«В нашей жизни все — химия»

О пути из Нижнего Новгорода в Лос-Анджелес
Валерий Фокин

Валерий Фокин

University of Southern California/Pixnio/Indicator.Ru

Претендент на Нобелевскую премию, профессор Университета Южной Калифорнии Валерий Фокин недавно стал действительным членом Американского института медицинской и биологической инженерии (AIMBE) и получил престижную премию имени Георгия Гамова. Мы поговорили с ним — о Голливуде, удаче, химии памяти и «микрофотографиях» клеток.

— Как вы пришли в химию? Вы же из Нижнего Новгорода, там рядом Дзержинск со «страшными» химическими заводами, он не испугал?

— Да, я из Нижнего Новгорода. Про Дзержинск я знал, но не знал ничего про «химию» там, так что она меня не пугала и не удивляла. Химия пришла как-то очень естественно, отчасти — через медицину.

Единственный близкий к химии человек в моей семье был дедушка, который был фармацевтом. Он хорошо знал фармацевтику и фармакологию, и от него осталось много книг, медицинских атласов. Мне они были ужасно интересны, я их читал. Своим детским умом я как-то подумал, что все эти лекарства – они уже открыты, все уже изучено. И когда химия появилась в школе в 7 классе, она была очень легкой и как-то естественным образом прижилась в моей голове.

Плюс у меня были очень хорошие учителя. Моя первая учительница химии только закончила университет и год перекантовывалась в школе до аспирантуры. Она боялась нас, наверное, больше, чем мы ее. Но ко мне она чудесно относилась и просто говорила «иди в лаборантскую, сиди там и не мешай людям учиться», — потому что я, конечно, все знал и подсказывал одноклассникам.

Лаборантская тогда — это было раздолье: там стояли рядами хорошие бутылочки и баночки, все это стало перекочевывать домой, как это бывает, школьники играют, развлекаются бомбочками, взрывами, всякими красивыми реакциями. А дальше уже большого выбора не было — я только пытался понять, химия или медицина.

Я учился на химика, но первые годы ходил со своими друзьями в мед и вечерами тихо-мирно занимался вскрытиями. Но с медициной как — на живых пациентах экспериментировать сложнее, это я быстро усвоил. Там разгуляться негде, в химии больше свободы. Хотя сейчас я жалею, надо было закончить и мед, тогда было бы совсем хорошо.

— Получается, что выбор на органическую химию тоже пал из-за связи с медициной?

— Да, это было естественно — связь с лекарствами и науками о живом, биологическими молекулами. Вообще, университет вспоминается как очень легкие четыре года — их я закончил в Нижнем Новгороде. На последний год я приехал в США, в Кальвин-колледж в Мичигане, диплома я получил два — русский и американский.

— А почему вы поехали именно в Америку?

— Так получилось. У меня вообще никогда не было интереса никуда переезжать, я был уверен, что лучше нашего Института химии ничего в мире и быть не может. Тем более — там были отличные учителя. Доценты, профессора сидели с нами и делали какие-то довольно мелкие эксперименты, но они были настоящие — в глубоком вакууме высаживали в замороженную матрицу металлы, занимались органическим синтезом. Там были казавшиеся мне по тем временам нормальными исследования.

Но в 1991 году я в первый раз попал в Америку — по маленькой обменной программе. 12 американцев из маленьких университетов в центре страны поехали к нам, а 12 нас — в США. Это было 4–5 недель в сентябре.

И здесь со мной случился когнитивный диссонанс во всех отношениях. Университет, в котором мы оказались сначала, был очень маленьким. Штат Индиана, кукурузные поля вокруг, только бакалавриат — никакие исследования там не велись.

Но когда я пошел к ним в лабораторию, мне стало очень больно за тогда еще не прожитые, но все-таки потраченные годы. Их лаборатория для бакалавров, хотя и не обладала сложными экзотическими инструментами, была просто идеально оснащенной по сравнению с нашими.

Тогда мы с друзьями поехали по нормальным университетам — в Чикаго, в Вашингтон, в Нью-Йорк, и там стало очевидно, что делать химию нужно здесь, возможностей неизмеримо больше. Свой четвертый курс, помимо учебы, я провел в написании писем профессорам и сдаче экзаменов по английскому языку — тогда это все было очень сложно, не как сейчас. Я искал обменную программу на целый год, чтоб провести там пятый курс, потому что попасть в аспирантуру в нормальный университет сразу из России было нереально. Многие мне отвечали, нобелевский лауреат Роалд Хоффман например, у меня это письмо лежит до сих пор. Вообще мне многие помогали, в этом отношении судьба сложилась очень хорошо.

