site.btaВ Европейската нощ на учените: От историята на разчитане на човешкия геном до подходи за пречистване на вода с помощта на стъкло

Историята на разчитането на човешкия геном и подходи за пречистване на вода с помощта на стъкло бяха само част от дейностите, които различни учени бяха подготвили на гостите на тазгодишната Европейска нощ на учените - SEARCH 2022, която се състоя в петък вечерта в София.

“Нощта” в Медицинския университет (МУ-София) по програма започна към 17 ч. с лекция на тема “Пътят от разчитането на човешкия геном до персонализираната медицина. България участва в проекта “Геномът на Европа”, представена от проф. д-р Радка Кънева, преподавател по биохимия, патобиохимия, молекулярна биология и генетика и изпълнителен мениджър на Център по молекулна медицина от създаването му през 2006 година, както и от проф. д-р Иванка Димова - преподавател в Катедрата по медицинска генетика, ръководител на Лаборатория по геномна диагностика към Центъра по молекулна медицина. 

Залата беше пълна с млади хора - ученици от елитните гимназии, разказа пред БТА проф. Радка Кънева. По думите ѝ гостите им с всяка следваща година стават повече, което радва много учените. 

По време на лекцията тя запозна младите хора със съвременните технологични възможности, за да се чете човешкият геном и да се извлича информация от него, за възможностите, които тези данни дават да се откриват причините за генетичните заболявания, за по-добра профилактика, за по-надеждна оценка за предразположеността на всеки един от нас към различни комплексни заболявания като диабет, кардиоваскуларни или онкологични заболявания. 

За да можем да правим това и то да е адекватно, трябва да имаме информация за вариациите, които се наблюдават в генома на различните хора, защото въпреки, че всички имаме еднакви гени в нашия геном, всеки човек е уникален и има различия, вариации, които го правят такъв, отбеляза проф. Кънева. Тя посочи, че част от тези вариации са свързани с предразположения за заболяване, част от тях са просто вариации, често срещани варианти в една или друга популация.

Кънева разказа за разликите между отделните популации по отношение както на мутациите, които причиняват болести, така и по отношение на другите варианти. За да сме адекватни в изследванията и особено, за да ги прилагаме в медицината, с оглед на прецизиране на терапията и грижата за определен пациент, трябва да стъпим на данни, които са за съответната популация, каза тя и допълни, че не можем на базата на данни за финландците да правим планове по отношение, например, на скрининговите програми. По думите ѝ те просто няма да са адекватни, защото вариантите и мутациите, които са специфични за нашата популация ще са различни. Според проф. Кънева това е смисълът да се започне във всяка една държава да се изследват геноми от местната популация. Това позволява развитието на медицината на бъдещето - персонализираната медицина. То става възможно благодарение на технологичното развитие, което дава възможност секвенирането на целия геном вече да става сравнително евтино. Така всяка държава е подхванала някаква геномна инициатива, като някои са много напред - Китай, САЩ, Великобритания, а други са започнали по-късно - преди пет - шест години своите геномните им проекти, а трети сега стартират.

Къде сме ние?

Ние сега започваме, разказа още проф. Кънева. Тя отбеляза, че доскоро не сме имали технологична възможност да правим тези изследвания. През 2018 г. страната ни подписва декларацията за осигуряване на достъп до поне един милион генома в Европа до 2022 г. Само, че през 2018 г. нямахме генерирани български геноми, обясни проф. Кънева и допълни, че тази европейска инициатива е предполагала те да са изработени и наличните данни да се споделят за научни цели между отделните европейски държави. Да, обаче в нашия случай, ние просто нямахме генерирани такива данни през 2018 г. Тепърва започваме проекти, подобни на тези, които съществуват и дават резултати във Великобритания, Германия, Финландия,  Естония, разказа Кънева и отбеляза, че това са страни, които са много напред с развитието на геномната и прецизната медицина.

Хубавото все пак е, че България се включи в тази инициатива и ние, чрез Министерството на образованието и науката (МОН), получихме подкрепа за един пилотен проект, поне да започнем с първите 1000 български генома, каза още проф. Кънева. Преди две години е закупена необходимата апаратура и сега предстои следващата стъпка - да се съберат доброволците, които да бъдат изследвани.

