В НАУКУ НАС ВЕДУТ УЧИТЕЛЯ

06 января 2021, 20:21

Мы продолжаем серию портретов ведущих ученых Академического университета имени Жореса Алферова под рубрикой "Передний край науки". На нашем сайте ранее были опубликованы материалы, посвященные профессиональной жизни академика Роберта Суриса и доктора физико-математических наук Ивана Мухина.

МАТЕМАТИК КИРА ВЯТКИНА ВОЗГЛАВИЛА КАФЕДРУ В АКАДЕМИЧЕСКОМ УНИВЕРСИТЕТЕ С ЛЕГКОЙ РУКИ ЖОРЕСА АЛФЕРОВА

 

Если бы эта элегантная петербурженка была актрисой, ее без всяких проб за безупречное произношение и аристократический стиль утвердили бы на роль английской леди. Впрочем, на этом языке она постоянно выступает с докладами на международных научных конференциях по всему миру. И амбициозные англичане легко принимают ее за свою, не улавливая в ее речи иностранного акцента.

 

Между тем Кира Вяткина никогда подолгу за границей не жила, а всюду представляла молодую науку Санкт-Петербурга. Два с половиной года назад по предложению ректора Академического университета Жореса Алферова она возглавила здесь кафедру биоинформатики и математической биологии, что стало важным событием в ее профессиональной биографии.

ДОЛЖНОСТЬ

 

- КИРА ВАДИМОВНА, КАК ВАМ ЗАПОМНИЛСЯ ЭПИЗОД С ВАШИМ НАЗНАЧЕНИЕМ? КАК ВЫ ВОСПРИНЯЛИ ПРЕДЛОЖЕНИЕ ЖОРЕСА ИВАНОВИЧА?

 

- Это было в его кабинете. Жорес Иванович собрал своих заместителей на небольшое ректорское совещание, где речь шла о кафедре математических и информационных технологий. Была приглашена и я. Здороваясь со мной, Жорес Иванович встал, подошел ко мне. Я смутилась, что такой человек стоит передо мной, но он объяснил: "Нет, я по-другому не могу". Подал мне руку и сказал: "Я слышал о вас много хорошего и прошу Вас возглавить эту кафедру". Это был для меня очень волнующий момент... Я согласилась и уже со следующего дня исполняла обязанности заведующего кафедрой. Вскоре я предложила провести ее реорганизацию, дав ей новое название – кафедра биоинформатики и математической биологии. В сентябре 2018 года эту концепцию рассмотрели и приняли на ученом совете Университета, а в декабре я была утверждена в должности завкафедрой.

 

УЧИТЕЛЯ

 

- ВЫ ПРОИЗВОДИТЕ ВПЕЧАТЛЕНИЕ ОПТИМИСТИЧНОГО И УВЕРЕННОГО В СЕБЕ ЧЕЛОВЕКА. А ЕЩЕ МНЕ ПОДУМАЛОСЬ, ЧТО ВАМ, НАВЕРНОЕ, ПОВЕЗЛО С УЧИТЕЛЯМИ, БЛАГОДАРЯ ЧЕМУ ВЫ РАНО ОТКРЫЛИ СВОЕ ПРИЗВАНИЕ. Я НЕ ОШИБСЯ?

 

- Мне действительно повезло в жизни с учителями, начиная с самых первых. А с точки зрения профессии очень важной была встреча с Владимиром Анатольевичем Гольдичем – моим учителем математики с третьего класса. По его рекомендации после городской олимпиады по математике в пятом классе я поступила в математический кружок Дворца пионеров. Там у нас преподавали Станислав Константинович Смирнов, десять лет назад ставший лауреатом медали Филдса, и Сергей Владимирович Иванов, почти столько же лет назад избранный членом-корреспондентом РАН. По традиции наша – самая сильная – группа кружка спустя два года была принята без экзаменов в восьмой класс 239-й физико-математической школы, где тоже были замечательные учителя. После окончания школы, несколько отступив от кружковских традиций, я поступила не на матмех СПбГУ, а на кафедру прикладной математики физико-механического факультета Политеха: мне очень понравилось, как в ее образовательной программе сочетаются друг с другом математические дисциплины и курсы по теоретической информатике и программированию. Окончила на «примате» бакалавриат и магистратуру, но в аспирантуру пошла уже на матмех. И, конечно, я с благодарностью вспоминаю Сергея Юрьевича Жукова и Андрея Леонидовича Ионеса – моих научных руководителей в студенческие годы – и Иосифа Владимировича Романовского и Веру Вацлавовну Бухвалову – моих научных руководителей в аспирантуре.

