Сергей Николаевич Щелкунов – доктор биологических наук, профессор, главный научный сотрудник отдела геномных исследований ФБУН ГНЦ ВБ «Вектор» Роспотребнадзора.
В общей сложности Сергей Николаевич проработал в центре «Вектор» более 50 лет. Под его руководством впервые в мире расшифрованы полные геномы вирусов натуральной оспы, оспы обезьян и оспы коров, определены первые количественные параметры и создана модель молекулярной эволюции поксвирусов; выявлены вирусные гены белков-иммуномодуляторов, методами генной инженерии получены противовирусные вакцины новейших поколений.
С 1992 года Сергей Щелкунов – эксперт Всемирной организации здравоохранения по изучению вирусов натуральной оспы и оспы обезьян.
С 1997 года – заместитель руководителя Сотрудничающего центра ВОЗ по диагностике ортопоксвирусных инфекций и музея штаммов ДНК вируса оспы.
В 1998 году избран членом-корреспондентом, а в 2008 – действительным членом Российской академии естественных наук. И это результат истинной любви к науке и не менее важного качества каждого исследователя – трудолюбия.
Наряду с научной работой Сергей Николаевич с 1980 по 2020 год преподавал в Новосибирском государственном университете, где читал авторские курсы лекций «Микробиология» и «Генетическая инженерия».
Детские годы прошли вдалеке от Новосибирска – в Благовещенске-на-Амуре. После шести лет жизни на Дальнем Востоке семья переехала в городок с необычным названием – Миасс, он находится в Челябинской области. Там по воле случая зародилась любовь к науке. Сергей Николаевич вспоминает «школьный анекдот»:
– Я не очень любил уроки литературы, и так случилось, что школьная олимпиада по химии проходила в то же время, что и урок литературы. Для меня это была возможность свободно и без каких-либо последствий прогулять нелюбимый предмет. Я пошел на эту олимпиаду, решил все задачки и, к своему удивлению, занял первое место! Меня отправили на городскую олимпиаду, — и там занял первое место! На уровне области я уже ничего особого не завоевал, поскольку у меня была лишь базовая подготовка по школьной программе, но после этого я заинтересовался химией: начал дополнительно много читать, решать задачки, и меня втянуло в это дело. Начитавшись научно-популярной литературы, захотел тоже двигать химическую науку вперёд!
Сергей Николаевич после окончания школы переехал в Новосибирск и поступил в недавно открывшийся, но уже прославившийся, Новосибирский государственный исследовательский университет:
– Связи в НГУ с реальной наукой невероятно привлекали. Учился я на факультете естественных наук, и важно отметить, что там тесно переплетаются биология и химия, и постепенно в процессе учебы я начал интересоваться больше биологией. Первые три года шла интенсивная учеба по классической схеме, а на четвертом-пятом курсе уже наступала практика в лабораториях институтов. Моим научным учителем был Лев Степанович Сандахчиев, и я начал этот увлекательный путь в биохимии и молекулярной биологии.
Вспоминая студенческие годы, Сергей Николаевич отмечает, что время было интересное, полное необычных и ярких открытий, свершений и поступков. К примеру, на десятилетие университета, — это было начало второго курса, студенты готовили фейерверки для большого праздника:
– Раньше пиротехнику не продавали, поэтому мы под руководством мудрого аспиранта с группой химиков «проектировали» цветные «дымилки» и салюты – получилось очень даже хорошо! Годы были шумными, яркими и полными учёбы – всё как положено!
В 1973 году Сергей Николаевич закончил университет, и после остался в лаборатории Льва Степановича в статусе «стажёра-исследователя». В то время в Сибирском отделении академии наук работала схема студент—стажер—аспирант—научный сотрудник:
– В 1975 году у меня закончилась стажировка, в это время Лев Степанович уже перешел работать в недавно открывшийся Всесоюзный научно-исследовательский институт молекулярной биологии, будущий «Вектор», и позвал меня с собой. Мы стали там первым научным десантом. У будущего центра вирусологии в Кольцово ещё не было фактически ни территории, ни оборудования – помещения снимали в других институтах.
Сергей Николаевич вспоминает, как его на этапе зарождения центра отправили в Пущино в научный центр биологических исследований РАН на стажировку и освоение методов генно-инженерной работы:
– Я работал в отделе академика Александра Александровича Баева, там впервые в России мы начинали генно-инженерные работы. Понемногу набирался опыта и в 1976 году вернулся на «Вектор», где полноценно начал работу, реализуя свои идеи. Первым объектом исследования стал бактериофаг лямбда. Став генным инженером, я получил ещё одну специальность — молекулярный вирусолог.
