![[personal profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/user.png){kind=small}
lauerzОсторожно, лонгрид! Я вам сейчас расскажу историю, и вы мне не поверите. Это история про метаболизм и как прожить до 120 лет, быстро двигаясь и не будучи обузой своим детям. Чтобы ответить на эти вопросы, я взяла интервью у Ирины Сорокиной.
Оксана: Ира, мы с тобой знакомы с сентября 1987 года, это почти 36 лет. Но мои читатели про тебя ничего не знают. Давай я у тебя спрошу про всё сначала. Например, расскажи нам, какое у тебя образование.
Ирина: Я закончила биофак МГУ, кафедру биохимии. Поступила в 1983, выпустилась в 1988.
О: О, это значит мы студентами в ДАСе пересеклись на один год. Я как раз поступила в 1987 году. Правда, мне казалось, что ты в ДАСе дольше жила. Наверное, когда в аспирантуру поступила, тоже жила в ДАСе?
И: Нет, я сразу после окончания пятого курса переехала жить к своему будущему мужу.
О: А чем ты занималась, когда училась на биофаке? Ну, про Оргкомитет (ОК) Школьной Биологической Олимпиады (ШБО) я сама помню, мы там с тобой и познакомились.
И: Да, я действительно участвовала в работе ОК, проводила выездные сессии ШБО в 1986 и 1987 году в городе Измаил Одесской области, куда приезжала к родителям на каникулы, и даже после этого два маленьких мальчика из Измаила приезжали на олимпиаду в Москву.
О: Круто! А я в в 1990 году проводила выездную олимпиаду в Харькове и Одессе, с Лёшей Сапожниковым. Хорошее было время. А ещё что?
И: Ещё я работала преподавателем в Заочной Биологической Школе при МГУ. Но совсем немного, у меня было всего два ученика. Мне кажется, это мало и я была не очень хорошим преподавателем.
О: Понимаешь, может это для тебя мало. А для каждого такого ребёнка это было окно в новый мир. Нас тут читают родители детей, которые небось сейчас думают что-то такое «Да я бы мечтал, чтобы с моим ребенком кто-то индивидуально занимался изучением биологии по переписке, два года, бесплатно, давая бы ему обратную связь на десять заданий» *** Ну хорошо, расскажи нам про свою дипломную работу.
И: Я делала дипломную работу в лаборатории Андрея Дмитриевича Виноградова...
О: Подожди, это известный биохимик! (я положу ссылку на него в комменты)
И: Да, это он. Я работала под руководством его сотрудницы Елены Васильевой.
О: Да, и что же вы делали?
И: Мы изучали свойства митохондриальной АТФазы.
О: О, я, кажется, про этот фермент детей учу в AP Biology, только по-английски он называется ATP synthase.
(Тут мы затеяли на 5 минут дискуссию о свойствах этого фермента, подробный пересказ которой читателю будет неинтересен. Короткий абстракт этой дискуссии такой: ATP synthase синтезирует АТФ, главную энергетическую молекулу клетки. Находится этот фермент на внутренней мембране митохондрий, и работает на производство АТФ при наличии градиента протонов через эту самую внутреннюю мембрану. Однако при отсутствии такого градиента, например, при наличии дырок в мембране, фермент катализирует обратную реакцию, то есть расщепляет АТФ.)
И: Да, это этот самый фермент.
О: Расскажи мне подробнее про эту работу.
И: Ну, главное в этой работе было сначала приготовить препарат субмитохондриальных частиц, содержащий активный фермент; добывали его из свежих бычьих сердец. Это было большое трудоёмкое мероприятие, которое проводилось примерно раз в год и в котором участвовало одновременно 5-6 человек. Начиналось всё в 4 утра с поездки на бойню, где получали свежие бычьи сердца (bovine hearts). В них происходит большая мускульная активность и содержится много митохондрий. Это классический орган и тип ткани, из которого многие лаборатории выделяли митохондриальную АТФазу. Дальше мы приходим в лабораторию, надеваем ватники и идём в холодную комнату.
О: А зачем в холодную комнату? И какая там температура?
И: В холодной комнате температура должна быть как в холодильнике - стараются поддерживать около 4oС. Такие комнаты есть почти везде, где люди работают с белками. Биохимики давно заметили, что если не хочешь потерять активность белка, держи его в холодильнике на всякий случай.
О: Так. А дальше?
И: Дальше эти сердца рубят, измельчают, гомогенизируют, много раз центрифугируют, обрабатывают ультразвуком, опять центрифугируют и выделяют фракцию, которая содержит пузырьки из внутренних мембран митохондрий. Ещё важно, что когда митохондрии обрабатывают ультразвуком, до обработки pH (уровень кислотности) должен быть один, а после обработки pH должен быть другой. Так в этих пузырьках создают искусственный градиент протонов. Эти протоколы разрабатывались и улучшались многими группами биохимиков по всему миру. Это тонкая кропотливая многодневная работа, и если что-то пошло не так, мембрана нарушается и синтез АТФ не получить. Эта работа научила меня в первую очередь уважению к биохимии белков, важности соблюдения протоколов и готовности к тому, что опыт может не получиться.
О: Да, в нейробиологии, в которой я работала, всё тоже занимало какое-то невероятное количество времени. На мою диссертацию пять лет ушло. А что ты делала в аспирантуре?
И: В аспирантуру я поступила в 1988 году, будучи беременной первым ребёнком. Мы там занимались белком под названием цитохром P450.
О: А что это за белок?
И: Это белок, член большого семейства белков, которые окисляют и готовят к выводу из организма самые разнообразные вещества, часто ксенобиотики (ксенобиотики это условная категория для обозначения чужеродных для живых организмов химических веществ, естественно не входящих в биотический круговорот). Мы его выделяли из печени кроликов, которых предварительно кормили барбитуратами, и у них тогда экспрессировалось много этого белка. Но я проработала там только несколько месяцев, меньше года. Потом в мае 1989 года родилась дочка, и пока я была в декретном отпуске дома с ребёнком, наступили огромные перемены, мой муж нашёл работу в США, и в аспирантуру я уже не вернулась.
