Выпускница Оренбургского государственного университета Екатерина Ройба в полной мере исполнила свою детскую мечту стать ученым. Исследовала последствия землетрясения на Фукусиме, защитила диссертацию по проблемам репарации поврежденной радиацией клетки в Университете Хиросимы, сегодня занимается разработкой новых методов экспресс-биодозиметрии в Нью-Йорке.
— Мне не было и пяти лет, когда я спросила маму, что значит быть ученым. Она ответила, это очень сложно. А я сказала, что буду ученым, — вспоминает Екатерина Ройба. — Мечтала, чтобы мне подарили микроскоп, представляла, как выглядят растения и насекомые под большим увеличением. Часами рассматривала картинки в большой и красивой энциклопедии по биологии, читала про животных, про то, как открывали вакцины, антибиотики. Помню рисунки, как выглядели доктора во времена чумы…
Родители-музыканты любили свою дочку и старались, несмотря на скромный семейный бюджет, развивать ее во всех направлениях. Девочка семь лет танцевала в балете, занималась спортивным плаванием, вокалом и игрой на пианино, училась театральному мастерству, а по субботам ходила в лицей информационных технологий на лекции по физике и программированию. Из школьных предметов больше всего по душе была биология, особенно нравилось решать задачи про хромосомы, даже сложные решала в уме. Поэтому при поступлении в вуз выбрала микробиологию на химико-биологическом факультете ОГУ — в надежде, что эта специальность откроет ей путь к генной инженерии. Так оно и случилось. Но не сразу.
В один прекрасный день директор Японского информационного центра ОГУ Людмила Докашенко предложила энергичной и целеустремленной выпускнице, уже работавшей в научно-образовательном центре биохимической физики наносистем на кафедре физики, поучаствовать в программе обмена, объявленной Правительством Японии. Конкурс был высоким, порядка 10 человек на место. После собеседования в посольстве Японии в Москве Екатерине предложили стать приглашенным исследователем в любом вузе Японии по любой специальности на срок от 1 месяца до 3 лет. Руководитель центра Виталий Бердинский посоветовался с коллегами из Университета Хиросимы, и профессор Шинья Матсуура согласился принять начинающего ученого из России в коллектив лаборатории генетики и клеточной биологии.
— Я попала в очень авторитетный научный коллектив, который специализируется на изучении аномалий деления клеток после радиации и на создании клеточных линий, которые не отличаются от клеток людей с генетическими заболеваниями, — рассказывает Екатерина Ройба. — Мы работали с раковыми клетками, облучали, смотрели, какие генетические механизмы нарушаются и почему клетка не делится нормально. Честно говоря, именно этот раздел биологии был не из самых моих любимых, поэтому пришлось очень много работать, буквально днями и ночами, чтобы не ударить в грязь лицом и не подводить принявших меня в коллектив ученых. Было тяжело: очень много впечатлений, новая культура, другая еда, другие люди. Я тогда очень устала, даже заболела. Долго лечилась, но не прекращала работать ни на минуту, просто не могла: было слишком интересно.
После стажировки в Японии Екатерина полтора года работала по своей специальности в Хабаровском НИИ, в лаборатории вирусных гепатитов и СПИДа. Вернуться в Японию в 2013 году заставило письмо из той же японской лаборатории: «Мы помним, как тебе было интересно учиться у нас. Не хочешь ли попробовать поучиться на PhD у нас? Мы не выкинули твои тапочки, они еще здесь, на входе в лабораторию».
— В Японии при входе в помещение снимают уличную обувь, — поясняет Екатерина. – Перед лабораториями всегда стоят тапочки в ряд. Когда человек уходит, место его тапочек занимает сменная обувь нового сотрудника. Мои тапочки, помню, были ужасные, очень грязные: я забывала их снимать и ходила по улице иногда. Было как-то неудобно, что они вот так 2 года там простояли. И их не выкинули…
Сомнений было много: страшно уезжать из России на долгих 4 года, неизвестно, удастся ли сдать экзамен. Зато было точно известно, что после поступления нужно будет очень много учиться и работать среди чужих людей в атмосфере чужих устоев. Но дома особых перспектив не было, а в Японии она могла получить профессию генного инженера – исполнить детскую мечту. Мама поддержала, и поступление состоялось.
