Managerial approaches to ensuring technological sovereignty in the context of the development of bioeconomics in the Russian Federation

ВВЕДЕНИЕ

В современном мире широкая конкурентная борьба разворачивается за владение эффективными, инновационными технологиями, которые становятся ключевыми факторами для достижения лидерства и обеспечения, так называемого «технологического суверенитета». В РФ достижение технологического суверенитета связывают с появлением и использованием разработанных в стране особыми «критическими» и «сквозными» технологиями в сочетании с созданием условий для производства на их основе продукции, которая необходима для устойчивого обеспечения национальной экономики. В утвержденной распоряжением Правительства РФ Концепции технологического развития страны до 2030 г. [1] выделены две основные формы обеспечения технологического суверенитета:

- организация и проведение научных исследований;

- развитие производства высокотехнологичной продукции.

В контексте развития актуальных политических событий в качестве опоры для создания и развития национальных высокотехнологичных решений предусматривается и сотрудничество с дружественными странами, перечень которых определен руководством РФ.

Вместе с тем в настоящее время за рубежом, а также в нашей стране важную роль в стратегиях устойчивого развития стали отводить биоэкономике, которую характеризуют как особый вид деятельности, основанный на достижениях наук о жизни [2, 3, 4] (Fava et al., 2021; Krotenko et al. 2021; Titova, Shishkin, 2023). Эта деятельность уже охватывает не только перспективные научные разработки, но и производство различных функциональных продуктов питания, а также множества других биопродуктов от остро необходимых биофармпрепаратов, например, вакцин [5] (Titova, Shishkin, 2023) до биоразлагаемых пластмасс, средств биологической защиты растений и безопасную утилизацию многих антропогенных отходов. Естественным и необходимым условием для развития биоэкономики считают её обеспечение квалифицированными кадрами, обладающими необходимыми компетенциями. Поэтому настоящее исследование построено в логике указанной триады факторов (проведение научных исследований и создание эффективных биотехнологий; производство биопродуктов; кадровая обеспеченность) в контуре биоэкономической деятельности.

БИОЭКОНОМИКА – СЛЕДСТВИЕ ПРОГРЕССА В НАУКАХ О ЖИЗНИ И СОЗДАНИЯ ВЫСОКОЭФФЕКТИВНЫХ БИОТЕХНОЛОГИЙ

Считается, что на рубеже XX и XXI веков произошел качественный скачок в развитии наук о жизни, который характеризуют, как переход в так называемую постгеномную эру [6] (Peltonen, McKusick, 2001). Этот переход связывают в первую очередь с появлением новой науки – геномики, название которой происходит от термина «геном». Геномику отличают следующие наиболее существенные черты:

- системные исследования с полной расшифровкой генетической информации у различных организмов – геномов;

- создание и активное использование высокоэффективных технологий, позволяющих расшифровывать полные геномы;

- обобщение получаемой генетической информации в общедоступных базах данных.

По аналогии с геномикой в первой декаде XXI сформировались и стали развиваться другие «омики», объектами, которых стали самые разные биологические соединения и биологические процессы [4, 7, 8] (Titova, Shishkin, 2023; Grassmann et al., 2012; Cui et al., 2022). В настоящее время в качестве основных «омик» наряду с геномикой выделяют транскриптомику, протеомику, метаболомику, липидомику, гликомику и др. (рис. 1).

Рисунок 1. Некоторые новые науки о жизни, «омики», обеспечивающие получение системных знаний для биоэкономики

Источник: составлено автором на основе [4] (Titova, Shishkin, 2023).

Объемы научных исследований, выполняемых в рамках «омик», достигли поистине фантастических размеров. Так, только по геномике за 2021 г. было опубликовано около 110 тысяч статей, а за 2022 г. около 103 тысяч статей, которые аннотированы в общедоступной базе данных PubMed [9]. Указанная база данных уже несколько десятилетий поддерживается Национальным центром биотехнологической информации США (NCBI). Более того, NCBI поддерживает и десятки других крупных баз данных [10] (Sayers et al., 2021). К сожалению, нельзя не отметить, что в нашей стране пока аналогичных баз данных не создано, что в условиях нарастающего санкционного давления со стороны стран Запада может негативно сказаться на технологическом суверенитете РФ.

