Описание профессии генный инженер

Объекты генной инженерии

Наиболее часто объектами для исследования генной инженерии становятся микроорганизмы, клетки растений и низших животных, однако ведутся исследования и на клетках млекопитающих, и даже на клетках человеческого организма. Как правило, непосредственным объектом исследования является молекула ДНК, очищенная от прочих клеточных веществ

При помощи энзимов ДНК расщепляется на отдельные отрезки, причём важно уметь распознавать и выделять нужный отрезок, переносить его при помощи энзимов и встраивать в структуру другой ДНК

Современные методики уже позволяют достаточно свободно манипулировать отрезками генома, размножать нужный участок наследственной цепи и вставлять его на место другого нуклеотида в ДНК реципиента. Накоплен достаточно большой опыт и собрана немалая информация по закономерностям строения наследственных механизмов. Как правило, преобразованиям подвергаются сельскохозяйственные растения, что уже позволило существенно повысить результативность основных продовольственных культур.

Какие предметы сдавать

Для того чтобы поступить на специальность «Биоинженерия», выпускнику старшей школы необходимо успешно сдать в формате Единого государственного экзамена.

Что сдавать на биоинженерию? Это, безусловно, предметы, связанные с математикой и научными дисциплинами.

В сфере ключевых предметов, которые нужно сдавать на биоинженера: русский язык, математика профильного уровня, биология и химия.

Чаще всего высшие учебные заведения выбирают в качестве обязательных для каждого абитуриента три экзамена, четвертый же может быть в качестве дополнительного вступительного испытания, проводимого организацией самостоятельно.

Предметы для сдачи ЕГЭ на биоинженерию – еще не все, что может потребоваться для поступления. Зачастую, на собеседованиях с абитуриентами члены приемной комиссии оценивают уровень владения выпускниками школы английским языком. Это необходимо, так как многие исследования, необходимые студентам для успешного обучения, проведены за пределами России и доступны к ознакомлению только на английском языке.

Обязательные к сдаче экзамены и дополнительные вступительные испытания для поступления на биоинженера могут быть скорректированы вузом.

Учащимся старшей школы следует раз в несколько месяцев просматривать сайт того вуза, в котором они хотели бы учиться, на предмет изменений в структуре приемной кампании.

Плюсы профессии генного инженера

Генная инженерия предоставляет ряд преимуществ сотрудникам в данной сфере:

• Обширные возможности для научной деятельности. Перед генными инженерами открывается множество дверей в возможностях для проведения различных экспериментов.
• Отсутствие монотонности. Это исходит из предыдущего пункта. Ввиду того, что работникам данной области постоянно приходится выполнять новые задачи и искать нестандартные решения, монотонная работа им не грозит.
• Постоянное развитие. Генная инженерия, как и многие другие научные сферы не стоят на месте. В связи с этим перед сотрудниками в данных областях открываются обширные возможности по повышению квалификации и изучению новых отраслей.
• Карьерный рост. Ввиду того, что профессия генного инженера на сегодняшний день ещё не раскрыта полностью и постоянно развивается, сотрудники данной области становятся всё более востребованными, в связи с чем всегда есть перспективы карьерного роста, причём как в России, так и за рубежом – наши специалисты ценятся во многих странах.
• Оплата труда. При наличии должного багажа знаний и необходимого опыта работы генный инженер может рассчитывать на достойную оплату труда. Однако на начальных этапах, ситуация не такая радужная, речь об этом пойдёт ниже.

Как стать генным инженером – где учиться

Чтобы стать генным инженером, нужно получить высшее образование по специальностям «Биология», «Генетика», «Микробиология». Получить необходимые знания можно в любом гуманитарном вузе страны.

Для биологов и врачей, которые имеют смежную специализацию, возможны занятия на курсах переподготовки. Срок такого обучения составляет около 3 месяцев. Занятия проходят в дистанционном формате без отрыва от основной работы.

Необходимые навыки и знания

Как и любой ученый, генный инженер должен обладать пытливым умом и аналитическим мышлением. Для генетика важна педантичность и усидчивость. У специалиста должна быть врожденная склонность к естественным наукам: химии, биологии, медицине.

