Физтех-ПорталФизтех-Портал
Rambler's Top100
Расписание занятийФорум приемной комиссииФорумы
 Поиск
 Информация

 Заметки

Физтех является национальным достоянием России, он всегда работал на ее благо. Созданный в форсмажорных обстоятельствах сороковых годов, успешно решивший стоявшие тогда задачи, выживший в девяностые, Физтех и ныне должен работать на благо новой России.

Николай Карлов, член-корреспондент РАН, ректор 1987 – 1997 гг., выпускник МФТИ

Далее...
 Голосование
Портал МФТИ планирует использовать на сайтах приложения социальных сетей и сервисов. В каких из нижеперечисленных сервисов вы зарегистрированы?

ТолькоVKontakte.ru
Только Facebook.com
Только Gmail.com (Google)
VKontakte.ru и Facebook.com
VKontakte.ru и Gmail.com (Google)
Facebook.com и Gmail.com (Google)
Все три сервиса
Ни один из перечисленных

Результаты
Архив голосований
 Новость подробно
"Эксперт" о Барри Шарплессе: "Магелланов запах открытия"
опубликовано: 19.06.2012


Барри Шарплесс, нобелевский лауреат по химии 2001 года, открывает лабораторию в биофармацевтическом кластере «Северный» на базе МФТИ. Он не сомневается, что с российскими коллегами совершит еще немало открытий.

 
fotoПрофессор Исследовательского института Скриппса Барри Шарплесс своим неуемным любопытством похож на малое дитя. Наша беседа то и дело уплывала в сторону от химии, поскольку всевозможные ассоциации то и дело уводили его к другим любимым темам. А таковых очень много. В какой-то момент, когда мы отвлеклись на механизмы работы мозга, он сорвался с места, оставив туфли под столом, и вернулся через пару минут, помахивая книгой Даниила Каннемана. «Очень рекомендую», — посоветовал он. И обрадовался, узнав, что я читала статьи этого биолога, получившего Нобелевскую премию по экономике. Дальше следовал некий пинг-понг вопросов и ответов: читала — не читала, после чего он влез в ноутбук и записал мне на диск своих любимых авторов, среди которых известный культуролог Кевин Келли, физик Ричард Фейнман, бизнесмен и экономист Насим Талеб и поэтесса Эмили Диккенсон. В какой-то краткой интернетовской биографии Шарплесса была забавная строчка: «Все свое свободное время посвящает рыбной ловле, виндсерфингу и плаванию». Я же думаю, что большую часть своего свободного времени он посвящает чтению, обдумыванию прочитанного и поиску чего-то связующего, общего между этими знаниями. Его идеология в химии, наверное, тоже связана с широтой ищущего взгляда на эту и сопряженные области. Вероятно, это способствовало успеху Шарплесса в открытии, удостоенном Нобелевской премии, и его нынешним работам в русле нового тренда, так называемой клик-химии, одним из основоположников которой он является (см. «Хиральный катализ» и схему).
 

Недавно Барри Шарплесс открыл лабораторию в биофармацевтическом кластере «Северный», в финансировании которой участвовали «ХимРар» и Московский физико-технический институт (МФТИ).

Как вы полюбили химию? Многие в школе ее просто ненавидели, я так точно…

— Если бы вы начали с органической химии, вам бы понравилось. Если честно, мне тоже химия сначала не так чтобы сильно нравилась. Это потому, что она начинается с какого-то скучного аппарата описания реакций. Но были три вещи, которые меня привлекали. Во-первых, магия фотографии, когда ты видишь, как в темноте на бумаге начинает проявляться картинка. Во-вторых, все эти опыты со взрывами и вспышками, что всегда привлекает мальчиков. И наконец, самое интересное и интригующее для меня — запахи. Может, у меня какой-то особенный нос, потому что я довольно быстро различаю запахи. В колледже, помню, была одна работа, когда нужно было идентифицировать три неизвестных вещества. На это было дано три месяца. Я по запаху сделал работу за четыре дня. И в университете, в лаборатории, по запаху мог различать разные соединения. Надо мной даже смеялись: что ты все принюхиваешься к этим вонючим пробиркам?! Но как можно ругать или ненавидеть запахи — это же свойство соединений! У меня даже был когда-то в бутылочке один запах, мой любимый, — запах моего домашнего подвала. Я не могу сказать, почему он мой любимый, но он приносил мне некое равновесие, умиротворение, спасал от плохого настроения и даже депрессий.

В общем, в химию вас затащил нюх?

