Як стати науковцем і чого цей фах вимагає від тих, хто його обрав? Чому тренд міждисциплінарності у науці є природним? Яке значення у живому організмі відіграють гладенькі м’язи, до чого призводять порушення в їхній роботі і що може допомогти усувати такі патології? Про це в інтерв’ю пресслужбі НАН України розповів академік НАН України, професор Сергій Костерін, заступник директора з наукової роботи Інституту біохімії ім. О.В. Палладіна НАН України, завідувач відділу біохімії м’язів цього Інституту.
Академік НАН України Сергій Костерін. Фото тут і далі – з особистого архіву Сергія Костеріна (якщо не вказано інше)
Довідково
Сергій Олексійович Костерін – академік НАН України, доктор біологічних наук, професор. Випускник кафедри біофізики Київського національного університету імені Тараса Шевченка. Пройшов шлях від аспіранта до заступника директора з наукової роботи та завідувача відділу біохімії м’язів Інституту біохімії ім. О.В. Палладіна НАН України. Професор Київського національного університету імені Тараса Шевченка. Автор і співавтор 370 наукових публікацій, 14 монографій, підручників і посібників (одна з монографій у співпраці з колегами з Канади, США, Японії та Франції вийшла друком у США). Стажувався у МакМастерському університеті (Канада, провінція Онтаріо, місто Гамільтон).
За безпосередньої участі Сергія Костеріна та під його науковим керівництвом одержано фундаментальні результати у дослідженнях біохімічних, фізико-хімічних і функціональних властивостей енергозалежних Са2+-транспортувальних протеїнів мембран гладеньком’язових клітин. Учений розробив нові методи кінетичного аналізу біохімічних і біофізичних процесів.
Підготував 7 докторів і 15 кандидатів наук у галузі біохімії та біофізики.
Голова загальноакадемічного міждисциплінарного семінару у галузі природничих наук НАН України «Актуальні питання фізико-хімічної та математичної біології». Віцепрезидент Українського біохімічного товариства.
Лауреат Державної премії України в галузі науки і техніки, Премії ім. О.В. Палладіна НАН України, Премії ім. П.Г. Костюка НАН України. Заслужений діяч науки і техніки України. Нагороджений Почесною грамотою та Відзнакою Верховної Ради України «За особливі заслуги перед Українським народом», а також відзнаками Президії НАН України «За наукові досягнення» й «За підготовку наукової зміни», Почесною відзнакою Вченої ради Київського національного університету імені Тараса Шевченка «За досягнення у науково-педагогічній роботі».
Президент НАН України у 1962–2020 роках академік НАН України Борис Патон вручає академікові НАН України Сергію Костеріну відзнаку «Заслужений діяч науки і техніки України». 2015 рік, Київ
Академік НАН України Сергій Костерін отримує від Президента НАН України академіка НАН України Анатолія Загороднього диплом лауреата Премії імені П.Г. Костюка НАН України за серію праць «Властивості, механізми функціонування та регуляція систем енергозалежного транспорту іонів Са у гладеньком’язових клітинах» (зі співавторами). 2024 рік, Київ. Фото пресслужби НАН України
– Сергію Олексійовичу, як Ви потрапили у науку? Що відіграло вирішальну роль: книги, кіно, чиясь порада чи..? Розкажіть, будь ласка.
– Своїм науковим фахом я завдячую низці щасливих збігів. Взагалі вважаю, що фундаментальне значення для майбутнього будь-якої людини має своєрідна вертикаль «сім’я – школа – вищий навчальний заклад». На жаль, мій тато Олексій Григорович рано пішов із життя – мені тоді не було ще й шести років. Але мама Тамара Олексіївна, попри матеріальні труднощі, робила все, щоб у нас зі старшою сестрою були цікаві книжки, конструктори, різні саморобки. Наприклад, «Дитяча енциклопедія», десятитомник із помаранчевими палітурками, кожен том якого присвячувався певній галузі: математиці, фізиці, хімії, географії та іншим. Саме звідти я у десять років дізнався, що таке радіоактивність, альфа-, бета-, гама-частинки, як відбуваються хімічні реакції. І мене зацікавило, як влаштований Всесвіт. Мої тітоньки – рідні сестри тата – після його смерті намагалися підтримувати нашу родину, і якось одна з них подарувала мені 5 карбованців, як вона сказала, «на морозиво». А я пішов у відому двоповерхову книжкову крамницю на Хрещатику (на другому поверсі там продавалася наукова і науково-популярна література) і на ці гроші купив собі книгу «Проблеми атомної фізики». З неї я дізнався, хто такі Поль Дірак, Маррі Гелл-Ман, Ричард Фейнман, Георгій Гамов та інші. Цікаво, що Гамов, видатний фізик українського походження, запропонував… концепцію генетичного коду.
У четвертому класі мама записала мене до бібліотеки будівельного відомства – великої книгозбірні неподалік нашого будинку на вулиці Мечникова, з якої мене неможливо було витягти. Я ходив туди з двома авоськами і набирав стоси книжок. Мабуть, бібліотекарі звернули на це увагу і дуже добре до мене ставилися, бачили, що багато читаю, тому дозволяли брати навчальну і науково-популярну літературу з окремого фонду.
Зі школою теж пощастило. Спершу я навчався у київській середній школі №131 на вулиці Шота Руставелі. Це була звичайна, не спеціалізована школа-восьмирічка, але нам викладали чудові вчителі. У 5–6 класах моїми улюбленими предметами були література, історія та географія. Я готував вікторини з історії та літератури для однокласників – запитання за шкільною та позашкільною програмами, – а призами слугували «мікроподарунки» (олівці, кулькові ручки і таке інше), які я купував для переможців за якісь копійчані гроші. Під керівництвом Кітті Михайлівни Корачунської, яка дуже цікаво викладала нам історію, ми також проводили екскурсії у Національному музеї історії України і Національному музеї мистецтв імені Богдана та Варвари Ханенків. Тобто, як бачите, гуманітарними науками я не нехтував.
