Биоинформатика что это за профессия кем работать

Данные внутри нас: Чем занимаются биоинформатики?

Рассказываем про людей будущего, которые расшифровывают органическую биг-дату. За последние два десятилетия количество биологических данных, которые можно проанализировать, выросло во много раз благодаря тому, что был расшифрован геном человека. До этого мы и представить не могли, что по информации, хранящейся буквально у нас в крови, можно будет определить наше происхождение, проверить, как организм будет реагировать на определенные лекарства, и даже изменить свою биологическую наследственность.

Эта и другие статьи раньше всего выходят в блоге на нашем сайте. Приятного чтения.

Атрибуты среднестатистического биоинформатика такие же, как у программиста — красные глаза, сутулая осанка и следы от кофейных чашек на рабочем столе. Однако за этим столом идет работа не над абстрактными алгоритмами и командами, а над кодом самой природы, который может многое рассказать нам о нас и мире вокруг.

Специалисты в этой области имеют дело с огромными объемами данных (к примеру, результаты секвенирования генома одного человека занимают около 100 гигабайт). Поэтому обработка такого массива информации требует подходов и инструментов Data Science. Логично, что успешный биоинформатик должен разбираться не только в биологии и химии, но и в методах анализа данных, статистике и математике — это делает его профессию достаточно редкой и востребованной. Такие специалисты особо нужны в областях инновационной медицины и разработке лекарств. Технологический гиганты вроде IBM и Intel открывают свои программы, посвященные изучению биоинформатики.

Что нужно, чтобы стать биоинформатиком?

Чем занимаются биоинформатики?

Современная биоинформатика делится на два основных ответвления — структурная биоинформатика и биоинформатика последовательностей. В первом случае мы видим человека, который сидит перед компьютером и запускает программы, помогающие изучать биологические объекты (например, ДНК или белки) в 3D-визуализациях. Они строят компьютерные модели, позволяющие предсказать, как молекула лекарства будет взаимодействовать с белком, как выглядит пространственная структура белка в клетке, какими свойствами молекулы объясняются ее взаимодействия с клеточными структурами и т. д.

Методы структурной биоинформатики активно используются как в академической науке, так и в индустрии: сложно представить фармкомпанию, которая обходится без таких специалистов. За последние годы компьютерные методы позволили в разы упростить процесс поиска потенциальных лекарств, что сделало фармацевтическую разработку гораздо более быстрым и дешевым процессом.

РНК-зависимая РНК-полимераза SARS-CoV-2 (слева), а также её связь с дуплексом РНК. Источник.

Что такое геном?

Геном это вся информация о строении наследственности организма. Практически у всех живых существ носителем генома является ДНК, но есть организмы, передающие свою наследственную информацию в виде РНК. Геном передается от родителей к детям, и в ходе этого процесса передачи могут возникать ошибки — мутации.

Взаимодействие лекарства ремдесивира с РНК-зависимой РНК-полимеразой вируса SARS-CoV-2. Источник.

Биоинформатика последовательностей работает с более высоким уровнем организации живой материи — начиная с отдельных нуклеотидов, ДНК и генов, и заканчивая целыми геномами и их сравнениями друг с другом.

Представьте себе человека, который видит перед собой набор букв алфавита (но не простого, а генетического или аминокислотного) и ищет в них закономерности, объясняя и подтверждая их статистически, с использованием компьютерных методов. Биоинформатика последовательностей объясняет, с какой мутацией связано то или иное заболевание или почему в крови пациента накапливаются вредоносные вещества. Помимо медицинских данных, биоинформатики последовательностей изучают закономерности распространения организмов по земле, популяционные различия между группами животных, роли и функции конкретных генов. Благодаря этой науке можно проверять эффективность лекарств и изучать биологические механизмы, которые объясняют их действие.

Например, благодаря биоинформатическому анализу были найдены и описаны мутации, приводящие к развитию муковисцидоза — моногенного заболевания, вызванного поломкой гена одного из хлорных каналов. А еще теперь мы гораздо лучше знаем, кто приходится ближайшим биологическим родственником человеку и как наши предки расселялись по планете. Более того, каждый человек, прочитав свой геном, может узнать, откуда происходит его род и к какой этнической группе он принадлежит. Множество зарубежных (23andme, MyHeritage) и российских (Genotek, Atlas) сервисов позволяют получить эту услугу за сравнительно небольшую цену (порядка 20 тыс. рублей).