С учетом этого представляется важным отметить, что ещё одним принципиальным следствием перехода наук о жизни в постгеномную эру стало широкое развитие биоинформатики и формирование так называемых «больших данных» (big data). Эти технологии и информационные ресурсы находят применение в многочисленных исследованиях, которые направлены на решение различных актуальных проблем, связанных с антропогенной деятельностью и отмечаемых в стратегиях устойчивого развития [11] (Hassouna et al., 2023).

Прогресс в науках о жизни позволил Организации экономического сотрудничества и развития (The Organisation for Economic Cooperation and Development, OECD) составить и опубликовать стратегически важный документ, названный «Биоэкономика до 2030 г.: разработка политической повестки дня» [12]. В указанном документе было констатировано, что достижения наук о жизни стали двигателем инноваций, нацеленных на обеспечение устойчивого развития экономики, и основой особой сферы деятельности – биоэкономики, которая, по мнению разработчиков, нуждалась в политической поддержке для использования и увеличения преимуществ новых биотехнологий. Параллельно появились и другие подобные документы, в которых анализировались перспективы развития биоэкономики. В частности, значительное внимание уделялось взаимосвязям с сельскохозяйственным производством и различными отраслями экономики, которые используют любые формы биологических ресурсов для получения биопродуктов, имеющих народнохозяйственное значение [13] (Titova et al., 2023).

Вышеотмеченные планы западных государств во многом коррелируют с Концепцией технологического развития РФ на период до 2030 г., которая ориентирована на преодоление отечественной экономикой «критической зависимости от импорта продукции биоинженерии и ряда других». По этой причине биотехнологии и технологии живых систем отнесены руководством страны к так называемым «сквозным» технологиям, которые могут быть использованы в нескольких отраслях или существенным образом отрасль изменять [1].

Особое значение для создания и использования биотехнологий в нашей стране имеет принятая «Стратегии научно-технологического развития РФ», в которой сформулирован ряд так называемых «больших вызовов», представляющих собой комплексы «существенных в масштабах государства проблем и задач, которые не могут быть решены только путем увеличения ресурсов» [14]. Схематические представления о перспективах использования биотехнологий для ответов на «большие вызовы» показаны на рис. 2.

Рисунок 2. Схематические представления о перспективах использования биотехнологий для ответов на «большие вызовы»

Источник: составлено автором по данным [14].

На современном этапе накопление знаний, обеспечиваемое науками о жизни, включая новые (рис. 1), характеризуется экспоненциальным ростом. Эта тенденция объективно отражается в различных общедоступных базах данных, а сами знания и их систематизация становятся основами для разработок биотехнологий, предназначенных для получения ответов на «большие вызовы» (рис. 2). Так, например, считается, что только для производства биотоплива создано уже несколько поколений биотехнологий и эта работа продолжается [4, 15] (Titova, Shishkin, 2023; Li et al., 2024). Соответственно, в одной статье привести сколько-нибудь подробное описание биотехнологий, используемых для ответов на «большие вызовы», не представляется возможным. Однако ниже будут представлены отдельные примеры практического приложения биотехнологий для производства некоторых принципиально значимых биопродуктов.

БИОЭКОНОМИКА И БИОТЕХНОЛОГИИ В ПРОИЗВОДСТВЕ НЕКОТОРЫХ ПРИНЦИПИАЛЬНО ЗНАЧИМЫХ БИОПРОДУКТОВ

В соответствии со «Стратегией научно-технологического развития РФ» [14], в перечень приоритетных задач для обеспечения технологического суверенитета РФ включено создание и использование средств биологической защиты растений. Современные биотехнологии позволяют получить широкий спектр биологических средств защиты растений для борьбы с грибными, вирусными заболеваниями и прочими патогенами растений [16] (Kozlova, 2022). В частности, за рубежом применяются различные молекулярные подходы для повышения устойчивости сельскохозяйственных растений к патогенам, включая генноинженерные технологии [17] (Zaynab et al., 2020). На этой основе формируются эффективные платформы по обеспечению устойчивости растений к бактериям, вирусам, насекомым и грибам.

