Гала Рубинштейн — иммунолог и молекулярный генетик — уже преподавала в «Марабу». На первой смене Летней школы для подростков, «Границы науки: науки точные и гуманитарные» Гала расскажет подросткам о том, как ученые придумывают эксперименты и как интерпретируют их результаты.

«Марабу»: Что это такое — быть ученым в ежедневном раскладе? Вот вы рано поняли, что хотите быть биологом, потом — генетиком. И что дальше? Понятно, что сначала ты много учишься, а потом? Получил диплом — и сразу ученый? И, как в сериалах, стоишь в лаборатории в белом халате и смотришь на разноцветные бурлящие пробирки?

К сожалению, нет. В жизни ученого разноцветных бурлящих пробирок до обидного мало. Большую часть времени приходится сидеть за компьютером, планировать эксперименты и писать отчеты. В университете, в чистой науке отчетов, конечно, гораздо меньше. Но если вы, как я, будете работать на производстве и разрабатывать лекарства, то готовьтесь к тому, что чуть ли не весь рабочий день будет проходить именно за компьютером. А ведь большая часть тех, кто заканчивает биологические факультеты, будет работать именно в фарме (фармацевтической промышленности — прим. ред.) — там больше всего рабочих мест. Другое направление — университеты, кабинетные ученые.

Как выглядит работа в фарме? Вот вы получаете задание разработать новое лекарство — и дальше что происходит?

На практике я получаю готовую исследовательскую разработку, мне не нужно придумывать лекарство с нуля. Фарма в принципе не подразумевает свободного поиска, она не приспособлена для этого. Мы берем патент или сырую разработку…

Сырую — это вроде «мы заметили, что странномицин снижает стресс у мышек на каждую восьмую луну»?

Да. Вот мы берем эту разработку и начинаем проверять. В первую очередь, поскольку мы не университет, мы проверяем безопасность.

Логично. Если снижается стресс, но, допустим, критично повышается давление, это лекарство фарма не сможет производить.

Верно. Это долгий процесс. Пока мы не доказали безопасность, мы не можем двигаться дальше. В принципе, лекарства, которыми я занимаюсь, сами по себе не могут быть токсичными — это рекомбинантные человеческие белки. Вроде инсулина или гормона роста. Лекарства, которые используют в заместительной терапии — если тело человека по какой-то причине перестает вырабатывать нужный белок, то можно это скомпенсировать. Но тем не менее безопасность препарата должна быть доказана.

На чем это все проверяется? На искусственных культурах?

На данный момент лекарства, которые не прошли проверку на животных, не допускаются на рынок. Но, возможно, со временем это изменится. Пока что мы пытаемся минимизировать количество экспериментов на животных. Я как раз занималась разработкой тестов на культурах клеток, которые могут заменить нынешнее тестирование. И вообще много интересного делала в жизни, моя первая работа была — мы делали специальную систему для определения пола попугайчиков. Мои друзья это до сих пор не могут забыть. Физическое определение пола попугайчиков — это ужасно болезненная для них процедура, многие не выживают. Так что мы разработали набор, который позволяет определить пол по капле крови.

То есть вы потенциально спасли многие поколения попугайчиков.

Очень хочется так думать, да. Это был такой стартап, на все ушло месяцев пять.

Вернемся, если можно, к разработке лекарств. Вот вы установили, что разработка безопасна. Каков следующий этап?

Мы начинаем проверять механизм действия. Даже если мы точно знаем, что лекарство действует, но не до конца понимаем, как именно, — запатентовать и выпускать его нельзя. Раньше было можно, но законы стали строже. Был такой случай, когда мы разработали лекарство от лейкемии на основе молекул, похожих на антитела, которые подносили молекулы химии точечно, в нужные места.

Что, так уже можно делать?!

Да, и есть уже много лекарств на основе этого механизма, это не наше открытие. Организм лучше выдерживает лечение, можно давать бо́льшую дозу, меньше побочных эффектов. Так вот, наше лекарство работало, но не так, как мы думали. У нас был некий сценарий, мы предполагали, как оно должно действовать, а оно действовало иначе. Получалось, что сами эти «антитела», даже не нагруженные химией, делают ту же работу — убивают рак. Ну, на мышах. Мы не смогли это объяснить — если точнее, наши варианты объяснения не подтверждались экспериментально, и через полгода разработка была закрыта, потому что компания не могла себе позволить продолжать исследования впустую.