— Возможно. Это я сейчас так объясняю. А когда я оканчивал бакалавриат, я подал документы в Гарвардскую медицинскую школу, собираясь идти по стопам отца — врача, хирурга. Но один из моих преподавателей, чувствуя мой интерес к химии, как бы между прочим посоветовал съездить подучиться в Стэнфорд, к его другу, может, поступить в аспирантуру. Я и поучился, и аспирантуру окончил, но все равно не собирался заниматься академической наукой, а пошел работать в компанию, выпускающую контрацептивные препараты. Однако мой руководитель по аспирантуре был настойчив и предложил все-таки попробовать себя в науке. Он отправил меня в тур по трем университетам. И сначала я хотел остаться в Калифорнии, потому что попал в лабораторию знаменитого химика Соула Уинстайна, но почему-то поехал и задержался в Массачусетском технологическом институте.

Каким-то вы были нерешительным юношей…

— Я никогда в жизни не был решительным человеком. Когда у меня спрашивают «какие у вас планы?», я отвечаю: никаких. Да, это трудно и для жены, и для детей, и, наверное, для окружающих. Но я так живу. Я вам признаюсь, что часто делаю вид, будто работаю. Я просто думаю и рисую молекулы в тетради. Моя жена при этом говорит: иди, делай то-то и то-то, ты ведь только делаешь вид, что работаешь. Вы знаете, для меня химия — это еще одна жизнь. Мне порой кажется, что я общаюсь с молекулами значительно лучше, чем с людьми в повседневной жизни. С молекулами я себя чувствую намного комфортнее.

Это потому, что они не могут обидеть или нахамить?

— Вы как фрейдист. Может, и так. Но мне все же кажется, что у меня с ними какие-то особые отношения.

Может, это сродни отношению писателя с его героями?

— Возможно, но это не совсем верно, как мне кажется. Дело в том, что писатель дает жизнь своим героям, и он же их контролирует. Если же вы даете жизнь какому-то химическому соединению, оно может повести себя далеко не так, как вы предсказывали. Писатель от своих героев не ждет особых сюрпризов, а молекулы их могут преподнести. Меня забавляет, когда некоторые ученые говорят, что они хорошо понимают молекулы. Соединения формировались миллионы лет назад, играли огромную роль в эволюции — это тема, которая меня тоже безумно увлекает. Я часто общаюсь с друзьями, среди которых много физиков, и мне кажется, что я начинаю понимать, как это все происходило на заре жизни.

Так что же, по-вашему, было в начале — ДНК, РНК, белки? А может, что-то другое?

— Эта проблема меня просто сводит с ума. Ну не верю я, что нуклеиновые кислоты (из которых состоят ДНК и РНК. — «Эксперт») были первыми!

Хотя первенство РНК — доминирующая гипотеза на сегодня...

— На данном этапе — да. Открытие ДНК и РНК было глобальным фундаментальным открытием, но связывать с ним буквально все и говорить о том, что мы многое познали, пока что наивно. Мои же идеи пока слишком расплывчаты, и говорить о них рано.

Вернемся к более узкой химии. Как вы пришли к своему открытию? Можно ли дать краткое пошаговое пособие, как стать первооткрывателем в науке и нобелевским лауреатом?

— Шутите? Никакого руководства нет. Нельзя запланировать открытие. Политики, президенты, руководители думают, что они могут планировать, прогнозировать, предвидеть, отпускать на это большие деньги, в том числе на определенные науки. Часто это иллюзия, особенно в науке. Если ученый будет заниматься тем, что запланировал пару лет назад, никакого открытия у него не выйдет. Я убежден: если у вас есть какая-то идея и вы знаете, что можете сделать, то этот проект не стоит того, чтобы за него браться, потому что вы уже знаете конечный результат. Примерно об этом говорил Эйнштейн: «Если идея не кажется абсурдной с самого начала, то она безнадежна».

Чувство уверенности, что впереди у вас открытие, дает некое ощущение комфорта. А это ровно то, что убивает открытия. Ученый должен чувствовать себя как первопроходец в джунглях. Он чувствует, что там, впереди, что-то интересное, это любопытство его тащит. Но в то же время он знает, что кругом неизвестность, может быть, даже опасность. Он не то чтобы должен постоянно чего-то бояться, в нем должен быть адреналин, состояние некоего экстрима, который гонит вперед и вверх.

Какие опасности могут поджидать ученого в химических изысканиях?

— Например, что твоя идея провалилась, тебе стыдно за потраченное время, больно считать себя глупцом.