– А потім у Вас стався «природничий поворот»?
– Можна сказати і так. Своєрідним Рубіконом став 7-й клас – приблизно тоді я відчув, що мене тягне до природничих наук. Змалку люблю квіти і тварин, на канікулах збирав ботанічні колекції. І вважаю, що людина, яка досліджує проблеми фізико-хімічної біології, має любити і цінувати природу.
Без перебільшення, видатну роль у моєму житті відіграли вчителі, зокрема заслужений учитель України Григорій Михайлович Дубовик, який викладав нам фізику. Він тоді вже був у літах, але знав підхід до учнів і вмів зацікавити своїм предметом. Я відвідував шкільний гурток фізики, яким він керував. Прекрасні спогади лишились і про нашу вчительку хімії Валентину Григорівну Рудаковську.
Ще один збіг – школа №145 просто навпроти нашої восьмирічки. Зараз це відомий київський фізико-математичний ліцей, з якого вийшло багато українських науковців, а тоді у 145-й школі, крім звичайних класів, що становили більшість, діяла фізико-математична «вертикаль» – класи 9-«А» і 10-«А». Оскільки, як я вже сказав, школи розташовувалися зовсім поряд, то наші випускники, які перейшли до 145-ї школи, приходили після уроків до нас, молодших, у школу №131, грати у футбол і баскетбол на спортивному майданчику. І, звісно, розповідали, як їм навчається у новій школі, як там добре й цікаво всім, хто має хист до точних і природничих наук. Тому, закінчивши вісім класів, я вирішив вступати саме до цієї школи. Вступних іспитів як таких не було – лише співбесіди. Їх проводили викладачі фізичного факультету Київського університету. Білети ми не витягували, але потрібно було відповісти на запитання з фізики і математики, розв’язати задачі. Отак я потрапив у фізико-математичний клас. І тут почалося щось неймовірне! Рівень викладання точних наук вражав. Скажімо, курс вищої математики нам, 15-річним, читав, уявіть собі, завідувач кафедри теоретичної фізики Київського університету професор, а згодом член-кореспондент НАН України, Кирило Борисович Толпиго. Це був визначний вчений і досвідчений педагог, який наочно демонстрував, як можна застосовувати математику для опису фізичних явищ. Тоді я чи не вперше почав відчувати, що наука є єдиною. Фізику теж викладали знані науковці, а лабораторні роботи з фізики ми виконували на фізфаці у червоному корпусі Університету. Навчатися було важко, вихідних, по суті, не було – по суботах і неділях я сидів і розв’язував задачі, які задавали додому. І саме тоді збагнув, що таке справжнє навчання і що потрібно постійно, систематично і багато читати. Зате потім мені було легко навчатися в університеті. Знаєте, коли ми навчаємося, то маємо відчуття, ніби в школі, у вищому навчальному закладі від нас постійно чогось вимагають – викликають до дошки, проводять нескінченні колоквіуми, контрольні, модулі, заліки, іспити. Лише значно пізніше я зрозумів, наскільки це було потрібно і як це нас формувало. Моїх учителів уже немає серед живих, але я їх усіх пам’ятаю, навіть тембр голосу кожного. Вони зробили велику шляхетну справу для кожного з нас, зокрема для мене, вони прищепили нам любов до книги, бажання вчитися, жагу до знань. У мене в душі залишилися безмежна вдячність їм… Можливо, саме тому я ніколи не відмовляю вчителям і школярам у зустрічах, коли вони відвідують наш Інститут.
Між іншим, моїм однокласником у 145-й школі був знаний нині український психолог і соціолог, директор Інституту соціології НАН України член-кореспондент НАН України Євген Іванович Головаха. Ми з ним і зараз підтримуємо контакти, а не так давно Євген Іванович на моє запрошення виступав із цікавою лекцією в нашому Інституті.
Повторю, що саме в 145-й школі я чи не вперше не так зрозумів, як відчув, що різні науки взаємопов’язані, або ж, як я завжди кажу, «перебувають у суперпозиції». З 145-м ліцеєм природничих наук я теж намагаюся підтримувати зв’язки, досі туди періодично навідуюся. Цієї весни, наприклад, читав для учнів лекцію з біофізичної хімії, в якій спробував наочно продемонструвати синергізм біохімії, біофізики й органічної хімії. Нині, як і багато років тому, там навчаються здібні й зацікавлені діти. Безперечно, ми маємо підтримувати їх.
Після лекції з біофізичної хімії. Академік Сергій Костерін з учнями і викладачами рідного ліцею №145 у Києві
Але це ще не всі щасливі випадковості. Якось після занять у 145-й школі я побачив оголошення… на паркані – про набір шкільної молоді до Палацу піонерів і школярів (тепер він називається Київським Палацом дітей та юнацтва), зокрема в гурток біоніки та біокібернетики. У тексті оголошення пояснювалося, що біоніка – це мікс біології, техніки, фізики та математики, а її мета – використання біологічних методів і структур для розроблення відповідних інженерних рішень і технологій. А я ж до того завжди думав, що біологія – це виключно якісна наука: квіти, дерева, жучки-павучки і все таке. Виявилося, що зовсім ні, до вивчення й наслідування живого можна і навіть потрібно використовувати підходи кількісних наук, зокрема математики. Пригадую, я стояв біля оголошення і міркував: «Хіба ж можливо залучити до вивчення й опису суто якісних біологічних явищ кількісні підходи – наприклад, диференційні рівняння?». І я записався в цей гурток, який вела ще одна чудова викладачка й досвідчений педагог Ірина Юхимівна Хоменко. Саме в Палаці, на конференції гуртківців я виголосив першу в своєму житті наукову доповідь – вона присвячувалася застосуванню елементів теорії ймовірності до розв’язання деяких проблем генетики. Потім із цією ж доповіддю, але вже у розширеному форматі, я виступив у своєму фізико-математичному класі в 145-й школі.