Результаты анализа ДНК-теста на происхождение и популяционную принадлежность от компании MyHeritage.

Результаты анализа ДНК-теста на популяционную принадлежность от компании 23andMe.

Как читают геном?

Сегодня секвенирование генома — рутинная процедура, которая обойдется любому желающему примерно в 150 тыс. рублей (в том числе, в России). Чтобы прочитать свой геном, достаточно просто сдать в специальной лаборатории кровь из вены: через две недели вы получите готовый результат с детальным описанием ваших генетических особенностей. Помимо своего генома можно проанализировать геномы микробиоты кишечника: вы узнаете особенности бактерий, населяющих вашу пищеварительную систему, а также получите консультацию от профессионального диетолога.

Геном можно прочитать разными методами, одним из основных сейчас является так называемое «секвенирование нового поколения». Для проведения этой процедуры нужно сначала получить биологические образцы. В каждой клетке организма геном одинаковый, поэтому чаще всего для чтения генома берут кровь (это проще всего). После этого клетки разрушают и отделяют ДНК от всего остального. Затем, полученную ДНК дробят на множество маленьких кусочков и «пришивают» к каждому из них специальные адаптеры — искусственно синтезированные известные последовательности нуклеотидов. Потом цепочки ДНК разделяют, и однонитевые цепочки с помощью адаптеров присоединяют к специальной плашке, на которой проводится секвенирование. В ходе секвенирования к последовательности ДНК присоединяются комплементарные флуоресцентно меченые нуклеотиды. Каждый меченый нуклеотид при присоединении испускает пучок света определенной длины волны, что фиксируется на компьютере. Так компьютер прочитывает короткие последовательности исходной ДНК, которые потом с помощью специальных алгоритмов собираются в исходный геном.

Пример данных, с которыми работают биоинформатики последовательностей: выравнивание аминокислотных последовательностей.

Где работают и сколько получают биоинформатики?

Путь биоинформатика традиционно делится на две основные области — индустрия и наука. Карьера ученого-биоинформатика обычно начинается с аспирантской должности в одном из крупных институтов. Изначально биоинформатики получают базовую ставку, зависящую от их института, количества грантов, в которых они принимают участие, а также их количества аффиляций — мест, в которых они официально трудоустроены. Со временем количество грантов и аффиляций растет, и где-то через пару лет работы в академической среде биоинформатик без проблем получает среднюю зарплату (70-80 тыс. рублей), однако многое зависит от усердия и трудолюбия. Наиболее опытные биоинформатики в конечном итоге заводят собственные лаборатории в сферах своей специализации.

Где учатся на биоинформатика?

Известные биоинформатики

Историю биоинформатики следует вести от Фредерика Сэнгера, английского ученого, получившего в 1980 году Нобелевскую премию по химии за открытие способа прочтения последовательности ДНК. С тех пор, с каждым годом методы чтения последовательностей совершенствуются, однако метод «секвенирования по Сэнгеру» послужил основой для всех дальнейших исследований в этой области.

Кстати, многие программы, созданные именно российскими учеными, сегодня широко используются во всем мире — например, геномный сборщик SPAdes, — St. Petersburg genome assembler, созданный в Санкт-Петербургском институте, помогает ученым со всего мира собирать короткие последовательности ДНК в большие последовательности, чтобы восстановить исходные геномы организмов.

Открытия и достижения биоинформатики

В наше время биоинформатики совершают множество полезных открытий. Невозможно было бы представить разработку лекарств от коронавируса без расшифровки его генома и сложного биоинформатического анализа процессов, происходящих в ходе заболевания. Международная группа ученых с помощью методов сравнительной геномики и машинного обучения смогла понять, что общего у коронавирусов с другими патогенами.

Оказалось, что одна из таких особенностей — происходящее в ходе эволюции усиление сигналов ядерной локализации (NLS) патогенных вирусов. Это исследование может помочь в изучении штаммов вирусов, которые могут быть потенциально опасными для человека в будущем, и, возможно, начать превентивную разработку лекарственных препаратов.

Помимо этого, биоинформатики сыграли ключевую роль в разработке новых методов редактирования генома, в частности, CRISPR/Cas9 системы (технология, базирующаяся на иммунной системе бактерий). Благодаря биоинформатическому анализу структуры данных белков и их эволюционного развития, точность и эффективность этой системы за последние годы выросла в разы, что позволило целенаправленно редактировать геномы многих организмов (в том числе человека).

