"Отвъд границите": Петко Физиев: Човешкото тяло прилича на химическа машина

… един ден чух по новините, че са секвенирали

човешкия геном. Започнах да чета молекулярна биология и генетика. Стана ми много

интересно, когато открих, че има сечение между „Информатиката“, която следвах в

Берлинския университет и „Молекулярната биология“, за която почти нищо не знаех. А

те се пресичат в една наука - „Биоинформатика“…

Разговор в две части

Част Първа:

Звъня на Петко малко по-рано от уговореното. Няколко сигнала „свободно“ и чувам гласа му съвсем близо до мен, въпреки че ни делят десет часа и повече от десет хиляди километра. Казва ми бодро и забързано: „Добро утро! Ще ти се обадя след малко, че закусвам…“

Усмихвам се, защото трябва да познавате Петко поне малко, за да усетите и динамиката в това: „закусвам“, и личното пространство, което съдържа изразът, но и готовността всеки момент да се усмихне, нищо че бърза или не иска да го прекъсват, докато прави нещо свое.

Звъни ми след няколко минути и лицето му засмяно се появява в долния десен ъгъл на екрана ми. Кара колата си към „Illumina“, където работи като старши биоинформатик. Докато се оглежда на кръстовищата, от време на време поглежда и към мен. Знам, че имаме около час, докато пристигне от Сан Франциско до „Illumina“. Въпреки това започвам с въпросите си бавно. Питам го за гимназията, за детството.

Роден съм в България, но преди гимназията живеех в Русия, защото нашите работеха там. Баща ми правеше докторската си дисертация в едно градче Дубна, където и в момента работи като физик. Така че първите ми седем години са преминали в Русия. Почти нямам спомен от това време. И все пак имам снимки от тогава.

Когато стана време да тръгна на училище се върнахме в България. Смених няколко училища, след това ме приеха в Немската гимназия. Интересно е, че след като я завърших, всичките ми съученици заминаха да учат в Германия. От класа ни в България останахме аз, един мой много добър приятел и едно момиче. Една година учих „Информатика“ в Софийския.

Защо „Информатика“?

Ами тогава почти нищо не ми харесваше, поне от предметите, които учехме в училище, нищо не успя да ме запали, за да го продължа в университет. Но математиката ми се отдаваше най-много, защото баща ми е физик и някак беше естествено да е така. Освен това, като бях съвсем малък, баща ми донесе компютър вкъщи - „Правец 8“, и аз не ставах от него. Играех игри до безсъзнание, толкова много, че днес не поглеждам компютърна игра. И като станах десети клас, и трябваше да мисля какво ще следвам, бях тотално дезориентиран. А и това си бяха времена на постоянни купони, ходене по концерти, знаеш как е… къде ти ще мисля за университет.

Петко започва да се смее и продължава:

Обаче баща ми ми каза, че или трябва да запиша висше, или ще трябва да ходя в казармата. Е, тук колебание нямаше никакво! И така реших да следвам информатика, защото ми се стори най-перспективно, а и имах компютър вкъщи, можех сам да се занимавам. Мина първата година в Софийския, но някак с приятелите ми ни чоплеше, че сме останали тук, беше ни яд, че целият ни клас е там, а ние сме тук.

Германия „Параграф 22“

Разказът на Петко за Германия е пълен с истории, разказани с много чувство за хумор. Почти не спираме да се смеем от момента, в който той ми казва:

Спомням си, че когато с тези мои двама приятели (Бойко и Неда) тръгнахме към Германия, баща ми ми даде пет хиляди марки и ми каза: „Това е, оправяй се“, явно са очаквали да се върна след половин година със сак пълен с мръсно пране, но не стана така.

Той се усмихва и продължава:

Но като отидох там беше пълен шок. Чужда държава, вярно, говориш езика, но дори и това не е съвсем така, въпреки солидното образование в Немската. Говориш го, ама не съвсем… Освен това там всичко ми се стори различно, ама всичко. Направо попадаш в тотално друг свят.