Програма першої наукової конференції київських гуртківців, на якій виступав і майбутній учений Сергій Костерін
Тобто десь у 10-му класі я остаточно впевнився, що найцікавіші проблеми природничих наук – саме «на перехресті» біології, хімії, фізики та математики. З цим відчуттям і вступав до Київського університету. Спершу мене більше вабили питання електрофізіології: трансмембранні йонні струми, мембранні потенціали клітини, поширення нервового імпульсу. Це було так цікаво. А щоб займатися електрофізіологією, потрібно мати знання у галузі цитології, біомембранології, фізичної хімії, зокрема електрохімії.
Незабутні студентські роки. Практикум на кафедрі фізичної хімії Київського університету
Проте на другому курсі я відчув, що більше тяжію до кінетики і термодинаміки біологічних процесів, тобто до біофізики, яка поєднує в собі біологію, фізику, хімію та математику (хоча, заради історичної справедливості, слід сказати, що, в певному наближенні, біофізика постала з електрофізіології). Отже, з третього курсу я вже навчався на кафедрі біофізики. Мої курсова й дипломна роботи присвячувалися скоротливим протеїнам, механокінетиці та термодинаміці такого вражаючого об’єкту, як м’язи. Фактично м’яз – це механохімічний двигун із доволі високим (на відміну від багатьох технічних пристроїв) коефіцієнтом корисної дії.
З дипломом біофізика я й закінчив Київський університет і вступив до аспірантури Інституту біохімії ім. О.В. Палладіна НАН України. Відтоді тут і працюю. Продовжую досліджувати м’язи, але мене також цікавлять і проблеми кількісної інтерпретації біологічних явищ у широкому розумінні – йдеться, зокрема, про кінетику ензиматичних і катіон-транспортувальних процесів. Маю роботи і у галузі теоретичної біофізики. Іншими словами, ті проблеми, які ми з колегами зараз вивчаємо, – це переважно проблеми біофізичної хімії.
– Сергію Олексійовичу, в довідниках і енциклопедіях вказано, що Ви започаткували власну наукову школу. Але ж і Ви, напевно, представляєте певну наукову традицію. Хто Ваші вчителі у науці, крім тих, про яких Ви вже розповіли?
– Знаєте, зі своїм ім’ям я б не пов’язував термін «наукова школа». Це просто мої однодумці, люди, які поділяють ті ж «міждисциплінарні» принципи у науці, що і я. Значно мірою це мої колишні студенти з Київського національного університету імені Тараса Шевченка. Вони вже кандидати наук, а дехто й доктори. До речі, у нашому відділі біохімії м’язів є і біохіміки, і біофізики, й інші фахівці. У багатьох із них я був керівником кандидатських і науковим консультантом докторських дисертацій. Зокрема, моїми колегами у відділі стали біохіміки – доктори біологічних наук Сергій Шликов, Лідія Бабіч, Юрій Данилович. А моя колишня студентка Тетяна Векліч – випускниця університетської кафедри біофізики – теж уже доктор біологічних наук. Моя колишня студентка – вчена-біофізик Ольга Цимбалюк, у якої я був науковим консультантом докторської дисертації, – зараз професор Навчально-наукового інституту високих технологій Київського національного університету імені Тараса Шевченка, наш відділ активно співпрацює з нею. Крім того, у нашому відділі працюють біохімік доктор біологічних наук Ганна Данилович, якій я читав лекції у Національному університеті «Києво-Могилянська академія», фахівець у галузі фізичної хімії кандидат хімічних наук Сергій Карахім, кандидат технічних наук Олександр Чуніхін, фахівець у галузі комп’ютерної біології (молекулярна динаміка, молекулярний докінг) кандидат біологічних наук Олександр Бевза. Розроблюючи математичні моделі біохімічних і біофізичних явищ, звертаємося до професійного математика та кібернетика – доктора фізико-математичних наук Петра Жука. Тобто кадровий склад відділу наочно віддзеркалює міждисциплінарність наших досліджень.
Колектив відділу біохімії м’язів Інституту біохімії ім. О.В. Палладіна НАН України
Що ж стосується моїх учителів, то це були абсолютно неперевершені особистості. Наприклад, завідувач кафедри біофізики у роки мого навчання в університеті – професор, а потім і академік нашої Академії наук Петро Григорович Богач. Він читав нам загальний курс біофізики, який я із задоволенням відвідував. Крім того, Петро Григорович був дуже уважний до студентської молоді, а студенти завжди це відчувають… І ще одна людина, яку я глибоко поважаю і якої вже, на жаль, також немає з нами, – професор Валентин Леонідович Зима, фізик за фахом, який займався біофізикою і викладав чудові спецкурси на кафедрі біофізики. Під його керівництвом я виконав свою дипломну роботу, у співавторстві з Валентином Леонідовичем вийшла моя перша наукова стаття, вона присвячувалася термомеханокінетиці високоеластичної деформації скелетного м’язу. А курсову роботу на 4-му курсі, що стосувалася суто біохімії та біофізики скоротливих білків м’язів, я виконував під керівництвом чудової експериментаторки кандидата біологічних наук Валентини Михайлівни Данилової. Кандидатську дисертацію в аспірантурі Інституту біохімії виконував під керівництвом професора Михайла Дмитровича Курського. Велике враження своєю відданістю науці на мене справив видатний біохімік академік НАН України Володимир Олександрович Беліцер, який завідував відділом у нашому Інституті і був активним прибічником залучення кількісних підходів до розв’язання проблем біохімії. Мені пощастило творчо спілкуватись і навіть за його запрошенням працювати разом із ним над розробленням кінетичної моделі гальмування полімеризації фібрину фібриногеном і його активними фрагментами. Результатом цієї співпраці стала наша спільна публікація, якою я пишаюся. Ці старші колеги, а також фізик-теоретик член-кореспондент НАН України Кирило Борисович Толпиго, про якого я вже говорив, лишили помітний слід у моєму творчому житті.
