Рейтинг самых высокооплачиваемых профессий в мире

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.

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.

Общие сведения

Биоинженер – специалист, который целенаправленно занимается изменением свойств живого организма. Профессия подходит тем людям, которые интересуются химией и биологией. Биоинженерия – одно из современных направлений современной науки. Это интегральная наука, она возникла на стыке физики, химии, биологии, генной инженерии и компьютерных технологий. Биоинженеры работают с живыми организмами и системами, применяют в своей работе передовые технологии и достижения науки для решения медицинских проблем. Специалисты участвуют в разработке и создании новых приборов и оборудования. Также они участвуют в разработке новых процедур, опираясь на междисциплинарные знания. Таким образом появляются новые технологии, способны облегчить жизнь людей.

Не путайте биоинженерию с генной инженерией. Генная инженерия занимается изменением ДНК живых организмов, и является всего лишь ответвлением биоинженерии. Дисциплина направлена на углубление уже существующих знаний в области инженерии, биологии и медицины для укрепления здоровья людей за счет научных разработок.

Важными достижениями науки является разработка искусственных суставов, современных протезов, магниторезонансной томографии, кардиостимуляторов, артроскопии, ангиопластики, биоинженерных протезов кожи, почечного диализа, аппаратов искусственного кровообращения. Все это тесно переплетается с биотехнологиями и приносит пользу человечеству.

Профессионал должен обладать такими важными качествами:

• хороший интеллект;
• аналитический пытливый ум и склонность к естественным наукам;
• уметь анализировать и находить практическое применение известным теоретическим и полученным в ходе собственных исследований данным;
• знать принципы обращения с лабораторной и исследовательской техникой, основ хранения веществ, реактивов;
• уметь составлять отчеты о проделанной исследовательской деятельности.

Положительные стороны профессиональной деятельности:

• высокая заработная плата (но учтите что сразу после ВУЗа вы не будете получать максимальный оклад);
• высокая востребованность на рынке труда квалифицированных специалистов;
• карьерный рост;
• возможность проводить на работе исследования, нужные для ваших научных интересов;
• сотрудничество с международными холдингами и проектами;
• возможность стажировки за границей.

Минусы работы:

• сложное обучение в ВУЗе;
• высокая ответственность за разработки;
• работа с опасными химикатами;
• не всегда работа происходит в чистой и уютной лаборатории;
• возможный ненормированный рабочий день;
• одна ошибка может завалить проект всей команды;
• возможные неудачи во время разработок;
• получение не таких результатов, как вы ожидали;
• моральное напряжение.

Применение в научных исследованиях[ | ]

Нокаут гена

. Для изучения функции того или иного гена может быть применён нокаут гена (англ. gene knockout). Так называется техника удаления одного или большего количества генов, что позволяет исследовать последствия подобной мутации. Для нокаута синтезируют такой же ген или его фрагмент, изменённый так, чтобы продукт гена потерял свою функцию. Основные методы реализации: цинковый палец, морфолино и TALEN. Для получения нокаутных мышей полученную генно-инженерную конструкцию вводят в эмбриональные стволовые клетки, где конструкция подвергается соматической рекомбинации и замещает нормальный ген, а изменённые клетки имплантируют в бластоцисту суррогатной матери. У плодовой мушки дрозофилы мутации инициируют в большой популяции, в которой затем ищут потомство с нужной мутацией. Сходным способом получают нокаут у растений и микроорганизмов.

Искусственная экспрессия

. Логичным дополнением нокаута является искусственная экспрессия, то есть добавление в организм гена, которого у него ранее не было. Этот способ генной инженерии также можно использовать для исследования функции генов. В сущности процесс введения дополнительных генов таков же, как и при нокауте, но существующие гены не замещаются и не повреждаются. Схема строения зелёного флуоресцентного белкаВизуализация продуктов генов

. Используется, когда задачей является изучение локализации продукта гена. Одним из способов мечения является замещение нормального гена на слитый с репортёрным элементом, например, с геном зелёного флуоресцентного белка (GFP). Этот белок, флуоресцирующий в голубом свете, используется для визуализации продукта генной модификации. Хотя такая техника удобна и полезна, её побочными следствиями может быть частичная или полная потеря функции исследуемого белка. Более изощрённым, хотя и не столь удобным методом является добавление к изучаемому белку не столь больших олигопептидов, которые могут быть обнаружены с помощью специфических антител.