За да участват в проекта “Геномът на Европа” страните се разбраха да се включи от всяка популация представителна извадка, която да е някакъв процент от населението на съответната държава, разказа още Кънева. Страната ни, която е с население от около 6,5 млн. души, трябва да събере поне 6500 българи. Германците имат много повече да събират, всичко зависи от големината на страната, даде пример проф. Кънева и допълни, че за по-малките държави, като Малта или Лихтенщайн, квотата е от поне 1000 души. За да може да бъде представена цялата европейска популация, всички страни, които са се подписали в тази декларация, ще трябва да генерират тези данни, след което ще бъдат достъпни за научни цели, обясни тя. 

Какво се случва с данните?

След като бъдат генерирани, те ще си останат в България, но ще бъдат достъпни за изследователски цели, отбеляза проф. Кънева и обясни, че ще има разработени специфични процедури за достъп до тази информация, за опазване на сигурността на информацията и гарантиране, че няма да се използва за нещо друго.

Какво представлява пилотният проект, по който се работи в момента?

Целта на пилотния етап е да се генерират първите 1000 генома. Цялата бройка - до 6500 генома трябва да се направи до пет години, обясни проф. Радка Кънева и добави, че се надежда да успеят да се справят с тази дейност в необходимия срок.

В пилотния етап ще се включат медицинските университети в София и в Пловдив. Секвенирането ще се извърши в столицата. Всяко едно от двете висши медицински учебни заведения има квота от доброволци, която трябва да събере. Проф. Кънева даде като пример за МУ-София бройка около 750 души. Причината столичната квота да е толкова голяма е, че тук живеят хора от цяла България и има много по-голям шанс да се съберат желаещи от всички региони на страната. Ще се създаде база данни, в която ще има информация за мястото на раждане на доброволеца и на неговите родители; клинична информация за здравословното му състояние, за наличието на болести в семейството. Цялата тази база данни ще позволи извадката да се използва за различни медицински изследователски проекти, каза Кънева.

МУ-София в инициативата Европейска нощ на учените - SEARCH 

Участваме в проекта за четвърта година, разказа Кънева. Само в една от годините, инициативата се е състояла виртуално. През всички останали години е било присъствено. Интересът за наше щастие нараства, отбеляза проф. Кънева. Тя допълни, че през последните години са започнали по-целенасочено да привличат деца и ученици, за да популяризират своята работа. Идват общо взето цели класове, заедно с техните учители, което е страхотно, каза тя и добави, че заедно с това през тази вечер ги посещават най-различни хора - и по-млади, и по-възрастни, но любопитни. Правим и викторина, за да видим какво е познанието на хората за най-базисни неща, свързани с генетика и геномиката, обясни още проф.Кънева и допълни, че раздават награди, правят детски кът с много забавни експерименти, с които децата могат да научат повече за тази интересна област от науката. Видеа от предходните издания могат да бъдат открити в ютуб канала на Центъра.

Разходка по лабораториите на Центъра по молекулна медицина към катедрата по Медицинска химия и биохимия в МУ-София 

След лекцията гостите на университета поеха на обиколка в лабораториите на центъра. Сред тях е и тази, където ще се направи секвенирането на българските геноми, участващи в проекта “Геномът на Европа”. Проф. Кънева отбеляза, че те и досега са правили секвенции, но не на целия геном, а само на определени гени, които са свързани с определени заболявания. Просто нямахме капацитета и апаратурата, която позволява това да се направи, посочи тя. Вече имат секвенатор от ново поколение, който е достатъчно мощен, за да покрие нуждите на България за този тип изследвания и на практика с него се надяват да реализират проекта.

И докато в Медицинския университет към 20 ч. вечерта обиколките вървяха към своя край, в друга част на града - в Университета по архитектура, строителство и геодезия (УАСГ) Европейската нощ на учените - SEARCH 2022 започваха. 

Може ли стъклото да се ползва за пречистване на вода?

Фокус на събитията тази година бе темата за стъклото, най-универсалният материал в човешката история със съществена роля в обществото за технологичен, научен и икономически напредък, и изменението на климата и свързаните спешни и важни избори, които човечеството трябва да направи. Акцентите са в контекста на Международната година на стъклото 2022, обявена от ООН и глобалните и европейските програми и приоритети.