Но нека започна с началото, с деня, в който пристигнахме. За първата вечер имахме резервирана стая в един хостел, като си мислехме, че на другия ден ще отидем в Университета, ще им кажем, че са ни приели да учим в него и те веднага ще ни дадат общежитие, в което да се настаним. Да, но не!

Оказа се, че нямат свободни стаи в общежитието, че не ни знаят кои сме и май не се интересуваха, че няма къде да преспим през нощта. Освен това, за да ни дадат стаи, трябваше да сме се записали за студенти, а не просто да сме приети. На другата сутрин отиваме да се запишем в Университета. Те ни казват, че не могат да ни запишат, без да сме си платили таксата в банката. Отиваме в банката, където ни искаха адресна регистрация, за да си открием сметка, от която да преведем пари на Университета за таксата. И така стана нещо като „Параграф 22“. За да ни дадат квартира, искат платена такса в Университета, но за да я платим, от банката ни искаха адресна регистрация, която нямахме.

И докато се въртяхме в този омагьосан кръг, денят започна да свършва, а ние тримата с куп багаж нямахме къде да пренощуваме. Нямаше и изгледи да си намери място. Бяхме абсолютно отчаяни и не знаехме какво да правим. Примолихме се в хостела за една стая. Дадоха ни, но с две легла и аз и Бойко (моят приятел) май спахме на едното, а Неда на другото.

Дойде новият ден и пак същият проблем. Почнахме да търсим обяви по вестници, но нищо. И се качваме на метрото, абсолютно депресирани и съсипани… И като по чудо виждаме една наша съученичка. Разказваме ѝ че няма къде да спим. Тя ни взе в нейната квартира за седмица, докато си намерим наша. Накрая намерихме два апартамента, единият за Неда, другият за мен и Бойко. А то какви апартаменти мислиш? Боксониери. В нашия с Бойко имахме баня, тоалетна и една стая три на три, с едно легло и една маса. Докато си купим второ легло се редувахме една нощ аз на масата, той на леглото, другата обратното… И така няколко месеца живяхме заедно, после аз си намерих друго жилище.

Битовите приключения ги разбрах, казвам на Петко през смях. Кажи ми сега за образованието – появиха ли се стремежи и цели?

Да! В Германия бях принуден от обстоятелствата да си намеря работа, за да се издържам като студент. Преди това, в Софийския университет, имах колеги, които вече работеха като програмисти и вадеха добри пари, и това ме амбицира и аз да си намеря работа по специалността. Имах късмет да открия доста конкретно това, което наистина ми харесва и с което се занимавам и до ден днешен.

Как стана?

Чух по новините, че са секвенирали човешкият геном. Започнах да чета молекулярна биология и генетика и ми стана много интересно, когато открих, че има сечение между информатиката, която учех и молекулярната биология. Пресичат се в една наука „Биоинформатика“. Това е обработка на данни, които идват от молекулярни изследвания и чрез математически модели можеш да изучаваш как човешкото тяло работи на молекулярно ниво.

И наистина се запалих, реших, че това е моето нещо. Започнах да си търся работа, свързана с тази наука. Изпращах имейли на фирми, които се занимават с това в Берлин. Една от фирмите ме покани за интервю. Взеха ме. Попаднах на страхотни колеги. Работата беше страхотна, все повече ми харесваше идеята да се занимавам с „Биоинформатика“ и така открих попрището си.

"Химическата машина"

В началото на разговора ни каза, че до заминаването ти в Германия животът ти е бил безгрижие и купон. В един момент си стъпил в територия, която ти показва съвсем друг поглед, а и отношение към човешкото тяло. В това има и философия или дори метафора. Какъв беше този скок за теб? Осмислил ли си го или го прие като нещо твое по условие?

Това, което казваш, е така. Много е интересно, защото човешкото тяло е като една химическа машина, съставено от много молекули. И ако погледнеш как всичко това си взаимодейства вътре в клетките, между самите клетки и те с външната среда, ти става ясно, че сме едни химически машини, в които има кодирана логика и информация. И тази информация през химически механизми се записва, чете, обработва. В същото време, тези същите наши тела могат да носят в себе си идеи, емоции, чувства, стремежи, мисли…

Но емоциите ни не могат да живеят без това молекулярно „ниско“ ниво. И „химическата ни машина“ някак си успява да ги носи, поражда, контролира… Това е изключително високо ниво на абстракция. Това е вълнуващото на тази област, че експерименталните технологии в момента са напреднали страшно много и ние тепърва изучаваме как точно работи тази наша „химическа машина“ – какви са връзките между нещата.