О: А в США, насколько я помню, вы переехали в 1991 году. Это уже 32 года назад! Как быстро летит время! Расскажи мне, кем ты работала в США.
И: Моя первая работа была на кафедре фармакологии University of Kentucky. Там лаборатория занималась разработкой лекарства для предотвращения диабета. Идея была простая - уменьшить абсорбцию глюкозы, чтобы можно было углеводы есть, но чтобы они не усваивались. Опыты проводили на крысах.
О: О, как интересно!
И: Лекарственный препарат был на основе хитина, который легко получить из отходов панцирей крабов, например. Хитин, полимер, который не переваривается, резали на кусочки, и ковалентно привязывали к нему ингибиторы абсорбции глюкозы. Там нужно было делать очень много хроматографии, чтобы получить однородные и чистые хитиновые фракции, вот это я и делала. Я там проработала около года, а потом у меня родился второй ребёнок и я ушла в декрет.
О: Так, понятно. А где ты работала дальше?
И: Потом мы за Аркашиной работой несколько раз переезжали. Сначала в Сиэттл, штат Вашингтон. Там я работала в университете, экспрессировала белки вируса кори. Моя первая серьезная индустриальная работа была в биотехнологической компании Human Genome Sciences, это было в Мериленде. А потом мы переехали в Калифорнию, там я работала в двух других биотехнологических компаниях. Особенно интересно было в кристаллографической компании Structural GenomiX. Там у нас группа из пяти человек за год очистила 2000 белков для последующей кристаллизации, такое у нас было high throughput facility.
О: Кстати, а что такое очистка белков и зачем их нужно чистить?
И: В 99.999% случаев, если для какой-либо цели нужен препарат белка, его синтезирует та или иная живая клетка, кроличья или крысиная, бактериальная, дрожжевая и т.д. Потом эту клетку разрушают и из получившегося супа, в котором присутствуют тысячи разных белков, изолируют («очищают») тот белок, который нужен.
О: А дальше где ты работала?
И: Дальше я работала два года в Stowers Institute for Medical Research, в лаборатории Joan and Ron Conaway. Там я делала то же самое - в основном чистила белки, нативные из крысиных печёнок, а также сверхэкспрессированные в бактериях.
О: О! Знакомое название! Я тоже работала в этом институте, только в 2005-2007 годах, и мы с тобой в Канзас Сити пересеклись в смысле социальной жизни, но не в смысле работы в одно и то же время в одном и том же институте. А почему ты оттуда ушла?
И: Я к тому времени была матерью троих детей. Мне хотелось делать что-то своё. В 2004 году я основала свою компанию, Midwest Bioservices, и проработала в ней 8 лет, пока не решила её закрыть в 2012 году.
О: А чем занималась твоя компания?
И: Моя компания занималась идентификацией белков с помощью тандемной масс-спектрометрии. И немножко очисткой, конечно. Всего за это время у меня было 250 научных лабораторий-клиентов, включая NIH, Yale, Harvard, Siemens, Genentech, Promega, причём у многих были собственные facilities для масс-спектрометрии, но они всё равно обращались к нам.
О: Слушай, а расскажи нашим читателям, что такое масс-спектрометрия и чем именно вы занимались в вашей компании, какой в этом был биологический смысл?
И: Идентификация белков с помощью тандемной масс спектрометрии - это сбывшаяся мечта биохимиков, а заодно и клеточных биологов. С помощью этого метода стало возможно определить каждый белок в смеси белков любой сложности. Можно разделить, например, белки с помощью электрофореза или хроматографии и идентифицировать каждую полоску или пятнышко на полиакриламидном геле, каждый пик, сходящий с хроматографической колонки. Можно выделять и изучать белковые комплексы, делать протеомику (изучать и сравнивать экспрессию разных белков) в здоровых и больных тканях или в разных органах и в разных условиях. У моих 250 заказчиков были самые разнообразные проекты и каждый, кто присылал свои белковые препараты на анализ, обычно звонил, чтобы обсудить, как лучше приготовить образцы, и заодно рассказывал, что и зачем они делают. Так что у меня был взгляд изнутри на очень большое число самых свежих научных проектов, задолго даже до их публикации.
О: А, и это вы тогда сделали проект с Аней Кашиной? Про который ты рассказывала на ОК reunion в октябре 2011 года? (ОК reunion – это было сборище организаторов Школьной Биологической Олимпиады, которые на тот момент оказались в США. Организовывал эту встречу Лёва Ямпольский. Собралось человек двадцать, и мы все там выступили с докладами. Я рассказывала про школьников и как они учатся, Митя – про эпигенетику, а Ира – про белки).
И: Ну да. Давным-давно, когда не было технологий сверхэкспрессии белков в бактериях, все нужные белки чистили из «родных» организмов, и часто было так, что чистишь-чистишь, но после всех самых суровых очисток там всё ещё что-то с ним связанное остаётся. В этом есть смысл - значит, белок там в комплексе с чем-то важным, и нужно изучать этот комплекс. Но тогда не была широко доступна технология масс-спектрометрической идентификации, и все эти «загрязняющие» полоски оставались засушенными в гелях, приклеенных в лабораторных журналах. Когда у меня появился масс спектрометр и свободное время, как у девушки из анекдота, я начала всех знакомых спрашивать, не было ли у них такого примера, когда много лет назад что-нибудь чистили и не знали, что это там к нему «прилипло». И у Ани Кашиной нашёлся такой пример. Они чистили кинезин из зародышей дрозофилы! Представьте себе муху дрозофилу, теперь представьте себе ее яйца, а теперь представьте, сколько нужно их собрать, чтобы из них что-то выделить и почистить! Вот у них во время очистки никак не убиралась дополнительная полоска, которую тогда (лет за 10 до описываемых событий) нельзя было идентифицировать. Аня нашла свой старый журнал, вырезала полоски из старого геля и прислала мне. Так мы сделали маленькое, но важное открытие, что это у них Polo киназа связана в комплексе с кинезином. Мы с Аней опубликовали статью про это, где предлагали обратить внимание на эти комплексы, а также на то, что не нужно выбрасывать старые гели и заменять их фотографиями.