Получить востребованную профессию с нуля или Level Up по навыкам и зарплате, можно, пройдя онлайн-курсы SkillFactory:

Источник

Профессия: биоинформатик

Научные исследования, решение прикладных задач и перспективы в будущем

Преподаватель курса биоинформатики в «Фоксфорде» Сергей Исаев рассказывает о своей профессии, карьерных перспективах и заработках молодого специалиста с дипломом биоинформатика.

От программирования к биологии

Я родился и учился в школе в Астрахани. До 9-го класса увлекался математикой и информатикой: участвовал в местных олимпиадах, самостоятельно изучил Python и пытался писать простенькие программы. Я очень не любил биологию в средних классах, однако в 9-м классе началось изучение молекулярной биологии, генетики и эволюции — и я понял, что это моё.

Я стал посвящать гораздо больше времени биологии и в какой-то момент начал заниматься в основном ей. Важной вехой стало участие в Школе молекулярной и теоретической биологии (ШМТБ). Здесь старшие школьники со всей России занимаются настоящими научными проектами под руководством действующих учёных. В школе я выбрал «сухую» (биоинформатическую) лабораторию Максима Имакаева, в которой занимались компьютерным моделированием диффузии хроматина. Тогда-то понял, что вместо того, чтобы выбирать что-то одно, я могу заняться сразу и биологией, и программированием.

Поступление в МГУ

В ШМТБ я прислушался к мнению преподавателей, прочитал отзывы в интернете и принял окончательное решение поступать на факультет биоинженерии и биоинформатики МГУ. Для поступления нужно было сдавать ЕГЭ по русскому языку, математике, химии, биологии и ДВИ по математике.

Поступить было относительно непросто. Я самостоятельно занимался почти всё свободное от школы время, участвовал во Всероссийской олимпиаде школьников по биологии: диплом победителя или призёра гарантировал бы мне поступление. Но мне не хватило всего 0,2 балла до того, чтобы стать призёром на заключительном этапе. Пришлось поступать по результатам ЕГЭ.

Мне очень помогло наличие действительных дипломов нескольких олимпиад по химии, биологии и математике. Они принесли мне 100 баллов ЕГЭ по биологии и химии и 100 баллов ДВИ по математике. Всего получилось около 490 баллов — и я прошёл на бюджет. А вот в 2020 году ситуация с поступлением на факультет была сложнее — все бюджетные места были заняты призёрами и победителями ВсОШ, поэтому по ЕГЭ поступить было в принципе невозможно.

Чем занимается биоинформатик

Важно: под словом «биоинформатика» можно понимать разные вещи.

Во-первых, биоинформатика — это один из методов проведения фундаментальных биологических исследований. Например, с помощью алгоритмов можно определить, каким образом общаются злокачественные клетки рака с соседними клетками, или понять эволюцию группы организмов. Выбор методов и подходов зависит от поставленной цели. Задача биоинформатика — получить данные, изучить их и понять, какую информацию и с помощью каких алгоритмов можно из этих данных извлечь. Чтобы работать в этом направлении, нужно очень хорошо разбираться в какой-то конкретной области биологии.

Во-вторых, биоинформатика — это одно из направлений компьютерных наук. Есть биоинформатики, которые создают алгоритмы и разрабатывают пакеты программ для анализа данных. Здесь важно хорошо понимать фундаментальную математику и алгоритмы.

И в-третьих, биоинформатика — это метод решения прикладных задач в биотехнологической и медицинской индустрии. Например, с помощью анализа данных пациентам можно точнее назначать лекарство при разных заболеваниях. Для этого в медицинских и биотехнологических компаниях в штат нанимают биоинформатиков. Здесь для успешной карьеры не обязательно глубоко разбираться в каком-то конкретном домене биологии, достаточно быть компетентным в своей области — базовой молекулярной биологии и data science.

Чем я занимаюсь сейчас

Сейчас я учусь на 6-м курсе факультета биоинженерии и биоинформатики МГУ. Параллельно с учёбой с 3-го курса работаю в Институте проблем передачи информации РАН в лаборатории Юрия Валентиновича Панчина.

Я безумно благодарен судьбе, что попал к нему в лабораторию: это один из самых важных людей в моей академической карьере. Сложно переоценить, какую поддержку он мне оказывал в течение всей совместной работы. Сначала я был стажёром-исследователем, а потом стал исполняющим обязанности младшего научного сотрудника. В этой лаборатории я занимался в основном сравнительной геномикой различных беспозвоночных животных.