Разговор в две части.

Част Втора:

Връзката започна да се накъсва. Петко ми каза, че е пристигнал и паркира пред „Illumina“.

Ще ти звънна отново като вляза вътре.

Неусетно беше минал почти един час откакто започнахме да говорим. Имам време да помисля няколко минути как да продължим. Искам да го попитам за това какво точно прави, как го прави. Човешкият геном все още донякъде е загадка, мистерия, предизвикателство, но има и нещо отвъд това. Сякаш „влизайки“ в него с математически модели и разбулвайки загадката, човечеството хем има шанс да се извиси в знанието си, хем е възможно да „загуби“ или пък обезличи значимостта. Защото понякога не е зле някои загадки да останат непокътнати. Докато си мисля всичко това Петко ме търси отново. Продължаваме така:

САЩ – Част от твоя и моя геном

Би ли ми обяснил какво точно правиш ти?

Аз работя в групата за интерпретация за Човешки геноми в „Illumina“. Тази фирма в момента държи пълен монопол върху машините, които се използват за секвениране на човешкото ДНК и в областта на изследвания върху човешките геноми. Благодарение на тях през последните десет години цената за този вид изследвания чувствително спадна. Когато аз започнах да се занимавам с това секвенирането на човешки геном, то струваше между два-три милиарда долара, а в момента струва хиляда долара и се очаква да спадне до сто долара.

Какво означава секвениране?

Геномът е изграден от ДНК. Общата дължина на генома е три милиарда нуклеинови киселини. Човек има две копия, по едно от всеки родител. Тази поредица от нуклеинови киселини съдържа инструкции как „се прави“ човешкото тяло, тоест как изглеждаш – глава, ръце, крака, кръвоносни съдове, мозък, сърце, бели дробове и т.н. Повечето от тези инструкции представляват указания за това как се синтезират протеини, които са изградени от аминокиселини. Протеините са нещо като изречения, съставени от азбука от 20 букви, всяка от които отговаря на всеки един от двадесетте вида аминокиселини.

Във всяка клетка на човек има копие от тези „инструкции“ и тя по тях се ориентира как трябва да изглежда, как да функционира и т.н. Това копие е уникално за всеки човек.

Всъщност, по-голямата част от твоя и моя геном например са еднакви, но има малки разлики, които ни правят различни. Средно статистически, на всеки хиляда знака има по една разлика. Примерно между мен и теб има няколко милиона разлики. И ако искаш да разбереш какви са тези разлики трябва да секвенираш генома си. Секвенирането на генома може да се направи при взимане на проба от клети (от слюнка, от кръв). Извлича се ДНК от тези клетки и се слага в машина, която разчита последователността на кодовете в клетката. Например, ако разчетем моя геном и го сравним с твоя геном, ще видим разликите. И ако се върнем към горния ти въпрос, аз интерпретирам какво означават тези разлики. Защото важният въпрос е какво означават те.

Оказа се, че в повечето случаи нямат голямо значение. Тоест не оказват влияние върху здравето ти и външния ти вид. Но има една малка част, която оказва влияние. Това е с което се занимава групата, в която работя. Ние търсим онези разлики, които предразполагат към болести и могат да повлияят върху здравословното състояние на човека. В тази област проучванията са в зародиш. Някои неща се знаят, но повечето не. Това, което аз и групата ми правим, е да създаваме математически модели, които да прогнозират кои разлики или мутации на определени позиции в човешкото ДНК до какви заболявания могат да доведат.

Учените, които гледат под микроскоп клетките, виждат мутациите и заболяванията с окото си, а при теб те се показват в числа и математически модели. Някак е странно да гледаш човешкото тяло през математически модели. Има ли емоционален мост между това да видиш нещо „на живо“ под микроскоп и през числата?