— Программа куда меня пригласили, была связана с событиями 2011 года, — вспоминает Екатерина. — Тогда на Фукусиме произошло землетрясение и утечка радиации. Эвакуированные жили в бараках и боялись вернуться домой: земля и воздух были загрязнены, а эффекта малых доз радиации, особенно на детей, никто точно не знал. Люди переживали огромный стресс и тоску по дому. Для того чтобы восполнить нехватку специалистов в области радиации, правительство Японии в сотрудничестве с Международным агентством по атомной энергии решило запустить программу обучения таких специалистов.
Екатерина Ройба оказалась в группе начинающих ученых из многих стран мира, включая Японию, Англию, Францию, Вьетнам, Бразилию, Африку и США. В течение 4-5 лет (в зависимости от успеваемости) они обучались экстренной медицинской помощи пострадавшим в результате облучения, методам его измерения, предсказанию миграции радиации в разных средах, работе с людьми для координирования срочной эвакуации больших населенных пунктов, способам предотвращения паники.
— Были посещения разрушенной цунами Фукусимы и ядерных заводов рядом с Токио, где мы смотрели устройство и типы реакторов, — рассказывает Екатерина Ройба. — Также были на заводе, где разрабатывают персональные дозиметры. Один раз нам позволили спуститься в специальных скафандрах очень глубоко под землю к реактору. Мы учили друг друга нашим родным языкам, произношению и культуре. Все очень подружились, но политику в разговорах не затрагивали.
Все это время Екатерина работала над диссертацией под руководством профессора Матсууры в лаборатории Института радиационной биологии и медицины Университета Хиросимы. Институт открыли сразу после взрыва ядерной бомбы, которая стерла Хиросиму с лица земли во время Второй мировой. Главный вопрос, на который молодой ученый из России пыталась ответить в своей научной работе: почему клетки разных людей реагируют по-разному на одну и ту же дозу облучения? Если клетка одного человека восстанавливается после дозы в 1 грей нормально, то в клетке другого что-то происходит и ДНК не «ремонтируется». Где ошибка?
— Это загадка с длинной историей. Еще в 1911 году французские доктора и ученые заметили, что спектр реакций у разных людей на одну и ту же дозу облучения может быть действительно широк: от полного восстановления тканей у одних до возникновения серьезных побочных эффектов у других, — объясняет Екатерина. — Они предположили наличие у клеток какого-то индивидуального фактора, контролирующего чувствительность к радиации. С раскрытием тайны структуры ДНК и революционным прорывом в генетике возникла теория, что причина индивидуальных различий в эффективности репарации — в маленьких отличиях в генах, координирующих ответ клеток на повреждения ДНК. Это не мутации, когда ген репарации отсутствует (в этом случае человек экстремально чувствителен к радиации), а всего лишь маленькие замены нуклеотидов — изменение одной буквы в коде ДНК. Такие крошечные отличия в нуклеотидном алфавите — полиморфизмы — могут иметь глобальные изменения в функции, которую выполняет этот участок гена.
Так, если ген несет информацию о белке, который отвечает за «склеивание» концов разорванной ДНК, то изменение одной буквы слегка изменит его пространственную структуру. А это может привести к тому, что белок не может прикрепиться к поврежденной ДНК как положено или не совсем правильно и точно склеивает ее. Или же другой пример: у человека есть несколько вариантов одного и того же гена, один из которых поврежден. Если этот ген кодирует белок, который дает сигнал клетке «Подожди, кажется что-то не так с ДНК, давай остановимся и проверим, не нужно ли ее починить», он может дать этот сигнал не вовремя или не дать вообще. Клетка в этом случае может поделиться с поврежденной ДНК, что приведет к нарушению количества хромосом. У такого человека риск развития рака повышен.
Руководитель моей работы предположил, что эффект этих мутаций можно посчитать в цифрах: если внести такие точечные изменения в один из ключевых генов, отвечающих за систему защиты клеток от радиации, мы можем измерить последствия этих крошечных с точки зрения размеров гена изменений. Я выбрала небольшой участок из 3 нуклеотидов в гене (белок с этого гена полностью отвечает за ответ клетки к радиации), «надрезала» его «молекулярными ножницами» (метод CRISPR/Cas9 — Obligare) и измерила эффект замены, считая количество неотремонтированных хромосом в клетке, облученной малыми дозами радиации.