О: Круто! А что было потом?
И: Потом я закрыла свою компанию. Аркаша получил работу в Вирджинии, и нам нужно было переезжать. Это был хороший момент, чтобы всё взвесить и решить, хочу ли я продолжать эту работу. Это была интересная работа, но отсутствие нормальных отпусков и выходных, и вообще уровень стресса – это было не то, что мне нравилось. И я решила, что вот, это такой удобный момент, чтобы её закрыть.
О: Да, я понимаю.
И: Когда я наконец закрыла эту компанию, и продала масс-спектрометр и всё остальное оборудование, я почувствовала себя очень усталой. Я думала, что я выгорела от всех этих трудов. А потом оказалось, что у этого всего, кроме закономерной усталости, есть и другие причины, а именно то, что у меня очень плохое здоровье. Что я не могу ходить. Что у меня астма, и мне дают стероиды, и я становлюсь всё толще и толще, и что у меня диабет второго типа. Что я пытаюсь меньше есть, но если я не ем, у меня темно в глазах и голодные обмороки, а если я ем, я становлюсь сонливой. Что я при этом плохо сплю. И что у меня изжога. И что я в смысле здоровья просто разваливаюсь на части. Я думала, что вот, я немножко отдохну и всё наладится. В 2013 году мы переехали в Вирджинию. Прошло долгих четыре года, пока всё начало налаживаться.
О: А что в это время происходило с наукой?
И: В 2016 году я стала заниматься проблемой сворачивания белков в нативную активную трехмерную конформацию (protein folding). Поскольку никакой научной репутации у меня не было, ни лаборатории, ни грантов, то я могла себе позволить озвучить и начать проверять любую безумную теорию. Весь мой практический опыт работы с белками намекал на то, что, может быть, термодинамическая гипотеза сворачивания белков, предложенная Кристианом Анфинсеном еще в 60-70 годы, к большинству белков не применима. То есть, наверное, нужно заново посмотреть на сворачивание, как на активный процесс, требующий затрат энергии. Но как к этому подступиться, было непонятно. Ну вот я придумала простенький опыт со шнурком, и начала искать, кто бы смог его промоделировать in silico.
О: Да, слушай, это уже на моей памяти было. Я, кажется, в 2018 или в 2019 году пыталась тебе школьника-программиста пристроить на этот проект. Расскажи нам поподробнее про этот проект.
И: Мой дорогой муж сразу поверил, что полипептид можно «подкрутить», закрепив на одном конце и вращая за другой, и в 2016 году мы с Аркашей напечатали первую статью про сворачивание белков. Но потом у меня сильно заболела мама, и я поехала в Украину за ней ухаживать, и это меня надолго отвлекло от этой научной темы. И наоборот привлекло к теме здоровья. И вот почему: научное сообщество, занимающееся проблемой сворачивания белков, отнеслось к нашей модели очень плохо, рецензенты даже называли нас сумасшедшими. Стало понятно, что потребуется много-много лет и много здоровья и сил, прежде чем мы увидим изменения общепринятой парадигмы. Ну вот за здоровье и взялись 🙂 Такая странная связь.
А с проектом произошло следующее: Мы три года искали человека, который смог бы смоделировать поведение пептида, который “скручивают”. Написали три теоретические статьи, ездили на конференции по всему свету, дебатировали и дискутировали. Никто из “зубров” в этой области к нам серьезно не отнесся. Но нам повезло. Осенью 2019 года мы были на конференции в Ереване, я провела семинар в Институте Молекулярной Биологии Академии наук Армении, для маленькой группы, в которой был гениальный аспирант, Арутюн Саакян. Он нам поверил и начал потихоньку моделировать, а через полгода неожиданно написал, что всё получилось! Статью, в которой мы описывали первые результаты опытов, показывающие, что модель работает, не взяли в 14 журналов, напечатали только в 15м. Но теперь мы уже надеемся дожить до новой общепринятой модели сворачивания белков.
О: А с чего начались изменения к лучшему со здоровьем?
И: У меня появились силы в 2017 году. Это был переломный момент. Мне пришлось заново организовывать свою жизнь.
О: Расскажи, с чего ты начала.
И: Нас младшая дочь Наташа подписала на доставку китов для еды. Это был Hello Fresh. И нам стали приходить коробки в овощами и рецепты.
О: О, мне это тоже знакомо, мы тоже заказывали Hello Fresh около года.
И: Я поняла, что мне показывают, что из овощей можно сделать что-то очень вкусное. У нас у всех закостенелые привычки готовки еды, мы готовим одно и то же из года в год. А тут я увидела, что можно готовить что-то совершенно другое и это вкусно. Второй фактор – у меня была соседка, которая каждое утро приходила и брала меня на прогулку с собаками.
О: Хорошо. Повезло тебе с соседкой.
И: В середине 2018 года я взяла курс в Корнельском университете. Он назывался Plant-based Nutrition. Professor T. Colin Campbell.
О: О, как интересно. А какой был формат курса?
И: Это был стандартный университетский курс онлайн. В нём были лекции, уроки, задания и тесты. Всё как обычно. Даже, на мой вкус, он был слишком формальный, и я бы предпочла двигаться с моей собственной скоростью, но я двигалась как все. Профессор давал огромный список литературы.
