Как спасти картошку. Учёный рассказал, зачем искать полезные бактерии

На федеральной территории «Сириус» проходит IV Конгресс молодых учёных. Среди его участников — Кирилл Антонец, ведущий научный сотрудник Санкт-Петербургского государственного университета и ВНИИ сельскохозяйственной микробиологии.

Четыре года назад Антонец стал лауреатом Премии президента РФ в области науки и инноваций для молодых учёных, а сейчас занимается разработкой компьютерных программ для поиска полезных бактерий.

Таинственный язык генов

Дмитрий Писаренко, aif.ru: Кирилл, полезные бактерии, наверное, ищете с помощью искусственного интеллекта, как сейчас принято?

Кирилл Антонец: Вообще мы занимаемся такой областью, как биоинформатика. Она возникла во второй половине XX века, когда научились расшифровывать геномы организмов и в целом стало понятно, что ту информацию, которая описывает в том числе нас с вами, можно представить в виде некой последовательности символов. Образно говоря, в виде текстов на каком-то таинственном языке. И эти тексты не очень понятны нам, но очень важны. Поэтому учёные стали разрабатывать соответствующие методы анализа, чтобы находить в них полезную информацию.

Сейчас накоплено очень много данных по геномам, и их объёмы только растут, так что приходится разрабатывать новые, всё более эффективные методы расшифровки. Для чего это нужно? Например, для того, чтобы понять, можем ли мы как-то использовать тот или иной организм. Может ли он быть опасен для нас? Или может ли быть полезен? Как мы знаем, одни бактерии вызывают у нас страшные заболевания, например, чуму, а другие мы спокойно употребляем в пищу, например, молочнокислые бактерии.

Сейчас активно развиваются биотехнологии и существует спрос на бактерии, которые можно применять для производства новых продуктов питания или каких-то химических соединений. К примеру, такую важную пищевую добавку, как глутамат натрия (усилитель вкуса), в основном сейчас получают с помощью биотехнологий. И в целом много соединений получают с помощью методов биотехнологии.

Как людям тяжело жить без некоторых бактерий, так и растениям нужны определённые микроорганизмы, которые помогают им расти. Такие микроорганизмы помогают повышать урожаи, а это важно для обеспечения продовольственной безопасности.

Цель — помочь им встретиться с растениями

— Так вы ищете полезные бактерии для растений?

— Да, ищем такие, которые помогают им расти, а также защищают их от чего-то плохого — от болезней различной природы, от вредителей. Такие бактерии подавляют патогенную микрофлору растений и уничтожают насекомых-вредителей.

При этом они безопасны для нас с вами, в отличие от многих других методов борьбы с вредителями.

— А где эти бактерии живут в природе?

— Они занимают самые разные ниши — живут в почве, на растениях. Нам очень тяжело создавать их искусственно, лучше искать их в природе и использовать.

— То есть помочь им встретиться с растениями, которые нуждаются в их защите?

— Можно так сказать. Мы пытаемся искать их, и нам в этом помогают современные методы анализа информации. Они позволяют вести поиск по большому объёму признаков, выбирать различные формы не случайным образом, а целенаправленно.

Изначально это делалось с помощью каких-то простых программ, а сейчас активно внедряются методы искусственного интеллекта.

Что получит потребитель?

— Пример полезной бактерии можете привести?

— Как раз сейчас мы находимся в процессе поиска. Есть такой вид бактерий — Bacillus thuringiensis, он известен уже достаточно давно. Её различные формы вызывают заболевания у насекомых, и бактерию используют для борьбы с вредителями — бабочками и жуками, которые поедают посадки (например, картофель, капусту).

Наша задача — находить новые варианты этой бактерии (штаммы), которые будут защищать растения от вредителей, ведь у вредителей развивается резистентность: они постепенно адаптируются к угрозе, у них появляется устойчивость к старым штаммам, снижается их эффективность. Поэтому нужно постоянно обновлять арсенал средств, чем мы и занимаемся. Нами уже создана программа для поиска в геномах бактерий информации об их способности поражать насекомых, а сейчас мы работаем над инструментами более комплексного анализа, который позволит более точно и полно определять, как можно использовать штаммы бактерий.

— Потребитель, который борется с жуками на огороде, что получит в результате вашей научной работы?

— Уже давно используются различные биопрепараты, но их приходится обновлять. Это достаточно большой рынок, который активно развивается и ежегодно растёт. Потребитель получит новый эффективный препарат, который сможет купить в магазине.

— Что скажете о Конгрессе молодых ученых? Насколько это значимое мероприятие?

— Я здесь уже четвёртый раз. Это очень полезное мероприятие, на котором обсуждаются разные аспекты научной деятельности. При этом важно, что тут поднимаются ещё и проблемы, которые сейчас, возможно, ещё не имеют однозначного решения, но в результате обсуждения и дальнейшей работы его потом получат.

Интересно смотреть, как какие-то идеи зарождаются, а затем воплощаются и развиваются. Например, проект «Наша лаба», который помогает учёным находить научные товары, расходные материалы и реактивы, сделанные в России и Беларуси. Он был задуман два года назад, а сейчас сильно вырос, и это очень хорошо видно по тому, какой большой стенд они занимают на Конгрессе.

IV Конгресс молодых учёных — ключевое ежегодное мероприятие Десятилетия науки и технологий в России, объявленного Президентом Российской Федерации Владимиром Путиным в 2022-2031 годах. Организаторами Конгресса выступают Фонд Росконгресс, Министерство науки и высшего образования Российской Федерации, Координационный совет по делам молодежи в научной и образовательной сферах Совета при Президенте Российской Федерации по науке и образованию и АНО «Национальные приоритеты».