Но ведь в ошибках тоже есть смысл. Если ты свято веришь в какую-то идею, которая на самом деле неверна, а ты упрямо следуешь ей…

— На самом деле это очень и очень трудный момент, когда ты должен остановиться. Ведь в какой-то момент эта идея стала частью твоей жизни, и не так-то легко с ней расстаться. Но важно уметь это делать. Все мы с детства боимся ошибаться. Но если ученый боится ошибиться, он не сделает тех нетривиальных, может, нелогичных шагов, которые могут привести его к открытию. Многие люди начинают слишком логично, слишком дотошно изучать какую-то проблему, раскладывая все по полочкам, обсасывая все до последней косточки, говоря при этом, что таким образом они ничего не пропустят. Я согласен, что вероятность что-то пропустить в таком случае уменьшается, но и вероятность что-то найти — тоже. Мы можем положить на полочку нечто, не оценив его важности.

 

foto
Я убежден: если у вас есть какая-то идея и вы знаете, что вы можете сделать, то этот проект не стоит того, чтобы за него браться, потому что вам уже известен конечный результат

Карл Поппер говорил, как важно уметь оторваться от будто бы очевидной версии и рассмотреть альтернативы. Насколько трудно следовать такой методе ученому?

Люди очень любят вкладывать свою энергию в какую-то идею, можно сравнить это с появлением ребенка. Родители, затеяв этот проект, уже влюблены в свое дитя. Отказаться от него просто невозможно. Но в науке это необходимо. Когда ты нутром, интуитивно уже начинаешь чувствовать, что у этой идеи нет будущего, нужно отказаться от нее. Особенно тяжело отказаться, если ты занимаешься узкой темой, ручейком. Я же предпочитаю Миссисипи с ее громадной энергией, с ее большими потоками. Меня стимулирует то, что в этих огромных потоках ты можешь найти что-то полезное.

Как, например, ваше открытие хиральных катализаторов окислительных реакций, что позволило, в частности, создать хорошие препараты для кардиологии. Я слышала, вы были несколько раздосадованы, что вам дали Нобелевку за это открытие. Вы не считали его столь важным или уже остыли к нему?

— Вы правы. Остыл. Той химией, за которую дали Нобелевскую премию в 2001 году, я занимался в начале восьмидесятых. Миссисипи уже далеко унесла.

А если бы наградили в конце восьмидесятых, реакция была бы другой?

— Наверное. Если мысленно вернуться к тем годам, конечно, это было страшно интересно. Тогда ряд ученых занимались темой получения хирально чистых соединений. У истоков темы стоял Уильям Ноулс. И вроде даже в конце восьмидесятых Нобелевский комитет собирался дать за это премию, но надо было решить кому, потому что в этой области было несколько выдающихся ученых, в частности Анри Каган. Но вроде бы сказали, что он еще молодой, а Ноулс уже в годах, подождем-посмотрим. Прошло несколько лет, Ноулс — в здравии, и дали в 2001-м Ноулсу, японцу Ноёри и мне. Заслуженно. А Кагану не дали, и кажется, что незаслуженно. (Кстати, в том же 2001 году известную Премию Вольфа в области химии дали как раз Кагану, Ноёри и Шарплессу. — «Эксперт».)

Ремарка по случаю. Я вспоминаю, как в начале моей работы я пригласил к себе на семинар нобелевского лауреата биохимика Конрада Блоха. Тема была близко связана с синтезом холестерина, за что Блох получил премию. Блох не пришел, но попросил заскочить к нему на следующий день. И сразу стал извиняться, что не пришел. «Я знал, что для тебя это важно, но пойми, я не мог пересилить себя, я ненавижу этот холестерин!» И я подумал: вот признак хорошего ученого, за что бы там премию раньше ни давали, святым это не становится. Нельзя зацикливаться на одной идее или одном проекте, каким бы замечательным он ни был. Нужно быть как знаменитые первопроходцы и мореплаватели, они все время куда-то плыли, шли, что-то искали и открывали.

А чем вы занимались после хиральных ката­ли­заторов?

