Биолог Ольга Шаповал, родом из Барановичей, занимается микробиологией и анализом данных, полученных в лаборатории. В Скандинавию она переехала 11 лет назад, защитила там докторскую диссертацию, а теперь помогает белорусским аспирантам получить междисциплинарное образование в Норвегии. dev.by узнал у выпускницы биофака, какой научной фантастикой она занимается в своей лаборатории.

Читать далее

Как страх остаться учителем привёл в Лундский университет

В микробиологию она попала случайно. Хотела поступать на медицинский факультет, но выбрала биологический и не пожалела: окончила один белорусский вуз и два европейских, став доктором наук. «Медицина — это всё-таки рутина, понимаю я это, правда, только сейчас. После биофака я боялась остаться работать в школе учителем, но, к счастью, этого не случилось. Сейчас я полностью на своём месте: нахожусь с исследовательской стороны и участвую в разработке новых методов и подходов в биологии».

После выпуска из первой альма-матер Ольга два года отработала по распределению инженером-микробиологом на заводе газированных напитков АкваTрайпл. После университета ей хотелось попасть «в индустрию, в реальную лабораторию на реальный завод». Но, когда задачи стали однотипными (каждый день образцы и анализ), вернулась в аспирантуру. Получила грант от шведского университета и отправилась в Скандинавию.

— В Швеции есть студенческий городок (около 90 процентов его жителей — студенты), расположенный прямо на границе с Данией, называется Лунд. В нём находится один из лучших по мировым масштабам университет — Лундский. Когда я училась в Беларуси, то, можно сказать, ещё не знала, что такое атмосфера университета. А там, когда выходишь с вокзала, сразу видишь, что повсюду — студенческие здания, немыслимо огромный университетский кампус с множеством факультетов. Университет старый, и в нём, можно сказать, хранится древняя культуру вуза: там учились многие именитые учёные.

В Швеции Ольга продолжила исследовать тему, начатую в Беларуси, но немного в другом формате. На биофаке она занималась бактериофагами — вирусами, способными уничтожать фитопатогенные бактерии, а в Лундском университете — микробами, которые могут разлагать токсичные отходы: «Это было незабываемое время, студенческие годы — самые лучшие. Скандинавская система — это система команды, а не индивидуалистов. Именно там я научилась работать в команде. Обычно этому нигде не учат, и мы растём индивидуалистами, а скандинавы — командные игроки».  

После окончания Лундского университета белоруска пыталась найти работу в Швеции, но в индустрию попасть ей не удалось — необходимо было свободное владение шведским языком. Поэтому приняла приглашение от норвежского вуза: «А почему бы нет? Норвегия хорошая, тихая страна, близкая по культуре к Швеции, к которой я уже успела привыкнуть».

Так белоруска получила позицию в аспирантуре Норвежского университета естественных и технических наук и параллельно училась в другом частном исследовательском институте: «Моя карьера складывалась довольно странно. Даже папа говорил, когда ты уже начнёшь работать, ты ведь всё время учишься. А я так скажу: всё, что со мной происходило, — это ряд определённых случайностей и шансов, которые мне выпадали, и я от них не отказывалась».

Микробное масло как альтернатива оливковому: готовы ли вы купить бутылочку?  

Исследования белоруски, а их немало, находятся на стыке биологии, физики и прикладной математики. Основная тема, над которой она работает уже около 11 лет — разработка новых нестандартных методов в биологии, основанных на биофизических подходах: «Это более быстрые и эффективные методы, один из них — инфракрасная спектроскопия. Большинство методов принадлежит области биофизики: использование лазеров инфракрасного света. С помощью инфракрасной спектроскопии можно идентифицировать микроорганизмы».

Скандинавские страны обеспокоены тем, что окружающая среда сильно загрязнена: «Индустрия платит большие налоги на отходы, поэтому заинтересована в поиске альтернативных методов их утилизации. Учёные, в том числе и я, исследуем это направление и пытаемся найти решение».

— В одном из моих проектов я изучаю особые микроорганизмы, которые могут производить большое количество жира из потребляемых пищевых отходов. Добывается он так же, как и в случае с растениями: сперва получают биомассу, а потом химическим путём экстрагируют из неё жир. По химическому составу микробный жир идентичен натуральному, а, возможно, и лучше. Его можно рассматривать как альтернативу оливковому маслу или рыбьему жиру.