После окончания аспирантуры я еще восемь лет проработала на матмехе – в лаборатории исследования операций под руководством Бориса Асеновича Новикова и на кафедре системного программирования, которой заведует Андрей Николаевич Терехов. В научном плане занималась задачами вычислительной геометрии (это область теоретической информатики). Но в конце 2010 года в Математическом институте (ПОМИ) я познакомилась с Павлом Аркадьевичем Певзнером – известным биоинформатиком, давно работающим в США. Он получил мегагрант первой волны и приехал, чтобы открыть здесь, в Академическом университете, проблемную лабораторию вычислительной биологии. А в ПОМИ он выступал с докладом. Мы поговорили, и он предложил мне присоединиться к некоторым его проектам, а спустя несколько месяцев пригласил меня в свою лабораторию, предложив возглавить в ней направление вычислительной протеомики. Вскоре после этого основным направлением моих исследований стала вычислительная масс-спектрометрия, с которым меня познакомил Павел Аркадьевич. 

 

Вообще говоря, в современной биоинформатике возникает немало задач, при решении которых математики имеют преимущества перед специалистами с другим базовым образованием. И мы имели в виду это обстоятельство при разработке новых программ обучения. 

- ЭТО НАПРАВЛЕНИЕ ПРИШЛОСЬ НАЧИНАТЬ С НУЛЯ?

 

- После открытия лаборатории Павла Певзнера на кафедре математических и информационных технологий в магистратуре появилась группа биоинформатики. Но акценты там были существенно смещены в сторону вычислительной геномики. Как правило, в ее рамках можно быстрее абстрагироваться от биологической сути задачи. Нынешняя же наша программа нацелена на подготовку специалистов в различных областях биоинформатики. Ее выпускники должны иметь сильную математическую базу и хорошую подготовку в области разработки и реализации алгоритмов, но при этом также должны знать основы молекулярной и клеточной биологии и органической химии и понимать принципы работы приборов, используемых для получения данных биологии и медицины. Это позволит им стать по-настоящему хорошими и востребованными специалистами.

КОМАНДА

 

- КАКИЕ ЗАДАЧИ - УЧЕБНЫЕ И НАУЧНЫЕ - РЕШАЕТ ВАША КАФЕДРА?

 

 

- Помимо кафедры я заведую и лабораторией биоинформатики и математической биологии. Исследовательские проекты реализуются на базе лаборатории, но она тесно связана с кафедрой. Наши текущие проекты посвящены разработке алгоритмов для анализа белков и пептидов по данным масс-спектрометрии, предсказания предраковых состояний ткани, оценки амилоидогенных свойств белков, а также вопросам теоретического моделирования различных биологических процессов. Недавно в лаборатории появились два аспиранта, и к работе подключаются студенты.

 

- ЭТО КАК РАЗ МОЙ СЛЕДУЮЩИЙ ВОПРОС: НАСКОЛЬКО ИНТЕРЕСНО ЭТО НАПРАВЛЕНИЕ ДЛЯ СТУДЕНТОВ?

 

- Коль скоро они пришли учиться биоинформатике, интерес у них, конечно, есть. И к работе над проектами, и к участию в семинарах. Надеюсь, в ближайшем будущем мы запустим регулярный семинар на базе лаборатории – не сомневаюсь, что многие студенты станут постоянными его участниками. 

- МОЖЕТЕ ЛИ ВЫ НАЗВАТЬ КАКУЮ-ТО КОНКРЕТНУЮ РАБОТУ, В КОТОРОЙ ВЫ УБЕДИТЕЛЬНО ПОКАЗАЛИ ПЕРСПЕКТИВНОСТЬ ВАШЕЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ?