— Изначально мне казалось, что мы можем манипулировать молекулами так же, как это делает природа, а то и лучше. Природа собирает все из молекул, как из конструктора «Лего». Мы тоже пытались пользоваться таким подходом для поиска функциональных соединений в химии. Но природа живет по своим законам, у нее свои отработанные методы и инструменты, к примеру, есть молекулы АТФ, которые производят энергию. А у нас нет. Значит, мы должны делать свой конструктор каким-то другим образом. Смотрите, что происходит: мы придумываем антибиотик, чтобы бороться с бактерией, а бактерия тут же эволюционным образом находит метод выживания и обходит антибиотик. Пока мы придумываем другой антибиотик, мы просто проигрываем природе по скорости. Соответственно, мы должны работать параллельно и производить наши молекулы своими методами с такой же скоростью или еще быстрее, чтобы находить те функциональные соединения, которые мы могли бы использовать в лечении.

Последние, наверное, лет сорок-пятьдесят ученые потратили на то, чтобы открыть много-много разных реакций и разных методов для того, чтобы изменять молекулы. Но на самом деле мы часто используем те реакции, которые очень хорошо работают, пусть даже они столетней давности. Вопрос: можем ли мы таким образом открыть что-то новое и найти новые интересные соединения?

Ну и как — можем?

— В моем возрасте у меня уже не хватает ни терпения, ни желания открывать новые реакции. Конечно, я не зарекаюсь и не говорю, что они не интересны. Вот, к примеру та, что открыл Валерий (Валерий Фокин, ученик Шарплесса, был назван одним из десяти лучших химиков планеты. — «Эксперт»). Его реакция изменила нашу органическую химию. Я полагаю, что он — будущий нобелевский лауреат.

Однако вернусь к старым реакциям. Я с большим удовольствием недавно прочел рассказы Толстого, на большие романы у меня терпения нет, и меня впечатлил один из них — «Много ли человеку земли нужно». В переводе на нашу науку — а сколько химику реакций нужно? Мы напридумывали массу экзотических методов, а пользуемся в основном теми, которые гарантированно работают. Моя идея в том, чтобы использовать гарантированные быстрые реакции для получения самых разнообразных соединений с самой разнообразной активностью и структурой. В девяностых такое направление стало называться клик-химией. «Клик» — такой звук издает при защелкивании пряжка. Представьте, что так же быстро и просто происходит реакция между соединениями, если мы цепляем к каждому из них соответствующую часть пряжки — и получаем новое соединение с совершенно другими свойствами. Мы можем получать массу соединений, у которых будет много функциональных групп. А затем мы можем использовать их, к примеру, для исследования белков или нуклеиновых кислот, в качестве лекарственных средств.

А разве не этим занимались химики много десятков лет, создавая целые библиотеки соединений?

— То, о чем вы говорите, называется комбинаторной химией, когда пробуют «перемножать» друг на друга разные химические соединения. Ну, грубо говоря, возьмите таблицу Менделеева и перемножайте, поставив некие фильтры: чтобы соединения были растворимы и при этом стабильны, имели определенный молекулярный вес и так далее. Знаете, сколько получится?

Миллионы?

— Нет, не миллионы. А где-то 1063. Наша скриппсовская библиотека сейчас, наверное, имеет пару миллионов соединений. Что мы можем сделать? А просто возьмем эту выборку и применим только очень чистые и простые реакции. К примеру, поставим наши соединения в пробирочках в большой ящик и обработаем неким реагентом. И они во что-то превратятся. Половину сразу выбросим — ерунда полная, половину протестируем. Вроде примитивный подход, но работает! Десять лет назад, когда я стал этим заниматься, надо мной посмеивались. В огромных фармкомпаниях Merck и Phizer мне говорили, что не стоит заниматься этими соединениями, они стоят в «негативных» фильтрах, значит, совершенно не годятся.

То есть вы как бы наугад это делаете и берете нечто из разряда «не может быть»?

Ну не совсем наугад. Мы все же химики. Но химики незашоренные. А вот из разряда «не может быть» — это точно. И опровергаем это утверждение. После некоторых простых манипуляций десятки соединений типа «не может быть никогда» уже проходят клинические испытания.

А можно привести какой-то конкретный пример?

— Мы сделали модифицированный интерферон, который сейчас проходит испытания. Интерферон модулирует иммунную систему. Мы изменили этот белок, пришив к нему хвост из сахаров, после чего он стал очень селективным и хорошо показал себя в терапии рака, рассеянного склероза. Найти у вещества новую функцию — вот что важно.

И все же вы говорите, что занимаетесь почти примитивными вещами, которые лежат на поверхности. А что же другие химики ими не занимались?