По словам Ольги, людям психологически сложно такое принять, поскольку «привычка свыше нам дана». Но в Норвегии исследователи «просвещают» граждан, публикуя научно-популярные статьи о разработках в этой области. «Если мы не будем работать над альтернативными способами добычи необходимых для жизни продуктов, то нашим детям мало, что достанется — мы всё потребим за свою жизнь. Поэтому есть смысл возвращать отходы через биологический процесс в пищевую цепь».

К тому же, по словам учёного, продукты, которые можно вернуть в цепь, имеют большую ценность, чем, скажем, биодизель, биотопливо или биопластик. А в Европе с 2013 года огромное финансирование отводится на исследования и поиск альтернативных источников энергии.

Стартап в области контроля качества и робот-лаборант

— После аспирантуры в Норвегии мы с преподавателем основали стартап MWT-Analytics AS, который связан с разработкой софта для микробиологического контроля качества продуктов. Алгоритмы этого решения созданы на данных, которые я собирала в течение 10 лет. Наш метод мощнее и быстрее существующих, может проанализировать огромное количество образцов и даже заменить специалистов, проводящих контроль качества.

Для французского госпиталя биолог разрабатывает решение для быстрой идентификации патогенных дрожжей. Также есть проекты по робототехнике: «Мы создали робота, который делает подготовку микроорганизмов для анализа инфракрасной спектроскопии. Робот может подготовить до 1000 образцов в день, человеку такое не под силу».

Как правило, на любом проекте есть экспериментальная часть (проводится биологами и химиками) и практическая — когда математик получает пакет данных, например, спектры или фотографии с микроскопов и их анализирует: «Математик не может анализировать данные, не понимая, как они были получены. Поэтому одни специалисты плотно контактируют с другими. Биолог начинает исследование, а математик — завершает. Я пытаюсь сидеть на трёх стульях: сама биолог, но всё больше понимаю физиков и математиков».

Начало либо великого конца, либо великого продолжения

По словам доктора естественных наук, в биологии уже накопилась критическая масса данных, которые невозможно обработать без современных методов анализа: «Боюсь, что мы слабо себе представляем, что можем получить, проанализировав их все. Думаю, это начало либо великого конца, либо великого продолжения».   

— Когда мы снимаем тысячи инфракрасных спектров, ставим клетку в разные условия, то именно такие методы, как Machine Learning, помогают понять и интерпретировать полученные данные. Возможно, только сейчас биологи смогут многое объяснить на концептуальном уровне, посмотреть на науку с высоты. Долгое время мы занимались деталями, а с помощью высоких технологий может быть сможем увидеть то, чего не видели раньше.

В микробиологию уже проникли такие современные веяния, как Big Data Analysis. Команда Ольги сотрудничает с университетами в области генной инженерии и генной модификации организмов. Кроме утилизации отходов соотечественнице интересна сфера антибиотикорезистентности: «Эта область актуальна, поскольку во многих странах использование антибиотиков не регулируется вовсе. Насморк — попей антибиотики. А это неправильно».  

Нет чисто биологии или математики — есть биоматематика

Анализ данных — ещё одно направление, которым интересуется биолог: «Я сначала снимаю спектры, а потом сама их анализирую. Не то чтобы я не доверяла их кому-то, просто мне нравится работать со своими данными. Когда много времени проводишь в лаборатории, то всегда интересно узнать, что в итоге получилось».

Для этого Ольге пришлось освоить математические приёмы анализа данных: Principal component analysis (PCA), Partial least squares regression (PLS regression), Neural Network.

— Я понимаю, какую силу имеют ИТ-технологии. Могу прочитать код, применить его для своих задач, если нужно — что-то в нём изменить. Знаю, что многие биологи переходят в программисты, но мне нравится быть биологом. При этом я хочу больше понимать математические методы, чтобы использовать их в своей работе. Я восхищаюсь программистами, но мне ближе экспериментальная работа. Люблю, когда в лаборатории что-то происходит: микроорганизмы растут, меняют цвет, что-то производят, и я вижу это в микроскопе. Для меня это целая жизнь, без этого я не могу понять биологию.

По словам Ольги, мультидисциплинарность — это сейчас популярное направление в Европе: «В природе всё сбалансировано, и, возможно, собрав всё вместе (физику, химию, биологию, математику), мы сможем понять, как она устроена. Бывает, что биолог задаёт глупый с точки зрения физика вопрос, но он оказывается решающим и приводит к новым результатам».