О: Всё-таки коротенечко хотелось бы про содержание курса.
И: Если нужно очень коротко, то можно в 5 словах: Whole Food Plant Based Nutrition. Но они, помимо описания здорового питания и рациональных биохимических и физиологических основ такого образа жизни, затрагивали дополнительно очень разные темы. Был, например, раздел про хронические болезни, про социально-экономические причины нынешнего состояния здоровья американцев. Но главное, конечно, было описание того, как не утонуть в море информации и дезинформации, какую литературу читать, и чему можно доверять (смотореть, например, мелкий шрифт в конце статьи, оплачены ли данные исследования производителями сахара или колбасы).
О: Очень хорошо. И ты теперь этим Whole Food Plant Based Nutrition активно пользуешься? Расскажи про свой опыт.
И: Да, я пользуюсь их ресурсами, могу поделиться, например, сайтами, на которых опубликованы рецепты блюд, лекции, книги. Но самое главное, что я уже пять лет слежу за бурными дискуссиями сторонников низкоуглеводных кетогенных диет и сторонников обезжиренного питания и вижу, в чём проблема, почему никто ни с кем не соглашается, и как можно прийти к консенсусу. Интересно, что для того, чтобы в этом разобраться, каждому человеку нужно купить и регулярно использовать несколько приборов (глюкометр, измеритель кетонов, давления, весы, шагомер, измеритель сердцебиения и т.д), заказать и сделать тесты в лаборатории, обсудить результаты с врачом и составить свою картину своего здоровья, метаболизма и свой план действий. И всё получится. Становиться старым и больным не обязательно!
О: Круто! Спасибо за интервью.
О: Я недавно виделась с Ирой в Пуэрто-Рико. Она кормила меня Plant-based whole food и водила меня гулять. И выглядела она отлично! Это была моя идея сделать этот курс. Ну потому что если понял сам - то поделись с сообществом. Мы в этот раз будем предлагать курс на русском языке, а если хорошо зайдёт, позже будем его предлагать на английском тоже.
Русское название курса
“Как собирать и анализировать данные о себе самом, чтобы прожить длинную жизнь без болезней” или “В человеке должно быть всё прекрасно: и лицо, и душа, и мысли… и белки, жиры, углеводы и нуклеиновые кислоты.”
Английское название курса
Quantified self OR The most complex machine in the known universe and what it takes to keep it working for 120 years.
Курс в этот раз будет проходить на русском языке с элементами английского (слайды, диаграммы, статьи). Всего запланировано пять лекций. Встречи будут по воскресеньям в 12PM EST (это время по Нью-Йорку) 30 апреля, 7 мая, 14 мая, 21 мая, 28 мая. 9AM в Калифорнии, 17:00 в Лондоне, 18:00 в Берлине, 19:00 в Киеве и Израиле.
Стоимость курса: $75, мы просим перевести эту сумму команде медицинских работников, которые помогают пациентам в Украине и сопредельных странах Global Disaster Relief Team (https://www.gdrt.org/) с пометкой "За курс Quantified self". Курс бесплатный для граждан Украины и беженцев.
Короткое содержание пяти лекций (если нам нужно также перевести это на русский язык, то вы мне скажите в комментах, мы переведём). Во время лекции можно будет задавать вопросы в зум чате, и в конец лекции инструктор на них ответит.
1. “The most complex machine in the known universe. What it takes to keep it working for 120 years.
Incredible complexity of cellular biochemistry and metabolic pathways. Thousands of metabolites, misunderstanding and myths about them in popular culture. Why do we need to distinguish between fuel and building blocks? Metabolic differences in various tissues and organs, genetic variations in human populations, metabolism in healthy vs diseased body. Cancer as metabolic disease”
2. How to break the most complex machine in the universe by misuse and neglect. Can it be fixed?
The most common chronic disease conditions - metabolic syndrome, type 2 diabetes, heart disease, cancer, dementias - all have common roots. Good news - most of the chronic diseases are preventable and reversible. Incredible amount of new information and slow response and acceptance by the medical practice. Basic research. Epidemiological data. Clinical trials. Citizen science and observations. “Quantified self” culture.
3. Fixing the failing body. Part 1 Discovery.
First and foremost: be your own advocate and research scientist. Use your doctor as a resource but do the homework. Observe, learn and identify your own problems. Use tools at home: observation and diary, cognitive tests, measuring tape and scale, glucose monitor and ketone body monitor, pressure monitor, Fitbit, smartwatch, Oura ring, and others. Lab tests to ask your doctor about. Books and internet resources that could be trusted for education. Danger: for each good source of information there are hundreds that misinform. How to navigate them.
4. Fixing the failing body. Part 2. Action
You know your problem. Now what? First universal practical steps. Design your own pathway. Examples and reputable resources for Diabetes 2, heart disease, cancer, other chronic diseases. What is common in these “diseases of affluence”, what is unique and what we can do to heal each and all. It can be done. My own experience and 5-year and 10-year results, with mistakes, setbacks, lab numbers and photographs 🙂.
5. Popular diets, regimens, supplements and other utterly confusing topics.
How not to become overwhelmed by the information shower. Popular myths and harmful health advice. Who to trust in the medical community. Conventional medicine. Integrative medicine. Internet gurus. Common sense approach. List of good doctors, their lectures, books and presentations.
После каждой лекции инструктор будет давать три части домашней работы (все необязательные, но желательные).
Website с рецептами очень интересной еды - выберите один рецепт и приготовьте.
3 видео с выступлениями врачей, ученых, нобелевских лауреатов (на английском языке, но в youtube можно сделать субтитры на русском).
3 статьи для самостоятельного прочтения (на английском языке).