Исследование механизма экспрессии

. В таких экспериментах задачей является изучение условий экспрессии гена. Особенности экспрессии зависят прежде всего от небольшого участка ДНК, расположенного перед ирующей областью, который называется промотор и служит для связывания факторов транскрипции. Этот участок вводят в организм, поставив после него вместо собственного гена репортерный, например, GFP или фермента, катализирующего легко обнаруживаемую реакцию. Кроме того, что функционирование промотора в тех или иных тканях в тот или иной момент становится хорошо заметным, такие эксперименты позволяют исследовать структуру промотора, убирая или добавляя к нему фрагменты ДНК, а также искусственно усиливать его функции.

Этапы создания трансгенного организма

1. Выделение изолированного гена с нужными свойствами. Сегодня для этого существуют достаточно надёжные технологии, есть даже специально подготовленные библиотеки генов.
2. Ввод гена в вектор для переноса. Для этого создаётся специальная конструкция – трансген, с одним или несколькими отрезками ДНК и регуляторными элементами, который встраивается в геном вектора и подвергается клонированию при помощи лигаз и рестриктаз. В качестве вектора обычно используются кольцеобразные бактериальные ДНК – плазмиды.
3. Встраивание вектора в организм реципиента. Этот процесс скопирован с аналогичного природного процесса встраивания ДНК вируса или бактерии в клетки носителя и действует таким же образом.
4. Молекулярное клонирование. При этом клетка, подвергшаяся модификации, успешно делится, производя множество новых дочерних клеток, которые содержат изменённый геном и синтезируют белковые молекулы с заданными свойствами.
5. Отбор ГМО. Последний этап ничем не отличается от обычной селекционной работы.

Кто такой генный инженер и чем он занимается

Генный инженер – ученый, сфера деятельности которого генетическое перепрограммирование. Цель такой работы – получение видов растений, животных и прочих живых организмов с измененным набором генов. Благодаря генной инженерии ученым удается создавать новые биологические виды, минуя длительный процесс традиционной селекции.

В результате экспериментов ученых-генетиков на свет появляются более жизнеспособные сорта растений. Такие биологические виды обладают высокой морозоустойчивостью и способностью противостоять вредным насекомым. Внедрение чужеродных молекул ДНК может влиять на урожайность и декоративные свойства.

В области животноводства работа генного инженера направлена на разведение неприхотливых особей, способных к размножению не в самых благоприятных условиях. Для мясного животноводства приоритетным направлением считается увеличение массы животного. Для молочных пород работа ведется в направлении увеличения лактации. Таким образом, ученые генетики увеличивают рентабельность сельского хозяйства за счет выведения более жизнестойких видов.

Основные обязанности генного инженера

Работа генного инженера проходит в лабораториях научно-исследовательских институтов.

К основным обязанностям генного инженера относят такие виды деятельности:

• выведение трансгенных культур;
• видоизменение генной структуры организмов с целью усилить их сопротивляемость различным заболеваниям;
• исследование генной структуры отдельных видов;
• наблюдение за подопытным материалом;
• составление отчетов о проделанной работе, написание научных статей;
• выступления на конференциях, семинарах, симпозиумах и т. д.

Что делает hardware engineer

Вместе с нашим владельцем продукта по промышленному интернету вещей я прохожу все этапы создания устройства: момент зарождения потребности на заводах, обсуждение деталей и требований, разработка, тестирование и внедрение на производстве.

На первом этапе моя задача заключается во взаимодействии с предприятиями холдинга. Я выясняю, какое устройство им нужно, каким требованиям оно должно отвечать. После выбора подрядчика и заключения договора вместе с разработчиками устройства мы осуществляем подбор электронных компонентов (микроконтроллера и сенсоров под соответствующий температурный диапазон), корпусов, продумываем варианты креплений устройства.

Дальше, когда мы получаем от разработчиков первый прототип, я занимаюсь его тестированием. К примеру, в «СИБУР ПолиЛабе» в Сколково, где происходит тестирование продуктов из полимеров, открылась наша hardware-лаборатория. Наличие собственной лаборатории по испытанию электроники развязывает нам руки в отношении сроков и количества итераций проведения тестов. Климатические испытания часто проводятся в течение нескольких недель, поэтому невыгодно каждый раз платить за аренду лаборатории у внешних подрядчиков.

Для их климатического тестирования у нас в лаборатории есть сертифицированная термокамера, куда я помещаю датчики, подключаю их к системе, которая собирает и отображает показания их работы, и тестирую в разных температурных условиях, от –60 до +100 градусов.