Вместе с тем считается, что полностью заместить биотехнологическими методами химические средства пока невозможно. Тем не менее, уже активно развиваются схемы интегрированного (совместного) использования химических и биологических средств [18] (Akmukhanova et al., 2023).

Примечательно, что современные исследователи показывают возможность применения микроводорослей (цианобактерий) для получения биологических средств защиты растений [18] (Akmukhanova et al., 2023). При этом наиболее ценным хозяйственным свойством цианобактерий признают их способность поглощать углекислый газ в процессе фотосинтеза, что открывает дополнительные эколого-экономические преимущества использования этих организмов [4] (Titova, Shishkin, 2023). Более того, созданные биотехнологии позволяют получать из цианобактерий биотопливо и иные хозяйственно-ценные биопродукты.

Совершенствование биологических методов защиты растений в борьбе с патогенами позволит снизить негативное воздействие на окружающую среду и человека от использования химических средств (пестицидов) и будет способствовать, по крайней мере, частичному отказу от пестицидов на национальном уровне.

Ещё одной приоритетной задачей для обеспечения технологического суверенитета РФ считается создание безопасных и качественных, функциональных продуктов питания. Одним из ярких примеров, который иллюстрирует острую необходимость развития биоэкономики для обеспечения технологического суверенитета, можно признать сложившуюся ситуацию с производством сухих молочных смесей для детского питания. По имеющимся данным до недавнего времени основная часть объема смесей-заменителей грудного молока (около 70%) импортировалась, а остальная – фасовалась на территории РФ из импортного сырья [19, 20] (Melnikova et al., 2022). При этом около 40% детей в РФ в возрасте до двенадцати месяцев нуждаются именно в искусственном питании [21]. На решение вышеуказанной проблемы направлены значительные усилия Правительства РФ. Отдельным распоряжением утвержден комплексный научно-технический проект полного инновационного цикла «Создание пилотного производства отечественных белковых компонентов – основы сухих молочных продуктов для питания новорожденных и детей до 6 месяцев» [21]. Реализация этого проекта предусматривает развитие технологий производства сухих молочных смесей и создание базиса для производства биопродуктов, необходимых для лечебного, профилактического и функционального питания.

В целом представляется важным отметить, что по итогам 2021 доля импортных продовольственных товаров в РФ составляла 24% [22], и по сравнению с 2011 годом этот показатель снизился почти на 10%. Однако для обеспечения технологического суверенитета РФ в пищевой промышленности эту тенденцию необходимо продолжать и усиливать.

В частности, считается, что большую роль в этом могут сыграть биотехнологии, обеспечивающие получение рекомбинантных ферментов – белков, обладающими заданными свойствами [23] (Ramli et al., 2022). Эти ферменты необходимы для многих пищевых производств, например для сыроварения, виноделия, а также для производства кормов и т. д. Так, по имеющимся оценкам, только мировой рынок липаз (фермента расщепления жиров и жирных кислот) достигнет к 2029 году 679,5 млн. долл. [24]. Важно отметить, что существует и ряд ограничений, которые снижают скорость внедрения инновационных разработок в данной области:

- уровень конкуренции и наличие широкого спектра зарубежных аналогов;

- высокие требования к обеспечению качества и безопасности продукции (проверка качества, уровень очистки и т. д.);

- значительные затраты на соответствующие разработки при необходимости обеспечения адекватной рынку себестоимости готовой продукции.

Иными словами, необходимо стремиться к соблюдению традиционного баланса – максимальная производительность с минимальными издержками. При этом достижения биотехнологии в настоящее время позволяют осуществлять на новом, более высоком уровне контроль качества продуктов питания [25] (Kovalev et al., 2016).

Наконец, с развитием биоэкономики началось производство функциональных продуктов с глубокой переработкой пищевого сырья, которые стали дополнять ценными белками, витаминами, биологически активными веществами. Более того, стало возможным использовать в пищевой промышленности неиспользуемое ранее сырье: микроводоросли, микроорганизмы и т. д. [4].