Сергій Костерін із Михайлом Курським
Своїми універсальними знаннями мене надзвичайно вразив і професор Ашок Кумар Гровер із МакМастерського університету (Канада), в якого я двічі стажувався після захисту докторської дисертації, досліджуючи проблеми трансмембранного обміну йонів кальцію в гладеньких м’язах. Я захоплювався рівнем його знань у галузях біохімії, біофізики, молекулярної біології, фізіології та фармакології. Знайомство з професором Гровером відіграло велику роль у моєму подальшому розумінні значущості міждисциплінарних досліджень.
Міждисциплінарність у дослідженнях і внутрішньонаукові зв’язки – дуже важливі для мене теми, тому хотів би зупинитися на них докладніше. Передусім скажу про науковий семінар «Актуальні проблеми сучасної біохімії», який віддавна функціонує в Інституті біохімії. Його започаткували кілька десятиліть тому, а я на ньому вже багато років головую. Щоразу слухаємо доповідь когось із колег про проблеми біохімії та біотехнології, а потім обговорюємо, обмінюємося думками. І завдяки цьому кожен науковий працівник більше знає, які біохімічні проблеми розв’язують в інших відділах. Бо внутрішня комунікація теж важлива. Крім того, за пропозицією нашого директора академіка Сергія Васильовича Комісаренка на засіданнях Вченої ради Інституту постійно виступають завідувачі відділів і виконавці тем окремих досліджень, діляться здобутими результатами. Особлива наша увага – до молодих дослідників, їх теж часто можна побачити на інститутській трибуні: на семінарах, засіданнях Вченої ради, під час щорічних конкурсів молодих вчених. Я взагалі вважаю, що усна доповідь, відповіді доповідача на запитання можуть розповісти про науковця значно більше, ніж нескінченні заформалізовані анкети, довідки й інші документи, які ми заповнюємо інформацією про свої професійні результати. На мою думку, персональна наукова доповідь, поєднана з публічними запитаннями до доповідача і відкритими дискусіями, – це найвища інституція демократичного спілкування у науці, і таке «живе» спілкування нічим не замінити.
Під час Конкурсу молодих вчених в Інституті біохімії ім. О.В. Палладіна НАН України
Не втомлююся наголошувати: природа – єдина. Насправді вона «не знає», що ми, відповідно до наших вподобань, освіти, знань, схильностей, підготовки, поділяємо її на біологію, хімію, фізику. Тому цілком логічним видається те, що в останні десятиріччя виникли і бурхливо розвиваються такі міждисциплінарні комплексні науки й наукові напрями, як біофізична хімія, фізична біохімія, хімічна біофізика, біохімічна фізика, фізика живого, медична фізика, математична та комп’ютерна біологія, молекулярна фізіологія, нанобіотехнологія і багато інших. Ясна річ, часто-густо між ними важко «прокласти бордюр» (та й навряд чи це потрібно), бо зазвичай вони взаємодіють між собою і в предметі, й у методах дослідження. Але кожен із цих напрямів має власні мету, завдання, експериментальні підходи. Можу назвати десятки «перехресних» біологічних проблем, що їх вивчають і біохіміки, і біофізики, і фахівці у галузі молекулярної біології, а також фізичної хімії та хімічної фізики тощо. Це, до прикладу, ензиматичний каталіз, внутрішньоклітинний сигналінг, мембранний транспорт речовин, поширення нервового імпульсу, скорочення м’язів, біосенсорику, функціонування біологічних об’єктів (клітини, органу, тканини, цілісного організму, популяції) як відкритих нерівноважних термодинамічних систем, проблеми біоінформатики і структурної біології, фізико-хімічних засад теорії еволюції.
Між іншим, наша Академія наук має чудові традиції у виконанні міждисциплінарних досліджень. Приклад із близької мені біофізики м’язів – солітонна модель механізму скорочення м’язових волокон, створена нашим видатним фізиком-теоретиком академіком НАН України Олександром Сергійовичем Давидовим. А фізик-теоретик член-кореспондент НАН України Кирило Борисович Толпиго, котрий, як я вже розповідав, навчав мене вищої математики, запропонував оригінальну теорію м’язового скорочення, що ґрунтувалася на ідеї, відповідно до якої енергія розкладання нуклеозидтрифосфату АТР передається ланцюжками водневих зв’язків між скоротливими білками актином і міозином, що й викликає переміщення останніх. Міждисциплінарні дослідження були притаманні науковим пошукам академіків НАН України Костянтина Борисовича Яцимирського, Дмитра Михайловича Гродзинського, Платона Григоровича Костюка, Михайла Федоровича Шуби, Валерія Павловича Кухаря, Миколи Михайловича Амосова, члена-кореспондента НАН України Дмитра Миколайовича Говоруна, професора Мирона Пилиповича Деркача. А зараз на міждисциплінарному рівні активно працюють, тримаючи у фокусі своїх досліджень біологічні проблеми, академіки НАН України Сергій Васильович Комісаренко, Михайло Арсентійович Тукало, Віталій Іванович Кальченко, Сергій Вікторович Дзядевич, Ярослав Михайлович Шуба, члени-кореспонденти НАН України Андрій Іванович Вовк, Ігор Олександрович Бровченко, Олександр Іванович Корнелюк, Ігор Олегович Фрицький, Микола Полікарпович Куліш, Анатолій Іванович Шевченко, Михайло Васильович Гончар, професори та доктори наук Ігор Володимирович Комаров, Дмитро Михайлович Волочнюк, Роман Васильович Родік, Сергій Олексійович Черенок, Оксана Юріївна Горобець, Олександр Вікторович Жолос, Андрій Володимирович Сиволоб, Сергій Наумович Волков, Юрій Іванович Прилуцький, Василь Георгійович Пивоваренко, Сергій Миколайович Перепелиця, Ольга Володимирівна Цимбалюк та інші. І часто-густо відповідні міждисциплінарні дослідження супроводжуються активним використанням математики для вивчення біологічних проблем. Виникла навіть така дисципліна, як математична біологія, або ж біоматематика, або ж, як її ще називають, математичне біомоделювання. Математична й обчислювальна біологія – міждисциплінарна галузь наукових досліджень, а водночас – розділ прикладної математики. Фізико-хімічна біологія та пов’язані з нею науки активно використовують в експериментальних і теоретичних дослідженнях такі математичні підходи, як теорія диференціальних рівнянь і теорія коливальних процесів, інформатика, прикладна математика (включно з математичним моделюванням) і математична статистика, а також обчислювальна техніка та комп’ютерні технології. Сьогодні використання математики у біології не потребує адвокації.
