Светящиеся 3D-объекты, фотонные изображения и микробное электричество: что изучали участники SCAMT Workshop Week

В Университете ИТМО прошла шестая школа от Международного научного центра SCAMT. Почти 50 участников из разных городов России смогли попробовать себя в направлениях, развиваемых в химико-биологическом кластере.

SCAMT Workshop Week дает возможность студентам познакомиться с работой лабораторий, узнать о научных направлениях, разрабатываемых в SCAMT, послушать лекции от ведущих специалистов. А еще — самостоятельно поработать над проектами и освоить новые практические навыки.

Студентам предлагается несколько направлений. Например, участники трека «Индустриальный менеджмент проектов» учатся не только своими руками синтезировать готовый продукт, но и разрабатывают маркетинговую стратегию его продвижения на рынке, попутно осваивая основы запуска стартапов. Другой кейс, который привлекает студентов, ― нанобиоархитектоника — в частности, создание гибридных материалов на основе паутины. Участники не только получают доступ в инсектариум, но и осваивают практические навыки синтеза наночастиц и модификации природных материалов.

Каждая школа обладает уникальными особенностями: например, во время прошлой Летней школы всем участникам рассылали готовые наборы с реактивами для самостоятельной работы над экспериментами. В этот раз главный упор был сделан на разнообразие проектов — впервые организаторы предложили участникам сразу 12 треков.

«В 2019 году у нас открылась лаборатория 3D-печати функциональных наноматериалов — так появился проект по созданию светящегося 3D-объекта. У нас впервые сразу три проекта по геномике — а раньше из теоретических направлений было только машинное обучение. Это связано с повышенным запросом на биоинформатику — в этом году мы открываем магистерскую программу по прикладной геномике. Плюс некоторые старые проекты у нас модифицировались: например, лаборатория нанофармацевтики разделила свой трек отдельно на проект по жидким металлам и тромболитическим препаратам», — объясняет Полина Хапаева.

 

Еще одним нововведением стало сотрудничество химико-биологического кластера с Центром Art&Science.

Заявки участников проходят серьезный отбор, организаторы школы оценивают не только мотивационные письма, но и бэкграунд претендентов — для участия в практических проектах нужно иметь хотя бы минимальные навыки работы в лабораториях и теоретические знания из сферы. В новый набор школы попал студент магистратуры Art&Science — как объясняет Полина Хапаева, это осознанный пробный шаг по привлечению к школе участников не из мира естественных наук:

«Ребята с Art&Science приходили к нам на экскурсию прошлой осенью, на школу поступило несколько заявок от них — мы выбрали самую сильную. Мы долго между собой обсуждали, насколько возможно подключение к проектам людей из совсем далеких от нашей деятельности сфер. У Art&Science своя специфика: специалистам интересно добавлять к научным проектам какую-то арт-составляющую, но зачастую не хватает базы именно с точки зрения науки. Мы решили попробовать дать им эту базу — пусть и в не очень глубоком, ускоренном формате. В финале посмотрим, насколько студенту было сложно вливаться в совсем другую, по сути, сферу».

Анна Гарджук

Московский государственный университет имени М.В.Ломоносова, специальность биотехнология, 3 курс

В МГУ, к сожалению, у меня нет возможности заниматься тем проектом, который бы полностью подходил моим интересам, где мои идеи могли быть реализованы в команде таких же молодых ученых. Поэтому я подумала, что этот воркшоп — отличная возможность получить новые знания, наработать нужный мне практический опыт в той сфере, с которой бы я хотела связать дальнейшую работу. Но одна из главных целей для меня — это поступить сюда в магистратуру, а участие в воркшопе как раз дает шанс поступить без сдачи экзаменов.

Это моя вторая попытка сюда попасть — до этого я отправляла заявку на Летнюю школу, но не прошла отбор. Отчасти я даже рада этому, потому что тогда все было в режиме онлайн, а сейчас есть возможность поработать руками и лично познакомиться с лабораториями.