 

- У каждого сотрудника нашей лаборатории есть своя тематика, и все эти направления актуальны. Светлана Тарновская получила образование в области медицинской физики и занимается задачами, связанными с анализом транскриптома – полного набора РНК (рибонуклеиновых кислот), синтезируемых клеткой. Андрей Минарский по образованию физик-теоретик; он работает над задачами моделирования процессов клеточной дифференцировки и эволюционного развития организмов. Мое же основное направление – de novo секвенирование белков: здесь речь идет об установлении их первичной структуры (то есть, аминокислотной последовательности) на основе анализа данных масс-спектрометрии в отсутствие каких-либо предварительных знаний об анализируемом белке. Такие задачи приходится решать, например, при разработке лекарственных препаратов на основе антител. Современные масс-спектрометры позволяют быстро генерировать большие объемы данных превосходного качества, однако они слишком сложны для «ручной» интерпретации, а эффективных и надежных алгоритмов для их обработки по-прежнему существует совсем немного. В частности, алгоритм Twister, над которым я работаю на протяжении нескольких лет – его первая версия была опубликована в 2015 году, – насколько нам известно, до сих пор является единственным в мире алгоритмом de novo секвенирования белков по данным масс-спектрометрии «сверху вниз» (это означает, что белковые молекулы анализируются целиком, без предварительного гидролиза – расщепления их на пептиды).

 

Немаловажно и то, что наши коллеги и соавторы, от которых мы получаем экспериментальные данные – ведущие специалисты в своих областях, и эти данные снимаются с использованием новейших приборов. 

- КАК ВЫ СЕБЯ ЧУВСТВУЕТЕ В ПОЛОЖЕНИИ ЗАВЕДУЮЩЕГО КАФЕДРОЙ?

 

- Откровенно говоря, на этой своей роли я не концентрируюсь. Важно то, что у нас на кафедре сформировался замечательный коллектив, и мы работаем все вместе. Наши преподаватели – настоящие профессионалы, и они вкладывают в свою работу много времени и сил. Благодаря этому мы смогли два года назад запустить совершенно новую бакалаврскую, а с этого года – и магистерскую образовательную программу. В их основе лежат тщательно разработанные курсы, содержание которых отвечает современным требованиям к уровню подготовки хороших специалистов в области биоинформатики. 

СВОЙ РЕЗУЛЬТАТ

 

- ВЕРОЯТНО, ВЫ СЕЙЧАС РАБОТАЕТЕ И НАД ДОКТОРСКОЙ ДИССЕРТАЦИЕЙ?

 

- Да, это само собой: думаю, в нее войдут результаты моей текущей работы. То есть, она будет посвящена алгоритмам de novo секвенирования белков и их применению. Хотя, знаете, докторскую диссертацию, но только по другой теме, я могла защитить еще десять лет назад. Когда в 2009 году я окончила на матмехе СПбГУ докторантуру, от меня ожидали защиты докторской по вычислительной геометрии. Но тогда оставались еще вопросы, которые мне хотелось проработать до защиты, о чем я сказала и научному консультанту, и завкафедрой. Не знаю, насколько они сочли это правильным, но с этим моим решением согласились. И защита вскоре бы состоялась, если бы как раз тогда я не познакомилась с Павлом Певзнером, что привело к радикальной смене моего научного направления. Интересно, что совсем недавно мне об этом в очередной раз напомнили коллеги из прежней области. Но, впрочем, и новые коллеги уже несколько лет говорят мне о том, что нужно всерьез задуматься о защите. 

 

- С ТОЧКИ ЗРЕНИЯ ТАК НАЗЫВАЕМОГО ЗДРАВОГО СМЫСЛА ВЫ ПОСТУПИЛИ СТРАННО. НО, ВИДИМО, ВЫ НЕ ТАК УЖ ГНАЛИСЬ ЗА ДОКТОРСКОЙ СТЕПЕНЬЮ?

