Когда Екатерина заканчивала школу, она не знала, куда поступать. Заниматься "чистой" математикой было скучно, хотелось попробовать себя в прикладной науке. В МГУ тогда как раз открылся факультет биоинженерии и биоинформатики, где учили вычислительной биологии и программированию.

Факультет биоинженерии и биоинформатики МГУ выпускает не больше 30 человек в год. Кто-то уезжает на Запад, кто-то не работает по специальности. В России ежегодно остается около 10 специалистов, зато компаний, которые занимаются исследованиями в этой сфере, с каждым годом становится все больше.

Факультет появился в 2002 году. Он полностью соответствовал научной области - такой же прогрессивный, отличающийся от всех остальных факультетов Московского университета. Начиная с первых курсов, студенты много практиковались и занимались научной работой.

У факультета биоинженерии и биоинформатики было два основных направления: экспериментальная (так называемая "мокрая") биология и вычислительная биология. Екатерина выбрала последнюю - ей всегда была интереснее аналитическая работа.

На третьем курсе Екатерина попала в лабораторию к Михаилу Гельфанду - одному из основоположников биоинформатики в России. С ним же она писала диплом, под его руководством заканчивала аспирантуру.

Другим руководителем Екатерины был профессор, доктор биологических наук, Андрей Миронов. Он помогал Екатерине осваивать программирование. Интересно, что оба профессора - и Гельфанд, и Миронов, - математики по образованию, закончили мехмат, но сейчас являются докторами наук по биологии.

Екатерина приняла решение писать кандидатскую на Родине. Но это получилось только формально. На деле она провела в общей сложности полгода в Германии, участвуя в различных научных проектах, и год в Шанхае, работая в лаборатории по изучению нейронаук Филиппа Хайтовича (именно с ним Екатерина работает сейчас в Сколтехе). Шанхайская лаборатория Хайтовича стала прототипом для лаборатории, которую он позже создал с нуля в Сколтехе. Уникальность этой лаборатории в том, что ученые, которые проводят эксперименты, и ученые, которые анализируют данные, работают все вместе, в одном здании.

В исследовательской группе около 10 человек: руководитель группы Филипп Хайтович, около пяти постдоков и пяти-шести аспирантов. Они занимаются изучением липидного состава мозга с помощью масс-спектрометра - прибора, измеряющего концентрацию вещества в биологических образцах. Липиды (жиры) являются важной составляющей строения мембраны клеток. Именно по мембранам проходит нервный импульс. Соответственно, от того, насколько успешно этот импульс проходит, зависит эффективность наших когнитивных функций.

Одной из первых задач ученых лаборатории было измерить липидный состав в разных частях мозга и установить связь между когнитивными особенностями и отличиями в липидном составе мозга. На данный момент, липидный состав уже измерян, и Екатерина, как биоинформатик, анализирует полученные данные, чтобы составить липидную карту, в которой отмечены функции липидов в разных частях мозга. В будущем с помощью этих данных можно будет понять, как можно улучшить липидный состав и повлиять на когнитивные способности.

Липидная карта мозга - это не единственный проект, над которым сейчас работает лаборатория Хайтовича и, в частности, Екатерина Храмеева. Исследователей в том числе интересуют изменения, которые происходят в липидном составе мозга больных людей. Доказано, что при нейродегенеративных заболеваниях, таких как шизофрения и аутизм, липидный состав мозга меняется.

Шизофрения – это гетерогенное заболевание. Есть много разных видов болезни, симптомы могут быть одни и те же, но при этом глубокие молекулярные механизмы могут отличаться. Соответственно, требуется особое лечение. Ученые надеются, что можно будет, просто взяв кровь человека, определить, какое именно лечение будет эффективным. А в дальнейших планах группы, в которой работает Екатерина - разработка лекарственных препаратов. Уже сейчас есть вероятность, что скоро ученые смогут дать рекомендации фармацевтическим компаниям - подсказать если не конкретное вещество, то хотя бы класс соединений, на основе которых можно будет создать лекарство.

В России липидомикой занимается только лаборатория Сколтеха. Да и в мире таких лабораторий раз-два и обчелся. Причина даже не в технологиях - масс-спектрометры, благодаря которым экспериментаторы получают данные, были созданы еще в 70-е годы прошлого века. Однако в липидомике их еще никто не применял, поэтому у ученых еще не хватает умения получать "чистые" данные, без погрешностей.

С точки зрения анализа данных тоже существуют проблемы, говорит Екатерина. Все из-за того, что раньше этим никто не занимался. Нет хорошего софта, поэтому ученым приходится самостоятельно разрабатывать методику и протокол обработки данных. Екатерина признается, что работать в такой ситуации, с одной стороны, сложно, а с другой - очень интересно, особенно радует отсутствие конкурентов.

Подобная лаборатория есть в Германии, в Лейпциге - в институте эволюционной антропологии общества Макса Планка. Ученые из Сколтеха, в том числе и Екатерина, ездили на обучение к коллегам в лабораторию в Лейпциге. Ученые делились с ними своим опытом, как выбрать масс-спектрометр, как настроить, какие протоколы использовать для получения данных, как анализировать. Первые эксперименты проводились на их приборах и по их методикам. Вернувшись в Россию, ученые организовали похожую лабораторию у себя в Сколтехе.

Екатерина работает в Сколтехе уже четвертый год. По ее мнению, там сейчас созданы все условия для молодого ученого. Нет таких проблем, как в других институтах, когда молодому ученому практически невозможно перейти с уровня научного сотрудника на какой-то более независимый уровень. В Сколтехе легко перешагнуть эту планку, создать свою группу и набрать сотрудников, главное, быть профессионалом в своем деле и иметь хорошие публикации. В плане научных перспектив, по мнению Екатерины, жаловаться тоже не на что: есть и гранты, и деньги, чтобы купить самое современное оборудование и сделать любой эксперимент, который захочется.

Возможность создать собственную научную группу у Екатерины есть уже в ближайшее время. Но она все еще не решила, хочет ли она этого, и если да, где были бы полезны ее знания. Опыт и знания биоинформатика, говорит Екатерина, очень пригодились бы и в нейронауке, которой занимается Филипп Хайтович, и в липидных исследованиях, и во многих других областях. Биоинформатики - универсальные специалисты, которые могут анализировать любые типы данных.

По мнению Екатерины, биоинформатика как была прогрессивной наукой, так ею и останется, в будущем анализ данных станет еще более востребованным. Если раньше главным было провести эксперимент, а анализ был делом второстепенным, то сейчас все наоборот. Данные накапливаются в огромных количествах, а вот анализировать их некому, поэтому в большинстве работ с результатов эксперимента снимают только сливки, при том, что из одного и того же набора данных можно было бы вытянуть много других, менее очевидных закономерностей. Но для этого нужны специальные алгоритмы, программы, и, главное, люди - специалисты в области биоинформатики.