Кто такие биоинформатики и что они делают в фарме. Максим Кольцов о вычислительной биологии, самом «ленивом» языке программирования и о том, почему биотехнологии — это новые IT
Стать программистом Максим решил еще в школе. Поступил на матмех СПбГУ, по ходу увлекся наукой. В BIOCAD пришел шесть лет назад на позицию разработчика. За три года вырос до руководителя Отдела разработки биоинформатических сервисов Департамента вычислительной биологии (ДВБ). Мы расспросили Максима о том, что общего между математикой и биоинформатикой, может ли он спроектировать на компьютере идеальную молекулу и как, сутками пропадая на работе, не разучиться получать от нее удовольствие.
Максим, как ты, математик, попал в биоинформатику? И почему именно в BIOCAD?
Я всегда хотел работать ближе к науке, потому искал для себя такие места. Например, еще студентом подрабатывал в Петербургском институте ядерной физики. Там занимаются исследованием белков, а я помогал ребятам писать код для анализа данных. Подрабатывал еще в паре мест, а после магистратуры случайно нашел BIOCAD. Дело в том, что в Департаменте вычислительной биологии, где я сейчас работаю, активно использовался очень редкий язык программирования, который мне нравился, — Haskell. По нему всегда было немного вакансий. Я увидел вакансию в BIOCAD — как раз на Haskell. Написал HR, прошел собеседование, меня взяли.
Haskell называют «ленивым» языком программирования. Это значит, что он вычислит нужные значения в любой функции не тогда, когда программист это написал, а когда это значение действительно понадобится в программе. «Ленивые» вычисления помогают сократить нагрузку на ресурсы и делают программы более быстрыми и эффективными.
Расскажи, а чем именно занимаются биоинформатики?
Мы часть Департамента вычислительной биологии, в который входит пять отделов. Структурная биоинформатика, машинное обучение и аналитические инструменты — основные направления деятельности департамента.
Что касается моего отдела, мы разрабатываем программное обеспечение для наших научных сотрудников, которое делает работу быстрее и комфортнее. Если совсем простыми словами, то помогаем нашим коллегам в лабораториях лучше разрабатывать продукты, антитела и генетические препараты, которые они делают. Лучше — значит быстрее, с меньшими затратами, просто удобнее.
Мы занимаемся информационными сервисами, которые заточены на раннюю разработку. То есть создаем внутренний продукт для наших пользователей, которых в лучшем случае будет не больше 100 человек. Но это очень важные продукты, которые призваны систематизировать информацию о том, как идут процессы разработки препаратов в нашей компании.
Надо сказать, что самое ядро биоинформатиков в ДВБ — это люди с профильным образованием, выпускники физических факультетов. Они занимаются анализом 3D-структур белков, молекулярной динамикой. Также есть отдел, который разрабатывает алгоритмы машинного обучения, для того чтобы генерировать новые белки и анализировать их свойства. Это уже совсем инновационно.
Биотехнологии сегодня — что это, в твоем понимании?
Биотехнологии — это новые IТ. Эта область находится на стыке математики, программирования, биологии, химии. IT-специалисты в нашей компании работают по самому широкому вектору: как над улучшением инфраструктурных операционных решений, так и над задачами здравоохранения и фундаментальной науки. Например, мы моделируем новые молекулы и препараты, создаем инструменты для анализа данных и многое другое.
То есть твоя работа связана с тем, чтобы придумать и спроектировать на компьютере некую идеальную молекулу препарата? И это помогает избежать ошибок в будущем, когда эта молекула перейдет в лабораторию?
В целом да. Чем больше разных вариантов мы переберем на компьютерах и чем больше тестов сделаем, тем меньше времени и денег потратит лаборатория.
В теории можно вообще обойтись без нас, если перебирать все возможные молекулы, нарабатывать их, проверять тесты и выбирать из них лучшие. Но понятно, что это очень долго и затратно. «Придумать» молекулы — это был бы самый идеальный вариант. Это то, к чему мы стремимся: придумать молекулы с заданными свойствами с нуля. К сожалению, такое пока невозможно. Мы работаем немного иначе: меняем молекулы, которые у нас есть, пытаясь сделать их лучше.
Приведу пример. Все в компании, а может, и за ее пределами, уже знают, что для некоторых проектов мы используем первоначальные антитела лам. Из них делают окончательные продукты, которые можно назвать лекарствами. На этом пути существует большое количество чисто биологических проблем — нельзя просто так взять антитело из ламы и сразу вколоть его человеку. Есть пути оптимизации. Вот мы получили антитело из ламы, но оно, возможно, работает немного не так, как мы хотим. Связывается хуже, немного не тем местом или дает какой-то другой нежелательный эффект.
Для того чтобы из этого антитела получить «правильное», нужны наши специалисты — Отдел структурной биоинформатики. Это самые погруженные в предметную область, самые биологи, самые биоинформатики, самые биофизики в нашем департаменте. Эти люди могут посмотреть на последовательность антитела, посмотреть на его картинку и обоснованно предположить, в каком месте можно что-то поменять.