Каждому участнику, который посетит все лекции, можно будет встретиться с Ириной на один час для question and answer private session, в течение трёх месяцев после окончания курса.
Линк на регистрацию будет в первом комменте.
Оксана: Ира, мы с тобой знакомы с сентября 1987 года, это почти 36 лет. Но мои читатели про тебя ничего не знают. Давай я у тебя спрошу про всё сначала. Например, расскажи нам, какое у тебя образование.
Ирина: Я закончила биофак МГУ, кафедру биохимии. Поступила в 1983, выпустилась в 1988.
О: О, это значит мы студентами в ДАСе пересеклись на один год. Я как раз поступила в 1987 году. Правда, мне казалось, что ты в ДАСе дольше жила. Наверное, когда в аспирантуру поступила, тоже жила в ДАСе?
И: Нет, я сразу после окончания пятого курса переехала жить к своему будущему мужу.
О: А чем ты занималась, когда училась на биофаке? Ну, про Оргкомитет (ОК) Школьной Биологической Олимпиады (ШБО) я сама помню, мы там с тобой и познакомились.
И: Да, я действительно участвовала в работе ОК, проводила выездные сессии ШБО в 1986 и 1987 году в городе Измаил Одесской области, куда приезжала к родителям на каникулы, и даже после этого два маленьких мальчика из Измаила приезжали на олимпиаду в Москву.
О: Круто! А я в в 1990 году проводила выездную олимпиаду в Харькове и Одессе, с Лёшей Сапожниковым. Хорошее было время. А ещё что?
И: Ещё я работала преподавателем в Заочной Биологической Школе при МГУ. Но совсем немного, у меня было всего два ученика. Мне кажется, это мало и я была не очень хорошим преподавателем.
О: Понимаешь, может это для тебя мало. А для каждого такого ребёнка это было окно в новый мир. Нас тут читают родители детей, которые небось сейчас думают что-то такое «Да я бы мечтал, чтобы с моим ребенком кто-то индивидуально занимался изучением биологии по переписке, два года, бесплатно, давая бы ему обратную связь на десять заданий» *** Ну хорошо, расскажи нам про свою дипломную работу.
И: Я делала дипломную работу в лаборатории Андрея Дмитриевича Виноградова...
О: Подожди, это известный биохимик! (я положу ссылку на него в комменты)
И: Да, это он. Я работала под руководством его сотрудницы Елены Васильевой.
О: Да, и что же вы делали?
И: Мы изучали свойства митохондриальной АТФазы.
О: О, я, кажется, про этот фермент детей учу в AP Biology, только по-английски он называется ATP synthase.
(Тут мы затеяли на 5 минут дискуссию о свойствах этого фермента, подробный пересказ которой читателю будет неинтересен. Короткий абстракт этой дискуссии такой: ATP synthase синтезирует АТФ, главную энергетическую молекулу клетки. Находится этот фермент на внутренней мембране митохондрий, и работает на производство АТФ при наличии градиента протонов через эту самую внутреннюю мембрану. Однако при отсутствии такого градиента, например, при наличии дырок в мембране, фермент катализирует обратную реакцию, то есть расщепляет АТФ.)
И: Да, это этот самый фермент.
О: Расскажи мне подробнее про эту работу.
И: Ну, главное в этой работе было сначала приготовить препарат субмитохондриальных частиц, содержащий активный фермент; добывали его из свежих бычьих сердец. Это было большое трудоёмкое мероприятие, которое проводилось примерно раз в год и в котором участвовало одновременно 5-6 человек. Начиналось всё в 4 утра с поездки на бойню, где получали свежие бычьи сердца (bovine hearts). В них происходит большая мускульная активность и содержится много митохондрий. Это классический орган и тип ткани, из которого многие лаборатории выделяли митохондриальную АТФазу. Дальше мы приходим в лабораторию, надеваем ватники и идём в холодную комнату.
О: А зачем в холодную комнату? И какая там температура?
И: В холодной комнате температура должна быть как в холодильнике - стараются поддерживать около 4oС. Такие комнаты есть почти везде, где люди работают с белками. Биохимики давно заметили, что если не хочешь потерять активность белка, держи его в холодильнике на всякий случай.
О: Так. А дальше?
И: Дальше эти сердца рубят, измельчают, гомогенизируют, много раз центрифугируют, обрабатывают ультразвуком, опять центрифугируют и выделяют фракцию, которая содержит пузырьки из внутренних мембран митохондрий. Ещё важно, что когда митохондрии обрабатывают ультразвуком, до обработки pH (уровень кислотности) должен быть один, а после обработки pH должен быть другой. Так в этих пузырьках создают искусственный градиент протонов. Эти протоколы разрабатывались и улучшались многими группами биохимиков по всему миру. Это тонкая кропотливая многодневная работа, и если что-то пошло не так, мембрана нарушается и синтез АТФ не получить. Эта работа научила меня в первую очередь уважению к биохимии белков, важности соблюдения протоколов и готовности к тому, что опыт может не получиться.
О: Да, в нейробиологии, в которой я работала, всё тоже занимало какое-то невероятное количество времени. На мою диссертацию пять лет ушло. А что ты делала в аспирантуре?
И: В аспирантуру я поступила в 1988 году, будучи беременной первым ребёнком. Мы там занимались белком под названием цитохром P450.
О: А что это за белок?
И: Это белок, член большого семейства белков, которые окисляют и готовят к выводу из организма самые разнообразные вещества, часто ксенобиотики (ксенобиотики это условная категория для обозначения чужеродных для живых организмов химических веществ, естественно не входящих в биотический круговорот). Мы его выделяли из печени кроликов, которых предварительно кормили барбитуратами, и у них тогда экспрессировалось много этого белка. Но я проработала там только несколько месяцев, меньше года. Потом в мае 1989 года родилась дочка, и пока я была в декретном отпуске дома с ребёнком, наступили огромные перемены, мой муж нашёл работу в США, и в аспирантуру я уже не вернулась.