Также с 5-го курса я работаю в компании BostonGene, которая занимается исследованиями в области рака и разрабатывает систему для индивидуальной терапии пациентов на основе генетических анализов. Я занимаюсь исследованиями в отделе молекулярной онкологии.

Ещё одна сторона моей деятельности — преподавание. Курс по биоинформатике я начал вести в 2018 году — сначала в школе № 57, потом в школе «Летово». За это время удалось сделать неплохую программу, и вот с 2020 года веду курс биоинформатики и в «Фоксфорде». Мне очень нравится преподавать.

Это возможность общаться с людьми, рассказывать ребятам что-то новое, о чём они не прочитают в интернете, а также самому развиваться в профессии. Любая информация лучше укладывается в голове, когда её объясняешь другим.

Качества и навыки, которые нужны биоинформатику

Любознательность

В этой профессии очень важно обладать тягой к познанию, изучению нового, быть открытым новым методам. Биоинформатика очень быстро развивается, методы устаревают буквально на глазах за несколько лет — нужно быть в тренде, стремиться попробовать что-то новое.

Целеустремлённость

Чтобы сделать успешную карьеру, требуется приложить большие усилия, и тут очень важно не бросить на полпути, уметь поставить и достичь цель, проявлять усердие и терпение.

Математика

В биоинформатику не стоит идти, если пугает математика и математические методы. Математика необходима, чтобы разбираться в статистике, анализе данных, методах машинного обучения.

Аналитическое мышление

Биоинформатик постоянно имеет дело с анализом информации. Он должен уметь обобщать, отделять главное от второстепенного, группировать данные по категориям, устанавливать причины и следствия.

Английский язык

Это язык современной науки, на нём проходят конференции, публикуются статьи, книги, исследования. В программировании и IT тоже не обойтись без английского языка, так что биоинформатику свободный английский особенно важен.

Карьера и зарплата

Карьерная лестница, зарплата и перспективы зависят в том числе от того, какую из двух сторон профессии выбрать: научные исследования или решение прикладных задач.

В науке можно пройти путь от аспиранта до доктора наук и директора собственной лаборатории, сделать открытие и даже получить Нобелевскую премию. Однако на первых порах зарплата вряд ли будет высокой. Сейчас наука во многом существует за счёт грантов. Если вы даже аспирантом попадёте в хорошую лабораторию, которая занимается актуальными исследованиями, то сможете зарабатывать и 70 тысяч рублей в месяц. А можете попасть в неудачную лабораторию и зарабатывать намного меньше.

В индустрии вы начнёте с места джуниора в отделе компании, где перед вами будут ставить конкретные задачи, но по мере освоения профессии, нарабатывая опыт, можете стать, например, директором отдела компьютерных исследований. Биотехнологических компаний на рынке сейчас намного больше, чем 10 лет назад. Это молодая развивающаяся сфера, которая связана со здоровьем человека, так что новые рабочие места будут появляться. Зарплата начинающего биоинформатика в Москве колеблется от 60 до 80 тысяч рублей, ну а дальше можно зарабатывать и больше — карьерный рост тут устроен примерно так же, как и в других IT-компаниях.

Смежные сферы, куда можно пойти работать с образованием биоинформатика

Биоинженерия. Специальность на факультете называется «биоинженерия и биоинформатика», там дают знания в области молекулярной биологии, генетики, и теоретически можно пойти работать в эти сферы.

IT. Вы получите обширные знания в области компьютерных наук и анализа данных и сможете полностью уйти в эту сферу без привязки к биологии.

Медицинская статистика. Статистика — составная часть анализа данных, и если умеете одно — сможете и другое.

Где учиться на биоинформатика

Университеты с направлением «Биоинженерия и биоинформатика»:

Также биоинформатике обучают на таких направлениях, как «Биотехнические системы и технологии» (Уральский федеральный университет им. Б.Н. Ельцина), «Биомедицинские технические системы» (МГТУ им. Н.Э. Баумана), «Биотехнические и медицинские аппараты и системы» (МАИ, Национальный исследовательский университет «МЭИ», СПбГЭТУ «ЛЭТИ», Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения).