Є вагомі підстави стверджувати, що математичні підходи добре зарекомендували себе у різноманітних галузях і напрямах біологічної науки – біохімічній кінетиці, фармако- й онкокінетиці, біологічній термодинаміці, біофізиці м’язів, дослідженні механізмів генерації нервового імпульсу, клітинній нейробіології, молекулярній рецепториці, імунології, мікробіології, радіобіології, створенні моделей клітинних автоматів, розбудові динамічної теорії біологічних популяцій, популяційній і порівняльній генетиці, вивченні просторово-часової поведінки біологічних систем, екології, епідеміології, біомедичній візуалізації та аналізі зображень біологічних об’єктів, біотехнології тощо. Загалом можна навіть вести мову про математичну фізику біологічних об’єктів, спрямовану на вивчення кількісних закономірностей реалізації фізичних законів на біологічному рівні організації матерії.
У XXI сторіччі вже недостатньо тлумачити властивості живої системи, яка вивчається на молекулярному, мембранному та клітинному рівні в біохімії, біофізиці, молекулярній біології, у форматі «тут показник менший, а там – більший…». Таке феноменологічне трактування одержаних результатів слушне на першому, початковому етапі дослідження, але і це вже радше вчорашній день… Адже сьогодні, тлумачачи властивості й механізм функціонування біологічної системи на зазначених рівнях організації живої матерії, треба намагатися використовувати об’єктивні характеристичні параметри, які не залежать від суб’єктивізму дослідника (наприклад, від концентрацій речовин або від часу інкубації у досліді, які обираються експериментатором довільно), бо ж як тоді порівнювати ці результати з результатами інших дослідників? Такі характеристичні параметри відомі – це, наприклад, константи швидкості й константи рівноваги окремих стадій досліджуваного біофізикохімічного процесу, які визначаються за умов встановлення часових і концентраційних залежностей швидкості процесу.
Утім, у науковому пошуку, спрямованому на залучення математики до вивчення біологічних процесів, важливим є запитання: хто до кого має «йти» – біолог до математика чи математик до біолога? Мені видається, що біолог до математика. Адже саме біолог повинен сформулювати коректну наукову задачу в науках про життя, яку в перспективі можна формалізувати і розв’язати. Дуже добре, якщо біолог має необхідну математичну підготовку і сам може кваліфіковано формалізувати задачу у вигляді математичної моделі – наприклад, системи диференційних рівнянь. У такому разі математик може зосередитися на розв’язанні (аналітичному чи чисельному) цієї системи. А далі спільними зусиллями біолог і математик зможуть розглянути одержаний модельний результат, зокрема різноманітні часткові випадки, надати цьому результатові біологічну інтерпретацію, передбачити раніше не встановлені властивості біологічної системи. Як стверджував професор Стівен Гокінг, «будь-яка теорія є доброю, якщо вона відповідає щонайменше двом вимогам: точно описує великий клас спостережень на основі моделі, яка містить лише кілька елементів; дає змогу точно передбачати результати майбутніх спостережень».
Відомі випадки, коли завдяки формулюванню й розбудові певних біологічних задач створювалися нові математичні технології. Тобто біологічна проблема стимулювала розвиток нових галузей математики. Типовий приклад: результати досліджень у генетиці сприяли розвитку теорії ймовірностей та варіаційної статистики. Я певен, що біологічні явища і проблеми й надалі будуть джерелом розроблення нових математичних підходів і технологій. Бо застосування математичних підходів і комп’ютерних технологій вкрай корисне для дослідження біологічних процесів на всіх рівнях організації живого. Але це гра з результатом «win-win», адже й біологічні проблеми для допитливого математика будуть дуже цікавими та перспективними: завдяки ним формуватимуться нові математичні задачі, розбудовуватиметься новий математичний апарат.
Процитую кількох видатних людей. Як вважав математик і фізик XVIII століття Леонард Ейлер, «саме математика надає найнадійніші правила: хто ними керується – тому не загрожує обман почуттів». «Усі мистецтва тяжіють до музики, а усі науки – до математики», – стверджував письменник і філософ Джордж Сантаяна. Нарешті, філософу Іммануелеві Канту належить такий знаменитий вислів: «У кожній природничій науці вміщено стільки істини, скільки у ній є математики». Хоча, відверто кажучи, з Кантом я тут не можу погодитися, бо в природознавстві, зокрема у біології, є чимало проблем, які успішно обговорюються й вивчаються на якісному рівні, і їхнє розв’язання не потребує зайвої кількісної формалізації.