После того как они придумали, что и на что они меняют, им нужно оценить, привело ли это к положительному или отрицательному эффекту. Или оценивают, имеет ли какой-то смысл такая замена. Поэтому во многом их работа состоит из того, что они генерируют большое количество разных антител. Генерируют именно в компьютере. Проверяют их, выбирают те, которые, по их мнению, будут работать лучше, и идут в лабораторию со словами: «Вот это, мы считаем, будет работать лучше». И лаборатория начинает нарабатывать эти антитела.
Помнишь, с чего сам начинал в BIOCAD?
Одной из первых моих задач была оптимизация алгоритма, который мы использовали для оценки свойств поверхности белков. Потом занимался реализацией алгоритма для достройки неизвестных частей 3D-структуры белков по шаблонам. Это были большие и интересные задачи. Мне приходилось читать научные статьи про белки, про эти алгоритмы, чтобы вникнуть. Разбираться, как это все работает, потому что про белки и антитела я тогда вообще ничего не знал. Изучал, спрашивал у коллег, вникал в код, который был написан до меня, и пытался его улучшить, дополнить, оптимизировать.
В 2020 году, так получилось, из ДВБ ушло несколько ключевых людей, занимавшихся разработкой сервиса, над которым я тогда работал. Встал вопрос о закрытии проекта. И я понял, что он мне дорог и я не хочу, чтобы он умирал. Руководство разрешило мне продолжить работу над ним. Я набрал свою команду и в итоге возглавил отдел.
BIOCAD известен своим интенсивным рабочим ритмом. Как выглядит твой день? Как ты успеваешь делать больше и не выгорать на работе?
Согласен, рабочий ритм у нас быстрый. Но работа в ДВБ и в IT-отрасли хороша тем, что ты можешь быть не привязан к жесткому рабочему графику. У нас 8-часовой рабочий день, но иногда для выполнения нестандартного проекта эти часы по согласованию с руководителем можно распределить, то есть не обязательно сидеть у компа с 9 утра до 18 часов вечера. Ты можешь работать ночью, если в это время твоя продуктивность выше, а в течение дня можешь отвлечься на другие дела, потому что знаешь — вечером доработаешь. В нашем департаменте к этому лояльно относятся. Разве что это не очень применимо к руководителям, потому что челлендж этой позиции в том, что у тебя становится очень много встреч. И так просто днем, например к врачу, не сможешь по согласованию с руководителем отлучиться. Но тем не менее такой плюс все равно остается.
Еще один плюс, по крайней мере для меня, — это возможность работать на удаленке. Если ты весь день провел на встречах, у тебя всегда есть возможность поработать в спокойной обстановке дома. Но при этом, конечно, важно соблюдать баланс работы и жизни. Звучит банально, но иначе можно выгореть, и тогда работа будет не особо продуктивной в любое время суток.
В свободное время, например, я люблю печь пироги — это медитативный процесс, который помогает разгрузить голову. Когда ты все время сидишь за компом, полезно поделать что-то руками.
А еще ваши хобби могут стать бустом для сближения с коллегами вне работы. Например, я управляю катером и уже катал по Питеру ребят из своей команды и других подразделений. Поток желающих не иссякает, и наше общение становится более дружеским, чем если бы оно было исключительно в рамках рабочих задач.
В целом сложно тебе быть руководителем?
Главная сложность, с которой я столкнулся, — это необходимость работать с людьми. Я хотел развивать наш проект, быть мостом между заказчиками, пользователями и разработчиками, но в итоге пришлось заниматься и большим количеством других дел: найм, собеседования, согласование отпусков, выбор задач, цели на испытательный срок, развитие, повышения и, конечно, разрешение неизбежных конфликтов, обсуждение с разными сторонами, принятие сложных решений. В остальном, я бы сказал, что мне нравится работать руководителем — я чувствую, что могу влиять на развитие нашего продукта, развитие всего департамента, развитие людей. И мне приятно видеть, как сотрудники из моего и соседних отделов приходят ко мне с положительной обратной связью.
Максим, куда пойти учиться, чтобы стать биоинформатиком и попасть в вашу команду?
У нас в команде около 40 таких ребят, и у всех абсолютно разные специальности. Те, кто занимается оптимизацией молекул, приходят в основном с биофизических факультетов. Те, кто занимается программированием и машинным обучением, могут быть как выпускниками профильных IT-факультетов, так и математиками, выпускниками матмеха. Они быстро учатся, потому что биоинформатика и математика — это, по сути, одно и то же. А о том, что делает наш департамент как IT-направление, я рассказываю в своих соцсетях.
Кстати, BIOCAD сотрудничает с несколькими университетами и предлагает программы стажировок для студентов. А еще у нас есть собственная программа магистратуры «Вычислительная биология и биоинформатика» на базе ВШЭ в Санкт-Петербурге.
О чем ты, как биоинформатик, больше всего мечтаешь?
Как руководителю, мне периодически приходится набирать людей. Многие айтишники по привычке стучатся в Google, Яндекс, ВК. Хочу, чтобы они знали: нам тоже нужны толковые программисты, которые готовы вместе с нами заниматься интересными, сложными и крутыми делами!
А вообще, конечно, я мечтаю, что когда-нибудь мы сможем загружать в компьютер информацию о мишени, к которой мы хотим получить антитело, и он нам выдаст готовую последовательность аминокислот. Тогда мы станем быстрее всех, а все наши ламы спокойно продолжат свое развитие за пределами BIOCAD, в зоопарках.