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter

Источник

Биоинформатик

Биоинформатик – человек, занимающийся анализом медико-биологических данных. Он разрабатывает, а также применяет алгоритмические, вычислительные и иные методы, позволяющие узнать больше об информации, заключенной в наших клетках, иных биологических данных. Кстати, в 2021 году центр профориентации ПрофГид разработал точный тест на профориентацию. Он сам расскажет вам, какие профессии вам подходят, даст заключение о вашем типе личности и интеллекте.

Краткое описание

Современные методы диагностики и исследований приводят к росту количества научных данных, которые вручную обрабатывать очень сложно. В этом случае на помощь приходит биоинформатика, которая как междисциплинарная область науки сформировалась во второй половине XX века. Биоинформатики пользуются элементами прикладной математики, статистики, а также информатики. Во время работы они оперируют следующими знаниями:

Рассмотрим основные области исследования:

Профессия молодая, в дальнейшем она будет развиваться еще более стремительно, ведь применение вычислительных методов гарантирует высокую точность, скорость и исключает человеческий фактор. Технологии биоинформатики необходимы в биохимии, биофизике, экологии, фармакологии, сельском хозяйстве, генетике и других сферах.

Особенности профессии

Биоинформатика находится на стыке медицины, биологии, прикладной математики, информатики. В обязанности людей, выбравших это направления, входит решение глобальных задач:

Области исследования обширные, а биоинформатика обладает огромным потенциалом. Международный рынок труда уже испытывает дефицит биоинформатиков, ведь в них заинтересованы и фармакологические, и IT-компании.

Безусловно, биоинформатик должен обладать безупречными знаниями в сфере медицины и биологии, разбираться в сложных профессиональных терминах, огромным плюсом станет знание английского языка. Большую часть рабочего времени эксперты в этой области проводят за компьютером, работа малоподвижная, но имеет огромное социальное значение.

Плюсы и минусы профессии

Плюсы

Минусы

Важные личные качества

Биоинформатики должны отличаться склонностью к точным наукам. Чаще всего они обладают высокой усидчивостью, любят решать математические загадки, способны работать с большими объемами информации. Они являются собранными людьми с хорошо развитым системным и критическим мышлением. Также в их характере преобладают сдержанность, немногословность, умение хранить медицинскую тайну.

Источник

Биоинформатика —
профессия будущего

Камиль Исаев, выпускник МГУ и кандидат физико-математических наук, много лет работал на руководящих должностях в компаниях Intel, Coca-Cola Export Corporation и Lancer International Sales, а в мае 2013 года стал вице-президентом компании EMC и генеральным директором Центра исследований и разработок EMC по облачным технологиям и большим данным в «Сколково». EMC — одна из крупнейших в мире корпораций на рынке продуктов, услуг и решений для хранения и управления информацией.

Биоинформатика, как можно понять из названия, — наука об информации, заключенной в наших клетках (в генах и других составных частях клетки). Человеческий геном составляет свыше трех миллиардов пар нуклеотидов, расположенных в определенной последовательности, в которой зашифрованы как наследственная информация, так и данные обо всем, что касается старения тела человека. Из этой последовательности можно узнать, из каких органов оно состоит, как функционирует, какие процессы протекают в клетке. Биоинформатика — наука как о биологических объектах, так и об информации, которая содержится внутри клетки, в первую очередь, в геноме.

Биоинформатика всегда была актуальна, поскольку это наука о том, как устроено наше тело, из каких органов оно состоит и как функционирует. Однако сейчас она особенно востребована, так как уровень знаний человека об этом за последнее время сильно вырос. Геном человека, то есть все три миллиарда пар нуклеотидов, был прочитан почти пятнадцать лет назад, однако «прочитан» не означает «понят».

Информация, заключённая в геноме, — это колоссальные объёмы данных, которые необходимо анализировать. Это по-настоящему трудоемкий процесс — понять, что стоит за каждым нуклеотидом, к чему приводит отсутствие или мутация одного из них. Для того, чтобы сделать какие-то выводы, необходима статистика. Нужно изучить геном не одного человека, а сотен тысяч — только тогда можно будет выявить закономерность и понять, какое влияние они оказывают на здоровье человека.

Сегодня наука подошла к такому рубежу, когда этих знаний становится достаточно много, и уровень понимания постоянно растет. Именно поэтому биоинформатика становится всё более актуальной и перспективной. С накоплением информации о геноме человека возникают условия для трансляции этих научных знаний в практическую (клиническую) медицину.