– Сергію Олексійовичу, з Вашої легкої руки і за сприяння Президії НАН України нещодавно з’явився загальноакадемічний міждисциплінарний науковий семінар у галузі природничих наук «Актуальні питання фізико-хімічної та математичної біології». Ви і його ініціатор, і організатор, і керівник. Чи користується цей семінар популярністю серед науковців? Але передусім поділіться, будь ласка, історією питання, так би мовити: що зумовило започаткування семінару?
– Гадаю, це був цілком природний процес. Торік у березні я виступав на засіданні Президії НАН України із суто науковою доповіддю, присвяченою проблемам біохімії внутрішньоклітинного кальцієвого гомеостазу. У своєму виступі я намагався продемонструвати, як використання експериментальних і теоретичних методів хімії та фізики, а також математичних підходів дає змогу наблизитися до розуміння механізму контролю концентрації йонізованого кальцію в клітині. У контексті цієї доповіді виникла ідея започаткувати на базі Інституту біохімії ім. О.В. Палладіна НАН України щомісячний загальноакадемічний міждисциплінарний семінар «Актуальні питання фізико-хімічної та математичної біології», який наочно ілюструватиме взаємозв’язок різних природничих наук сьогодні. Його мета – періодично заслуховувати й обговорювати наукові доповіді про застосування сучасних експериментальних і теоретичних методів хімії, фізики й математики для розв’язання нагальних проблем сучасної біології та біомедицини. Зокрема, у біохімії, біофізиці, молекулярній та клітинній біології, біоенергетиці, геноміці, медичній біології, фармакології, нанобіотехнології, системній та синтетичній біології тощо.
Відколи семінар стартував у квітні 2023 року, відбулося вже 15 його засідань. Із міждисциплінарними доповідями, присвяченими біологічним проблемам, у нас виступають і біологи, і хіміки, і фізики.
У залі засідань загальноакадемічного міждисциплінарного наукового семінару в Інституті біохімії ім. О.В. Палладіна НАН України. На передньому плані (зліва направо): академік НАН України Віталій Кальченко та член-кореспондент НАН України Андрій Вовк
Довідково
П’ятнадцятьма першими доповідачами загальноакадемічного міждисциплінарного семінару «Актуальні питання фізико-хімічної та математичної біології» стали:
- заступник директора з наукової роботи Інституту проблем математичних машин і систем НАН України член-кореспондент НАН України, професор Ігор Бровченко (доповідь «Математичне моделювання поширення вірусних інфекцій, досвід аналізу і прогнозування епідемії COVID-19 в Україні»);
- директор Навчально-наукового інституту високих технологій Київського національного університету імені Тараса Шевченка доктор хімічних наук, професор Ігор Комаров («Фотофармакологія та фотодинамічна терапія – вчора, сьогодні, завтра»);
- професор кафедри загальної та медичної генетики Навчально-наукового центру «Інститут біології та медицини» Київського національного університету імені Тараса Шевченка доктор біологічних наук, професор Андрій Сиволоб («Від нуклеосоми до петельних фрагментів: як топологічні обмеження у хроматині зумовлюють його унікальні властивості»);
- завідувач відділу медичної хімії Інституту органічної хімії НАН України, професор кафедри супрамолекулярної хімії Навчально-наукового інституту високих технологій Київського національного університету імені Тараса Шевченка, науковий консультант компанії ТОВ «НВП «Єнамін»» доктор хімічних наук, професор Дмитро Волочнюк («Органічний синтез як інструмент для біомедичних досліджень»);
- завідувач лабораторії медико-біологічних досліджень відділу хімії макроциклічних сполук Інституту органічної хімії НАН України доктор хімічних наук Роман Родік («Біомедичний потенціал каліксаренів: літературні дані та результати власних досліджень»);
- професор кафедри загальної фізики та моделювання фізичних процесів фізико-математичного факультету Національного технічного університету України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» доктор фізико-математичних наук, професор Оксана Горобець («Біогенні магнітні наночастинки в організмі, їхня роль у метаболізмі та перспективи управління цим процесом»);
- завідувач кафедри біофізики та медичної інформатики Навчально-наукового центру «Інститут біології та медицини» Київського національного університету імені Тараса Шевченка доктор біологічних наук, професор Олександр Жолос («Рецептор холоду і ментолу TRPM8: від біофізичних і фармакологічних властивостей до біологічних функцій і ризиків гіпотермії»);
- директор Інституту проблем штучного інтелекту МОН України і НАН України член-кореспондент НАН України, професор Анатолій Шевченко («Пріоритети і виклики реалізації стратегії розвитку штучного інтелекту в Україні»);
- головний науковий співробітник лабораторії біофізики макромолекул відділу теорії нелінійних процесів в конденсованих середовищах Інституту теоретичної фізики ім. М.М. Боголюбова НАН України доктор фізико-математичних наук, професор Сергій Волков («Можлива роль молекул пероксиду водню в йонній терапії ракових клітин»);
- завідувач відділу білкової інженерії та біоінформатики Інституту молекулярної біології і генетики НАН України член-кореспондент НАН України, професор Олександр Корнелюк («Штучний інтелект і моделювання просторової структури білків»);
- завідувач кафедри фізичної хімії хімічного факультету Київського національного університету імені Тараса Шевченка член-кореспондент НАН України, професор Ігор Фрицький («Біоміметичне моделювання металоензимів: від дослідження механізмів до створення інноваційних каталізаторів»);
- директор Інституту молекулярної біології і генетики НАН України, завідувач відділу ензимології білкового синтезу цього Інституту академік НАН України, професор Михайло Тукало («Ключова роль аміноацил-тРНК синтетаз в біології і медицині»);
- заступник директора з наукової роботи Інституту молекулярної біології і генетики НАН України, головний науковий співробітник лабораторії біомолекулярної електроніки відділу механізмів трансляції генетичної інформації цього Інституту академік НАН України, професор Сергій Дзядевич («Ензимні електрохімічні біосенсори та їхнє практичне застосування»);
- професор кафедри органічної хімії хімічного факультету Київського національного університету імені Тараса Шевченка доктор хімічних наук, професор Василь Пивоваренко («Абіогенез. деталі хімічного етапу еволюції біосфери»);
- завідувач відділу нервово-м’язової фізіології Інституту фізіології ім. О.О. Богомольця НАН України академік НАН України, професор Ярослав Шуба («Йонні канали як важливі детермінанти канцерогенезу і перспективні мішені для терапії раку»).