Для серьезных ученых не лишним будет владение английским языком – это даст дополнительные возможности для консультаций с иностранными коллегами и для скрупулезного изучения их научных трудов.

Обязанности

К должностным инструкциям генного инженера входят такие обязанности:

• изменение структуры генотипа живых организмов для усиления их устойчивости к поражению вирусами, другими инфекциями, воздействию неблагоприятных климатических условий;
• выведение модифицированных трансгенных растительных культур;
• создание эффективных инсектицидов и фунгицидов;
• участие в разработке медикаментозных препаратов;
• проведение научных исследований для изучения свойств и структуры генетического аппарата различных биологических форм;
• ведение наблюдений за подопытными животными, насекомыми, микроорганизмами и другими материалами;
• получение и отбор продуктов матагенеза клеток и тканей;
• перестройка ДНК клеток: удаление «лишнего» набора фрагментов и создание искусственных организмов с усеченными геномами;
• участие в долгосрочных научных исследованиях генетически модифицированных организмов;
• преподавательская деятельность.

Странности ученых

Не странности, конечно. А те специфические качества, которые я не замечала в общении с людьми других профессий.

1. Ученые очень холодно относятся к научпопу. Я бы даже сказала, с неприязнью. «Зачем такие книги читать, почему вы не читаете “Биологию стволовых клеток”?» «В России нормального научпопа нет». Это самые мягкие примеры того, что я слышала о научпопе 🙂
2. Ученые общаются на своем языке, полном терминов. Если есть термин, то они выберут его, потому что так корректнее. «Суспендировать», а не смешивать. «Амплифицировать», а не размножить. Белок «экспрессируется» в клетке, а не выделяется. А теперь представьте, что предложение из 10 слов наполовину состоит из таких терминов – это будет речь Павла Юрьевича 🙂 Можно послушать подкаст с Павлом здесь.
3. Главная цель ученого – провести исследование и получить вывод, получить новое знание. Будет ли кто-то регистрировать патент и строить на этом знании бизнес – ему по большей степени все равно.

Колумбия

Каролина Ривера, 34 года, родной город — Богота, генетик, @karitoriveramd

О выборе профессии

Я решила стать генетиком на последнем курсе Медицинской школы. Меня всегда интересовали загадки ДНК и наследственные заболевания.

Первое знакомство с генетикой было через комиксы, в частности, «Люди Икс». Меня завораживала мысль, что может быть кто-то с эволюционным преимуществом благодаря мутациям ДНК. Также меня вдохновили родители — ученые и исследователи в области органической химии.

Об изучении генетики в Колумбии

Генетика — область биологии, которая изучает гены, наследственность и генетические различия.

В Колумбии изучение генетики постоянно прогрессирует. В последние годы знания населения в области генетики увеличились. Большинство диагностических тестов на наследственные заболевания, рак и идентификацию человека проводятся в нашей стране.

Перспективы развития и карьерный рост

Инновационный в проекте «Атлас новых профессий» называет биотехнологии одной из самых перспективных отраслей развития в России. По мнению лучших мировых экспертов, которые создавали «Атлас», биотехнологии в ближайшие 10-15 лет повлияют на медицину, энергетику, сельское хозяйство. Сегодняшние студенты будут работать в период подъема биоинженерии.

Карьера ученого начинается с младшего научного сотрудника, который может вырасти до профессора или академика. Перспективные биоинженеры работают над своими проектами в рамках государственной лаборатории или частной компании. Профессионалы с коммерческой жилкой открывают свой бизнес.

Биоинженер – профессия для терпеливых и талантливых ученых, которые не боятся проверять теории и смогут начать все сначала, если эксперимент провалится. Так совершаются открытия и строится будущее.

Учеба

Мои знания по биологии и химии находились где-то на уровне шестого класса. Уволившись, я засела за учебники. Друзья привезли целую полку книг.

По химии мне больше всего понравилась вот эта книга:

Джон Мур, «Химия для чайников»

А по биологии лучше всего зашли лекции на Youtube: CrashCourse (на английском) и лекции Окштейна. Заниматься по YouTube посоветовал знакомый, который учится на биолога в Голландии: «Я не понимаю, как можно читать учебники на русском – они такие занудные!»