Увлеченная диалогом с ДНК Екатерина на последнем курсе PhD отправилась в Институт радиационной безопасности в Париже, в лабораторию Мишеля Бургиньона. Ей было важно проверить гипотезу французского исследователя: на индивидуальную радиочувствительность влияют не только изменения в структуре белка, с которым работала Екатерина, но и его пространственное положение в клетке (вне или внутри ядра).
После защиты диссертации в 2017 году она становится специалистом в области молекулярно-генетических механизмов, лежащих в основе репарации повреждений ДНК, внесения точечных мутаций в гены радиочувствительности, создания линий стволовых клеток для изучения аномалий клеточного цикла, а также в области радиационной цитогенетики и анализа хромосом. Российско-японского ученого принимают на работу в Колумбийский университет в Нью-Йорке, в Центр изучения радиации при Департаменте радиационной онкологии.
— Мы занимаемся разработкой новых методов экспресс-биодозиметрии на случай взрыва бомбы или террористического акта в большом городе, — делится Екатерина. — Сейчас у меня нет научного ментора, я полностью отвечаю за эксперименты, их продуктивность, отчетность. В долгосрочной перспективе планирую вернуться к проблемам влияния нуклеотидных замен на чувствительность к радиации. Это важно: необходим своего рода тест, который может своевременно выделять людей, более чувствительных к разрешенным дозам радиации. В нашей группе 3 русских, так что регулярно разговариваю на родном языке.
Но и английский, в соответствии со своим характером, Екатерина Ройба активно совершенствует:
Я научилась быстро писать статьи и отчеты на английском, очень люблю делать презентации в максимально простом стиле – нравится, что после конференций люди подходят ко мне и говорят, что презентация была очень простой и интересной. Поэтому хочу попробовать стать лектором в университете, совершенствую произношение на курсах при Университете Колумбия. Помимо научной работы, конечно.
Россия, Япония, Франция, Америка… Когда есть мечта, кажется, не важны ни язык, ни культура. Со стороны кажется.
— На самом деле и язык, и культурные особенности той или иной страны – это колоссальная дополнительная нагрузка. Для того чтобы с ней справляться, нужны и силы, и знания. В кратковременной поездке — до 4 месяцев — все нормально, особенно если ты молодой. Все интересно, ново, проблем не возникает. Важно только предварительно почитать о традициях страны и этикете. В долговременной перспективе проживания и обучения за границей будет сложнее. Очень важно отследить первые симптомы так называемого культурного шока. Почти все студенты переживают его в той или иной степени. Главное — нужно на все смотреть позитивно и легко. И еще, в Японии азиатам из Китая, Малайзии, Индонезии было легче, чем иностранцам из России, Европы или Америки. Это нужно учитывать.
Свое свободное время, которого сегодня стало чуть-чуть больше, чем раньше, Екатерина использует так же интенсивно, как и рабочее.
— Я предпочитаю активный отдых, путешествую. Недавно плавала с акулами в открытом море и забралась на вулкан. Хочу увидеть пустыню. И съездить в Тибет. А еще — увидеть северное сияние и черный пляж в Исландии. Люблю читать про древние цивилизации и устройство космоса. Увлекают рассказы Артура Конан Дойля, Оскара Уайльда и Сент-Экзюпери. Хожу на кикбоксинг и посещаю тату-школу, где учусь делать татуировки. Недавно пробежала 40-километровый марафон и получила медаль. Хочу вступить в клуб скалолазания при университете и пойти учиться погружениям с аквалангом, чтобы исследовать необычные уголки нашей планеты.
Есть ли в этом насыщенном ярком калейдоскопе жизни выпускницы ОГУ Екатерины Ройбы место для воспоминаний? Об Оренбурге в частности?
— Я часто вспоминаю про наш университет. Мне нравились эксперименты на кафедре, нравилось изучать бактерии. Очень запомнилась полевая практика по биологии. Самые теплые воспоминания о третьем общежитии ОГУ: у меня там были хорошие друзья и подруги. Очень любила кафедру физики, где работала под руководством Виталия Львовича Бердинского, и Японский информационный центр. Много времени прошло, а воспоминания яркие. А еще я любила зимнее время в университете, он очень красивый: выходишь с кафедры, а уже ночь… очень красиво!