Відеозаписи всіх цих засідань можна переглянути на YouTube-каналі Інституту біохімії ім. О.В. Палладіна НАН України.
Часто дискусії на міждисциплінарному науковому семінарі тривають і по його закінченні: наприклад, після доповіді професора Сергія Волкова «Можлива роль молекул пероксиду водню в йонній терапії ракових клітин» керівник семінару і доповідач продовжують обговорювати наукову проблему
Активними учасниками нашого міждисциплінарного семінару – як доповідачі та слухачі – є працівники установ Секції хімічних і біологічних наук та Секції фізико-технічних і математичних наук Національної академії наук України, Київського національного університету імені Тараса Шевченка, Львівського національного університету імені Івана Франка, Ужгородського національного університету, Національного технічного університету України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Національного авіаційного університету, установ Національної академії медичних наук України, інших установ і відомств. Я дуже радий, що до семінару регулярно долучаються молоді науковці, аспіранти, студенти. Вони ставлять запитання, висловлюють свою думку, дискутують. Молодь – це наша надія.
Чому я вважаю цей семінар важливим? Він не лише активно популяризує ідеї міждисциплінарного наукового пошуку в сучасній біології та біомедицині (відповідно до тенденцій розвитку науки у ХХІ сторіччі), а й посилює зацікавленість науковців – біологів і медиків – у залученні методів фізики, хімії, математики й інформатики до своїх досліджень. Я помітив, як спілкування науковців на нашому семінарі переростає потім у творчі контакти, корисні для майбутніх спільних міждисциплінарних досліджень. Безперечно, семінар посилює науковий зв’язок між Національною академією наук України і закладами вищої освіти. Семінарські зустрічі допомагають молодим біологам – аспірантам і студентам – підвищувати свою професійну підготовку. І ще одне: за умов воєнного стану стабільне функціонування семінару має, на мою думку, певне моральне значення для української наукової спільноти.
Надалі плануємо долучати до наших зібрань також учених-гуманітаріїв, бо, наприклад, питання демографії, економіки, структурної лінгвістики тощо теж потребують використання кількісних підходів (зокрема, на рівні математичних моделей). Оскільки наш семінар сильний не лише своїми доповідачами, а й учасниками, то його двері відкриті для всіх, кому є що сказати. Я глибоко певен, що якісна освіта, всебічна фундаментальна трансдисциплінарна підготовка наукових кадрів – фахівців у галузі природничих (зокрема, медико-біологічних), технічних і комп’ютерних наук – є запорукою наукового, технологічного та соціального прогресу України.
За постійну підтримку нашого міджисциплінарного загальноакадемічного семінару щиро дякую Президентові Національної академії наук України академіку НАН України Анатолію Глібовичу Загородньому, віцепрезидентові Академії академіку НАН України Вячеславу Григоровичу Кошечку й виконувачеві обов’язків академіка-секретаря Відділення біохімії, фізіології та молекулярної біології НАН України, директорові Інституту біохімії ім. О.В. Палладіна НАН України академіку НАН України Сергію Васильовичу Комісаренку, який також є постійним учасником нашого семінару.
Міждисциплінарний загальноакадемічний семінар дарує натхнення й нові ідеї: колективне фото учасників після доповіді члена-кореспондента НАН України Олександра Корнелюка «Штучний інтелект і моделювання просторової структури білків»
– Сергію Олексійовичу, поговорімо, будь ласка, про Ваші наукові результати. Що ви з колегами вивчаєте саме зараз?
– Головний напрям роботи нашого відділу біохімії м’язів – дослідження молекулярних, мембранних і клітинних механізмів регуляції концентрації йонів кальцію в клітинах гладеньків м’язів. Це, знов-таки, міждисциплінарна проблема, бо її можна розв’язати лише на перетині біохімічної мембранології, ензимології, біофізичної та органічної хімії. Крім того, у фокусі моєї уваги традиційно лишаються питання біохімічної кінетики, залучення математичних підходів до вивчення біохімічних і біофізичних процесів.
– Чому важливо вивчати регуляцію концентрації йонів кальцію в клітині?
– Сьогодні абсолютно очевидно, що саме йонам кальцію належить фундаментальне значення у забезпеченні контролю за багатьма функціями клітини. І тут я маю згадати видатні досягнення академіка НАН України Платона Григоровича Костюка та його наукової школи у вивченні біофізичних механізмів контролю внутрішньоклітинного кальцієвого гомеостазу. Загалом ідеться про загальнобіологічні Са2+-залежні феномени – скорочення м’язів, секрецію, запліднення, міжклітинну взаємодію, внутрішньоклітинний сигналінг, активацію багатьох ензимів, передачу нервового імпульсу, згортання крові тощо. Як я вже говорив, об’єкт наших експериментальних досліджень – гладенькі м’язи. Нагадаю, що всі м’язи поділяються на три великі групи: 1) скелетні, або посмуговані, які виконують локомоторну функцію і є частиною опорно-рухового апарату; 2) міокард (серцевий м'яз), який є, по-суті, м’язовою помпою, що забезпечує перекачування крові; 3) гладенькі (непосмуговані) м’язи внутрішніх органів, які іннервує вегетативна нервова система, тобто вони скорочуються мимовільно і цей процес неможливо регулювати свідомо. Гладенькі м’язи забезпечують функціонування внутрішніх органів і їхніх систем – судинної, дихальної, лімфатичної, сечостатевої, шлунково-кишкового тракту, протоків залоз зовнішньої та внутрішньої секреції, сфінктера зіниці ока тощо.