К приоритетным задачам для обеспечения технологического суверенитета РФ также следует отнести производство биофармпрепаратов, необходимых для лечения и профилактики социально значимой патологии.

К числу наиболее известных и важных биофармпрепаратов относят белковый гормон инсулин, который рассматривается как жизненно необходимый продукт для лечения множества больных сахарным диабетом. Всемирная организация здравоохранения относит заболеваемость сахарным диабетом к числу национально значимых показателей для государств-членов ООН [26] (Gregg et al., 2023). Современное производство инсулина осуществляется с помощью определенных биотехнологий и должно обеспечивать постоянное получение этого рекомбинантного белка в значительных количествах, поскольку, как правило, пациенты постоянно и пожизненно должны его принимать. С учетом того, что в нашей стране зарегистрированы многие тысячи больных сахарным диабетом [27], отечественное производство инсулина очевидно необходимо для обеспечения технологического суверенитета РФ.

В целом к настоящему времени сложился широкий перечень жизненно важных биофармпрепаратов, производство которых требуется постоянно развивать. Например, недавно прошедшая пандемия COVID-19 продемонстрировала принципиальную роль собственной вакцинной индустрии, которую можно рассматривать как элемент национальной безопасности, а производимые вакцины как стратегически значимые биопродукты [4, 28] (Titova et al., 2023; Goroshko et al., 2021).

Таким образом, даже краткие описания лишь нескольких из существующих направлений биоэкономики с использованием биотехнологий для ответов на «большие вызовы» свидетельствуют о том, что эта деятельность приобрела весьма широкий характер и стала затрагивать интересы множества людей, а также целых государств. Как следствие, появились потребности в подготовке необходимых кадров по различным уровням образования и по программам, которые позволили бы получать знания, включающие современные достижения наук о жизни.

В нашей стране система образования на протяжении нескольких десятилетий подвергалась и продолжает подвергаться значительным изменениям [29] (Konstantinova et al., 2023). Проходящие реформы затронули не только саму систему образования на государственном уровне, но и предназначались для совершенствования механизмов реализации образовательной политики отечественных вузов сообразно целевым национальным ориентирам [30] (Antyuhova, Kasatkin, 2020).

Соответственно, ситуацию с подготовкой квалифицированных кадров для биоэкономики можно оценивать как имеющую определенное отношение к обеспечению технологического суверенитета РФ.

НЕКОТОРЫЕ АСПЕКТЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО СУВЕРЕНИТЕТА РФ ПРИ ПОДГОТОВКЕ КАДРОВ ДЛЯ РАЗВИТИЯ БИОЭКОНОМИКИ

Лауреат нобелевской премии по экономике Г. С. Беккер выявил взаимосвязь между образованием и национальными возможностями развития экономики, показав, что образование может способствовать национальной производительности через развитие человеческого капитала, которое напрямую влияет на качество рабочей силы [31] (MacKenzie, 2023). По указанным причинам и ввиду доказанной высокой эффективности инвестиций в человеческий капитал [32] (Makarov, Lu, 2023) подготовке кадров уделяется значительное внимание правительств различных стран мира.

С учетом этого можно полагать наличие существенной зависимости процессов обеспечения технологического суверенитета, связанных с созданием и использованием новых технологий, от эффективности организации системы подготовки кадров. Под эффективностью в данном случае понимается формируемая в процессе подготовки кадров способность обучающихся решать задачи практической значимости в области профессиональной деятельности на основе знаний о современных достижениях техники и технологий. Кроме того, действующая система образования должна обеспечивать соответствие количества выпускников по различным направлениям подготовки и специальностям, отвечающим реальным потребностям рынка труда.

Результаты изучения динамики количества выпускников в РФ за период 2020–2022 гг. по областям образования и отдельным укрупненным группам специальностей среднего профессионального образования (СПО) и высшего образования (ВО) приведены на рис. 3.