 

- Это правда, не гналась... Даже немного забавно, что это был уже не первый такой случай в моей жизни. Когда я поступила в аспирантуру, мой научный руководитель профессор Иосиф Владимирович Романовский, известный специалист в области теории алгоритмов, предложил мне интересную задачу. Но когда основные результаты уже были получены, я нашла в литературе подход, который был концептуально похож на мой. Разумеется, в моей версии все было изложено несколько иначе, но я считала, что общего было слишком много. И, в итоге, на кафедральном семинаре я рассказала о том, что сделала, и завершила доклад словами, что защищаться по этим результатам не стану, так как мне важно получить полностью свои результаты. Такого финала не ожидал ни научный руководитель, ни завкафедрой: с их точки зрения, новизны было достаточно. "И что же Вы будете делать?" - спросил меня завкафедрой. Я ответила, что напишу другую диссертацию. "О чем?" Я сказала, что пока не знаю, чем удивила всех еще больше. Но спустя год интенсивной работы я действительно защитила другую диссертацию, которая была высоко оценена оппонентами. Один из них – мой преподаватель из Политеха, профессор Федор Александрович Новиков, сейчас работает у нас на кафедре, чему я очень рада. 

 

- НАВЕРНОЕ, ВСЕМ НАСТОЯЩИМ УЧЕНЫМ ВАЖЕН, КАК ВЫ СКАЗАЛИ, "СВОЙ РЕЗУЛЬТАТ"? НЕ ЭТОТ ЛИ ПРИНЦИП ВООБЩЕ ДВИЖЕТ НАУКУ?

 

- На самом деле, так и есть. Иначе это просто не наука.

КОЛЛЕКТИВ ФОРМИРУЕТ АТМОСФЕРУ

 

- СКОЛЬКО СОТРУДНИКОВ РАБОТАЕТ У ВАС НА КАФЕДРЕ?

 

- Сейчас – двадцать шесть. У нас хорошо сбалансированный профессорско-преподавательский состав – от профессоров с международной известностью до замечательных молодых сотрудников, получивших первый опыт преподавания именно на нашей кафедре и быстро завоевавших авторитет в глазах студентов. И все работают с большим энтузиазмом, предлагают очень интересные идеи. Одна из последних заключается в создании студенческой проектной лаборатории, в которой студенты будут работать над проектами отчасти учебными, отчасти уже научными, под руководством как наших, так и приглашенных специалистов. И это начинание уже стало реальным благодаря усилиям одного из самых молодых наших преподавателей Андрея Мартемьянова и одного из самых опытных – Федора Александровича Новикова. Таким образом и формируется благоприятная атмосфера для учебы и научной работы. Впрочем, это в целом характерно для нашего небольшого университета, который отличается от других и по структуре, и по своим целям. Сам коллектив формирует атмосферу.

 

 

ЛУЧШАЯ ПОДРУГА МАМЫ КРАСНОЙ ШАПОЧКИ

 

 

ВЫ СВОБОДНО ГОВОРИТЕ ПО-АНГЛИЙСКИ – МОЖЕТ, ВЫ ПРИРОЖДЕННЫЙ ЛИНГВИСТ?

 

- Во всяком случае, мне всегда хотелось знать языки. Английский я начала изучать с пяти лет в группе для детей сотрудников Физтеха, которую вела Алиса Владимировна Гордеева (позднее Владимирова). Занятия проходили очень живо. А раз в полгода мы ставили небольшие спектакли. Один из них мы играли в 1986 году на сцене Дома ученых имени Горького для американских участников международной конференции – тогда приезд американской делегации был событием. У меня была в нем роль лучшей подруги мамы Красной Шапочки, которой нет в классической сказке.

 

Без английского языка сейчас просто не обойтись, тем более, в науке. Доклады на конференциях делаются на английском, если есть хотя бы один зарубежный участник. Но когда мы общаемся с коллегами в кулуарах, есть возможность поговорить хотя бы немного и на других языках. Кроме английского, я знаю еще французский и немецкий. Неплохо владею испанским. Когда путешествую по испаноязычным странам, говорю там по-испански.

 

БИОИНФОРМАТИКА

 

- МОЖНО ЛИ НАЗВАТЬ БИОИНФОРМАТИКУ ПЕРЕДНИМ КРАЕМ НАУКИ?

 

- Да, именно так ее и следует называть. Специалисты в области биоинформатики сейчас весьма и весьма востребованы. И в этот необычный и непростой период, связанный с коронавирусом, для биоинформатиков возникает в особенности много задач. Но и в рамках других исследований в области биологии, медицины, фармакологии нередко возникает необходимость в обработке больших объемов, которые невозможно проанализировать вручную. И разработка алгоритмов для их интерпретации – дело именно биоинформатиков. Чем больше становится приборов, и чем более они совершенны, тем нужнее специалисты, которые могут помочь полноценно использовать их возможности.