Помимо воркшопа я также прошла на летнюю стажировку. Я пока еще не выбрала, в какую лабораторию хотела бы попасть, пока пробую себя в наиболее приятных и интересных для себя направлениях и проектах. Но в любом случае я хочу связать себя с медициной, поэтому рассматриваю лабораторию нанофармацевтики.

В приоритете у меня был проект «Создание магнитной паутины», потому что моя работа связана с биомедицинскими технологиями. Но как сами технологии, так и принцип работы здесь совсем другой — они сильно отличаются от того, что я делаю у себя в лаборатории.

В ИТМО очень дружелюбная атмосфера: все ребята настроены на работу, мотивированы на развитие — это очень чувствуется. Конечно, круто, что мы можем обмениваться контактами, опытом, договариваться о стажировках. Сама работа идет просто и легко благодаря кураторам: они объясняют, как что делать, проводят инструктаж. Конечно, не все получается с первого раза, но никто тебя за это не ругает — мы пришли учиться, и здесь эта возможность реализуется в полной мере в комфортной обстановке.

На самом деле мне сложно сравнивать МГУ и ИТМО — это как будто два разных мира: фундаментальной науки и практической деятельности. Даже лекции здесь более практикоориентированные: как писать статьи, как публиковаться в научных журналах, как защищать презентации.

Сергей Леончук

Омский государственный университет, Химический факультет, 4 курс

В лаборатории нанофармацевтики занимаются различными направлениями, связанными с применением нанотехнологий в области медицины. Но если говорить о проекте с жидкими металлами, то у него прямого медицинского применения нет — это, скорее, прикладная работа из области неорганической химии, новый способ получения наночастиц. При этом мы учимся не только синтезировать наночастицы, но и подробно изучаем их свойства, анализируем с помощью сканирующего электронного микроскопа и метода энергодисперсионного анализа. Это помогает лучше узнать их свойства, то, какие факторы на эти свойства влияют и как их можно использовать. 

Когда я ознакомился с проектом, я прекрасно понимал его теоретическую суть. Но в практическом плане, как именно это все делается, я открыл для себя много нового в нанохимии. Конечно, в лабораториях я работаю с первого курса обучения, но раньше мне не было доступно действительно классное, высококачественное оборудование. Такая материальная база открывает очень большие возможности для любого исследователя.

Изначально я не планировал поступать в магистратуру — хотел просто поучаствовать ради любопытства. Когда я первый раз увидел посты в соцсетях SCAMT, я даже немного со скептицизмом к ним отнесся. Но чем больше я погружался в тему, тем больше рос мой интерес. И вот сейчас, побывав здесь, посмотрев, какие люди здесь работают, какая здесь атмосфера и рабочая обстановка, я уже задумался о поступлении сюда после окончания бакалавриата.

Евгений Хлопотов

Университет ИТМО, магистратура Art&Science, 1 курс

В итоге я оказался единственным не ученым здесь. Изначально я вообще не понимал, что такое фотонные изображения. Пытался гуглить, но это не помогло. Оказалось, что это голограммы, с которыми я в принципе уже имею какой-то опыт, просто другой их вид и совсем другая технология.

Я бы не сказал, что было сложно — нужно было просто вникнуть. Для этого были все возможности: время, место и люди, которые могут все объяснить. В течение недели мы постепенно знакомились с технологией, с ее химическими и физическими особенностями, нам рассказывали об актуальных исследованиях и возможностях применения технологии: какие у нее есть ограничения, как их можно расширить. 

В целом это очень интересный опыт, и сейчас я как раз пытаюсь понять, как я могу использовать новые знания и навыки в своей художественной практике. У меня уже есть идея, как это использовать, но я пока не хочу о ней рассказывать.

