічною або психіатричною патологією).

– Насправді це чудовий приклад того, що інколи необов’язково робити щось, що відповідає гучним заголовкам, бо реальна робота може бути ще більш захопливою і корисною. Моя мрія – щоб люди цінували наукові здобутки без перебільшень і прикрас, з усвідомленням краси від того, що реально робиться. Чим більше люди чують гіперболізацій, тим менше сприймають «натуральні» досягнення. Тому я за роз’яснення елегантності всього, що роблять науковці насправді, щоб знизити попит на суперсенсації.

– Згоден. Більше того, скажу, що наші розробки лише мають потенціал, якщо говорити про клінічний напрям. Але важливо висвітлювати і ті роботи, які ще не мають якогось прямого виходу на клінічний результат, але які є дуже перспективними.

Якби мене зараз запитали, чи вилікували вже щось за допомогою даних у нашому напрямку, я б сказав – ні. І потенційні відкриття ще попереду. Але перспективи є! Ми беремо людські клітини (а мозок людини і миші кардинально відрізняється, тому це вкрай важливо, і багато препаратів, що виправдали себе на тваринах, у лікуванні людей не дали очікуваного ефекту), створюємо органоїд, що дозволяє нам щось нове зрозуміти у фізіології, у процесах розвитку мозку саме у людини, і можемо прослідкувати за механізмами розвитку якоїсь хвороби. Тобто ми точно на шляху до чогось дуже цікавого і революційного, але поки що ще не у фінальній точці.

Передісторія. Уявімо кишкову паличку. У різних штамів цієї бактерії є різна кількість генів, але переважно їх 4200 – зовсім небагато. І з усім цим щастям паличка повинна вижити сама і ще й розмножитися. Зрозуміло, що вона ставиться до свого геному економно й абищо там не триматиме. Але у 1980-х роках під час розшифровування її геному вчені раптом знайшли, здавалося б, беззмістовну послідовність: мало того, що вона складалася з фрагментів ДНК, що повторювалися багато разів, так ще й нічого не кодувала.

Ці послідовності назвали CRISPR – Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats (короткі паліндромні повтори, регулярно розташовані групами). У різних штамів бактерій ці послідовності відрізнялися. Що вони роблять, ніхто до кінця не розумів, але їх почали застосовувати як маркери: наприклад, компанія з виробництва ензимів і біопродуктів Danisco, щоб запобігти «крадіжці» цінних штамів молочнокислих бактерій для виготовлення закваски.

Прийшли 2000-і і вчені вирішили порівняти CRISPR-послідовності та вже наявні послідовності в ДНК-базах. Виявилося, що CRISPR схожі на геноми вірусів. Відкриття описали у кількох низькорангових журналах і ним ніхто не зацікавився. Тоді ж поруч з CRISPR-послідовностями виявили Cas-гени (Cas – CRISPR associated protein, або CRISPR-асоційований білок).

Група вчених зробила припущення, що білки групи Cas розпізнають вірус завдяки наборам CRISPR-спейсерів (унікальних послідовностей): як тільки РНК з CRISPR збігається з генним матеріалом вірусу, запускається «імунна реакція». Ба більше, у вже згадуваній компанії Danisco провели експеримент: у геном бактерії вбудували нову CRISPR – і вона стала стійкою до вірусу, геном якого повторювала ця CRISPR. Результати опублікували вже не абиде, а в журналі Science.

Проблема. Уся інформація про те, як функціонує наш організм, записана в генах. Літерами A, G, T, C позначають нуклеотиди, з яких складається ДНК. 6,4 млрд нуклеотидів – і навіть однієї помилки достатньо, щоб спричинити генетичне захворювання. Це і синдром Дауна, і серповидноклітинна анемія, і гемофілія, і рак, і ще дуже багато не таких відомих хвороб, спричинених мутаціями, які руйнують життя неймовірній кількості людей.

Ідея. У вчених виникла думка: чому б не боротися з генетичними хворобами, зігравши на випередження – змінюючи ДНК людини ще до народження? Серед групи білків Cas найбільш універсальним виявився Cas9. Для досягнення мети вирішили використати саме поєднання CRISPR і Cas9. І технологія не підвела.

Рішення. Експерименти з CRISPR–Cas9 успішно проводили на бактеріях та в умовах in vitro («у пробірці»), а у 2013 році технологія вийшла на новий рівень – CRISPR–Cas9 запрацював у клітинах еукаріотів (організмів, у чиїх клітинах є ядро – як у людей). А ще через два роки сталося те, що здавалося неможливим: китайські вчені опублікували статтю, де описали свій успішний експеримент з редагування геному людського ембріона. Їм вдалося виправити ген, який відповідав за бета-таласемію (синтез аномального гемоглобіну, що спричиняє анемію).

Якби ембріон вирішили розвивати далі, цілком могла б народитися здорова дитина. При цьому точність редагування була дуже низькою, наукова спільнота відреагувала неоднозначно. Але у 2016 році вчені з США звели вірогідність помилки редагування до нуля і всі визнали – тепер ми можемо змінювати геном людини. Це стало найбільшим науковим відкриттям останніх десятиліть. (Ми вже писали про те, які етичні проблеми ставить перед людством це відкриття.)

Технологія. Як працює CRISPR–Cas9? У живу клітину система потрапляє завдяки «упаковці» з нешкідливих вірусів, що дозволяють проходити крізь мембрани. ДНК людини – дволанцюгова спіраль, що складається нуклеотидів. РНК, що є в CRISPR–Cas9, називають «гідом» – місце, де має відбутися розрив (усього 20-30 нуклеотидів) вона впізнає завдяки комплементарності. Комплементарність – це здатність одних нуклеотидів (A, G) «впізнавати» інші (T, C) й утворювати з ними специфічні стійкі пари, що не дають «розплутатися» спіралі з двох ланцюгів ДНК.

За допомогою ферменту Cas9 зв’язки «розрізаються» і непотрібний фрагмент вилучається. Розрив відновлюється за рахунок природних процесів репарації ДНК під час поділу клітини (при диплоїдному наборі хромосом, коли в кожної є пара, яка підставить дружнє хромосомне плече допомоги) або ж правильний фрагмент ДНК вносять разом з системою CRISPR–Cas9 (при гаплоїдному наборі, коли кожна хромосома є тільки в одному екземплярі).

Що далі? Зараз різні системи CRISPR–Cas9 використовують у найрізноманітніших цілях: для затримки розвитку бокового аміотрофічного склерозу (хвороба, на яку страждав Стівен Хокінг), для лікування міодистрофії Дюшенна, раку, анемії та «очищення» від ВІЛу (елімінація – усунення вірусу з клітини). А завдяки CRISPR-Cas13 (з іншим білком групи Cas) учені навчилися «вимикати» гени.

За допомогою CRISPR–Cas9 відтворюють фільми, внутрішні органи свиней роблять придатними для трансплантації людині, диференційовані клітини перетворюють на стовбурові. Під дією технології «відредаговані» томати не потребують запилення для розмноження, а мурахи перестають реагувати на інших членів колонії, натомість обираючи самітне існування. Хоча до самого методу є багато запитань з етичної точки зору і називати його панацеєю ще рано, ми точно стали на поріг медичної революції та маємо шанс пересмислити усе людське існування.