В УАСГ избраха да представят пред своите гости една интересна употреба на вече ненужни продукти от стъкло. 

Един от домакините на любопитните участници в инициативата е доц. Галина Димова-Бойкинова - преподавател в катедра “Водоснабдяване, канализация и пречистване на води” към Хидротехническия факултет на УАСГ. Заедно със свой колега представиха технология за пречистване на питейни води, която се използва във всички наши пречиствателни станции - това е отстраняване на мътност, чрез филтрация през гранулиран слой. Учените представиха два модела - единият е със стандартен пясъчен слой, а другият е с филтрационен слой, получен чрез стриване и подходящо фракциониране на отпадъчно стъкло от бутилки и буркани, които са се счупили и вече не се използват по първоначалното си предназначение. 

Опитваме се да намерим приложение на този отпадъчен продукт за пречистване на водата, обясни доц. Галина Димова. В техния експеримент прилагат технология, използвана във всяка пречиствателна станция. Водата, която е с естествена мътност, се обработва с реагент, като се добавя коагулант. След това преминава през филтрационни колони, като остатъчната мътилка се задържа във филтрационния слой, а на изхода излиза пречистена вода. Тя обаче не е годна за пиене, защото може да има различни биологични агенти като бактерии и вируси. Затова в пречиствателните станции следва хлориране.

Хлорът е по-малкото зло, защото той гарантира подходящо качество на водата по отношение на микробиологичните параметри, отбеляза доц. Димова. Тя обясни, че по международните стандарти остатъчният хлор трябва да е до 0,2 до 0,3 мг на литър, което гарантира добри санитарно-хигиенни условия в самата мрежа, защото водата след пречиствателната станция може отново да се замърси микробиологично.

Ако водата мирише на хлор, както казах това е по-малкото зло, обясни тя и допълни, че в такъв случай е по-добре да оставим течността за половин - един час, като можем лекичко да я разбъркаме с чист прибор - тя ще се отмирише. “Държа да подчертая, че хлорираната вода по начина, по който това се осъществява в пречиствателните станции и изобщо във водоснабдителните мрежи, не е опасна за пиене” каза доц. Димова.

Искам хората да имат малко повече съзнателно отношение към водата - че тя не е просто даденост, че е нещо, което може да се промени много бързо, може да изчезне, да влоши своето качество и ние сме тези, които трябва да се грижат така да направят, че да я има и за нас, но и за бъдещите поколения и да е с добро качество, обясни доц. Димова в отговор на въпроса какво иска да запомнят посетителите  след срещата с нейния екип. С този лабораторен експеримент като инженери показахме една моментна снимка на това, което се случва, за да стигне водата до дома ни - през колко много пречистване и инженерни технологии преминава, за да можем да се чувстваме комфортно в домовете си, добави тя. Доц. Димова разказа, че в началото някои от гостите им дори не са знаели откъде идва водата в чешмата. Трябва да имаме по-голямо уважение към водата и към технологиите, които се занимават с пречистване ѝ, допълни тя.

В друга лаборатория на УАСГ любопитните гости в Европейската нощ на учените приемаше гл. ас. д-р инж. Боян Борисов. Неговата дейност е свързана с тръби, фасонни части и арматури, предимно за водоснабдяване. Нашите посетители се запознаха с последните достижения в тази индустрия, разказа той и допълни, че основните насоки, които се спазват в това научно направление е да се произвеждат продукти, които имат най-дълъг живот и са създадени с най-малкото възможно количество суровини. Друга насока, която спестява ресурса, който ползваме от природата, е по хитруимен начин да комбинираме няколко функции в един компонент, разказа ученият. Той даде пример с комбинация в едно на намалител и спирателен кран. 

На въпроса какво иска да научат хората, излизайки от лабораторията му, гл. ас. Борисов отбеляза, че би искал посетителите да са наясно със стремежа на десетки хиляди изследователи в областта на производството на фасонни части, тръби и арматури, да вземат по-малко входни суровини от природата за производството на тези елементи, без които не можем. Това се постига чрез непрекъснати изследвания, експерименти и обсъждания, обясни той. Основните насоки в тази сфера са да се изразходва все по-малко електроенергия при експлоатацията на водоснабдителните и канализационните системи и все по-малко материали да се вземат от природата за производството им, допълни Борисов.