В рамках нашего воркшопа мы должны создать собственные голограммы по тем изображениям, которые мы выберем. Мы начали с печати совсем простых образцов — ощущения очень прикольные, особенно, когда понимаешь, что именно там происходит на всех этапах и уровнях. Это совсем другой опыт — не то, что ты приходишь в Музей оптики и восхищаешься всеми этими красивыми голограммами. Тут начинаешь понимать все процессы и в принципе сам уже можешь создать нечто подобное.

Когда я подавался, воспринимал все наивно: когда ты совсем не в теме, то кажется, что все достаточно легко. А вот сейчас, после глубокого погружения в процесс, я начал более трезво оценивать свои возможности и понял, почему меня не взяли на другие проекты. На них пришли люди с действительно сильным научным бэкграундом, которым я, конечно, не обладаю. Но в будущем я бы хотел еще раз поучаствовать — если будут темы, которые будут мне близки.

Илья Путилин

Сибирский федеральный университет, Институт фундаментальной биологии, 4 курс

Наш проект делится на три мини-проекта. Конкретно я занимался тем, что собирал хлоропластный геном растения и в дальнейшем брал из него геномную последовательность, которая очень интересна для филогенетических исследований. В итоге мы должны были построить дерево предков этого растения. Несмотря на то, что звучит довольно масштабно, задача вполне выполнима — все вычисления проводятся методами биоинформатики. Расчеты производит программа, а ты просто интерпретируешь полученные результаты. До этого собирать геномы мне еще не доводилось. Сложности были в том, чтобы вспомнить, как работать в командной строке, ведь у большинства программ нет графического отображения. Я представил себя таким стереотипным хакером из фильмов.

О SCAMT я узнал от товарища, который сам участвовал в летней школе в онлайн-формате, а теперь уже поступил в ИТМО. Мне стало интересно посмотреть и сравнить то, что делают здесь с тем, что делают у нас. Ну и хотелось познакомиться с людьми со схожими интересами, чтобы в дальнейшем коллаборировать и общаться.

На самом деле проводящиеся здесь исследования отличаются не по сути, а по масштабу. В нашем институте мы делаем примерно то же самое, но здесь гораздо больше возможностей, чтобы заниматься теми же омиксными науками. Больше возможностей реализации своего потенциала, выбора направлений своей деятельности.

Участвовать в воркшопе было очень интересно, потому что это возможность посмотреть изнутри, как работают в других вузах, познакомиться с междисциплинарным подходом, новыми исследованиями. И самое главное, что узнаешь много новых людей — это в дальнейшем очень помогает в научной работе. На самом деле сейчас я уже рассматриваю SCAMT как один из вариантов для магистратуры.

Юлия Гречаная

Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого, Институт биомедицинских систем и биотехнологий, 4 курс

Честно говоря, я подала заявку именно на это направление, потому что меня очень привлек биопринтер — хотелось с ним поработать. Первоначально мне было просто интересно посмотреть, смогу ли я сюда попасть — потому что была не уверена, что смогу работать в химии и биологии. Вообще, для меня работа в лаборатории не в новинку, ведь я обучаюсь на медицинской физике, и у нас предполагается научно-исследовательская деятельность. В частности, я занимаюсь клеточными структурами в НИИ Цитологии.

Честно говоря, мне тут было немного сложно, потому что я думала, что будет больше физики, а тут упор именно на химию, в которой я не очень сильна. Но тут очень дружелюбная атмосфера: даже когда я сказала, что не умею работать со сложными приборами, ни у куратора, ни у коллег не возникло никаких проблем с тем, чтобы все объяснить мне простым языком, помочь с практикой.

Виктория Сучилова

Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого, направление биотехнология, 4 курс

Я 3 года изучала пищевую биотехнологию, но потом, вернувшись с программы обмена, перешла на общую биотехнологию, и для меня открылся новый мир. Я не знала ничего о SCAMT, и друг, который давно следит за новостями и уже участвовал в воркшопе, посоветовал подать заявку. Суть нашего проекта “Разработай новый метод тромболизиса” - разработка наночастиц, которые усиливают эффект тромболитиков. Такой метод является менее инвазивным по сравнению с существующими методами против тромбоза. Это очень интересно, раньше я никогда не думала, что магнитные наночастицы можно использовать в медицине, а тем более таргетно разрушать тромбы.