Можно узнать, чем обусловлено долголетие. Если взять, например, тысячу долгожителей (а лучше — сто тысяч) и исследовать их гены, можно сделать заключение о том, какой нужно иметь геном, чтобы долго жить. Другими словами, можно определить геном здорового человека, который успешно сопротивляется заболеваниям, живет «долго и счастливо». Проблема долголетия серьезна, и она изучается таким же способом, что и происхождение человека.

Эволюционная генетика изучает геномы не только людей, но и самых разных животных и живых организмов. Сопоставляя их между собой, исследователи делают выводы о том, как шла эволюция, как из первобытных микроорганизмов получился человек.

Есть наука, которая изучает микроорганизмы, живущие внутри человеческого тела (а их так много, что вместе они весят несколько килограммов). От того, какие это организмы и как они функционируют, также зависит очень многое — самочувствие, здоровье человека.

Я уже не говорю о том, что селекция чрезвычайно важна: элементы биоинформатики присутствуют и в сельском хозяйстве, и в генной инженерии. Биоинформатика играет особую роль, когда речь идёт о создании генно-модифицированных организмов, устойчивых к вредителям и различным заболеваниям.

В прошлом году мы вместе с нашими партнёрами из фонда «Сколково» представили альманах, посвящённый омиксным технологиям — перспективному направлению прикладной биомедицины, тесно связанному с биоинформатикой. В этом альманахе перечислены десятки университетов только из России, где в той или иной степени можно получить такую специальность. Безусловно, это можно сделать в МГУ, в СПбГУ, в Санкт-Петербургском государственном экономическом университете. Я назвал вузы, с которыми мы сотрудничаем, но есть и десятки других учреждений.

Я — кандидат физико-математических наук, закончил физфак МГУ. Есть такая замечательная поговорка: «Образование — это то, что останется, когда все выученное будет забыто». Если вас научили правильному подходу к решению задач, он будет годиться для решения самых разных проблем, с которыми вы столкнетесь в жизни. Поэтому могу сказать, что мое образование помогает мне чрезвычайно сильно, хотя физикой профессионально я занимался лишь первые три года, после окончания аспирантуры (вместе с аспирантурой получается шесть лет).

Опыт решения физических задач очень помогает мне в жизни — преодолевать проблемы, с которыми я сталкиваюсь. Кроме того, довольно сильно помогает и ученая степень: ее можно сравнить с неким интеллектуальным знаком качества. Очевидно, что человек, получивший ее, представляет из себя что-то — как в интеллектуальном, так и в общечеловеческом смысле. Ученая степень — это определенный рубеж, и, если вы его преодолели, значит, сможете преодолеть и другие.

МГУ — лучший вуз страны, и был им тогда, когда я туда поступал. С одной стороны, учиться в МГУ — круто. С другой — в то время, в начале 1980-х, выбор был не очень большим. Экономики как таковой тогда не существовало, бизнеса — тоже. Общественные дисциплины, например, история, были политизированы. Естественно-научные и инженерные дисциплины становились естественным выбором для подавляющего большинства молодых людей. Разумеется, можно было пойти учиться в МАИ или МЭИ — неплохие вузы, но, скажем так, «попроще», чем МГУ. В то время очень «крутым» считалось учиться на физфаке МГУ или в МИФИ.

На самом деле, решение поступать в МГУ было принято за пару месяцев до поступления. Однако я не пожалел о нем ни разу в жизни, потому что физика — это не наука, а мировоззрение: ровно то, что остается, когда все выученное забыто.

Квантовая механика мне не нужна в моей повседневной жизни, а биологию, которая нужна, я не учил.

Однако биология, химия, физика — естественно-научные дисциплины, — на мой взгляд, очень близкие вещи, поэтому мой физический бэкграунд помогает мне ориентироваться достаточно хорошо для того, чтобы сейчас делать свою работу.

Существуют современные исследования, которые доказывают, что, если человек хочет иметь успешную карьеру, на протяжении своей жизни он должен менять специальность 5-6 раз. В моём случае это утверждение абсолютно справедливо.