Рисунок 3. Динамика количества выпускников по областям образования и отдельным укрупненным группам специальностей среднего профессионального образования (СПО) и высшего образования (ВО) в РФ, 2020–2022, тыс. чел.

Источник: составлено автором по данным [33].

Эти результаты свидетельствуют о наличии диспропорций между количеством выпускников по различным областям образования. Так, обращает внимание, что на уровне среднего профессионального образования и на уровне высшего образования, сложилось преобладание обучающихся наукам об обществе (психологические, экономические, социальные, политические и др.). В частности, видно, что количество выпускников программ высшего образования по областям «Науки об обществе», «Образование и педагогические науки», «Гуманитарные науки», «Искусство и культура» составило почти 60% от общего количества выпускников 2022 года. При этом на количество выпускников по математическим и естественным наукам приходилось около 4%.

Из рис. 3 следует, что существенные количества выпускников периода 2020–2022 гг. оказались в группе «Инженерное дело, технологии и технические науки» (Архитектура, Техника и технологии строительства, Информатика и вычислительная техника, Электроника, радиотехника и системы связи и др.). В неё входили, в частности, лица, получавшие образование по укрупненной группе 19 – Промышленная экология и биотехнологии.

Вместе с тем особенно наглядно наличие диспропорций между количеством выпускников по областям образования и отдельным укрупненным группам удалось выявить при детализации результатов приема и выпуска 2022 года (рис. 4).

Рисунок 4. Сведения о приеме на обучение и выпуске по направлениям подготовки и специальностям высшего образования в РФ, однопрофильный и многопрофильный конкурсы, 2022, чел. [1]

Источник: составлено автором по данным [34].

Как видно из этих данных, количества поступивших и выпускников по ряду направлений подготовки и специальностям, которые относятся к наукам о жизни, оказались значимо меньше, чем количества принятых и закончивших обучение по направлениям «Экономика» или «Менеджмент».

Проведенный в данной работе анализ отчетов и программ развития 62 ведущих отечественных вузов, доступных в открытых источниках (в том числе по программе стратегического академического лидерства «Приоритет2030»), не выявил строгой специализации образовательных портфелей этих организаций. Тем не менее, можно отметить тенденцию расширения в вузовских образовательных программах разделов, связанных с естественными науками и компьютерными технологиями. При этом во многих региональных вузах специализация при подготовке кадров, по всей видимости, целенаправленно сопоставлялась с существующими потребностями соответствующих регионов.

Другая тенденция проявляется как усиление взаимодействий вузов (на уровне и обучающихся, и выпускников с последующим трудоустройством) и организаций реального сектора экономики. В качестве наиболее частых форм подобных взаимодействий используют осуществление практической подготовки студентов на базе профильных предприятий, проведение совместных научных исследований и привлечение в число преподавателей представителей организаций реального сектора экономики.

Представляется важным подчеркнуть также, что в ряде вузов были открыты специальные подразделения для проведения комплексных исследований, в которых используются модели создания так называемых образовательных «гринфилдов» [35] (Savkin et al., 2020).

Образовательный «гринфилд» – это относительно новое понятие, обозначающее возникающие оригинальные образовательные инициативы и их оформление во внутривузовские структуры [35] (Savkin et al., 2020). На практике появление подобных образовательных «гринфилдов» реализуется через создание новых лабораторий, научно-образовательных центров, в том числе междисциплинарных, и прочих структур в вузе, способных стимулировать положительные преобразования вуза через внедрение полученных новых знаний в образовательный процесс.

Среди примеров создания подобных «гринфилдов» можно привести опыт Тюменского государственного университета по созданию Школы перспективных исследований и Института экологической и сельскохозяйственной биологии (X-BIO) [36].

