После того как Россия ввела продовольственное эмбарго, некоторые сограждане собрались возить деликатесы в чемоданах из своих европейских вояжей. А вот наших учёных подобной сноровкой не удивишь: они давно наладили этот «канал» для доставки необходимых реагентов. Иначе, говорят, конкуренцию у зарубежных коллег не выиграть.
«Волшебная пуля»
Эта история началась 3 года назад. Аспирант МФТИ Максим Никитин оказался на «круглом столе», который вёл Дмитрий Медведев, недавно объявивший о создании наукограда «Сколково». И, когда участников попросили высказаться по больным темам, Максим озвучил то, что знают все учёные, непосредственно работающие в лабораториях: из-за бюрократических препон и проблем с таможней они не успевают вовремя получать заказанные за границей реагенты, без которых эксперименты не обходятся. На доставку уходят месяцы, к тому же приходится сильно переплачивать фирмам-посредникам. Плюс нет уверенности, что не будут нарушены условия транспортировки - температурный режим, например. В итоге, пока наши учёные ждут реагенты, их иностранные конкуренты успевают и опыты провести, и опубликовать результаты. Приоритет в открытии оказывается упущен.
«Но тогда я понимал: маловероятно, что к мнению аспиранта прислушаются всерьёз, - вспоминает Максим Никитин. - И подумал: а что если попытаться сделать значимую работу исключительно своими силами? Рискнуть временем и деньгами, но доказать, что мы можем конкурировать с иностранными коллегами, если будем получать реагенты в срок? Может, тогда к моему мнению прислушаются? У меня было несколько научных идей, на одной я остановился».
Идея была на стыке химии, биологии и физики. Как превратить микрочастицу в миниатюрного биоробота, способного принимать решения: стоит ли взаимодействовать с той или иной клеткой или не стоит. Речь идёт прежде всего об адресной доставке лекарства к опухоли. Немецкий врач Пауль Эрлих, основатель метода химиотерапии и лауреат Нобелевской премии, в своё время назвал такой гипотетический препарат «волшебной пулей»: она должна «прилетать» точно туда, куда нужно. Работы в этом направлении ведутся по всему миру, и результаты есть, но без трудностей не обходится. Не зря поговорка гласит, что пуля дура, пусть даже она и волшебная: нано- и микрочастицам (а именно они используются в этой роли) бывает непросто найти раковую клетку в организме. Им, грубо говоря, не хватает информации, каких-то параметров.
Научить частицы воспринимать больше информации (то есть сделать их «умными») и взялся молодой учёный.
Биокомпьютер
Максим Никитин числится младшим научным сотрудником в двух академических институтах - Институте общей физики и Институте биоорганической химии РАН. В двух лабораториях и кипела работа. Правда, в какой-то момент пришлось работать дома: возникла необходимость непрерывно и долго, на протяжении суток, наблюдать за экспериментом, а охрана находиться ночью в институте не позволяла. Чтобы решить проблему, потребовалось много времени, которого в условиях жёсткой научной конкуренции не было.
Но самое интересное, что подавляющее большинство реагентов он покупал за свои деньги. Точнее, за счёт семейного бюджета. Всего ушло около 20 тыс. долл. за два года. Какие-то реагенты привозил из зарубежных командировок сам, какие-то заказывал через знакомых, причём цепочка порой состояла из нескольких человек. Зато ни одна доставка не заняла более двух недель, что для российского исследователя - предел мечтаний.
И вот недавно в престижном научном журнале Nature Nanotechnology, лучшем по рейтингу в области нанотехнологий, вышла статья, посвящённая этой работе. Кроме Максима Никитина в исследовании приняли участие Виктория Шипунова, Сергей Деев и Пётр Никитин. Как поясняют учёные, они развили идею вычислений при помощи биомолекул.
«Любой компьютер обрабатывает информацию, выраженную нулями и единицами. Он совершает над ними простые логические операции, например, «да», «не», «и», «или», - говорит Максим. - А мы научили наночастицы совершать такие же операции над биомолекулами. Вот простой пример. Принципиально, у больного диабетом человека подобная «умная частица» смогла бы отслеживать уровни сахара и инсулина в крови и инициировать повышение уровня инсулина только в том случае, когда уровень сахара высок («1» - много) «и» уровень инсулина «не» высок («0» - мало). Таким же образом можно научить частицу проверять информацию о множестве различных заболеваний. Тогда риск ошибки (вероятность поразить здоровую клетку) будет минимален. Частица станет «умной», а «пуля» - действительно «волшебной». Метод может пригодиться не только для диабета, но и в других областях медицины, например, онкологии или там, где приходится иметь дело с воспалительными процессами».
Создание «умных» нанобиороботов, исцеляющих человека от смертельных недугов, - серьёзная задача. Хотелось бы, чтобы учёные решали её не за счёт собственных средств.