Еще занималась в Академии Хана, прошла курс по генной инженерии на Coursera (он, кстати, русскоязычный, подготовлен сотрудниками Новосибирского государственного университета).

Так в сидячем режиме учебы прошло 2 месяца.

Польза генной инженерии для человека

С начала 90-х годов во многочисленных лабораториях мира проводятся опыты по изменению генов человека с целью предотвращения заболеваний. Ученые уже научились бороться некоторыми разновидностями рака, диабетом, анемией.

В ближайшее время специалисты рассчитывают добиться результатов в предотвращении врожденных отклонений. Планируется разработать способ корректировки генетического кода зародыша. Если удастся добиться таких результатов, то можно значительно улучшить физические и умственные способности человека, предотвратить развитие отклонений. Некоторые ученые даже считают, что в будущем удастся сделать человека бессмертным.

Сегодня ученые уже добились фантастических результатов. Они научились создавать котов путем клонирования, которые светятся в темноте, воспроизвели некоторые виды рыб, которые очень быстро растут, путем пересадки генов животных во фрукты и овощи удалось добиться быстрого созревания плодов большого размера. Среди достижений есть и эко-свинья, растения, которые устраняют загрязнения окружающей среды, куры, несущие лекарственные яйца и козы, плетущие паутину.

Кто такой генетик и чем он занимается

Специалист, который занимается в области генетики, называется врач генетик. Генетика – это наука, которая изучает все живое на планете. Главным предметом генетики является наследственность и изменчивость. Словом, генетик занимается детальным изучением различных химических формул, эволюционные ситуации и строения ДНК. Помимо этого, специалист занимается исследованием законов наследования генов, а затем ведет поиск практического применения всего изученного. Врач-генетик помогает сделать прогноз относительно рождения детей без генетических отклонений или изменить развитие некоторых болезней генетического характера. Именно в такие моменты заинтересованные лица обращаются к специалисту этого профиля. Они также создают те уникальные медикаменты, которые смогут лечить самых безнадежных больных. Знания и результаты исследований в данной области помогают при генетической экспертизе в медицине и криминалистике, а также в других отраслях. В целом работа, которая ведется генетиками научных лабораториях и исследовательских институтах связана с наблюдением за процессами наследственности и мутации.

Описание профессии врач генетик

Врач генетик занимается следующими видами медицинской деятельности: генная инженерия, лечебная практика и научно-исследовательская работа. Специалисты в этой области могут работать в научно-исследовательских институтах, сельскохозяйственных институтах и организациях, фармацевтических компаниях, медицинских учреждениях и уголовном судопроизводстве. Профессионал в данной области считается знатоком «узкой» направленности, как и спортивный психолог, который занимается вопросами психологи и психотерапии только в области спорта и физкультуры.

Как и врач пульмонолог, специалист, который является врачом генетиком, должен обладать определенными профессиональными навыками. Он должен знать химию и биологию на уровне продвинутого специалиста и иметь широкое представление о генетических процессах, которые происходят внутри организмов. Врач генетик проводит генетический анализ с использованием лабораторных оборудований и аппаратуры для исследований.

Личные качества представителей профессии врач генетик

Необходимо знать, что профессия врача генетика в обязательном порядке требует наличие высшего образования в области общей медицины и специализации генетика. Он получает специализацию, которая отмечается в дипломе «Генетика». Подобную подготовку можно получить на кафедре по подготовке генетиков широкого профиля при ведущих учебных заведениях: Московский государственный университет им. Ломоносова, Санкт-Петербургский государственный университет, Новосибирский государственный университет, а также ряд сельскохозяйственные и медицинские высшие учебные заведения. Врач генетик должен обладать высокой ответственностью, честностью и склонностью к постоянному повышению профессиональных знаний. Ему также придется постоянно совмещать научную и практическую деятельности в своей работе. От специалиста, который занимается вопросами генетики, требуется особая внимательность и представление точного результата при определении некоторых аспектов, которые могут серьезно повлиять на жизнь людей, например, при определении ДНК предполагаемого преступника или установлении факта отцовства.