Огромный научный прорыв скоро произойдёт в соединении дисциплин: интеграции биологии с инженерными направлениями: «Недавно перечитывала с сыном «Незнайку» и, знаете, а Носов ведь предсказал будущее: солнечные батареи, машины на сиропе (что такое биоэтанол? тот же сироп)». Человек, как сказал Вербер, может всё.  

Как получить белорусский и норвежский диплом одновременно   

В Беларуси Ольга представляет совместный с Норвегией образовательный проект — Belanoda (Bel — Беларусь, No — Норвегия, Da — данные). Около шести аспирантов биологического факультета, факультета радиофизики БГУ и института проблем информатики НАН Беларуси смогут поступить в аспирантуру в Норвегии и получить белорусский и норвежский дипломы одновременно.

— Основная наша цель — научить биологов, физиков и химиков понимать друг друга. Они останутся специалистами в своих областях, при этом будут говорить на одном языке. Проблема теперешней науки в том, что каждая из дисциплин достигла предела своего развития. И мы находимся на том этапе, когда пора сесть за один стол и начать разговаривать. Все дисциплины интегрируются: биологи работают с оборудованием, в котором много физики, а математики всё чаще сталкиваются с медицинскими и биологическими данными.

Программа аспирантуры включает в себя комплекс учебного материала белорусского и норвежского вузов. Преподаватели обеих сторон будут вести лекции на английском языке. Аспирантам будет оплачена виза, билеты, проживание и выдана стипендия.  

Несколько участников Belanoda продолжат исследование Ольги. Например, аспирантка биофака будет изучать микроорганизмы, привезённые из Антарктики: «Эти организмы могут быть очень ценными для производства некоторых продуктов. Мы будем заниматься их скринингом и смотреть, какие химические компоненты они могут производить здесь и там. Это новое направление для Беларуси, но со временем оно станет актуальным и здесь».

А в августе в рамках этого же проекта будет организована летняя школа в области анализа данных в биологии. Около 20 белорусов смогут посетить Норвегию и познакомиться с норвежскими студентами.

«В науке я не чувствую, женщина я или мужчина»

По словам Ольги, в Беларусь её привели ностальгия по родине и родному факультету: «Эмиграция — это неизлечимая болезнь. Когда я узнала, что есть возможность поработать с Беларусью, то сразу же предложила это норвежской стороне. Для меня было важно открыть для Норвегии нашу Синеокую. Сейчас я сотрудничаю с преподавателями, которые меня учили, и это приятно».

— Многие спрашивают: что, вербовать приехала? Я не вербую, а даю людям возможность. Безусловно, каждый сам выбирает, нужна она ему или нет. Если специалисты уезжают из страны, то двум-трём людям это не исправить, нужно создавать благоприятные условия и решать проблему на уровне университетов и государства. Плюс не лишним будет узнать у индустрии, нужно ли ей столько биологов, сколько выпускает вуз?

По мнению Ольги, необходимо повышать престиж науки. Если мотивация — зарплата, значит нужно привести её до того уровня, который могут предложить частные компании. В Европе тоже есть такая проблема, но там разрыв не такой глобальный. Зато, по словам белоруски, в скандинавской науке женщина чувствует себя прекрасно: «Там во всём присутствует равенство. Для женщины много открытых дверей. Работая в науке, я вообще не чувствую, женщина я или мужчина».

Продлить жизнь? А зачем?

На вопрос, как победить старость, белоруска отвечает, что лучше попытаться понять этот процесс и научиться с этим жить: «Старость — это естественный процесс. Ошибка человека — выделять себя из природы. Продлить жизнь можно, но к чему это приведёт, что будет потом?».

Вероятно, эффективней было бы подумать о том, что мы можем сделать, чтобы жить долго и качественно в рамках сроков, отведённых природой.

— Мы слишком много испытываем стресса, который даже не осознаём. Наш мозг в принципе не отдыхает: постоянный поток input и output информации. В Скандинавии люди в свои 85 играют в теннис не хуже 25-летних. А всё почему? Потому что они ведут размеренный образ жизнь, у них отведено время и на работу, и на отдых. Я тоже так начала делать: раз в год беру паузу и уезжаю туда, где есть море, солнце и покой. Остановиться и подумать — это важно. 

Оставаться надолго в родных краях она не планирует. «Я человек планеты, а не страны, — отвечает она. — Движущая сила для меня — это работа». 

Фото: Андрей Давыдчик

Читайте также: Человеку не перешагнуть биологический лимит своего вида без технологий 

Место солидарности беларусского ИТ-комьюнити

Далучайся!