Домашняя лаборатория с доставкой: как прошла Летняя школа SCAMT Workshop Week

Лаборатория SCAMT

SCAMT Workshop Week проводится два раза в год: международная англоязычная школа ― летом, русскоязычная — зимой. Эта школа стала пятой по счету и получилась самой необычной. Организаторам удалось преодолеть ограничения онлайна и сохранить главный принцип школы: «меньше лекций, больше практики». Все участники получили специальные лабораторные наборы, с которыми они смогли выполнить проект или его часть в домашних условиях.

Обычно на июльскую сессию приезжают студенты со всего мира, но в этот раз из-за пандемии все иностранные заявки пришлось отклонить. Однако рабочим языком школы остался английский, на этом настояли сами участники.

Приглашенными экспертами школы стали Марио Пальяро из Национального исследовательского совета Италии, Кирилл Афонин из Университета Северной Каролины в Шарлотте и Фил Бакхолтс из Университета Южной Каролины.

Еще одной особенностью этого года стало расширение образовательной и практической программы за счет подключения к работе групп-лидеров, работающих в SCAMT по программе ITMO.Fellowship. Например, появился проект «Иммунитет против рака», который, по словам организаторов, сразу же привлек большое количество заявок. Проект остался без практической части, так как с клетками невозможно работать без специальных условий, вместо этого участники школы занимались компьютерным моделированием. Но также они получили общий лабораторный набор, так что все смогли поработать руками.

«Когда стало ясно, что школу мы будем проводить онлайн, перед нами встал вопрос, как сохранить наш высокий уровень и нашу отличительную особенность. Мы хотели избежать переноса на следующий год или замены всех занятий на обычные лекции и дать ребятам возможность сделать что-то своими руками. В процессе обсуждения с кураторами направлений мы пришли к решению отправить участникам домашнюю лабораторию. Для нас всех это был серьезный выход из зоны комфорта, потому что в некоторых проектах это было достаточно легко сделать, в других гораздо сложнее. Отдельной проблемой была срочная закупка всех необходимых реактивов и, конечно, доставка посылок по России. Но в итоге мы довольны, как все получилось. И реакция ребят была бесценной: они очень удивились, что мы выслали им не просто мерч, а целые мини-лаборатории и даже сняли об этом видео», — рассказывает Полина Хапаева, куратор SCAMT Workshop Week.

По словам организаторов, несмотря на все сложности и технические ограничения, удалось провести эту неделю именно так, как задумывалось изначально. Рассказать о своих впечатлениях мы также попросили самих участников воркшопа.

Габдулла Курбанов

Я учусь на четвертом курсе по направлению биотехнология. Помимо учебы я уже полтора года работаю в Петербургском институте ядерной физики в лаборатории генетики эукариот, где занимаются изучением механизмов репарации. Мои научные интересы довольно сильно скачут, но, пожалуй, самое близкое для меня это все-таки молекулярная биология.

Ранее я не участвовал в подобных школах, мне показалось интересным попробовать. Честно говоря, не рассчитывал пройти, потому как в сравнении со многими участниками у меня не такие яркие достижения. Но я был очень рад поучаствовать. Хотелось бы еще раз попасть, но в очном формате.

Я работал в проекте по созданию ДНК-наномашин. Как-то я читал на «Биомолекуле» работу по ним — оказалось, что этот текст написала один из моих кураторов — Дарья Недорезова.

Лично мне проект показался наиболее интересным — меня привлекли используемые в нем методы, которые будут освоены во время работы. Ну и конечно, сам по себе ДНК как объект для изучения тоже очень заманчив.

У нас была довольно простая практика — получение ДНК из банана, реактивы для этого можно почти без проблем найти в открытом доступе. Но было бесценно видеть, как вся проектная группа радуется, словно дети, из-за того, что у них на поверхности мерного стаканчика показываются длинные нити. Так что простота иногда только к лучшему.