Испытания наших датчиков контроля температуры ExT-01 прошли успешно, и пилотная партия уже установлена на одном из заводов Тобольска.

Также я занимаюсь тестированием на вибростенде датчиков вибрации, которые, в случае успешного прохождения испытаний, тоже будут установлены на предприятиях холдинга.

Кстати, иногда к нам обращаются коллеги из других подразделений с просьбой что-нибудь протестировать. Например, недавно в термокамере мы испытывали взрывозащищенные смартфоны. Целую неделю я приходила в лабораторию и морозила их с 9 утра до 9 вечера. Тестирование помогло выбрать наиболее подходящее решение для задачи коллег.

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.

История развития и методы[ | ]

См. также: Редактирование генома

Во второй половине XX века было сделано несколько важных открытий и изобретений, лежащих в основе генной инженерии

. Успешно завершились многолетние попытки «прочитать» ту биологическую информацию, которая «записана» в генах. Эта работа была начата английским учёным Фредериком Сенгером и американским учёным Уолтером Гилбертом (Нобелевская премия по химии 1980 года). Как известно, в генах содержится информация-инструкция для синтеза в организме молекул РНК и белков, в том числе ферментов. Чтобы заставить клетку синтезировать новые, необычные для неё вещества, надо чтобы в ней синтезировались соответствующие наборы ферментов. А для этого необходимо или целенаправленно изменить находящиеся в ней гены, или ввести в неё новые, ранее отсутствовавшие гены. Изменения генов в живых клетках — это мутации. Они происходят под действием, например, мутагенов — химических ядов или излучений. Но такие изменения нельзя контролировать или направлять. Поэтому учёные сосредоточили усилия на попытках разработать методы введения в клетку новых, совершенно определённых генов, нужных человеку.

Все методы генетической инженерии применяются для осуществления одного из следующих этапов решения генно-инженерной задачи:

1. Получение изолированного гена.
2. Введение гена в вектор для переноса в организм.
3. Перенос вектора с геном в модифицируемый организм.
4. Преобразование клеток организма.
5. Отбор генетически модифицированных организмов (ГМО ) и устранение тех, которые не были успешно модифицированы.

Процесс синтеза генов в настоящее время разработан очень хорошо и даже в значительной степени автоматизирован. Существуют специальные аппараты, снабжённые ЭВМ, в памяти которых закладывают программы синтеза различных нуклеотидных последовательностей. Такой аппарат синтезирует отрезки ДНК длиной до 100—120 азотистых оснований (олигонуклеотиды). Получила распространение техника, позволяющая использовать для синтеза ДНК, в том числе мутантной, полимеразную цепную реакцию. Термостабильный фермент, ДНК-полимераза, используется в ней для матричного синтеза ДНК, в качестве затравки которого применяют искусственно синтезированные кусочки нуклеиновой кислоты — олигонуклеотиды. Фермент обратная транскриптаза позволяет с использованием таких затравок (праймеров) синтезировать ДНК на матрице выделенной из клеток РНК. Синтезированная таким способом ДНК называется комплементарной (РНК) или кДНК. Изолированный, «химически чистый» ген может быть также получен из фаговой библиотеки. Так называется препарат бактериофага, в геном которого встроены случайные фрагменты из генома или кДНК, воспроизводимые фагом вместе со всей своей ДНК.

Чтобы встроить ген в вектор, используют ферменты — рестриктазы и лигазы, также являющиеся полезным инструментом генной инженерии. С помощью рестриктаз ген и вектор можно разрезать на кусочки. С помощью лигаз такие кусочки можно «склеивать», соединять в иной комбинации, конструируя новый ген или заключая его в вектор. За открытие рестриктаз Вернер Арбер, Даниел Натанс и Хамилтон Смит также были удостоены Нобелевской премии (1978 г.).

Техника введения генов в бактерии была разработана после того, как Фредерик Гриффит открыл явление бактериальной трансформации. В основе этого явления лежит примитивный половой процесс, который у бактерий сопровождается обменом небольшими фрагментами нехромосомной ДНК, плазмидами. Плазмидные технологии легли в основу введения искусственных генов в бактериальные клетки.

Значительные трудности были связаны с введением готового гена в наследственный аппарат клеток растений и животных. Однако в природе наблюдаются случаи, когда чужеродная ДНК (вируса или бактериофага) включается в генетический аппарат клетки и с помощью её обменных механизмов начинает синтезировать «свой» белок. Учёные исследовали особенности внедрения чужеродной ДНК и использовали как принцип введения генетического материала в клетку. Такой процесс получил название трансфекция.