Сергей Николаевич вспоминает осень 1975 года, когда будущий наукоград только-только зарождался: не было домов, магазинов, зданий, вокруг чистое поле:
– Помню, как нас на автобусе отвезли в г. Новосибирск в проектный институт, показали трехмерную модель будущего Кольцово: с коттеджами, дворцом пионеров, с домом ученых... А потом привезли сюда, где из начинающегося строительства пока были только рельсы под башенный кран для планируемого дома № 1. Ещё даже не сдали дома. Жизнь была веселая, мы были молодые и ничего не боялись, нас привлекало будущее! Тем более, нам как молодым специалистам сразу давали жилье – отдельные квартиры. Мы жили во втором подъезде, а работали — в первом, в том же доме. Потом все постепенно стало налаживаться и активно разрастаться.
Первая научная работа Сергея Николаевича в Сибирском отделении была творческой на грани открытий:
– Мы создавали особые миниатюрные методы анализа, чтобы изучать отдельные части клетки – например, индивидуальные хлоропласты или ядра. Для этого использовали микроскопы и специальные устройства, которыми можно управлять с высокой точностью. Почти всё необходимое – микропробирки и тонкие капиллярные инструменты мы делали своими руками. После переквалификации в Пущино, я как генный инженер и молекулярный вирусолог стал уже работать с вирусами бактерий (фаги лямбда, MS2 и другими), а затем с такими поксвирусами как вирус осповакцины, вирус оспы коров, вирус эктромелии (оспы мышей).
Вирусология – главный объект изучения на «Векторе», практически все сотрудники работают с вирусами с разных сторон: кто-то разрабатывает вакцины, кто-то — противовирусные химиопрепараты, а другие изучают геномы или патогенез вирусных инфекций на разных моделях.
Первые годы лаборатория Сергея Николаевича занималась генной инженерией, клонированием разных генов:
— Мы работали с бактериями. В бактериях есть небольшие кольцевые молекулы ДНК – их называют плазмидами. Они умеют самостоятельно размножаться в бактериях. Мы научились вставлять в эти плазмиды кусочки ДНК откуда угодно – хоть из человеческого генома, хоть из вируса. Потом эти плазмиды с «чужими» кусочками размножали в бактериях и изучали: что это за фрагмент и какую задачу он выполняет. Например, когда начали работу с вирусом осповакцины, перед нами стояла важная задача: выделить ген определенного белка вируса и определить его последовательность – это как написать инструкцию к сложному механизму. Расшифровка позволила бы идентифицировать вирус, определить структуру гена, разобраться в механизме его работы, отслеживать эволюцию и мутации. Оспа — это очень опасный и сложный вирус.
Задача расшифровать весь геном вируса натуральной оспы возникла на уровне Всемирной Организации Здравоохранения (ВОЗ), чтобы была возможность дальнейшей эффективной работы по искоренению этого вируса:
– О том, что оспа уничтожена, объявили в 1980-м году. Количество лабораторий, которые сохраняли штаммы вируса, к 1984 году сократили до двух: одна находилась в штатах США в Атланте, а другая — в Москве.
В 1990-м году в Женеве собрался комитет по ортопоксвирусам ВОЗ, где было принято решение о необходимости расшифровать весь геном вируса натуральной оспы. На этом Комитете одобрили две программы расшифровки генома вирусов натуральной оспы: российскую и американскую.
— В то время это была непростая задача, так как методы расшифровки нуклеотидных последовательностей еще были слабо разработаны. Руководителем московской лаборатории, в которой хранились изоляты вируса натуральной оспы, была Светлана Сергеевна Маренникова. Она приехала к нам, и мы начали совместно работать. У московских коллег был сам вирус, но биохимическими и генно-инженерными методами они не владели – поэтому работали в тандеме.
В течение двух лет шла очень упорная и интересная работа – команда Сергея Николаевича с головой включилась в эту работу:
– Нам передали ДНК вируса, мы фрагментировали молекулу и сформировали геномную библиотеку, после чего приступили к расшифровке. Разница между тем, как это делают сейчас, и тем, как делали в 90-е, колоссальная. Сегодня расшифровка быстрая и недорогая, а раньше всё выполнялось вручную с применением радиоактивных меток. К тому же в 90-е научная работа осложнялась нехваткой препаратов и радиоактивных материалов.