За проект мы успешно синтезировали частицы разной формы: 0D и 1D, посмотрели их размеры на СЭМе, а затем определили количество и размер пор на Nova 1200. После этого мы сделали искусственную модель тромба, на которой оценили влияние наших частиц в комбинации с урокиназой на разрушение тромба. 

С биотехнологическим бэкграундом на таком проекте было легче, чем я думала. Материалов для подготовки было много, он давался заранее, и я уже до воркшопа представляла, о чем будет идти речь. Плюс у нас были отличные кураторы: они все четко понимали, о чем говорят, и отвечали на любые возникающие вопросы.

В SCAMT мне очень понравилась модель взаимодействия постдоков, аспирантов и магистрантов со всеми студентами - дружный коллектив, который помогает, каждый приходит что-то рассказывает и дополняет, а также возможность поработать с оборудованием, к которому в обычных вузах нас не подпускают.

Александра Кушнарева

Российский национальный исследовательский медицинский университет имени Н. И. Пирогова, специализация биомедицина, 4 курс

Уже 2 года я занимаюсь биоинформатикой и решила с этим связать жизнь. Я участвовала в летнем воркшопе, была в полном восторге и в этот раз не планировала подавать заявку. Но я давно засматриваюсь на лабораторию Прикладной геномики, увидела, что они предлагают проекты и решила податься, чтобы узнать о лаборатории и магистерской программе по геномике изнутри.

На проекте “Круче чем Лего: собери свою бактерию” у нас было несколько задач: сначала в формате тренировки мы занимались сборкой и аннотацией генома E. coli, а дальше мы перешли к предсказанию сигма-факторов в бактериальных геномах. Это больше фундаментальный проект, чем прикладной, в частности, он позволяет узнать больше о свойствах патогенных организмов.

Работа по проекту очень веселая, потому что команда дружная и мы все друг другу помогаем. Все немного хаотично и задорно. Мы занимаемся написанием пайплайнов, т.е. скриптов на Python, R, пишем команды под наши задачи и используем биоинформатические инструменты, чтобы получить на выходе файлы, которые мы анализируем, сортируем, кластеризуем и визуализируем в итоговый результат.

На SWW я всегда радуюсь воркшопу по публичным выступлением, для меня это интересно и важно, и хочу отметить лекцию по микробиологии Елены Кошель. Еще мне нравится команда и атмосфера, в которой не страшно ошибаться.

Антон Чангалиди

Университет ИТМО, Программная биоинженерия, 3 курс, окончил программу в Институте биоинформатики

До воркшопа у меня уже был опыт в биоинформатике, и даже небольшой опыт работы с коронавирусными данными. Когда я узнал из новостей ИТМО про воркшоп, решил поучаствовать, ведь это что-то интересное как раз после сессии. 

Отличие нашего проекта “Настоящее, прошлое и будущее того самого вируса” от “мокрых” лаб и проектов в том, что они сначала берут организмы, получают данные и пытаются посмотреть на них и интерпретировать. “Сухие” же лаборатории используют огромное количество данных, уже имеющихся в интернете, которые не всегда хорошо изучены и проанализированы. Биоинформатика крута тем, что ты можешь зайти в интернет, выкачать большое количество данных и найти в них что-то новое и интересное. В данном случае мы использовали уже собранные геномы коронавируса, которых сейчас уже больше 450.000. Мы посмотрели, чем отличаются мутации в штаммах, зарегистрированных в России, от мировых штаммов, проанализировали, что у нас появлялось впервые, общие закономерности и сравнили с другими странами.

Преобразовав сырые данные и проанализировав метаинформацию о странах, городах, датах сборки, мы из кучи разрозненных данных пытались получить что-то цельное, чтобы в итоге отсортировать, построить карту, посмотреть распространение. Сначала с помощью специальных тулов, а потом самостоятельно написанными программами.