По-рано през деня инициативата беше открита в Mall of Sofia, където бяха връчени наградите от двата конкурса на инициативата за подкаст “Млади гласове” и за визуална творба “SEARCH Instagram Looking Glass”. В първия конкурс - за подкаст, победител е Александра Умленска от ПМГ “Проф. Емануил Иванов” в Кюстендил. Тя печели награда и в другия - за визуална творба. 

Умленска разказа пред БТА, че от много малка има интерес към технологиите и към проблемите със замърсяването. Започнах да осъзнавам, че това е сериозен проблем, точно покрай моите наблюдение, които разказвам в конкурсите за Нощта на учените, отбеляза тя.

Умленска разказа за родния си град - Кюстендил, който е котловинен и в него се наблюдава т. нар. температурна инверсия и струпването на смог, мъгла в котловинната област. Ние имаме изключителен проблем със замърсяването на въздуха, но това не е само в България, посочи тя и допълни, че в световен мащаб има 11,65 процента смъртност от замърсяване на въздуха, което се равнява на седем милиона души. Научавайки тези данни, тя решава да насочи своите интереси към замърсяването. Според нея са необходими малки крачки и осъзнаване още от ранна възраст колко наболял и важен е този проблем. 

17-годишната ученичка от ПМГ “Проф. Емануил Иванов” в Кюстендил разказа, че спечелилият проект е вторият, който разработва и е за пневматично колело, работещо със сгъстен въздух. Според идеята ѝ пневматичен цилиндър, задействан от сгъстен въздух, задвижва велосипеда. Имаме 1,4 ст. на километър разход, което е забележителна цена, обясни тя. Всъщност въздухът като гориво е много перспективен, защото е широко разпространен и е много развит в индустрията, смята ученичката. Ние имаме гориво, което се намира навсякъде и е изключително евтино за употреба, което е най-важното, защото всеки, когато избира какво да използва в ежедневието си - иска да е ефективно, каза тя. Умленска разказа и за други свои идеи като робот, задвижван чрез водород.

След завършването на гимназията,  тя иска да се насочи към сферата на автоматиката и информационните технологии и да специализира в медицинската техника, конкретно в роботизираната хирургия, тъй като това е една изключително перспективна специалност. Според нея най-важното е да търсим превантивни начини за лечение, но е от значиение и да са минимално инвазивни, защото всеки човешки живот е важен, допълни Умленска.

На щандовете на инициативата в Mall of Sofia бяха и бъдещите млади учени от ЧСУ Izzi Science for Kids, които представяха малки експерименти в две научни области - химия и физика. Седмокласничката Вероника Танева разказа, че за нея е много приятно да се занимава с наука, особено когато има човек, който желае да те учи. Много деца не правят разлика в началото между предмета и учителя и е много важно преподавателят да може да накара ученика да го хареса, защото тогава започва истинската любов към предмета, отбеляза тя. Според момичето  добрият учител трябва да е ментор в истинския смисъл на тази дума. Тя разказа, че има желание да се занимава с наука. Тук сме да покажем и на други деца нагледно колко интересна е науката, отбеляза момичето и допълни, че са и любопитни и биологията, и химията, и физиката, и астрономията. “Не бях очаквала всички тези неща да са ми интересни, защото мои братовчедки и приятелки, които учат в гимназията споделят, че това е отвратително нещо. Но всъщност е много интересно, стига някой да ти го покаже от истинската хубава страна”, каза Вероника. “Много хора смятат, че учените, примерно, са безгрешни. Ами не са, въобще не са. И в нашето училище са ставали много забавни грешки. Според мен е много важно, че в нашето училище показваме, че независимо кой с каква професия е всички са хора, всички правят грешки, и не може да съдиш някого”, отбеляза тя, а един от инициаторите на българското издание на Европейската нощ на учените - SEARCH 2022, Любов Костова, допълни към мнението на младата ентусиастка, че човек трябва да греши, за да се научи и това е в основата на науката.