Дальнейшие достижения

Поскольку не все клетки растений были восприимчивы к заражению A. tumefaciens, были разработаны другие методы, включая электропорацию , микроинъекцию и бомбардировку частицами с помощью генной пушки (изобретенной в 1987 году). В 1980-х годах были разработаны методы введения изолированных хлоропластов обратно в растительную клетку, у которой была удалена клеточная стенка. С появлением генной пушки в 1987 году стало возможным интегрировать чужеродные гены в хлоропласт .

Генетическая трансформация стала очень эффективной в некоторых модельных организмах. В 2008 году были получены генетически модифицированные семена Arabidopsis thaliana путем простого погружения цветов в раствор Agrobacterium . Диапазон растений, которые можно трансформировать, увеличился по мере разработки методов культивирования тканей для различных видов.

Первые трансгенные животные были выращены в 1985 году путем микроинъекций чужеродной ДНК в яйца кроликов, овец и свиней. Первыми животными, синтезировавшими трансгенные белки в своем молоке, были мыши, созданные для производства тканевого активатора плазминогена человека. Эта технология применялась к овцам, свиньям, коровам и другому скоту.

В 2010 году ученые Института Дж. Крейга Вентера объявили о создании первого синтетического бактериального генома . Исследователи добавили новый геном к бактериальным клеткам и выбрали клетки, содержащие новый геном. Для этого клетки проходят процесс, называемый разрешением, когда во время деления бактериальной клетки одна новая клетка получает исходный геном ДНК бактерии, а другая — новый синтетический геном. Когда эта клетка реплицируется, она использует синтетический геном в качестве матрицы. Получившаяся в результате бактерия, разработанная исследователями, названная Synthia , была первой в мире синтетической формой жизни .

В 2014 году была разработана бактерия, реплицирующая плазмиду, содержащую неестественную пару оснований . Это потребовало изменения бактерии, чтобы она могла импортировать неестественные нуклеотиды, а затем эффективно их реплицировать. Плазмида сохраняла неестественные пары оснований, когда удваивалась примерно в 99,4% случаев. Это первый организм, созданный с использованием расширенного генетического алфавита.

В 2015 году CRISPR и TALEN были использованы для модификации геномов растений. Китайские лаборатории использовали его для создания устойчивой к грибам пшеницы и повышения урожайности риса, в то время как британская группа использовала его для настройки гена ячменя, который может помочь в создании устойчивых к засухе сортов. При использовании для точного удаления материала из ДНК без добавления генов других видов, результат не подвергается длительному и дорогостоящему процессу регулирования, связанному с ГМО. Хотя CRISPR может использовать чужеродную ДНК для облегчения процесса редактирования, второе поколение отредактированных растений не содержит этой ДНК. Исследователи отметили ускорение, потому что оно может позволить им «не отставать» от быстро развивающихся патогенов. Министерство сельского хозяйства США заявило, что некоторые примеры генно-модифицированной кукурузы, картофеля и соевых бобов не подпадают под существующие правила. По состоянию на 2016 год другие контрольные органы еще не выступили с заявлениями.

Растения, устойчивые к вирусам

Создание вирусоустойчивых сортов – ещё одно направление генной инженерии растений.

Для создания таких сельскохозяйственных растений используется так называемая перекрёстная защита. Сущность этого является в том, что растения, инфицированные одним видом вируса, становятся устойчивыми к другому, родственному вирусу, так как происходит своего вида вакцинация. В растения вводят ген ослабленного штамма вируса, что предотвращает его поражение более вирулентным (вызывающим заболевание) штаммом того же или близкородственного вируса.

Таким геном-защитником может служить ген, кодирующий у вируса синтез белка оболочки, окружающий нуклеиновую кислоту. Этот ген используется для создания in vitro с помощью обратной транскриптазы к ДНК — ДНК-копии. К ней присоединяют необходимые регуляторные элементы и с помощью специальным образом подготовленной Ti-плазмидой агробактерии переносят в растения. Трансформированные растительные клетки синтезируют белок оболочки вируса, а выращенные из них трансгенные растения либо совсем не заражаются его более вирулентными штаммами, либо дают слабую и запоздалую реакцию на вирусную инфекцию.

