Формула спокойствия, или Над чем работают молодые ученые

Доктор химических наук Игорь Родин и кандидат химических наук Андрей Ставрианиди стали лауреатами премии Правительства Москвы молодым ученым за 2017 год. Они занимались выявлением адаптогенов растительного сырья, которые повышают сопротивляемость организма к стрессу в условиях мегаполиса. Исследование заняло около семи лет, пришлось выполнить тысячи экспериментов, и в результате молодым ученым удалось открыть совершенно новую группу соединений. Стресс большого города и китайская медицина — Какие цели вы ставили в своем исследовании и каких результатов удалось добиться? Андрей Ставрианиди: Мы создаем комплекс аналитических подходов к анализу растительных материалов. Задача — выявить компоненты, которые входят в состав растений, рассчитать их содержание и количество. Также мы занимаемся разработкой методик извлечения этих компонентов из растений. В перспективе фармацевтические компании смогут использовать наши наработки и делать препараты на основе растений более эффективными. Речь идет о разнообразных биологических добавках и лекарствах. Игорь Родин: Давайте я немного поясню. Есть традиционная восточная медицина, например китайская. По своей эффективности в ряде случаев она превосходит современную западную медицину. На востоке традиционно применяют не лекарственные средства, а препараты природного происхождения, в основном растения. Необходимо знать, как именно работает растение, чтобы сделать лечение максимально эффективным Хорошо известно, что экстракты из женьшеня обладают целым комплексом положительных свойств, лечат практически все болезни. Их используют уже порядка пяти тысяч лет. При этом до сих пор не совсем понятно, почему некоторые растения оказывают положительное действие на организм — механизм неизвестен. Для чего нужно знать этот механизм? Для того чтобы, разобравшись, как он работает, сделать лечение максимально эффективным. То есть берем растения, выделяем оттуда определенные вещества и на основе этих веществ делаем препарат, который будет более эффективен, чем само растение. Кроме того, можно будет сделать еще более действенное средство на основе полусинтетических аналогов. Для того чтобы изучить состав растения, нужно провести очень большую работу, в том числе предварительную. Надо понять, какие компоненты в нем могут быть. Для каждого компонента выбрать некоторые оптимальные схемы анализа. Наше исследование — это как раз построение такой методологии для проведения комплексного анализа сложных объектов, а именно растений, которые имеют высокую значимость. Адаптогены повышают сопротивляемость человека в сложных условиях и помогают справиться со стрессом большого города — Почему ваша разработка попала в номинацию «Наука — мегаполису», а не в «Медицинские науки»? Игорь Родин: Общеизвестно, что люди, которые живут в мегаполисах, испытывают определенный тип стресса — стресс большого города. Он связан с плохой экологией, высокими психоэмоциональными нагрузками, ритмом города. Мы разрабатывали новые подходы к выявлению и определению адаптогенов растительного сырья. Адаптогены повышают сопротивляемость человека в сложных условиях. Они позволяют минимизировать негативное воздействие внешней среды. Хроматографы, масс-спектрометры и тысячи экспериментов — Какие эксперименты и на каком оборудовании вы проводили? Андрей Ставрианиди: Сначала мы выбираем условия для извлечения компонентов из растений. Это может быть просто настаивание растений на воде или водно-спиртовых смесях, кипячение, ультразвуковая или микроволновая экстракция и так далее. Полученные разными способами экстракты мы анализируем на состав всех компонентов, которые входят в это растение. Игорь Родин: Среди оборудования, которое мы использовали, — жидкостные хроматографы с масс-спектрометрическим детектированием, хроматографы для препаративного выделения, различные системы пробоподготовки, например ультразвуковые ванны. Список оборудования очень широкий. Часть исследований делали с помощью спектроскопии ядерного магнитного резонанса (ЯМР). — Что было самым сложным? Андрей Ставрианиди: Сложностей, как и в любом исследовании, было много. Например, мы три года занимались установлением структуры одной группы соединений. Причем несколько компонентов, которые мы выделили, раньше не то что не были охарактеризованы, а даже никогда не наблюдались. То есть мы открыли новые вещества — как положено, с подтверждением по данным ЯМР-спектроскопии. И весь этот процесс — выделение, накопление нужного количества вещества для ЯМР-спектроскопии, интерпретация данных — занял порядка трех лет. Чтобы получить необходимое количество вещества для одного комплекса исследований, надо провести около тысячи экспериментов Игорь Родин: Чтобы получить хороший спектр ЯМР, нам нужно было несколько десятков миллиграммов вещества, а его содержание в растении очень низкое. Поэтому, чтобы такое количество вещества наработать в чистом виде, требуется около тысячи экспериментов. Представьте себе: тысячу раз нужно провести процедуру, для того чтобы наработать необходимое количество соединения! Вы получаете небольшую порцию порошка и дальше с ним работаете, но его ровно столько, чтобы сделать весь комплекс исследования только один раз. То есть если вы что-то сделаете неправильно, то тысячу экспериментов придется проводить заново. Кроме того, есть предварительные исследования. Необходимо было ответить на массу вопросов: что именно выделять, как выделять, что с этим делать дальше — условно говоря, как вещество сушить, чтобы оно не распадалось, как правильно проводить ЯМР-эксперимент и так далее. Исследование можно сравнить с тонкой настройкой инструмента, чтобы он правильно работал. Каждая опубликованная статья — это колоссальный труд Трудности другого рода — это публикации в журналах. А высокорейтинговые журналы, в которых мы публикуемся, берут только несколько процентов из присылаемых статей. Редактор сразу отсеивает примерно половину поступивших материалов. Те статьи, которые он предварительно посчитал хорошими, идут на