Прямо детектив.

После того как мы доказали безопасность и объяснили механизм, мы подбираем правильные дозы — проводим для этого серию экспериментов. Понятно, что слишком много лекарства — плохо, но и слишком мало — тоже плохо. А после этого, перед передачей на третий этап, где клинические исследования, эксперименты на людях-добровольцах (это обычно делает другая фирма), мы должны разработать тесты для проверки качества, чтобы проверять каждую партию готового лекарства. Нужен сет проверяющих экспериментов (нет ли примесей, нужная ли концентрация, осталось ли вещество действующим и т. д.). Белки — сложные молекулы, они перестают работать, если меняется их конфигурация. Так что химический состав может быть правильным, а лекарство работать не будет. Нужны тесты, которые позволяют подтвердить, что эффективность сохранилась.

То есть ученый не только проводит эксперименты, он придумывает всю их архитектуру.

Да. В университете, опять-таки, все немного иначе. Там ученый может заметить интересный феномен и описать его. И чаще всего, когда ты берешь университетскую статью с экспериментом — особенно не последних лет, а более ранние, 80-х, 90-х годов, — ты пытаешься его повторить, и у тебя ничего не получается. Делаешь десять раз — и, может быть, получается один. В фарме очень много внимания уделяется тому, чтобы любой эксперимент был воспроизводим, на сто процентов повторяем (хотя на нашем курсе мы узнаем, что сто процентов — это недостижимый идеал, мы обычно стремимся к 95–98 процентам, в зависимости от цели нашего эксперимента).

В университете на это не всегда обращают внимание. Это то, что отличает наблюдение от эксперимента. В университете мы можем основываться на наблюдении. В фарме — конечно, нет. Если я беру протокол и все делаю точно по нему, не может быть такого, что у меня не получится.

Кажется, надо очень много терпения иметь, чтобы быть ученым.

Конечно, большую часть времени ты сидишь и статистически обрабатываешь все эти результаты, пишешь отчеты, протоколы…

Генетик — еще и математик?

И это тоже, конечно, да. У нас в университете было, по-моему, четыре курса статистики. Я уже не говорю о том, что сейчас существует целая область, которая называется биоинформатика. Она включает в себя и статистику, и математические методы компьютерного анализа генома, и еще много всего интересного. И уже известно, что математика — ну если, конечно, это не таблица умножения, а теоретическая физика, высшая математика — задействует правое полушарие мозга. Это не левополушарные, не технические задачи, это задачи творческие.

О чем вы будете говорить с участниками смены «Границы науки: науки точные и гуманитарные»?

Я собираюсь говорить о том, что такое наука и чем она отличается от не науки. Откуда мы знаем, что вот это наука, а вот это — не наука? Вот есть уфология, сайентология, астрология — они науки или нет? Обсудим, какие вообще есть основные научные методы, что мы можем наблюдать, можем ставить эксперименты. Основная тема курса — это, конечно, сам научный эксперимент: как ставятся эксперименты, как интерпретируются. Я буду рассказывать об интересных экспериментах, которые мне самой кажутся потрясающими — например, эксперимент Херши — Чейз, доказавший, что именно ДНК кодирует генетическую информацию (до этого считали, что она содержится в белках). Это очень красивый и очень простой эксперимент, полезно посмотреть.

Я хочу создать у слушателей представление о том, как работает голова у исследователя, того, кто ставит эксперимент. Вообще, чтобы поставить эксперимент, нужно уже все знать. Он нужен для того, чтобы подтвердить теорию, а не узнать что-то кардинально новое. Хотя иногда это происходит случайно, как в случае с пенициллином.

Какого рода эксперимент можно поставить с подростками? Вы ведь не будете лягушке заячий хвост пришивать.