Мне особенно запомнилась лекция от главы проекта по ДНК-наномашинам Дмитрия Колпащикова. Именно на ней я осознал, что неделя будет сложная. Еще хорошо запомнилась лекция Михаила Курушкина — это была действительно самая смешная лекция в моей жизни, конечно, в хорошем смысле. Никогда не видел такого обилия шуток и мемов на красивом английском языке.

Я учусь на втором курсе факультета биологии. На школе работала над проектом «Make nanopharmaceutical drug». Мы должны были синтезировать два типа тромболитиков: один на основе магнетита, а второй на основе карбоната кальция или ватерита. Нам прислали набор, в котором были реактивы для двух экспериментов, не считая общего воркшопа по децеллюляризации. В качестве первого эксперимента мы синтезировали магнетит в домашних условиях, а во втором эксперименте нам нужно было создать настоящий тромб на предметном стекле и лизировать его с помощью магнетита. Было сложно вместо дозаторов использовать инсулиновые шприцы, но мы справились.

Мы работали в команде: в нашей группе было пять человек и два куратора. Я была самая «маленькая», в основном у нас были уже выпускники или старшекурсники. Было забавно, когда я обнаружила, что у меня с кем-то расстояние в несколько тысяч километров, а с двумя девочками я, как оказалось, живу буквально в одном районе. И все мы встретились здесь на одном проекте. На самом деле адаптироваться к такому онлайн-общению было нетрудно. В рамках работы мы созванивались в Zoom, у нас был отдельный чат в мессенджере, и даже на расстоянии я смогла подружиться с ребятами из других команд.

В первую очередь мне очень понравилось, что SCAMT решил рискнуть и не отменять школу, а провести ее в таком формате. Да, конечно, мы все хотели бы оказаться в корпусе, надеть лабораторные халаты, потрогать электронный микроскоп и непосредственно посмотреть на настоящую науку. Но кураторы, конечно, провели удивительную работу, очень ответственно подошли к нашим воркшопам и занятиям — так, как если бы они были очно. Вся их искренняя заинтересованность буквально ощущалась через экран.

Мне понравилось, что школа ориентирована на практику, то есть мы сами должны что-то делать для своего проекта непосредственно руками. Это очень здорово, когда у тебя есть возможность не просто в теории узнать, как что-либо работает, а сделать это самостоятельно и получить результат. Но и теоретическая часть была на высшем уровне, мне безумно понравились лекции. В дистанционном формате был все же и неоспоримый плюс: все лекции записывались, поэтому теперь мы можем пересмотреть их в любое время.

Также мне понравились темы исследований, которые ведутся в SCAMT, а летняя школа — это идеальная возможность познакомиться с ними. До участия в ней я не слышала о SCAMT, а теперь очень хочу пройти здесь стажировку зимой.

Я учусь на биолога и только закончила первый курс. На школе работала в проекте Immunity Against Cancer над созданием 3D-матрикса для культивирования клеток. Я выбрала тему онкологии, потому что сама этим занимаюсь, и из всех предложенных проект по раку показался мне наиболее интересным.

Наша работа была чисто теоретической — мы находили всю информацию в статьях по этой теме, и уже на основе существующих исследований создавали свой матрикс. Проверить получившуюся модель матрикса, к сожалению, не удалось. Да и для культивирования мы выбрали клетки глиобластомы, которые в домашних условиях просто невозможно получить. Еще нам прислали несколько реальных кейсов от лаборатории экспериментальной онкологии. Решая их, можно было подумать над реальными проектами этой лаборатории.

Первый раз о школе я услышала зимой, посмотрела все проекты и решила попробовать сама. Очень надеялась, что школа все-таки будет в Санкт-Петербурге. Но, с другой стороны, очень порадовала организация в онлайн-формате. Даже в такой ситуации, через Zoom, организаторы смогли передать всю атмосферу летней школы и показать, насколько безграничной бывает наука. Конечно, от школы ожидала практики именно в стенах ИТМО, но я все-равно узнала очень много нового и интересного, что может пригодиться в моей научной работе.