 

- ОТКУДА ПОШЛА БИОИНФОРМАТИКА? ЕСТЬ ЛИ СРЕДИ ТЕХ, КТО РАБОТАЕТ В ЭТОЙ ОБЛАСТИ, НОБЕЛЕВСКИЕ ЛАУРЕАТЫ?

 

- Как известно, в области биоинформатики Нобелевская премия не присуждается. Но, безусловно, есть точки соприкосновения биоинформатики с теми областями химии, физиологии и медицины, в которых работают Нобелевские лауреаты. В частности, данные масс-спектрометрии, для обработки которых предназначены мои алгоритмы, получаются с использованием метода ионизации электроспреем. За его разработку в 2002 году получил Нобелевскую премию американский химик Джон Фенн. Но справедливости ради надо сказать, что очень многие шаги в этом направлении были сделаны в Ленинграде, в Институте аналитического приборостроения, в группе Лидии Николаевны Галль. 

 

А СКОЛЬКО ЛЕТ САМОМУ ТЕРМИНУ БИОИНФОРМАТИКА?

 

- Он возник в семидесятых годах. Но алгоритмы биоинформатики появлялись постепенно. В частности, алгоритмы анализа геномных последовательностей, разработанные в конце 80х – начале 90х Павлом Певзнером и его коллегами, можно смело отнести к ранним достижениям в этой области.

 

ВСЕ ПРИГОДИЛОСЬ

 

- ЧТО ВЫ СЧИТАЕТЕ СВОИМ ГЛАВНЫМ ЛИЧНЫМ ДОСТИЖЕНИЕМ НА СЕГОДНЯШНИЙ ДЕНЬ?

 

- О себе говорить не так просто. Но для меня, безусловно, важно, что я нашла свою «нишу» в области биоинформатики. А конкретнее – вычислительной масс-спектрометрии. И в работе мне очень помогает то, что, будучи по основному образованию математиком, я могу взглянуть на некоторые вещи иначе, нежели биологи и химики. 

 

 

- ТАК ЧТО, НЕСМОТРЯ НА ТАКОЙ КАЖУЩИЙСЯ РАЗБРОС НАУЧНЫХ ИНТЕРЕСОВ, ВЫ НАКОПИЛИ ТАКУЮ БАЗУ ЗНАНИЙ, ЧТО ВСЕ В КОНЦЕ КОНЦОВ ВАМ ПРИГОДИЛОСЬ?

 

- Да, безусловно. В сущности, я использую все, с чем в жизни так или иначе соприкасалась. Опыт разноплановый, но в этом он и ценен.

 

 

ГЕОГРАФИЯ

 

 

- С ВАШЕЙ ПРОФЕССИЕЙ И ШИРОКИМИ МЕЖДУНАРОДНЫМИ СВЯЗЯМИ ВЫ, НАВЕРНОЕ, ХОРОШО ИЗУЧИЛИ ГЕОГРАФИЮ ПЛАНЕТЫ?

 

- Вы правы. Я выступала с докладами на всех континентах, кроме Антарктиды. В Австралии, правда, не бывала, но в Новой Зеландии на конференции была. Однако большая часть этих поездок пришлась на время, когда я занималась вычислительной геометрией. А конференции, связанные с вычислительной масс-спектрометрией, обычно проводятся в тех странах, где есть деньги на эти дорогостоящие приборы, и их география несколько уже. По работе я сейчас регулярно бываю в Штатах, Швейцарии, Нидерландах. Но по многим другим странам с удовольствием путешествую во время отпусков. 

ОСОЗНАННЫЙ ВЫБОР

 

- КАК ВАМ РАБОТАЕТСЯ В АКАДЕМИЧЕСКОМ УНИВЕРСИТЕТЕ?