В конце концов я нашел какую-то стажировку, но тут в Нижний приехали мои американские друзья, посмотрели на это и сказали: нет, никогда в жизни, в такой университет ехать нельзя, он там в самом хвосте рейтингов, место это плохое. В итоге они через своих друзей нашли спонсоров, чтобы я поехал в Кальвин-колледж. Тогда это стоило бешеных денег — 17 тысяч долларов в год обучение, плюс все расходы. В то время это деньги были астрономические абсолютно — для сравнения, синхронным переводом я зарабатывал пять долларов в час, и это был прекрасный заработок. После этого бакалавриата уже никаких проблем с аспирантурой не было, у меня было девять-десять предложений.

— Вы помните свою первую самостоятельную научную статью?

— В аспирантуре, наверное. Я тогда занимался полным синтезом — это когда из лабораторных химических соединений нужно синтезировать природное соединение, которое обычно получается в живых организмах. Я занимался углеводами, там были очень сложные 20-шаговые синтезы. Так что первая статья была про механизм превращения одних сахаров в другие.

— А как вы начали работать с нобелевским лауреатом Барри Шарплессом?

— У него я сделал мой единственный постдок /[постдок (postdoctoral), временные позиции, на которых работает молодой исследователь между аспирантурой и профессорством, обычно их необходимо пройти два или три — Indicator.Ru]. Я защитился в 1998 году в Университете Южной Калифорнии, в химической промышленности тогда было очень хорошее время, можно было спокойно уходить из науки и работать там, что я и собирался сделать, уже появились предложения. Единственный постдок, который меня интересовал, был у Шарплесса, я написал только ему. То есть не было, как обычно, миллиона писем в разные места. Я подумал, что если он меня возьмет — хорошо, нет — пойду работать в промышленность. И он меня взял.

После первого года работы там в Институте Скриппса были еще лучше предложения в фарминдустрии, и еще легче было уйти из науки. Я и собирался уходить — в Pfizer, но тогда пришел президент нашего института и уговорил меня остаться.

Сказал — да попробуй, посмотришь, как пойдет. Дал денег, чтобы сделать свою научную группу. Я попробовал и провел там прекрасных пятнадцать лет. Так я получил свою первую профессорскую позицию — это было в 2000 году, а в 2001 году Барри Шарплесс получил Нобелевскую премию. Так моя карьера в промышленности во второй раз закончилась, не начавшись.

— Вы почти все свое время в США живете в Южной Калифорнии, вы к этому стремились?

— Нет, не стремился — так сложилось. Я вообще уезжал в США в полной уверенности, что я еду поучиться, получить степень и вернусь обратно. Но дальше был 1995 год, и возвращаться в научном плане было особенно и некуда. Я приезжал регулярно, поддерживал связь, но все шло по убывающей. Самые темные 1990-е годы — это было такое тяжелое время, лучше не вспоминать.

А дальше в Калифорнии у меня все так сложилось, что даже и вопросов не возникало, нужно быть там или где-то еще. От добра добра не ищут. Одна позиция органично перетекла в другую. Мне было легко учиться, легко работать. Но никакой самоцели, задачи уезжать или остаться не стояло.

В какой-то момент в институте сказали, что надо сделать постоянный вид на жительство — грин-карту. Я сказал: «Вам надо — вы делайте», и институт сделал. А в 2015 году я вернулся в качестве профессора в свой родной Университет Южной Калифорнии.

Калифорния, конечно, особенный штат. Он очень динамично развивается, Лос-Анджелес — мегаполис с активной культурной жизнью, хотя и не такой обширной, как в Москве. У нас в Университете Южной Калифорнии одна из самых лучших в США школ кинематографии, там преподают Стивен Спилберг, Джордж Лукас и много кто из известных актеров. Есть возможность встречаться и взаимодействовать с настоящим Голливудом. А они сами могут проконсультироваться с нами, если снимают фильм про ученых или инженеров, чтобы это все выглядело правильно. В этом уникальность университетской среды — когда вместе представители всех специальностей, появляются знакомые и друзья из других сфер деятельности.

— В 2013 году вас и Барри Шарплесса назвали претендентами на Нобелевскую премию по химии. Ваша жизнь разделилась на до и после?

— Я даже не помню дату, нет, конечно, не разделилась. Отношение в России немножко изменилось еще в 2011 году, когда я попал в список самых влиятельных ученых в своей области. Тогда меня позвали читать лекцию в Политехнический музей, так как что-то прочли про меня в новостях и с тех пор стали больше приглашать в Россию.