Если модификации подвергаются одноклеточные организмы или культуры клеток многоклеточных, то на этом этапе начинается клонирование, то есть отбор тех организмов и их потомков (клонов), которые подверглись модификации. Когда же поставлена задача получить многоклеточные организмы, то клетки с изменённым генотипом используют для вегетативного размножения растений или вводят в бластоцисты суррогатной матери, когда речь идёт о животных. В результате рождаются детеныши с изменённым или неизменным генотипом, среди которых отбирают и скрещивают между собой только те, которые проявляют ожидаемые изменения.

Изучение рынка

Здесь мне нужно было разобрать две вещи:

• куда можно и стоит поступать
• как потом попасть на работу в клевый стартап

Прошла мини-курс о поступлении за рубеж «Умная заграница» за 1500 рублей. Мне показалось, что основная цель курса – завлечь людей на следующую большую программу за ~20 тысяч рублей. Но зато дают много полезных ссылок и шаблон резюме, помогают подобрать для себя список грантов и бесплатных образовательных программ.

Ходила на мероприятия, посвященные биологам и научной карьере. Основной организатор таких мероприятий в России – Future Biotech.

Очень понравились выступления Виктории Коржовой о том, как строить научную карьеру за границей. У нее, кстати, есть свой паблик, где она выкладывает много полезной информации.

Я подошла к Виктории после одного из выступлений. Она посоветовала: «Попробуй несколько месяцев поработать в лаборатории, вдруг тебе НЕ понравится». Для меня это звучало как «Слетай в космос на звездолете, вдруг тебе не понравится».

Достижения современной тканевой инженерии

Были созданы и успешно применены аналоги сосков женской груди, тканеинженерный мочевой пузырь и мочеточники. Ведутся исследования в области создания печени, трахеи и элементов кишечника.

Ведущие научно-исследовательские лаборатории работают над воссозданием другого с трудом поддающегося восстановлению человеческого органа — зуба. Сложность заключается в том, что клетки зуба развиваются из нескольких тканей, сочетание которых не удавалось воспроизвести. В настоящее время не полностью воссозданы только ранние этапы формирования зуба.Создание искусственного глаза в настоящее время находится на начальном этапе, однако уже получилось разработать аналоги отдельных его оболочек — роговицы, склеры, радужки.

В то же время, вопрос о том, как интегрировать их в единое целое, пока остается открытым.

Группе немецких ученых из университета г. Киля удалось успешно восстановить нижнюю челюсть пациента, почти целиком удаленную в связи с опухолью.

Стволовые клетки пациента вместе с факторами роста кости поместили в точную копию его челюсти, созданную из титановой сетки. Затем на период инкубации эту конструкцию на 8 недель поместили в его мышцу под правой лопаткой, откуда затем она была пересажена пациенту.

Пока преждевременно говорить о том, насколько эффективно будет функционировать такая челюсть. Однако это первый достоверный случай пересадки кости, буквально выращенной внутри человеческого организма.

Заработная плата

Заработная плата начинающего специалиста или аспиранта в государственном НИИ $160-350 в месяц. В лаборатории, которая финансироваться за счет грантов, получает в среднем $950-1300. Если гранты отсутствуют, то оклад составляете от $200 до $450, вне зависимости от разряда единой тарифной сетки. В отечественной компании молодой специалист зарабатывает в среднем $500-700 в месяц, а квалифицированный биоинженер от $1500 до 3000. Заработок специалистов в иностранных корпорациях составляет несколько тысяч долларов.

Размер заработной платы зависит от квалификации специалиста, его трудового стажа, места работы и региона страны. Чем выше степень и значимость учреждения, где работает человек, тем выше заработная плата. Значение имеет также уровень учреждения на уровне страны и международных компаний. Те люди, которые сотрудничают с зарубежными партнерами, получают больше, нежели те, что финансируются за счет государственного бюджета.

Теперь вы знаете основы о профессии биоинженера, и сможете выбрать подходящее место работы с достойной оплатой труда.

Лаборатория: начало

У Агентства Стратегических Инициатив (АСИ) есть программа НТИ – Национальная Технологическая Инициатива. Там изучают, какие рынки могут появиться в будущем – например, рынок беспилотных машин. И сотрудники НТИ что-то делают, чтобы Россия на этих рынках стала лидером (мне такая программа кажется сомнительной, но не суть).

