Одним из партнеров программы «Большие вызовы» в этом году выступил Всероссийский институт генетических ресурсов растений имени Н.И. Вавилова (ВИР). Школьники при поддержке наставников на примере кабачка осваивали современные методы молекулярной селекции.
Откуда берутся наставники и как ведется сотрудничество ВИР и «Сириуса» от детского сада до аспирантуры, рассказала Юлия Ухатова, заместитель директора по научно-организационной работе Федерального исследовательского центра «Всероссийский институт генетических ресурсов растений имени Н.И. Вавилова».
– Юлия, расскажите про проект, который ВИР представил в этом году на программе «Большие вызовы».
– Наш проект – «Upgrade кабачка: версия Pm-0» – в рамках направления «Агропромышленные и биотехнологии». Он нацелен на то, чтобы изучить эту культуру с учетом тех актуальных вызовов, которые сегодня стоят перед селекцией, и выявить в мировой коллекции ВИР образцы кабачка, несущие в себе эффективный ген устойчивости к опасному заболеванию – мучнистой росе. В ходе решения этой задачи ребята освоили современные методы молекулярной селекции.
Изучив около 25 сортов кабачка, школьники выделили ДНК овоща и провели ПЦР-тесты с использованием диагностических маркеров к генам устойчивости. В результате они установили сорта с нужными генами. Растения – носители таких генов – не будут нуждаться в обработке пестицидами для борьбы с опасным заболеванием. Выявленные образцы включены в базу как доноры для селекции с целью производства экологически чистой овощной продукции.
.jpg)
– Откуда приходят наставники в ВИР для программы «Большие вызовы»?
– В 2019 году в рамках нацпроекта «Наука» в ВИР были организованы два новых научных подразделения, куда пришли работать молодые ученые до 39 лет, – лаборатории молекулярной селекции и ДНК-паспортизации и постгеномных исследований. Их задачей являются передовые исследования в сфере агробиотехнологий и генетических технологий в растениеводстве. Сотрудники этих молодежных лабораторий – часть системного подхода к науке, поскольку их наставниками являются ведущие ученые – представители различных научных школ, имеющихся в институте. У каждого молодого ученого минимум два ментора из разных научных школ, например, школа по генетике растений + школа по ресурсам овощных культур. Такая работа на стыке наук – биологии и агрономии – позволяет в разы быстрее выявлять лучшие экземпляры в громадной коллекции ВИР, которая содержит свыше 320 тысяч образцов, и ускорять внедрение перспективных наработок в практику. Именно наши молодые ученые за три года работы в новых лабораториях приобрели бесценный опыт от своих старших коллег и научились сами ставить новые задачи на стыке наук, а теперь выступают наставниками младших товарищей – участников программы «Большие вызовы».
– Как происходит процесс работы наставников и ребят на программе?
– Модель, по которой школьники работают на «Больших вызовах» вместе с учеными ВИР, мы называем матрешкой. Она состоит из следующих позиций: старшеклассник – участник программы, его наставник – молодой ученый, аспирант или кандидат наук, он в свою очередь является представителем большой и комплексной научной школы. Проекты, которые выполняются на каждом уровне, – цельные. Исследования ребят небольшие, компактные, но отличаются актуальностью и новизной. Для участника программы это полноценное погружение в научный процесс и непосредственная работа в нем. Через наставничество в «Больших вызовах» за годы сотрудничества прошло уже несколько молодых ученых ВИР. Отдельные проекты потом развивались за рамками программы. Продолжается творческое общение наставников и школьников, многие из которых уже студенты вузов, получающие профильное образование, чтобы затем профессионально заниматься генетикой и биотехнологией растений. Еще об интересном опыте: после смены в 2019 году мы пригласили участников, выполнявших проект на «Больших вызовах», сделать доклад о полученных ими результатах на масштабной научной конференции, которая была посвящена 125-летию ВИР. Ребята справились со своей задачей на высоком уровне: актуальность их результатов, качество презентации, свободное владение материалом и высокая степень мотивированности были по достоинству оценены учеными. Для самих участников это был неоценимый опыт.
– По каким еще направлениям сотрудничают ВИР и «Сириус»?