Соотнесение проводимых вузами научных исследований с подготовкой кадров, вовлечение студентов в научно-практическую работу создает предпосылки для распространения в вузах тенденции на выраженную научно-практическую специализацию. Оформление подобной специализации происходит через формирование базового дисциплинарного «ядра» или компетентностного центра с ориентацией на стратегические государственные ориентиры или форсайт компетенций будущего. Примечательно, что «ядерный блок» развития через научное и образовательное единение в вузе может иметь и междисциплинарный характер. В качестве примера можно привести стратегические планы Балтийского федерального университета им. И. Канта (БФУ им. И. Канта), которые предполагают проведение биологических, информационных, биоинженерных, гуманитарных и культурологических исследований с последующей интеграцией в образовательные программы [37]. Для реализации проекта выделены «ядерные» направления: нейробиология, нейромедицина, геномика, философия, клиническая психология и образовательные технологии [38]. Таким образом, ожидается, что результаты запланированных научных исследований с выраженной специализацией и междисциплинарным характером будут способствовать целенаправленной трансформации структуры образовательного портфеля этого вуза.

Качественное выборочное исследование образовательных программ региональных вузов показало и наличие интеграции современных знаний в области биотехнологии в образовательные программы.

В качестве конкретных примеров ниже приведены материалы о деятельности ещё двух известных вузов, расположенных в далеко отстоящих друг от друга регионах – Севастопольского государственного университета и Тюменского государственного университета.

В Севастопольском государственном университете [39] уже действуют программы экологической направленности (профилей), которые включают дисциплины по изучению ресурсосберегающих источников энергии, биодиагностики, биотехнологии, экологической биофизике и т. д. Кроме того, в этом вузе осуществляется интеграция в образовательные программы дисциплины «Функциональная геномика», что свидетельствует о распространении новых знаний, полученных науками о жизни, и постгеномных технологиях.

К важным образовательным возможностям Тюменского государственного университета можно отнести включение в действующие программы дисциплин, непосредственно связанных с достижениями наук о жизни. Так, программа подготовки «Молекулярная и клеточная биоинженерия» (которая реализуется по специальности 06.05.01 Биоинженерия и биоинформатика) содержит следующие важные дисциплины: «Базы данных и аннотация биополимеров»; «Белковая и клеточная инженерия», «Генетическая инженерия», «Геномика и протеомика», «Экология и рациональное природопользование».

Очевидно, что освоение этих дисциплин позволит обучающимся приобрести компетенции, которые будут полезны для работы в разных областях биоэкономики.

В целом проведенный анализ свидетельствует о наличии в ряде региональных вузах условий и стремлений к подготовке квалифицированных кадров для биоэкономики. Однако, по всей видимости, многие аспекты подобной подготовки кадров нуждаются в общегосударственной поддержке с учетом значимости указанной задачи для обеспечения технологического суверенитета РФ.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Из проведенного исследования следует, что методическую и производственную базу биоэкономики составляют разнообразные биотехнологии, которые создают предпосылки для получения ответов на так называемые «большие вызовы» – перспективные направления развития, предназначенные для поддержания технологического суверенитета РФ. Подробное изложение «больших вызовов» для нашей страны приведено государственном документе: «Стратегия научно-технологического развития РФ» [14], а в данной статье обобщены материалы, касающиеся трех направлений работ, связанных с поддержанием технологического суверенитета РФ:

- создание и использование средств биологической защиты растений;

- создание безопасных и качественных, функциональных продуктов питания;

- производство биофармпрепаратов, необходимых для лечения и профилактики социально значимой патологии.

Показано, что по каждому из перечисленных направлений уже созданы определенные заделы, но для обеспечения технологического суверенитета РФ по этим направлениям требуется дальнейшая активная работа с привлечением соответствующих инноваций.

С учетом необходимости кадрового обеспечения для решения задач, связанных с «большими вызовами», проанализированы некоторые аспекты функционирования образовательной системы страны. Изучение деятельности региональных вузов показало, что в ряде из них уже созданы условия подготовки квалифицированных кадров для биоэкономики.

Таким образом, имеющийся опыт использования различных подходов, ориентированных на развитие биоэкономики, дает основания полагать, что они внесут свои вклады в обеспечение технологического суверенитета РФ.

[1] Примечание: сведения даны без учета приема иностранных граждан и лиц без гражданства, в том числе соотечественников, проживающих за рубежом, в соответствии с установленной Правительством Российской Федерации квотой