Это один из механизмов защитного действия вирусного гена, который до сих пор не вполне ясен и может сопровождаться нежелательными последствиями.

Изучать генетику нелегко, так как она развивается, и многие учебники быстро устаревают

Мне нравятся исследования, возможность совершения генетических прорывов каждую неделю или месяц. После окончания университета я продолжила обучение в аспирантуре, моя основная область исследований — эпигенетическая. Это новая и неизученная ветвь генетики. Она важна для понимания того, как клетки дифференцируются в эмбрионе человека или как раковые клетки образуются в организме. В будущем это станет мощным инструментом в медицине и фармации.

Изучать генетику нелегко, так как она развивается, и многие учебники быстро устаревают.

Об изучении генетики в Великобритании и Германии

Я долгое время жила в Англии, а сейчас переехала в Германию. Генетика в Англии наиболее развита из-за меньшего количества этических правил. В Великобритании можно работать с эмбрионами и редактировать их геномы, изучать их до 14 дней после оплодотворения.

В Германии законы о ГМО, генной инженерии более строгие, что мешает развитию науки. Англия больше продвинута с точки зрения генетики и исследований стволовых клеток, а Германия — крупный игрок в области химии и фармации.

В генетике чем дольше учишься, тем лучше. Если вы хотите стать ученым, нужно потратить много лет на изучение и эксперименты.

Об условиях труда

Временами я работаю по 12-14 часов в день, бывают дни, когда я работаю только пару часов.

Я провожу эксперименты, исследую клетки. Эти знания помогут понять, как эмбрион превращается в человека, как образуются раковые клетки. Тогда мы сможем найти лучшее лечение для различных генетических заболеваний.

Я также тестирую потенциальные лекарства от рака на стволовых и раковых клетках человека, обучаю студентов.

Чем больше вы квалифицированы, тем больше зарабатываете. Можно работать в больнице или большой компании — это многообещающая профессия.

Мои советы начинающим генетикам: найдите тему, которой вы больше всего увлечены, задавайте много вопросов, усердно трудитесь ради собственных достижений.

О планах

Развиваться как научный блогер, поработать научным сотрудником еще в какой-нибудь стране. Хотелось бы работать над улучшением вопросов здравоохранения, найти лекарство от рака и наслаждаться своей профессией даже спустя много лет.

Плюсы и минусы профессии

Плюсы

1. Профессия перспективная, интересная и высокооплачиваемая, в будущем востребованность генетиков будет динамически возрастать.
2. Составление родословной, генетический анализ и иные виды клинических процедур позволяют оценить риски, помочь пациентам вести нормальный образ жизни. Поэтому деятельность имеет огромное общественное значение.
3. Много вакансий, можно трудиться в частном или государственном секторе.
4. Генетические консультанты постоянно повышают свою квалификацию и профессионализм. Могут получать дополнительные навыки и образование в рамках конференций, курсов, которые оплачивает работодатель.
5. Сотрудничество с известными российскими и отечественными медицинскими сотрудниками, позволяющее завести полезные деловые связи и получить хороший опыт.
6. Возможно ведение частной практики.

Минусы

1. Работа может морально истощать, ведь генетик общается с людьми, которые страдают от сложных заболеваний, не могут иметь детей. Поэтому велик риск морального истощения, профессиональной деформации и выгорания.
2. В первые годы работы генетические консультанты не получают высокую зарплату, ведь без опыта достаточно сложно трудоустроиться.
3. Постоянно взаимодействие с людьми, что может не понравиться интровертам. Однако в этом случае можно сделать выбор в пользу научной деятельности.