 

- С удовольствием... В основном свое рабочее время провожу здесь, хотя по совместительству работаю еще и в СПбГУ, в Институте трансляционной биомедицины и на факультете математики и компьютерных наук, и в ЛЭТИ на кафедре МО ЭВМ. Некоторое время я работала еще в ИТМО в международной научной лаборатории «Компьютерные технологии», но после того, как я стала заведовать кафедрой и лабораторией, совмещать это было бы и слишком сложно, и не совсем правильно. Но это по-прежнему мои хорошие коллеги, мой профессиональный круг. Словом, возможность выбирать у меня есть – но я работаю здесь. И это, видимо, ответ на Ваш вопрос.

 

- МОЖНО ЛИ СКАЗАТЬ, ЧТО ПОСЛЕ ЖОРЕСА ИВАНОВИЧА АКАДЕМИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ОСТАЕТСЯ ВАЖНЫМ УЧЕБНЫМ И НАУЧНЫМ ЦЕНТРОМ СО СВОЕЙ ОРИГИНАЛЬНОЙ ПРОГРАММОЙ, С НАПРАВЛЕНИЯМИ, КОТОРЫЕ ДЕЛАЮТ ПОГОДУ В СОВРЕМЕННОЙ НАУКЕ?

 

- Уверена, что это по-прежнему так. Я пришла работать в Академический университет только в 2011 году, но следила за его развитием с самого начала – и хотя сейчас в университете достаточно многое меняется, его концепция остается прежней. И здесь продолжают работать многие сотрудники, которые сохраняют изначально присущий ему стиль.

Это интервью я заканчиваю рассказом моей собеседницы о замечательной научной династии этой ленинградской-петербургской фамилии, которую ныне достойно представляет в науке сама Кира Вяткина.

 

                               ВЯТКИНЫ - ДИНАСТИЯ УЧЕНЫХ

 

Иногда спрашивают, не родственники ли мы клоуну Борису Вяткину, который работал в Цирке на Фонтанке и был любимцем зрителей. С этой популярностью своего однофамильца не раз сталкивался мой дед по линии отца, когда заказывал по телефону такси. Услышав его фамилию, телефонистка тут же спрашивала:

 

- Борис Вяткин?

- Михаил Порфирьевич, - сдержанно отвечал дед, историк по профессии.

 

В 1953-1961 годах он был директором Ленинградского отделения Института истории. Деда не стало больше чем за десять лет до моего рождения, но в годовщину его смерти в его квартиру почти полвека приходили его ученики – замечательные историки, лауреаты Государственной премии, как и дед. Эти интереснейшие люди долгие годы были близкими друзьями нашей семьи, но, к сожалению, сейчас никого из них уже нет в живых.

 

В нашей семье многие нашли свое призвание в науке. Моя бабушка по маминой линии была ученицей Николая Ивановича Вавилова. Она слушала его лекции в Сельскохозяйственном институте, потом пришла по его приглашению в ВИР (Всесоюзный институт растениеводства) и работала с ним до его гибели. Занималась эфирно-масличными культурами – анисом, кориандром, лавандой. Достижения бабушки были отмечены многими наградами, включая орден Ленина, который очень редко давали за научные заслуги. Вероятно, выведенные ею сорта возделываются и сейчас. А дед был специалистом по розе. Был профессором, директором опытной станции, заведовал кафедрой. 

 

Мои родители – физики, выпускники физфака ЛГУ. Мама по образованию биофизик, ученица Михаила Владимировича Волькенштейна. Она поступила к нему в аспирантуру, но вскоре после этого он был избран членом-корреспондентом Академии наук, переведен в Москву и назначен директором Института биофизики. Михаил Владимирович пригласил маму в свой институт, но она уже вышла замуж за папу, который был тогда в аспирантуре ЛГУ, и они остались в Ленинграде. Позднее мама занималась физикой твердого тела, теорией полупроводников. В этом году она отметила 50-летие своей работы в Физтехе. А папа окончил физфак по направлению «Радиофизика», после аспирантуры был распределен в ЛЭТИ и работает там и сейчас. Носит звание почетного работника этого вуза.

 

Мне посчастливилось многое узнать и многому научиться у моих родных – Вяткиных, Чикаловых, Лузиных, Малаховских… Трудились они в разных сферах науки, но каждый в своей области работал по-настоящему. И это нас всех объединяет.

 

Беседу вел Олег Сердобольский

Фото Юрия Белинского--0--