Я был научным сотрудником в Академии наук, оттуда ушел в компанию Coca-Cola, где работал преподавателем учебного центра. Затем я перешел в технический отдел и стал отвечать за определенное оборудование, которое Coca-Cola поставляет на рынок, чтобы продавать свои напитки. После этого я пришел в компанию Intel, в которой занимался академическими программами, работой с правительством, маркетингом (был директором по маркетингу). Потом, так сказать, вернулся чуть ближе к своей специализации: стал генеральным директором по исследованиям и разработкам Intel в России. А сейчас я — генеральный директор Московского центра исследований и разработок EMC по облачным технологиям и большим данным.

Несмотря на то, что после окончания аспирантуры я всего три года работал по специальности, моя карьера достаточно успешна. Я учусь по ходу дела. Главное — понять принцип обучения. Сейчас все мы живем в информационном потоке. Искусство заключается в том, чтобы уметь выхватывать из этого потока одну сотую информации, которая на самом деле нужна. Пока вы читаете толстую книжку по информационным технологиям, реалии меняются до неузнаваемости, поэтому нужно схватывать происходящее буквально на лету.

Конечно — образование нужно каждому человеку. Инвестиции в образование — самые высокоокупаемые инвестиции в будущее. Вопрос только в том, какое это образование. Оно должно готовить человека к современной жизни. Если человек работает не по специальности, это скорее плюс, чем минус. Это означает, что он умеет учиться и переучиваться. А как он научится это делать, не побыв студентом вуза в течение определенного времени?

В современном мире биоинформатика является одним из таких «драйверов», потому что она де-факто очень хорошо финансируется практически всеми государствами (во всех развитых странах и большом количестве развивающихся стран).

Это направление активно развивают университеты и академии, а также различные компании. Эта наука сейчас играет такую же роль, какую в свое время играли и космические, и ядерные проекты. В этой области трудится множество математиков, программистов, биологов, физиков, химиков. Будет ли это направление развиваться дальше? Конечно же, будет. Будет ли оно финансироваться? Конечно, будет. Если вы получаете образование в этой области, если у вас есть голова на плечах и страсть к предмету, то вы получите не только интересную работу, но и, скорее всего, достойный заработок.

Можно мечтать о работе в каких угодно компаниях, спектр широк: от крупных IT-компаний (Google, Intel, Microsoft, ЕМС) до крупных фармкомпаний.

Нельзя забывать и о стартапах. В «Сколково» их количество исчисляется тысячами, из них 200 работают в биомедицинском кластере. В Америке также есть крупные центры — в Бостонском университете, Гарвардском университете, Калифорнийском университете. Вокруг них существуют огромные научные парки со множеством стартапов.

Индустрию стартапов можно сравнить с гонкой, в которой участвуют десятки и даже сотни тысяч людей. Быть первым — это настоящий вызов. Однако если у вас получится оставить всех позади, вы сможете выиграть огромный приз, просто гигантский. Это интересно, захватывающе, но и тяжело, потому что требует колоссальных интеллектуальных и физических сил.

Советовать сложно, потому что каждый человек сам должен решить, что ему нужно. Могу сказать, с чего точно стоит начать: позитивно относиться к жизни, иметь пытливый ум и широкий взгляд. Возможности возникают, появляются на горизонте в сфере вашего внимания. Надо уметь их идентифицировать и хвататься за них. Если вам повезет, вы схватитесь именно за ту возможность, которая вам подходит. Это очень общий совет, но более конкретного я не могу дать.

Да, технологии, которые мы разрабатываем, предназначены для решения задач в области энергоэффективности и биоинформатики, в частности, медицины будущего. Анализ информации, заключённой в геноме, серьёзно поможет в лечении различных заболеваний.

Есть метод исследования генома, который называется «секвенирование». Сейчас существуют устройства для секвенирования нового поколения. Это мощные, достаточно сложные устройства, которые позволяют анализировать геном в самых разных видах — от одного маленького гена до всего человеческого генома (всех генов, которые есть у человека).

Секвенаторы — машины, обрабатывающие огромное количество данных. Для того, чтобы в них разобраться, существует программное обеспечение, алгоритмы для идентификации мутаций для сравнения с базой. Анализ мутаций может серьёзно помочь в изучении наследственных заболеваний.

С помощью такой диагностики наши партнеры в Санкт-Петербурге, компания Parseq Lab, уточняют и подтверждают диагнозы по трем наследственным заболеваниям — муковисцидоз, фенилкетонурия, галактоземия. Исходя из этого назначается необходимое лечение. Особенность этих заболеваний заключается в том, что их необходимо выявить на ранней стадии жизни. Если вовремя диагностировать их и, например, предложить человеку определенный образ жизни и диету, то он может жить нормальной жизнью. Если, не дай бог, этого не сделать, то последствия могут быть катастрофическими.