рецензирование нескольким крупным специалистам в данной области. И каждый из них дает свое развернутое мнение. Эта процедура обычно занимает несколько месяцев. На этом этапе отсеивается большая часть статей. Другие оценивают положительно, но предлагают доработать или переделать. В общем, каждая опубликованная статья — это колоссальный труд. Но это необходимо, потому что современная наука — это прежде всего публикации на высоком международном уровне. — Какие этапы должны пройти ваши разработки, чтобы их начали применять на практике? Андрей Ставрианиди: Сначала доклинические исследования. На этом этапе работать надо уже в сотрудничестве с медиками: исследовать фракции или цельные экстракты на биологическую активность, выбирать перспективные и над ними более детально работать. Исследования будут направлены на конкретный практический результат. Затем — клинические исследования, которые изучат эффект новых препаратов. Мы, химики, работаем с небольшими количествами вещества. Этого достаточно для аналитических задач. А медикам для исследований необходимо это масштабировать. Игорь Родин: Я бы хотел подчеркнуть, что мы химики и наша задача — это комплексные исследования растений. Производство медицинских препаратов— это уже другая история. Мы не разрабатываем даже рецепты, по которым их можно было бы производить. Хотя наши разработки действительно могут быть интересны фармацевтам и могут сделать препараты на основе растений более эффективными. — Проводят ли такие исследования за рубежом? Игорь Родин: Конечно. Это трендовое направление. Над ним работают во всем мире, но особенно активно — наши азиатские коллеги, китайцы и корейцы. — В каком направлении планируете двигаться дальше? Игорь Родин: Дальше будем работать с новыми растениями, выделять новые группы соединений. Хотелось бы надеяться, что мы сможем перейти на качественно иной уровень в плане используемого оборудования. Приборная база играет ключевую роль. Можно провести такую аналогию: представьте, что на какой-то объект, допустим карандаш, вы смотрите сначала невооруженным глазом, потом в лупу, затем в микроскоп, а потом в очень хороший микроскоп. И на каждом этапе вы открываете огромное количество новых деталей. От уроков химии к престижной премии — Если бы абитуриент попросил вас порекомендовать какое-то перспективное направление в химии, что бы вы посоветовали? Игорь Роднин: Я бы на это ответил очень просто: любое направление, которое в настоящий момент существует на химфаке МГУ. Все, что здесь представлено, — это реальные перспективные направления, которые находятся на переднем фронте химической науки. Химия — это наука, которая требует определенного склада ума — Почему в свое время вы решили поступать на химфак? Андрей Ставрианиди: Мне в школе нравились все предметы: и история, и биология, и физика, и математика, и химия — что-то больше, что-то меньше. В итоге выбирал между физикой и химией. Выбор пал на последнюю благодаря учителю, который правильно преподнес предмет. Плюс ко всему мне она давалась немного лучше, чем физика. Хотя, на мой взгляд, склад ума у физиков и у химиков одинаковый. Игорь Родин: Все определила любовь к химии. У нас по факультету ходит такая фраза: химию с первого дня понимают и любят или не понимают и ненавидят всей душой. Я полюбил химию еще в школе. Наверное, это в том числе заслуга моей учительницы, она интересно проводила занятия. Но роль учителя решает далеко не все. Еще раз повторюсь, химия — это предмет, который или любят, или ненавидят. И если у ученика нет интереса и тяги к ней, даже хороший учитель не сможет это изменить. К сожалению или к счастью, химия — это наука, которая требует определенного склада ума. Поэтому далеко не каждому человеку она подходит, а если подходит, то это на всю жизнь. — Вы когда-нибудь задумывались, чем еще могли бы заниматься? Если не химия, то… Игорь Роднин: Хороший вопрос. Можно, я отвечу на него так: если бы не химия, то что-нибудь другое. Андрей Ставрианиди: Я уже говорил, что выбирал между двумя предметами. Поэтому если бы не химия, то физика. — Почему вы решили подать заявку на получение премии? Игорь Роднин: Она считается престижной, пользуется большим уважением и авторитетом в научных кругах. Мы посчитали, что у нас есть действительно хорошие результаты, которые стоит показать, и решили участвовать. Оказалось — не зря. Так как МГУ в федеральном подчинении, то и поддержка идет в основном из федеральных источников. Тем не менее политика столичного Правительства в отношении людей, которые работают в московской науке, правильная и мудрая. Разнообразные программы, конкурсы, гранты и так далее — это важно и нужно. — Поделитесь своей профессиональной мечтой. Может быть, есть амбиции получить международную премию? Игорь Роднин: Лично я считаю, что работать ради премий и наград — это неправильно. Это больше похоже на спорт, в науке работают ради другого. Намного важнее наград признание ваших результатов мировым научным сообществом. Например, вы пишете статью и потом видите, что на нее ссылаются, что результатами этой работы пользуются другие люди в своих исследованиях. И ощущение, что ты вложил небольшой кирпичик в мировую науку, — это, наверное, самая лучшая награда. Кроме того, мы патриоты химического факультета МГУ, и нам приятно его прославлять. Андрей Ставрианиди: У меня нет какой-то конкретной амбиции. Но если говорить о том, зачем вообще заниматься наукой, то, мне кажется, главный ориентир — это рост внутреннего понимания происходящего. В пример могу привести работы Вадима Александровича Даванкова. Он один из тех, кто был близок к Нобелевской премии, как говорят. В свое время он работал над хроматографическими сорбентами, которые разделяют вещества, которые похожи как левая и правая рука. А в последних своих работах они с коллегами пришли к пониманию хиральности материи, пониманию того, как формируются хиральные аминокислоты при процессах, близких к космическим. Это намного более высокий уровень мышления. Вот идеал ученого: поднимать свой уровень все выше и выше — предела нет никакого.