Больше всего на воркшопе мне запомнились люди, общение. Я сюда шел за нетворкингом и в итоге получил много новых знакомств. Больше информации по проекту и по опыту участия я расскажу на своем канале о биоинформатике на YouTube

Дарья Ситникова

Московский государственный университет имени М.В.Ломоносова, Биотехнологический факультет, 3 курс

Я давно хотела попасть на какой-нибудь научный движ, и в какой-то момент наш научный руководитель скинул ссылку на воркшоп, и так я узнала о SCAMT. Первый раз подала заявку и сразу попала.

Главная цель нашего проекта - это получение микробного электричества, мы тестили микробиоту нашего кожного покрова на возможность выработки электричества. Мы сделали специальный пластырь - мини-версию микробного топливного элемента (МТЭ) с возможным потенциальным применением для оценки электрогенности нашей микробиоты, диагностики кожных заболеваний, вызываемых микроорганизмами, ветеринарии, тест-драйва дезодорантов.

Любой проект начинается с мозгового штурма, и мы сразу наметили три направления, в которых нам предстояла работа. По одному из них мы высаживали на чашки Петри смыв с кожи, чтобы понять, кто же на нас живет. Вторым направлением было создание МТЭ, а третьим - разработка и конструкция пластыря. Мы начали работу по все направлениям вместе, но потом разделились, чтобы все успеть.

Мы очень много делали руками, и я от этого получила настоящий кайф. Мне очень понравилась атмосфера в лаборатории, и сам проект был интересен.

Аникина Дария

Санкт-Петербургский государственный университет, Биологический факультет, 2 курс

Мои самые главные научные интересы - онкогенетика и онкоиммунология, и проект “Молекула, клетка или организм: как выбрать уровень терапии?” именно то, что я искала. Мне очень хотелось попрактиковаться именно в клеточной лаборатории, до этого я занималась только ПЦРками, секвенированием, и сейчас для меня это новый и крайне интересный опыт.

Про воркшоп узнала из студенческого совета, я куратор первокурсников, и такая информация попадает ко мне на первой волне. Когда увидела объявление, поначалу подумала: там будут такие умные люди, а я тут со второго курса всего лишь, шансы невелики. Но решила, что попытка не пытка, и мне повезло.

На проекте мы проверяем сочетание препаратов, у нас есть уже известный, часто применяемый химиотерапевтический препарат - доксорубицин, и мы его комбинируем с наночастицами CuO, с макрофагами, а также воссоздаем микроокружение опухоли. В этих комбинациях мы проверяем эффективность, и как оказалось, она очень сильно отличается.

Сначала мы раскапываем среду с клетками: у нас есть контроли - просто клетки в среде, с макрофагами или наночастицами, с доксорубицином и дальше различные комбинации. Мы ставим МТТ-тест и смотрим на результаты выживаемости клеток, анализируем их. Между практиками были большие промежутки, так как нам приходилось инкубировать культуры клеток двое суток, да и после добавления МТТ нужно было подождать еще 2 часа, но они заполнялись обсуждениями теории в группах. По ощущениям, практики оказалось маловато, где-то по часу в день, хотелось чуть больше. Но это объяснимо: у нас еще нет таких навыков раскапывания клеточной среды, как у наших кураторов. Когда ты работаешь с клетками, перед тобой стекло, ты делаешь все на вытянутых руках, лунки маленькие - трудно попасть быстро, а время проекта все же ограничено.

На воркшопе у меня было очень много впечатлений. Самые яркие: практика, лекции и воркшоп по soft skills и теоретические лекции в группах, потому что на них ты узнаешь самую краткую выжимку без воды всего, что тебе нужно знать. И, конечно же, сами люди - увлеченные, разносторонние, вдохновляющие.

Благодарна кураторам и организаторам зимней школы за возможность почувствовать себя частью большого и важного дела.

 

(источник https://news.itmo.ru/ru/education/trend/news/10132/)