Этим летом я с отличием окончила бакалавриат по направлению химической технологии биологически активных соединений. Но хоть по образованию я химик, свой диплом я писала в ИБХ РАН на тему тканевой инженерии, то есть работала с клетками. И поняла, что хочу дальше продолжать в этом направлении и мечтаю поступить на молекулярную биологию в SCAMT.

Изначально мечтала совместить информатику со своей специальностью и узнала от знакомых, что в ИТМО есть направление инфохимии и биоинформатики. Зашла на сайт и потерялась там на пару дней, очень впечатлило все, что здесь происходит: от предметов и научных групп до самого интерфейса сайта. Потом увидела биотехнологию и поняла, что это то, что я хочу. Так что изначально я хотела поступать в ИТМО, а потом увидела воркшоп и сразу же подала на него заявку. Тогда я еще не знала, что участие дает 100 баллов на вступительных экзаменах. Думала, что это только для нескольких человек, поэтому уже начала готовиться к экзамену — а тут такой приятный сюрприз.

Я была в проекте «Create Carbon Constructor», в посылке мне прислали все, что нужно для опыта: пробирки, шприцы, чашки Петри, стеклянные палочки, пенициллин, лимонную кислоту, NaOH, желатин, деионизированную воду. Сам опыт построили так, чтобы мы могли его сделать в домашних условиях. А то, что мы не могли сделать дома, кураторы показывали нам через Zoom.

Я учусь на третьем курсе факультета наук о материалах МГУ, специальность — химия, физика и механика материалов. Работаю в лаборатории «химический дизайн бионаноматериалов» кафедры энзимологии химического факультета МГУ.

На воркшопе я работала над проектом «Create MAGnetIC spider silk» — мы занимались созданием магнитной паутины на основе натуральных образцов, полученных в SCAMT.

Этот проект показался мне интересным, потому что он включал в себя работу с реальным биологическим объектом, имеющим большой потенциал для применения в медицине.

Магнитная паутина — это гибридный материал на основе натуральной паутины и ферромагнитных наночастиц. Паутину в лаборатории SCAMT получают от пауков вида Linothele Fallax и затем обрабатывают золем наночастиц.

Поскольку воркшоп был дистанционный, мы не смогли познакомиться с пауками вживую, но было здорово понаблюдать за ними и через камеру. Нам прислали образцы паутины, которые нужно было самостоятельно почистить перед обработкой наночастицами — для этого мы их промывали по очереди в дистиллированной воде и изопропиловом спирте. В лаборатории для нас синтезировали золь наночастиц магнетита. Мы и сами делали синтез того же самого магнетита для сравнения, но уже по другому плану, более безопасному и реализуемому в домашних условиях: нужно было растворить соли железа и, подогрев, добавить аммиак. Выпадающие черные частицы здорово реагируют на магнит — это простой и красивый синтез. Затем нам нужно было выдержать паутину в обоих образцах наночастиц и сравнить ее реакцию на магнит. Магнитился как образец на основе лабораторных наночастиц, так и образец на основе домашних.

Я закончила первый курс магистратуры на факультете фотоники и оптоинформатики ИТМО, по специальности «Физика и технология наноструктур».

До этого со SCAMT я не сотрудничала, но мне хотелось попробовать свои силы в области химии и биологии и получить какой-то новый опыт. Я подавала заявку на три проекта, но в итоге попала на «Create MAGnetIC spider silk».

Меня всегда привлекала идея работы с уже существующими в природе материалами и возможность их модификации. Паутина как раз является образцом такого материала. Причем она отличается высокой прочностью ­— гораздо прочнее кевлара, а еще биоразлагаема и экологична, что очень важно в рамках экологической ситуации в мире. В перспективе паутину возможно применять в массе областей.