– «Большие вызовы» – только одна из точек взаимодействия ВИР и «Сириуса». «Сириус» развивается, мы развиваем свои форматы вместе с ним и сотрудничаем на всех этапах образования, начиная со взаимодействия с детским садом «Сириус» и вплоть до аспирантуры. Для воспитанников детского сада мы составляем задания по выращиванию и наблюдению за растениями и организуем творческие встречи с ведущими учеными, которые, будучи профессионалами в области генетики и биотехнологии растений, умеют еще на простом языке рассказать интересно о науке даже самым маленьким слушателям. Выстраивается непрерывная тематически связанная научно-образовательная цепочка. Например, в 2022 году тема в детском саду – горох, дети его выращивают и наблюдают за ним. И одновременно в 2022 году в Университете «Сириус» стартовал большой научный проект по гороху. Планируем, что руководитель этого проекта – доктор биологических наук и академик РАН Игорь Тихонович – в сентябре придет в гости в детский сад «Сириус» с творческой встречей.
На нынешних «Больших вызовах» был проект, связанный с азотфиксирующими бактериями. Для него было необходимо прорастить семена, предоставленные учеными из Новосибирска. Их вырастили на федеральной территории «Сириус», в том числе на территории детского сада. Дети сажали, поливали, выкапывали растения и ухаживали за ними несколько месяцев.
Также наши преподаватели, как молодые, так и с многолетним опытом, читали курс лекций для учащихся естественнонаучных классов в Лицее «Сириус». Часть старшеклассников уже выбрала для поступления медицину, часть переориентировалась на другие биологические специальности. И я очень надеюсь, что у них еще больше разовьется интерес к биологии: в мае они выступили на защите проектов, связанных с этой наукой. Ребята говорили, что до выполнения этих исследований никогда не задумывались о том, что современные технологии действительно можно применять на практике при работе с растениями. Мы считаем, что это довольно серьезный сдвиг во взгляде на растениеводство, поскольку это высокотехнологичная научная отрасль с современными методиками и подходами, где каждый сегодня может найти для себя интересную задачу.
С 2020 года наше сотрудничество с «Сириусом» стало еще более тесным, поскольку директор Всероссийского института генетических ресурсов растений имени Н.И. Вавилова Елена Хлесткина, возглавляющая направление «Агропромышленные и биотехнологии» на программе «Большие вызовы», стала и руководителем направления «Биология и биотехнология растений» в Университете «Сириус».
В этом году в Университете под ее руководством и соруководством профессора данного направления Людмилы Лутовой открылась магистратура «Генетика и биотехнология растений». В рамках этой программы пройдут обучение и займутся научными исследованиями 20 магистрантов, которые будут прикреплены к научным проектам под руководством ученых как из самого Университета, так и из ВИР и других институтов.
.jpg)
– Известно, что ваше партнерство затрагивает и региональные центры, работающие по модели «Сириуса». Расскажите про это.
– Да, наш институт взаимодействует с «Сириусом» во многих регионах России, где работают центры по его модели. Мы с удовольствием принимаем ребят к нам на экскурсии и надеемся на то, что часть из них выберет биологические специальности и сможет выполнить на базе нашего института много хороших курсовых и дипломных работ. В частности, у нас очень продуктивный опыт работы с «Академией талантов» в Санкт-Петербурге, Региональным образовательным центром «ТАУ» в Удмуртии, Центром «Полярис-Адыгея» и с центром дополнительного образования «Лапландия» в Мурманске. Ребята из «Лапландии» в прошлом году присоединились к научной экспедиции, во время которой в коллекцию включили много новых образцов диких родичей культурных растений, содержащих в себе ценный для дальнейшего использования ген морозоустойчивости. Дети побывали в экспедиции, вдохновились и стали развивать свой проект о богатой биологически активными веществами северной ягоде – морошке. Они присылают нам отчеты о проделанной работе, которые вскоре пройдут у нас экспертную оценку, и будет составлена стратегия развития данного проекта. Одна из участниц программы «Большие вызовы – 2022» как раз выполняет у себя в школе два больших исследования об Арктике и арктических растениях. Она планирует изучить разнообразие морошки в Мурманской области под патронажем наших молодых ученых.
В октябре планируется совместная работа с подмосковным Образовательным центром «Взлет», работающим по модели «Сириуса».
Все это демонстрирует, что у двух наших больших организаций очень много точек соприкосновения. Мы искренне рады делать вместе для нашей страны большое хорошее дело!