Мне тогда пришлось репетировать научно-популярные лекции со своей женой — я ведь никогда о химии по-русски не говорил, весь этот язык пришлось учить.

— Есть у вас своя компания, как это принято в Америке, — и тем более у будущих нобелевских лауреатов?

— Нет, компании у меня нет и пока я не планирую. Мы сотрудничаем с другими, так проще. Организатор я в смысле бизнеса не обязательно хороший, интересы у меня меняются быстро. Если я вижу путь, как решить задачу, то дальше обязательно должен быть кто-нибудь, кто ее за меня доделает, потому что у меня интерес пропадает. Когда уже видно финал и нужно пройти последнюю милю, я отхожу и говорю: «Окей, теперь вы сами».

А умение дойти до самого конца очень важно в бизнесе — сделать продукт, а еще лучше — продать его, а еще лучше — продать бизнес до того, как он провалится. У меня на это терпения вряд ли хватит.

— Что хочется сделать нового в науке?

— Чего-то практического. Сейчас у меня удовлетворение от работы с пациентами больше, чем от самой лаборатории. Например, во время операции с помощью наших соединений можно подкрасить или подсветить какие-то ткани, повысив точность работы хирурга. Я, конечно, сам не могу в этом участвовать, но могу присутствовать в операционной, смотреть и делиться мыслями о том, как можно сделать лучше. Это приносит большое удовлетворение.

Есть и более сложные научные вызовы — сделать молекулярный портрет хотя бы одной клетки. Нужно понять, насколько важны молекулярные взаимодействия в ней, стоит ли это того — так точно изучать? Может, и не важны, и не обязательно нам нужна такая «микрофотография» всего организма на молекулярном уровне. Это интересная фантазия — сейчас есть расшифрованные геномы целых организмов, соответствующие им протеомы — набор белков. Но понимания метаболизма, поведения каждого белка, конечно, нет. А это было бы важно, например, для диабета.

Мы изучаем панкреатические бета-клетки, чтоб на уровне химии понимать, что в них происходит, когда возникает диабет второго типа. Он ведь возникает за 5–8 лет до того, как появляются симптомы, — это хочется объяснить. Есть задача еще глобальнее — сколько информации нам нужно, чтобы управлять заданной сложной системой, будь то организм или ткань. Какова роль химии, какова роль биологии, как природа решает, какие будет использовать молекулы?

Для чего нам нужна химия — чтобы понимать и управлять природой. Мы в какой-то мере этому научились, но лучше нее делать это не стали. Мы всегда подражали ей, мимикрировали.

Мысль была такая — она делает свое, а мы сделаем еще лучше в лаборатории. Лучше не получилось, но научились мы многому за последние 80 лет в органическом синтезе. Но такой эффективности, какой достигает природа, в ее реакциях мы не достигли нигде. Вся лучшая нефтехимия, где 99% выхода реакции, — это синтетика, а не природные соединения. Это совсем глобальная задача.

— А получится ее решить?

— Мы не знаем, но новые методы и новые вопросы появляются постоянно. Десять лет назад мы и думать не могли, что можно проследить путь одной молекулы внутри ткани. А сейчас структуру белков мы видим в электронный микроскоп, больше не нужны рентгеновские лучи и сложные модели. Но чтоб можно было на белок посмотреть в микроскоп — этого и рядом не лежало! А сейчас это совершенно рутинная вещь. Пока мы видим их структуру замороженной, но движется все к тому, что и в живом состоянии мы и их сможем видеть.

Наконец, у нас есть с коллегами совсем большой и небыстрый проект. Что есть когнитивная составляющая на химическом уровне, какова химия нашей памяти? На биологическом уровне мы знаем, что в передаче сигнала между нервными клетками участвуют синапсы. Но сколько их нужно, чтоб образовалась одна ячейка памяти, — один, два, сотня? И почему наша память такова? В конце концов это тоже молекулярный вопрос. Мы к нему пока не можем подойти вплотную, потому что увидеть своими глазами ничего нельзя. Но сейчас уже появились методы визуализации, пока инвазивные — крысе делается трепанация черепа и ей надевается двухфотонный микроскоп. И можно в прямом смысле посмотреть — вот это крыса, думающая о еде, вот эта ест, вот эта только что поела, эта думает, что ей надо убежать, а эта — ни о чем не думает. Нужно химически понять, что есть процесс памяти, как мы так быстро ее достаем, почему во сне это происходит по-другому. Все это молекулярные вопросы.

В итоге в нашей жизни все — химия.

Автор: Александра Борисова

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.

Подписывайтесь на Indicator.Ru в соцсетях: Facebook, ВКонтакте, Twitter, Telegram, Одноклассники.