Проект мне очень понравился, и экспериментальная часть была очень интересной. Все было организовано на высшем уровне. Особенно порадовала коробка со всеми необходимыми реактивами. Мне казалось, что раз воркшоп проходит дистанционно, то ни о какой практической части речи не идет. Что касается теоретической части, то мне очень понравилась лекция о прикладной геномике, о микробах и об эпигенетике, которую читал Фил Бакхолтс.Домашняя лаборатория с доставкой: как прошла Летняя школа SCAMT Workshop Week

Роман Косарев

выпускник Сибирского федерального университета

Нам было предложено 9 проектов, и я указал 2 проекта, которые меня заинтересовали: Create DNA-nanorobot и Блокатор. Процесс обучения был онлайн в зум, где каждый день с 2 дня до полуночи - лекции, воркшопы и групповые работы. Каждому был выслан химический набор в соответствии с проектом/темой, и с помощью него мы делали то, что у нас в проекте, в моем случае Блокатор. В наборе были реактивы с наименьшими концентрациями, тем не менее нам удалось осуществить проект. У нас было три куратора, каждый специалист в своей области. 

Блокатор я выбрал потому, что проект актуальный в данной всемирной ситуации. В планах у меня поступление в магистратуру SCAMT - про него мне рассказала моя девушка. Я рассматривал много мест для поступления, но во многих ВУЗах до сих пор сохраняются дисциплины, которые я считаю уже не актуальными, например различные философии, истории и тд., а профильных предметов мало. Также моя подруга учится в SCAMT и она рассказала, что много времени проводит в лаборатории и всем довольна, несмотря на то, что очень много времени проводит в кластере. 

Я думаю SCAMT - это одновременно и университет и место для развития стартапа - очень интересно, что там пытаются сделать все исследования прикладными. Также мне нравится, что особо нет границ у направлений: междисциплинарность - это интересно. На данный момент я на этапе рассмотрения - мне глубоко интересна молекулярная биология, персональная медицина и все, что с этим связано. Также во время SWW была лекция про  обучение - мне интересен процесс обучения и влияния внутренних факторов ( в т.ч. химические интермедианты: гормоны и тп.) - как это все может влиять на настроение человека и его желание обучаться. Что именно я выберу - пока не знаю. 

Ожидания от SWW были не сильно высокие, когда я узнал, что к нам едет посылка, ждал наклейку, блокнот - не более. Но, когда я узнал, что приехала целая химическая лаборатория - это было удивительно! Всё превысило мои ожидания. Изнутри я увидел - в SCAMT позитивная атмосфера, все это притягивает и завоевывает доверие. 

Новицкая Влада 

выпускница Санкт-Петербургской Государственной Химико-фармацевтической Академии

Вы знали, что лист растения может рассматриваться как потенциальная модель кровеносной системы? Я нет, пока не стала участником проекта SWW, посвящённого моделированию такой системы с использованием листа шпината. Казалось, невозможно полноценно реализовать проект в дистанционном формате, но я ошибалась. SCAMT начал удивлять меня ещё до начала SWW, доставив большую коробку с реактивами и всем необходимым! И благодаря этому каждому члену нашей команды удалось провести обесклеточивание шпината и осуществить введение красителя эозина в сосудистую систему листа.

Даже несмотря на отсутствие иностранных участников, не менее половины лекций были проведены в Zoom преподавателями SCAMT и приглашёнными спикерами на английском языке, что стало приятным бонусом. Порой последние вечерние лекции воспринимать уже было непросто после насыщенного проектного дня, но хочу отметить потрясающую чёткость организации всех мероприятий!

Увидев, с каким энтузиазмом рассказывают преподаватели о проводимых в химико-биологическом кластере научных исследованиях, увидев горящие глаза аспирантов и магистрантов, я всерьёз задумалась о поступлении в ИТМО на магистерскую программу, чтобы стать частью команды SCAMT.

Улесов Александр 

источник https://news.itmo.ru/ru/education/students/news/9591/