На мен ми доставя удоволствие да реконструирам тези картини. В момента работя с данни на хора, които са получили инфаркт на млади години и ги сравнявам с гените на такива, които не са. И виждаш как има мутации, които „чупят“ определени гени. После можеш да отидеш в лабораторията и да направиш експерименти за това дали този ген е свързан с конкретни процеси, които водят до заболяването.

Искаш да кажеш, че някой ден като се роди бебе, учените с малко слюнка например ще могат да кажат от какво би могло да се разболее то, когато порасне?

Даже много повече. Това изследване може да се направи преди бебето да се е родило, като се вземе кръв от майката и да се секвенира генома на детето. И това ще се прави рутинно в бъдеще.

Възниква може би и етичен проблем за обществата, защото сигурно една част от тях се страхуват от идеята да се правят изследвания от този тип. В Щатите има ли притеснение?

Да. В исторически план, да кажем през тридесетте–четиридесетте години на миналия век, е имало случаи, в които генетиката се е използвала за „прочистване“ на генофонда на човечеството. Но според мен хората в научните среди са си взели поука и не мисля, че биха злоупотребили отново с това знание по такъв начин. И все пак, по мое мнение би било добре науката и политиката да се държат настрана една от друга.

Ти изкушавал ли си се да секвенираш своя геном?

Да. Направих го преди няколко месеца. Още обработвам данните си. Но няма нищо тревожно за мен до колкото науката може да анализира данните.

Тук Петко се усмихва и продължава:

Но да не забравяме, че науката все още не знае всичко, следователно и аз не знам за себе си всичко, дори и през тези данни. Още сме много в началото, данните са безкрайно много и още не можем да ги обхванем. И това някак ме мотивира да търся и работя още по-усърдно и задълбочено.

Вместо финал

Имаме няколко въпроса, които задаваме на всички наши гости в тази рубрика. Единият е има ли нещо, от което те е страх? Но ти си надскочил може би най-големият човешки страх – да погледнеш в собственото си бъдеще и да разбереш има ли риск да се разболееш от нещо сериозно. Та, от какво те е страх теб?

Петко започва да се смее.

Преодолях този страх, защото все още нищо кой знае какво не може да се каже и нищо не е докрай сигурно, затова го преодолях… Сега, разбира се, като ми даваха данните, бях доста напрегнат и имах в себе си един списък, който съдържа гените, които ако са счупени, развиваш рак. И като ги проверявах… е, ясно е, че имаше някаква тревога. Но като видях, че няма нищо в тях и си казах – о, животът е супер…

Но това има и друга страна. Ако се зачоплиш в собствения си геном, можеш да видиш откъде е етническият ти произход. Което е супер интересно също. И също много мотивиращо, защото информацията е много точна и изследванията вече работят. И не ти показват просто някакъв район от Земята, а много малки детайли. Приятелката ми си направи такова изследване. Тя е от Гватемала и ѝ показа дори баба ѝ от кое село е.

Та като изключим страховете от проблеми със здравето, загубата на близки и въобще всичко, което тревожи повечето хора, има и нещо извън това, от което ме е страх.

Тук в Щатите, където живея повече от осем години, се усеща много силно колко си далеч от Европа. Когато бях в Германия някак беше по-леко. Но тук съм много далеч от България и не мога да прекарвам време с близките си, роднините си, приятелите си. И страх ме е, че това време изтича и никога няма да се върне… никога няма да се върне.

Какво е свобода?

Да си собственик на делата си и да носиш отговорност за това. Да можеш да правиш това, което искаш, но да можеш и да носиш отговорност за това, и да се грижиш за всичко, за което си поел отговорност. Свобода без отговорност не върви. Тези две неща са заедно. Истината е, че хората не са готови за това, защото е голям товар. И за мен е товар, но се опитвам.

В какво вярваш?

В себе си и в доброто в човека. Защото когато човек е свободен, ще използва тази свобода, за да прави добри неща. Вярвам в хората и че в тях има нещо хубаво, малко или много, без значение как го проявяват. Ако хубавото е по-малко, то, то все пак може да се развие и да стане много по-хубаво.