Проблема генных заболеваний заключается в том, что лечить их в привычном смысле тяжело: если есть мутация, ее нельзя «выдернуть» и вставить на ее место здоровое звено.

Тем не менее, существуют подходы, которые могут сильно облегчить течение заболевания. Для них нужна точная диагностика, причем на максимально ранней стадии. Даже в одном гене может быть сто разных мутаций. От того, о какой именно мутации идет речь, зависит течение заболевания, рекомендации по образу жизни и лечению.

Помимо компании, о которой я уже говорил, Parseq Lab, мы сотрудничаем также с Алгоритмическим университетом РАН в Санкт-Петербурге.

Специалисты этого университета под руководством Павла Певзнера, одного из ведущих мировых ученых в области биоинформатики и вычислительной биологии, создали один из лучших в мире геномных ассемблеров SPAdes. Он собирает воедино разрозненные данные, полученные после успешных секвенирований.

Мы объединили усилия для того, чтобы создать эффективную и удобную в применении облачную платформу, применимую в клинической медицине для анализа геномных данных. Такая разработка позволит выявлять мутации, которые, как правило, являются причинами возникновения злокачественных опухолей. Помимо всего прочего, их обнаружение позволит значительно упростить диагностику онкологических заболеваний.

Например, врождённый иммунодефицит. Ребенок, страдающий от этого заболевания, уже рождается с нефункционирующей из-за некоторых мутаций иммунной системой. Любой вирус — банальная простуда — может быть для него смертельным. Такой ребенок может родиться у абсолютно здоровой матери.

Это заболевание лечится трансплантацией костного мозга. Однако принципиально важно сделать ее как можно раньше — примерно в возрасте трех месяцев. Если диагностика сделана в первые дни жизни, такого ребенка помещают в bubble-baby ( специальный стерильный пластиковый пузырь— Прим.ред.), он живет там до достижения трехмесячного возраста, набирается сил, и затем ему делают трансплантацию, после чего он становится полностью здоровым человеком. Если ему не сделать диагностику в этом возрасте, он начинает болеть, и к первому году жизни настолько ослабевает, что операция уже не может пройти успешно. Ребенок умирает. Поэтому диагностика критически важна — ее нужно сделать как можно раньше и как можно точнее.

Поскольку количество мутаций у такого больного очень велико, с помощью одного только анализа крови невозможно определить, в чем проблема. От того, о какой мутации идет речь, зависит то, какой режим надо соблюдать для ребенка и как готовить его к операции. Совокупность клинических данных — анализов крови, анализов иммунной системы и генетических данных — позволяет рано определить точный диагноз и этим спасти жизнь ребенка.

Будущее не будет состоять только из биоинформатики. Медицина будущего будет совсем не такой, как сейчас. Как происходит лечение в данный момент? У человека заболела голова: он приходит к врачу. Тот знает пять лекарств, которые могут вылечить больного, и по некоторым соображениям прописывает ему одно из них. Есть и другой вариант: больной лечится самостоятельно. Если же человек заболел чем-то более серьезным, процедура точно такая же. Врач знает, что гепатит лечится одним способом, туберкулез — другим, и назначает лекарство, слушая жалобы пациента.

Претенциозная медицина, медицина будущего, знает, что существуют диагностика и терапия. Допустим, есть пять лекарств, которые лечат данное заболевание. Если говорить об онкологии, каждое из этих пяти лекарств стоит сумасшедших денег — десятки тысяч долларов в месяц. Ошибка в такой терапии стоит гигантских денег, не говоря уже о жизни пациента. Для того, чтобы подобрать терапию, которая подходит именно этому пациенту, необходимо узнать, как устроены его клетки, какой именно у него геном, какая именно у него болезнь и как именно с ней бороться. Это и называется медициной будущего.

В нее входит не только биоинформатика, но и достаточно сложный комплекс дисциплин. Биоинформатика — только маленькая часть этого процесса. Тем не менее, она играет в нем важную роль, потому что изучаемые процессы очень сложны, информации о них очень много. Обычный человек, глядя на эти данные, мало что сможет понять. Здесь на помощь приходят информационные технологии, которые помогают собрать эти данные, систематизировать, проанализировать и выдать результат в понятном для обычного человека виде.

Источник