Тем не менее, к осени 1992 года геном был расшифрован и проанализирован, а результаты представлены на конференции по поксвирусам в Швейцарии и на международной конференции «100 лет вирусологии» в Ленинграде.
Оказалось, что открытие российских ученых было сделано существенно раньше американцев:
– На конференцию по ортопоксвирусам в Швейцарию мы отправили тезисы о том, что расшифрована полная последовательность вируса. К моему удивлению, нам доверили выступить с первым докладом. Я готовил выступление на английском языке. И помню: полный зал, говорю реперные точки, публика сидит и всё внимательно слушает, записывает. В паузах доклада я буквально слышу, как они пишут, настолько было сильное внимание к моим словам. Доклад заканчивается – громкие и долгие аплодисменты, которые мне показались вообще громовыми. Это был, действительно, прорыв.
Сергей Николаевич признаётся:, что сделать что-то впервые – это особое счастье и удовольствие:
– Дальше началась не менее интересная работа. Мы понимали, что вирус натуральной оспы хоть и искоренен, но в природе есть вирусы оспы обезьян, оспы коров, мышей и другие родственные вирусы. В 1997 году было совершено открытие: стало известно, что они могут передаваться людям. Поэтому мы начали изучать их эволюцию и мутацию. В 1999 году при Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) был создан новый Комитет по изучению вируса натуральной оспы. Всемирная организация здравоохранения ВОЗ каждый год проводит совещания этого комитета, где рассматриваются отчеты тех, кто работает с вирусом оспы, коллеги докладывают, как идут дела с разработкой новых вакцин, противовирусных препаратов и методов диагностики, рассматриваются и утверждаются планы работ с вирусом оспы на следующий год. Прошло уже 267 таких совещаний – во всех я принимал участие с докладами.
Вирус оспы по прежнему требует пристального изучения: его семейство весьма обширно, а эволюция подвидов несёт потенциальную угрозу новой вспышки натуральной оспы или подобного опасного заболевания. Именно поэтому Сергей Николаевич на протяжении 50-ти лет трудится в центре вирусологии «Вектор», вкладывая свои силы в исследование этой критически важной области:
– Несколько лет назад вспыхнула оспа обезьян среди людей на разных континентах территориях нашей большой земли, так что никуда это до конца не ушло. Последние годы мы разрабатывали современную эффективную вакцину против оспы и других ортопоксвирусных инфекций человека, и в ноябре 2022 года после полного цикла доклинических и клинических исследований её официально зарегистрировали и запустили – это тоже наша гордость. Это первая вакцина четвёртого поколения, мы её создали с помощью генной инженерии: взяли ослабленный живой вирус осповакцины и целенаправленно удалили шесть генов, которые отвечают за заразность, вирулентные и иммуногенные свойства вируса. При этом ослабленный вирус сохранил способность размножаться в клетках и вызывать полноценный иммунный ответ у человека. У такого подхода нет мировых аналогов.
Есть исследователи, которые отработали смену, ушли и забыли до следующего дня, недели про свою работу – и это путь в никуда:
– У истинного учёного всегда должен быть интерес к своему делу, даже на отдыхе. У него всегда что-то крутится в голове: что и как нужно сделать, как объяснить свои результаты. Важно «болеть» своим делом, если для него оно стоит во главе – это уже настоящий учёный.
Своим ученикам Сергей Николаевич передает мысль, что важно не повторить кого-то, а сделать то, чего ещё другие не делали:
– Двигать науку вперёд важно и нужно. Ученый должен всегда искать, открывать, пытаться объяснять какие-то новые явления. Быть ученым – значит всегда учиться, вновь полученные результаты всегда подвергать сомнению, проверять и перепроверять.
Под руководством Сергея Щелкунова защищены 167 кандидатских и три 4 докторских диссертаций. В общей сложности из-под его пера вышли более 300 научных публикаций в области вирусологии, молекулярной биологии и генетической инженерии, шесть монографий, нескольких учебных пособий для вузов.
– Сергей Николаевич, если описать 50 лет вашей работы на «Векторе», то какими они были?
– Годы счастливой научной работы. За последние 30-35 лет, работая в команде, я выполнил классический путь от фундаментальных исследований генома вирусов к получению первой в мире вакцины нового поколения. Не просто её получения, а государственной регистрации! Получить практический результат для учёного – это очень важно, это результат долгой и упорной работы. Это очень радует. Желаю каждому молодому специалисту целеустремленности и влюбленности в науку – без них никуда. Что может быть замечательнее рождения новой идеи и обнаружения новой закономерности в живой природе?