В прошлом году на курсе статистики Ян Раух ставил с ними эксперимент — можно ли вслепую отличить «Пепси» от «Колы». Конечно, большая часть восторга была от того, что ребятам разрешили пить газировку, но и остальное им понравилось. Все с завязанными глазами пили, потом делали предположение, какой именно напиток им достался, потом обрабатывали ответы статистически. Вот кто-то угадал, а кто-то нет — а как узнать, это случайность или закономерность? Есть статистические методы для того, чтобы это проверить. Вот мы и будем говорить о том, как использовать такие методы. Одно из занятий я хочу посвятить разбору любопытной статьи о вреде генно-модифицированных продуктов. Эта статья выглядит вполне научной, там описывается эксперимент, показаны методы статистического анализа. И если ее читает человек, не знакомый со статистикой, не знакомый с генетикой, ему действительно начинает казаться, что на каждой магазинной полке лежит чистый яд, от которого мы все умрем. Мы разберем, насколько это правильный, надежный эксперимент, какие ошибки там сделаны и как можно с помощью неправильного применения статистических методов получить кардинально другой результат.

Другими словами, вы их научите ранжировать научные статьи, определять, насколько им можно доверять. Это прекрасный инструмент.

Надо понимать, что очень часто, когда мы ставим эксперимент, мы подсознательно его подкручиваем, модифицируем так, чтобы получить желаемый результат. Мы обсудим с участниками поведенческие эксперименты, поговорим о Конраде Лоренце (австрийский зоолог и зоопсихолог, один из основоположников этологии — науки о поведении животных — прим. ред.). Эти эксперименты принципиально отличаются от других, например, генетических. Иногда бывает сложно интерпретировать результаты таких экспериментов, в них очень много личного мнения. Конечно, сейчас можно вживить в мозг электроды и получить объективный результат, который не зависит от наблюдателя. Но человеку ведь нельзя вживлять никакие электроды, законы не позволяют. Все равно надо как-то интерпретировать результаты, и делать это можно по-разному.

Это дает пространство для важных разговоров, про этику, например.

Да, мы обязательно будем говорить про этику. Думаю, обсудим и психологические эксперименты, самые известные — Стэнли Милгрэм, Стэнфордский тюремный эксперимент. Они абсолютно за гранью — и очень интересно будет обсудить с подростками, где именно проходит эта грань. Скажем, эксперимент Милгрэма, где проверялась готовность человека причинять боль другому — его назначали «проверяющим» и требовали от него наказывать «ученика» разрядом тока за каждый неправильный ответ, причем сила тока с каждым неправильным ответом увеличивалась. «Проверяющий» не знал, что «ученик» на самом деле актер и никаких ударов током он на самом деле не получает. Оказалось, что большая часть испытуемых идут до конца и убивают — вернее, думают, что убивают — живых людей. Очень важно понимать — всем, а особенно подросткам, — почему мы так себя ведем. Как формировался наш мозг антропологически, почему он такой, для каких целей он именно так устроен. Надо понимать, что изначально цели были совсем другие, не те, что у современного человека, и для подростка чаще всего это не очевидно. Вот почему, например, когда мы сидим в комнате на собеседовании с другими людьми, а из-под двери начинает идти густой дым, мы подавляем свое инстинктивное желание встать и выйти, если все остальные люди ведут себя как ни в чем не бывало.

Удивительно, насколько эта ориентация на других мешает самосохранению.

На самом деле наоборот. Этот механизм помогает самосохранению — если бы мы не ориентировались на других, мы бы не выжили как вид.

Да, в эпоху индивидуализма это для многих неожиданная мысль.

Эта механика поддерживается гормонально — нам приятно делать то, что делают другие, а когда мы идем против течения, то испытываем стресс. Почему так устроено? Обсудим. Эксперимент Милгрэма, Стэнфордский эксперимент могут привести нас в ужас — но само по себе знание о том, что мы все звери и можем очень легко потерять человеческий облик, не слишком эффективно. Хорошо бы знать, как можно этому противостоять, о чем можно напоминать себе в этически сложных ситуациях. А для этого надо понимать, что происходит с нашей нервной и гормональной системой. Это позволит нам более осознанно делать сложный выбор в сложной ситуации.