Так вот, блоком HealthNet (будущий рынок медицины) руководит Михаил Самсонов, он же директор медицинского департамента «Р-ФАРМ».

В прекрасный зимний день Михаил сидел в ресторане и обедал, а меня просто посадили перед ним (спасибо старым контактам). Я что-то пролепетала про генную инженерию и книгу Аси Казанцевой.

Он сказал: я вас познакомлю с Павлом Волчковым, который 10 лет работал в лабораториях в США, а потом приехал и основал свою лабораторию геномной инженерии в МФТИ.

Через неделю я стояла перед зданием «Физтех Био» в ожидании интервью с Павлом Юрьевичем. Мы договорились пообщаться на тему «Рабочий день генного инженера». А заодно я репетировала про себя «А можно у вас поработать стажером пару месяцев?»

Здание «Физтех БИО» на территории университета МФТИ. Лаборатория геномной инженерии размещается на 6 этаже

Павел Юрьевич рассказывал про состояние науки в России, о том как он открыл лабораторию, а потом заявил:

«Вот вы видите пакет молока, и думаете – уау, это продукт. Люди занимались продуктом! А на самом деле, чтобы получить молоко, нужно еще навоз убирать. Вот в науке, чтобы получить что-то стоящее – нужно годами “убирать навоз”. Идите к нам в лабораторию на пару месяцев. У нас школьники занимаются геномным редактированием – будете вместе с ними, сделаете проект. Заодно проверите, нравится ли вам это».

Не очень веря в свое счастье, на следующий день я приступила к работе в лаборатории.

Генетическое модифицирование – новая версия сельского хозяйства

Генетическое модифицирование сельского хозяйства основано на использовании высокопродуктивных сортов растений или пород животных, полученных на основе генной селекции. Именно этим благородным делом занимаются десятилетиями генетики-селекционеры. Но их возможности ограничены рамками скрещиваний – скрещиваться и давать плодовитое потомство могут только особи, принадлежащие как правило, к одному и тому же виду. Картофель и кукуруза не обладают способностью поражать колорадского жука и кукурузного стеблевого мотылька, а безвредная для человека и животных бактерия Bacillus thuringinesis может их убивать. Генетики скрестить бациллу с картофелем не могут, а генные инженеры — могут. Генетическая селекция улучшает количественные характеристики сорта или породы (урожайность, устойчивость к заболеваниям, надои и др.); генная инженерия способна создать новое качество – перенести ген, его кодирующий, из одного биологического вида в другой, в частности, ген инсулина от человека в дрожжи. И генетически модифицированные дрожжи станут фабрикой инсулина.

Считается, что единственное принципиальное препятствие, стоящее перед генными инженерами,- это или их ограниченная фантазия, или ограниченное финансирование. Непреодолимых природных ограничений в генной инженерии, похоже, нет.

Работа, зарплата и карьерный рост

Вакансий для генного инженера довольно мало. Это связано с большим количеством выпускаемых кадров и минимумом организаций, где нужен их труд. Несмотря на это, специалист может трудоустроиться в одном из следующих мест:

научно-исследовательский институт;
фармацевтическая компания;
частная или государственная клиника;
научный центр;
лаборатория.

Квалифицированный специалист имеет шанс постепенно продвигаться по карьерной лестнице. Первой её ступенью будет должность помощника лаборанта. Если он хорошо проявит себя, то сможет рассчитывать на допуск к проведению собственных исследований.

Изучение рынка

Здесь мне нужно было разобрать две вещи:

• куда можно и стоит поступать
• как потом попасть на работу в клевый стартап

Прошла мини-курс о поступлении за рубеж «Умная заграница» за 1500 рублей. Мне показалось, что основная цель курса – завлечь людей на следующую большую программу за ~20 тысяч рублей. Но зато дают много полезных ссылок и шаблон резюме, помогают подобрать для себя список грантов и бесплатных образовательных программ.

Ходила на мероприятия, посвященные биологам и научной карьере. Основной организатор таких мероприятий в России – Future Biotech.

Очень понравились выступления Виктории Коржовой о том, как строить научную карьеру за границей. У нее, кстати, есть свой паблик, где она выкладывает много полезной информации.

Я подошла к Виктории после одного из выступлений. Она посоветовала: «Попробуй несколько месяцев поработать в лаборатории, вдруг тебе НЕ понравится». Для меня это звучало как «Слетай в космос на звездолете, вдруг тебе не понравится».