О: А в США, насколько я помню, вы переехали в 1991 году. Это уже 32 года назад! Как быстро летит время! Расскажи мне, кем ты работала в США.
И: Моя первая работа была на кафедре фармакологии University of Kentucky. Там лаборатория занималась разработкой лекарства для предотвращения диабета. Идея была простая - уменьшить абсорбцию глюкозы, чтобы можно было углеводы есть, но чтобы они не усваивались. Опыты проводили на крысах.
О: О, как интересно!
И: Лекарственный препарат был на основе хитина, который легко получить из отходов панцирей крабов, например. Хитин, полимер, который не переваривается, резали на кусочки, и ковалентно привязывали к нему ингибиторы абсорбции глюкозы. Там нужно было делать очень много хроматографии, чтобы получить однородные и чистые хитиновые фракции, вот это я и делала. Я там проработала около года, а потом у меня родился второй ребёнок и я ушла в декрет.
О: Так, понятно. А где ты работала дальше?
И: Потом мы за Аркашиной работой несколько раз переезжали. Сначала в Сиэттл, штат Вашингтон. Там я работала в университете, экспрессировала белки вируса кори. Моя первая серьезная индустриальная работа была в биотехнологической компании Human Genome Sciences, это было в Мериленде. А потом мы переехали в Калифорнию, там я работала в двух других биотехнологических компаниях. Особенно интересно было в кристаллографической компании Structural GenomiX. Там у нас группа из пяти человек за год очистила 2000 белков для последующей кристаллизации, такое у нас было high throughput facility.
О: Кстати, а что такое очистка белков и зачем их нужно чистить?
И: В 99.999% случаев, если для какой-либо цели нужен препарат белка, его синтезирует та или иная живая клетка, кроличья или крысиная, бактериальная, дрожжевая и т.д. Потом эту клетку разрушают и из получившегося супа, в котором присутствуют тысячи разных белков, изолируют («очищают») тот белок, который нужен.
О: А дальше где ты работала?
И: Дальше я работала два года в Stowers Institute for Medical Research, в лаборатории Joan and Ron Conaway. Там я делала то же самое - в основном чистила белки, нативные из крысиных печёнок, а также сверхэкспрессированные в бактериях.
О: О! Знакомое название! Я тоже работала в этом институте, только в 2005-2007 годах, и мы с тобой в Канзас Сити пересеклись в смысле социальной жизни, но не в смысле работы в одно и то же время в одном и том же институте. А почему ты оттуда ушла?
И: Я к тому времени была матерью троих детей. Мне хотелось делать что-то своё. В 2004 году я основала свою компанию, Midwest Bioservices, и проработала в ней 8 лет, пока не решила её закрыть в 2012 году.
О: А чем занималась твоя компания?
И: Моя компания занималась идентификацией белков с помощью тандемной масс-спектрометрии. И немножко очисткой, конечно. Всего за это время у меня было 250 научных лабораторий-клиентов, включая NIH, Yale, Harvard, Siemens, Genentech, Promega, причём у многих были собственные facilities для масс-спектрометрии, но они всё равно обращались к нам.
О: Слушай, а расскажи нашим читателям, что такое масс-спектрометрия и чем именно вы занимались в вашей компании, какой в этом был биологический смысл?
И: Идентификация белков с помощью тандемной масс спектрометрии - это сбывшаяся мечта биохимиков, а заодно и клеточных биологов. С помощью этого метода стало возможно определить каждый белок в смеси белков любой сложности. Можно разделить, например, белки с помощью электрофореза или хроматографии и идентифицировать каждую полоску или пятнышко на полиакриламидном геле, каждый пик, сходящий с хроматографической колонки. Можно выделять и изучать белковые комплексы, делать протеомику (изучать и сравнивать экспрессию разных белков) в здоровых и больных тканях или в разных органах и в разных условиях. У моих 250 заказчиков были самые разнообразные проекты и каждый, кто присылал свои белковые препараты на анализ, обычно звонил, чтобы обсудить, как лучше приготовить образцы, и заодно рассказывал, что и зачем они делают. Так что у меня был взгляд изнутри на очень большое число самых свежих научных проектов, задолго даже до их публикации.
О: А, и это вы тогда сделали проект с Аней Кашиной? Про который ты рассказывала на ОК reunion в октябре 2011 года? (ОК reunion – это было сборище организаторов Школьной Биологической Олимпиады, которые на тот момент оказались в США. Организовывал эту встречу Лёва Ямпольский. Собралось человек двадцать, и мы все там выступили с докладами. Я рассказывала про школьников и как они учатся, Митя – про эпигенетику, а Ира – про белки).
И: Ну да. Давным-давно, когда не было технологий сверхэкспрессии белков в бактериях, все нужные белки чистили из «родных» организмов, и часто было так, что чистишь-чистишь, но после всех самых суровых очисток там всё ещё что-то с ним связанное остаётся. В этом есть смысл - значит, белок там в комплексе с чем-то важным, и нужно изучать этот комплекс. Но тогда не была широко доступна технология масс-спектрометрической идентификации, и все эти «загрязняющие» полоски оставались засушенными в гелях, приклеенных в лабораторных журналах. Когда у меня появился масс спектрометр и свободное время, как у девушки из анекдота, я начала всех знакомых спрашивать, не было ли у них такого примера, когда много лет назад что-нибудь чистили и не знали, что это там к нему «прилипло». И у Ани Кашиной нашёлся такой пример. Они чистили кинезин из зародышей дрозофилы! Представьте себе муху дрозофилу, теперь представьте себе ее яйца, а теперь представьте, сколько нужно их собрать, чтобы из них что-то выделить и почистить! Вот у них во время очистки никак не убиралась дополнительная полоска, которую тогда (лет за 10 до описываемых событий) нельзя было идентифицировать. Аня нашла свой старый журнал, вырезала полоски из старого геля и прислала мне. Так мы сделали маленькое, но важное открытие, что это у них Polo киназа связана в комплексе с кинезином. Мы с Аней опубликовали статью про это, где предлагали обратить внимание на эти комплексы, а также на то, что не нужно выбрасывать старые гели и заменять их фотографиями.