Минусы профессии генного инженера

Несмотря на ряд преимуществ, сфера генной инженерии имеет и ряд недостатков:

• Низкая оплата труда на начальном этапе. Первая ступень в профессии генного инженера – лаборант. А лаборанты практически в любых исследовательских институтах получают низкую оплату труда.
• Неудовлетворённость результатами. Практически вся наука построена на экспериментах и попытках. Не исключение это и для генной инженерии. История знает массу примеров, когда исследования, проводимые на протяжении долгих лет в результате, не давали никакого результата либо же результат был гораздо ниже ожидаемого.
• Наличие определённых опасностей. В сфере генной инженерии может возникнуть ряд опасностей и непредвиденных обстоятельств. Например, ни один эксперимент не может предоставить 100% гарантию безопасности при его проведении, поскольку современная генная инженерия не позволяет с технической точки зрения точно встраивать необходимые гены в ДНК. А в ходе выведения новых видов существует вероятность получения опасных вирусов и мутагенов, опасных не только для сотрудников НИИ, но и для окружающих лиц в целом, а в худшем случае – и для всего человечества.

Обучение на врача-генетика

Генетические консультанты получают профильное образование в высших учебных учреждениях, занимающихся подготовкой кадров для медицинской сферы. Срок обучения составляет 8 лет: в течение 6 лет студенты учатся в вузе, 2 года – в ординатуре по профилю «Генетика» (код: 31.08.30). Для поступления в клиническую ординатуру необходимо иметь диплом об окончании вуза по одной из нижеперечисленных специальностей:

• «Медицинская биохимия» (код: 30.05.01);
• «Лечебное дело» (код: 31.05.01);
• «Педиатрия» (код: 31.05.02).

Генетик может пройти профессиональную переподготовку, выбрав схожее направление — «Лабораторная генетика». Также каждые 5 лет необходимо проходить курс повышения квалификации.

Преимущества и недостатки профессии

Одним из важнейших преимуществ профессии можно считать ее общественную значимость. Любому ученому отрадно сознавать свою причастность к важным исследованиям, которые принесут пользу всему человечеству.

Есть и другие плюсы:

• достойная оплата труда;
• широкие возможности для экспериментальной деятельности;
• возможность пользоваться новейшими открытиями в смежных сферах;
• карьерный рост;
• возможность интересной работы за рубежом.

Среди недостатков профессии генного инженера можно выделить следующие:

• обилие рутинной работы (наблюдения за ходом экспериментов, отчеты);
• отсутствие ожидаемого результата эксперимента;
• низкая зарплата в начале карьеры.

В Колумбии изучение генетики постоянно прогрессирует

Помимо соответствующего образования генетикам нужны устные и письменные навыки общения. Генетические консультанты и клинические генетики, которые имеют дело с пациентами, должны быть сострадательными, иметь хорошие навыки межличностного общения.

Об условиях труда

Я работаю 20 часов в неделю с двумя выходными. Я медицинский и клинический генетик, руководитель направления медицинской генетики в учреждении в Колумбии. Также работаю в поликлинике и провожу медицинские консультации. Лечу пациентов с редкими заболеваниями и даю генетические консультации.

Я профессор медицинской генетики в одной из школ Колумбии, преподаю будущим врачам. Еще мне нравится проводить исследования, поэтому я занимаюсь научной работой.

Средняя зарплата генетика в Колумбии — от 32 000 до 50 000 $ в год.

Советую начинающим генетикам быть сострадательными и любопытными.

О планах

Хочу разработать лекарства от генетических заболеваний с помощью генной терапии. Также создать справочный центр редких заболеваний в Колумбии и продолжать исследовать редкие заболевания.

Странности ученых

Не странности, конечно. А те специфические качества, которые я не замечала в общении с людьми других профессий.

1. Ученые очень холодно относятся к научпопу. Я бы даже сказала, с неприязнью. «Зачем такие книги читать, почему вы не читаете “Биологию стволовых клеток”?» «В России нормального научпопа нет». Это самые мягкие примеры того, что я слышала о научпопе
2. Ученые общаются на своем языке, полном терминов. Если есть термин, то они выберут его, потому что так корректнее. «Суспендировать», а не смешивать. «Амплифицировать», а не размножить. Белок «экспрессируется» в клетке, а не выделяется. А теперь представьте, что предложение из 10 слов наполовину состоит из таких терминов – это будет речь Павла Юрьевича Можно послушать подкаст с Павлом здесь.
3. Главная цель ученого – провести исследование и получить вывод, получить новое знание. Будет ли кто-то регистрировать патент и строить на этом знании бизнес – ему по большей степени все равно.