— Я уже упоминал об этом. Боязнь ошибиться. Фобии. Следование стереотипам. К примеру, в фармкомпании ищут новое соединение. Они хорошо знают, что в природе не встречаются два связанных атома азота. Значит, не стоит и пробовать. А почему? Не надо бояться пробовать, мы же не будем сразу заталкивать это в человека. А вдруг из этого получится что-то интересное и полезное. Не стоит следовать природе фанатично. Богу — богово, химику — химиково. Природе в свое время пришлось оперировать в определенных условиях. Исходя из этого мы знаем, куда природа не ходила. И почему бы нам не пойти?

Еще о фобиях. Почти никто, кроме меня, не занимался осмием и селеном. Их боялись. Воняют и токсичны. А я, работая с тем же осмием, провел хиральный катализ.

Недавно вы согласились открыть лабораторию в биофармацевтическом кластере «Северный» на базе МФТИ. Чем продиктовано это решение?

— Когда я побывал в «ХимРаре» (один из организаторов кластера «Северный». — «Эксперт»), я был удивлен масштабом работы, которую они проделывают. Меня восхитила их роскошная библиотека соединений, которые можно понюхать и пощупать. Я подумал, что с этими соединениями можно как следует поработать.

Облепить их сахарами и другими функциональными группами?

— Примерно. Есть море соединений и уже известных лекарств, в которые были вложены миллиарды долларов. Мы можем химически облепить их, завернуть в другую химическую упаковку (я не имею в виду смену фантика — это профанация), и молекулы начнут вести себя по-другому.

Из аспирина средство от СПИДа?

— А что? Или из контрацептива антидепрессант. Я гарантирую, что из тысяч известных соединений мы непременно с помощью быстрой химии найдем новые интересные молекулы.

Означает ли это, что Магеллан не обязательно открывает новые земли, он может увидеть что-то новое, чего другие не увидели?

— О, я очень люблю сравнение с Магелланом или Куком, с любым первооткрывателем. Я всегда стремился быть на них похожим. Первым высадиться, первым пощупать. Потом за первооткрывателями приходили остальные с лопатами, что-то рыли и динамитили. Пусть они динамитят, я уже в другом месте. Возможно, в том, где уже кто-то побывал и не увидел жемчугов. Как первооткрыватель, я хочу найти другое применение тем камням, растениям, соединениям, лекарствам, посмотрев на них под другим углом.

И зачем вам для этого Россия?

— Ну тут я тоже в какой-то мере чувствую себя первооткрывателем. Интересно. Интересно работать с такой компанией, как «ХимРар». Интересно, потому что есть хорошая база фундаментальной науки. В МФТИ есть студенты, которые по-новому начинают учиться, обобщая знания физики, химии, биологии. Это очень важно. Хорошо еще и то, что не нужно ломать стереотипы, поскольку фармнаука в последние десятилетия в стране практически не развивалась. Мы свободны.

А это будет настоящая лаборатория или виртуальная?

— Пока что она почти виртуальная, но будет настоящая. Здесь будут работать российские специалисты и наши, будет постоянный обмен, да и общаться через континенты сейчас довольно легко. И мне хочется надеяться, что, глядя на наши успехи с клик-химией, в России будет подрастать новая наука, способная на Магеллановы открытия.      

 

 

Хиральный катализ

Барри Шарплесс получил Нобелевскую премию в 2001 году вместе с Уильямом Ноулсом и Редзи Ноёри за хиральный катализ. Ноулс и Ноёри занимались хиральным катализом реакций гидрирования, Шарплесс — реакций окисления. Хиральный катализ еще называют зеркальным: наши руки хиральны (правая рука — зеркальное отражение левой). Большинство живых молекул хиральны. Это означает, что очень важные для организма белковые рецепторы, или энзимы, имеют лишь одну зеркальную форму. И если мы хотим на нее воздействовать с помощью лекарственного препарата, нам нужно подобрать соответствующее хиральное вещество. Проблема состояла в том, что при промышленном синтезе веществ получалась смесь двух зеркальных, или хиральных, форм, так называемых энантиомеров. Выделять же только нужный энантиомер — дело хлопотное и капиталоемкое. Нужен был доступный способ производства хирально чистых энантиомеров.

Барри Шарплесс осуществил хиральный синтез энантиомера хирального гликоля: окисление непредельных углеводородов происходит под действием оксида осмия в присутствии природного асимметричного вещества — хинина. На базе его работ по хиральному синтезу был разработан многотоннажный синтез хиральных аллильных спиртов — глицидола и метилглицидола, которые используются, в частности, для кардиологических препаратов — бета-блокаторов.        

 

Фото: Алексей Майшев

ЗАО «Группа Эксперт», 2012

 



  Новости