О: Круто! А что было потом?
И: Потом я закрыла свою компанию. Аркаша получил работу в Вирджинии, и нам нужно было переезжать. Это был хороший момент, чтобы всё взвесить и решить, хочу ли я продолжать эту работу. Это была интересная работа, но отсутствие нормальных отпусков и выходных, и вообще уровень стресса – это было не то, что мне нравилось. И я решила, что вот, это такой удобный момент, чтобы её закрыть.
О: Да, я понимаю.
И: Когда я наконец закрыла эту компанию, и продала масс-спектрометр и всё остальное оборудование, я почувствовала себя очень усталой. Я думала, что я выгорела от всех этих трудов. А потом оказалось, что у этого всего, кроме закономерной усталости, есть и другие причины, а именно то, что у меня очень плохое здоровье. Что я не могу ходить. Что у меня астма, и мне дают стероиды, и я становлюсь всё толще и толще, и что у меня диабет второго типа. Что я пытаюсь меньше есть, но если я не ем, у меня темно в глазах и голодные обмороки, а если я ем, я становлюсь сонливой. Что я при этом плохо сплю. И что у меня изжога. И что я в смысле здоровья просто разваливаюсь на части. Я думала, что вот, я немножко отдохну и всё наладится. В 2013 году мы переехали в Вирджинию. Прошло долгих четыре года, пока всё начало налаживаться.
О: А что в это время происходило с наукой?
И: В 2016 году я стала заниматься проблемой сворачивания белков в нативную активную трехмерную конформацию (protein folding). Поскольку никакой научной репутации у меня не было, ни лаборатории, ни грантов, то я могла себе позволить озвучить и начать проверять любую безумную теорию. Весь мой практический опыт работы с белками намекал на то, что, может быть, термодинамическая гипотеза сворачивания белков, предложенная Кристианом Анфинсеном еще в 60-70 годы, к большинству белков не применима. То есть, наверное, нужно заново посмотреть на сворачивание, как на активный процесс, требующий затрат энергии. Но как к этому подступиться, было непонятно. Ну вот я придумала простенький опыт со шнурком, и начала искать, кто бы смог его промоделировать in silico.
О: Да, слушай, это уже на моей памяти было. Я, кажется, в 2018 или в 2019 году пыталась тебе школьника-программиста пристроить на этот проект. Расскажи нам поподробнее про этот проект.
И: Мой дорогой муж сразу поверил, что полипептид можно «подкрутить», закрепив на одном конце и вращая за другой, и в 2016 году мы с Аркашей напечатали первую статью про сворачивание белков. Но потом у меня сильно заболела мама, и я поехала в Украину за ней ухаживать, и это меня надолго отвлекло от этой научной темы. И наоборот привлекло к теме здоровья. И вот почему: научное сообщество, занимающееся проблемой сворачивания белков, отнеслось к нашей модели очень плохо, рецензенты даже называли нас сумасшедшими. Стало понятно, что потребуется много-много лет и много здоровья и сил, прежде чем мы увидим изменения общепринятой парадигмы. Ну вот за здоровье и взялись 🙂 Такая странная связь.
А с проектом произошло следующее: Мы три года искали человека, который смог бы смоделировать поведение пептида, который “скручивают”. Написали три теоретические статьи, ездили на конференции по всему свету, дебатировали и дискутировали. Никто из “зубров” в этой области к нам серьезно не отнесся. Но нам повезло. Осенью 2019 года мы были на конференции в Ереване, я провела семинар в Институте Молекулярной Биологии Академии наук Армении, для маленькой группы, в которой был гениальный аспирант, Арутюн Саакян. Он нам поверил и начал потихоньку моделировать, а через полгода неожиданно написал, что всё получилось! Статью, в которой мы описывали первые результаты опытов, показывающие, что модель работает, не взяли в 14 журналов, напечатали только в 15м. Но теперь мы уже надеемся дожить до новой общепринятой модели сворачивания белков.
О: А с чего начались изменения к лучшему со здоровьем?
И: У меня появились силы в 2017 году. Это был переломный момент. Мне пришлось заново организовывать свою жизнь.
О: Расскажи, с чего ты начала.
И: Нас младшая дочь Наташа подписала на доставку китов для еды. Это был Hello Fresh. И нам стали приходить коробки в овощами и рецепты.
О: О, мне это тоже знакомо, мы тоже заказывали Hello Fresh около года.
И: Я поняла, что мне показывают, что из овощей можно сделать что-то очень вкусное. У нас у всех закостенелые привычки готовки еды, мы готовим одно и то же из года в год. А тут я увидела, что можно готовить что-то совершенно другое и это вкусно. Второй фактор – у меня была соседка, которая каждое утро приходила и брала меня на прогулку с собаками.
О: Хорошо. Повезло тебе с соседкой.
И: В середине 2018 года я взяла курс в Корнельском университете. Он назывался Plant-based Nutrition. Professor T. Colin Campbell.
О: О, как интересно. А какой был формат курса?
И: Это был стандартный университетский курс онлайн. В нём были лекции, уроки, задания и тесты. Всё как обычно. Даже, на мой вкус, он был слишком формальный, и я бы предпочла двигаться с моей собственной скоростью, но я двигалась как все. Профессор давал огромный список литературы.
О: Всё-таки коротенечко хотелось бы про содержание курса.
И: Если нужно очень коротко, то можно в 5 словах: Whole Food Plant Based Nutrition. Но они, помимо описания здорового питания и рациональных биохимических и физиологических основ такого образа жизни, затрагивали дополнительно очень разные темы. Был, например, раздел про хронические болезни, про социально-экономические причины нынешнего состояния здоровья американцев. Но главное, конечно, было описание того, как не утонуть в море информации и дезинформации, какую литературу читать, и чему можно доверять (смотореть, например, мелкий шрифт в конце статьи, оплачены ли данные исследования производителями сахара или колбасы).
О: Очень хорошо. И ты теперь этим Whole Food Plant Based Nutrition активно пользуешься? Расскажи про свой опыт.
И: Да, я пользуюсь их ресурсами, могу поделиться, например, сайтами, на которых опубликованы рецепты блюд, лекции, книги. Но самое главное, что я уже пять лет слежу за бурными дискуссиями сторонников низкоуглеводных кетогенных диет и сторонников обезжиренного питания и вижу, в чём проблема, почему никто ни с кем не соглашается, и как можно прийти к консенсусу. Интересно, что для того, чтобы в этом разобраться, каждому человеку нужно купить и регулярно использовать несколько приборов (глюкометр, измеритель кетонов, давления, весы, шагомер, измеритель сердцебиения и т.д), заказать и сделать тесты в лаборатории, обсудить результаты с врачом и составить свою картину своего здоровья, метаболизма и свой план действий. И всё получится. Становиться старым и больным не обязательно!
О: Круто! Спасибо за интервью.
О: Я недавно виделась с Ирой в Пуэрто-Рико. Она кормила меня Plant-based whole food и водила меня гулять. И выглядела она отлично! Это была моя идея сделать этот курс. Ну потому что если понял сам - то поделись с сообществом. Мы в этот раз будем предлагать курс на русском языке, а если хорошо зайдёт, позже будем его предлагать на английском тоже.
Русское название курса
“Как собирать и анализировать данные о себе самом, чтобы прожить длинную жизнь без болезней” или “В человеке должно быть всё прекрасно: и лицо, и душа, и мысли… и белки, жиры, углеводы и нуклеиновые кислоты.”
Английское название курса
Quantified self OR The most complex machine in the known universe and what it takes to keep it working for 120 years.
Курс в этот раз будет проходить на русском языке с элементами английского (слайды, диаграммы, статьи). Всего запланировано пять лекций. Встречи будут по воскресеньям в 12PM EST (это время по Нью-Йорку) 30 апреля, 7 мая, 14 мая, 21 мая, 28 мая. 9AM в Калифорнии, 17:00 в Лондоне, 18:00 в Берлине, 19:00 в Киеве и Израиле.
Стоимость курса: $75, мы просим перевести эту сумму команде медицинских работников, которые помогают пациентам в Украине и сопредельных странах Global Disaster Relief Team (https://www.gdrt.org/) с пометкой "За курс Quantified self". Курс бесплатный для граждан Украины и беженцев.
Короткое содержание пяти лекций (если нам нужно также перевести это на русский язык, то вы мне скажите в комментах, мы переведём). Во время лекции можно будет задавать вопросы в зум чате, и в конец лекции инструктор на них ответит.
1. “The most complex machine in the known universe. What it takes to keep it working for 120 years.
Incredible complexity of cellular biochemistry and metabolic pathways. Thousands of metabolites, misunderstanding and myths about them in popular culture. Why do we need to distinguish between fuel and building blocks? Metabolic differences in various tissues and organs, genetic variations in human populations, metabolism in healthy vs diseased body. Cancer as metabolic disease”
2. How to break the most complex machine in the universe by misuse and neglect. Can it be fixed?
The most common chronic disease conditions - metabolic syndrome, type 2 diabetes, heart disease, cancer, dementias - all have common roots. Good news - most of the chronic diseases are preventable and reversible. Incredible amount of new information and slow response and acceptance by the medical practice. Basic research. Epidemiological data. Clinical trials. Citizen science and observations. “Quantified self” culture.
3. Fixing the failing body. Part 1 Discovery.
First and foremost: be your own advocate and research scientist. Use your doctor as a resource but do the homework. Observe, learn and identify your own problems. Use tools at home: observation and diary, cognitive tests, measuring tape and scale, glucose monitor and ketone body monitor, pressure monitor, Fitbit, smartwatch, Oura ring, and others. Lab tests to ask your doctor about. Books and internet resources that could be trusted for education. Danger: for each good source of information there are hundreds that misinform. How to navigate them.
4. Fixing the failing body. Part 2. Action
You know your problem. Now what? First universal practical steps. Design your own pathway. Examples and reputable resources for Diabetes 2, heart disease, cancer, other chronic diseases. What is common in these “diseases of affluence”, what is unique and what we can do to heal each and all. It can be done. My own experience and 5-year and 10-year results, with mistakes, setbacks, lab numbers and photographs 🙂.
5. Popular diets, regimens, supplements and other utterly confusing topics.
How not to become overwhelmed by the information shower. Popular myths and harmful health advice. Who to trust in the medical community. Conventional medicine. Integrative medicine. Internet gurus. Common sense approach. List of good doctors, their lectures, books and presentations.
После каждой лекции инструктор будет давать три части домашней работы (все необязательные, но желательные).
Website с рецептами очень интересной еды - выберите один рецепт и приготовьте.
3 видео с выступлениями врачей, ученых, нобелевских лауреатов (на английском языке, но в youtube можно сделать субтитры на русском).
3 статьи для самостоятельного прочтения (на английском языке).
Каждому участнику, который посетит все лекции, можно будет встретиться с Ириной на один час для question and answer private session, в течение трёх месяцев после окончания курса.
Линк на регистрацию будет в первом комменте.