Зрозуміло, що проблема дослідження механізмів м’язового скорочення є комплексною та фундаментальною – цікаво збагнути, як працює м’яз, зокрема гладенький. У контексті міждисциплінарності ми трактуємо гладеньком’язову клітину як відкриту рецепторну нерівноважну тензоелектромеханохімічну практично ізотермічну термодинамічну систему, здатну до Са2+-залежного скорочення. Одначе маємо й важливий практичний аспект зазначеної проблеми. Річ у тім, що деякі небезпечні патології скоротливої функції гладеньких м’язів часто-густо пов’язані з порушенням кальцієвого гомеостазу в гладеньком’язових клітинах, яке, своєю чергою, детермінується порушенням функціонування мембранозв’язаних Са2+-транспортувальних систем. Ідеться, зокрема, про гіпо- та гіпертензію, атонію кишкового тракту й інші патології його моторики, астму, гіпо- та гіпертонус матки, викидні, спонтанні аборти, маткові кровотечі (часто такі патології унеможливлюють народження дитини). Тому нагальним є пошук нових нетоксичних оборотних ефекторів (інгібіторів, активаторів) – селективних і високоафінних регуляторів мембранозв’язаних Са2+-транспортувальних систем, зокрема, катіон-транспортувальних ензимів – АТР-гідролаз, а також АТР-гідролази скоротливих білків. Адже потенційно такі ефектори можуть слугувати «молекулярними платформами» для створення ліків нового покоління, що нормалізують Са2+-залежну скоротливу функцію гладеньких м’язів у разі її порушення за патологічних станів.
Академік НАН України Сергій Костерін доповідає на VI Науковій конференції «Нанорозмірні системи: будова, властивості, технології» (НАНСИС–2019). У президії конференції – академіки НАН України Антон Наумовець і Віталій Походенко. Грудень 2019 року, Великий конференц-зал НАН України, Київ
І ще одна наукова доповідь про йони кальцію та гладенькі м’язи
Нас із колегами цікавлять передусім гладенькі м’язи сечостатевої системи, зокрема – міометрій (гладенький м’яз матки). Бо порушення регуляції концентрації йонів кальцію в клітинах міометрію і спричиняє ті патології, які я вже згадував. Ми хотіли б дізнатись, як працюють системи, що регулюють концентрацію кальцію в клітині міометрію, та як нормалізувати Са2+-транспортувальну функцію цих систем за допомогою фармакологічних речовин у разі її порушень, як усунути надмірну скоротливість чи, навпаки, скоротливу слабкість м’яза, а отже, й відповідний патологічний стан. Тобто наші дослідження мають і практичне спрямування.
Під час лекції, присвяченої кінетиці ізотопного 45Са2+-40Са2+-обміну в міометрії
Ми почали обирати сполуки для випробування і від однієї української дослідницької групи отримали синтезовані нею зразки речовин, які, як я сподівався (мені здавалося, що небезпідставно), виконуватимуть відповідну ефекторну роль щодо атаки на системи енергозалежного транспорту йонів кальцію. На жаль, наші експерименти показали, що застосовані речовини практично ніяк не впливають на транспортування йонів кальцію в клітинах міометрію.
– Негативний результат – теж результат.
– Так, звісно. Але ми продовжили пошуки. І мені знову пощастило. Я познайомився з нашим знаним хіміком-органіком академіком Віталієм Івановичем Кальченком, який зараз керує відділом хімії макроциклічних сполук в Інституті органічної хімії НАН України та є почесним директором цього Інституту, і з яким у мене встановилися чудові людські взаємини. Разом із Віталієм Івановичем ми вирішили спробувати застосувати як можливі ефектори Са2+-транспортувальних систем у наших дослідженнях так звані каліксарени – циклічні олігомери фенолів, що їх синтезують і досліджують в Інституті органічної хімії. Сьогодні вони надзвичайно популярні у світовій науці – як у фундаментальних дослідженнях, так і в прикладних. Каліксаренам присвячено велику кількість фахових публікацій.
Віталій Кальченко і Сергій Костерін на міжнародній конференції
– Чим цікаві ці сполуки?
– А ось чим. Каліксарени мають внутрішньомолекулярні високовпорядковані ліпофільні порожнини і демонструють унікальну здатність розпізнавати та зв’язувати катіони, аніони і нейтральні молекули у стійкі комплекси типу «гість–господар». Ці властивості широко використовуються під час створення каталізаторів і сенсорів. Серед біологічних ефектів каліксаренів є, наприклад, такі: вони можуть поводитись як інгібітори й активатори ензимів, виявляти мембранотропну дію, впливати на функціонування рецепторних і транспортних протеїнів, пригнічувати адгезію клітин, здійснювати антитромботичну дію, реалізувати протипухлинний ефект, а також протитуберкульозну дію.
Отже, від 2002 року наш відділ разом із відділом Віталія Івановича Кальченка почав систематично вивчати вплив цих сполук на Са2+-транспортувальні системи у клітинах міометрію та на внутрішньоклітинний кальцієвий гомеостаз. Ми задіяли різноманітні методи: препаративної біохімії, ензимології, біохімічної мембранології, лазерної конфокальної мікроскопії, лазерної протокової цитофлуориметрії, лазерної фотон-кореляційної спектроскопії, спектрофлуориметрії, мас-спектрометрії, електронної мікроскопії, молекулярної динаміки та докінгу, хімічної та біохімічної кінетики, математичного моделювання. Колеги-хіміки, створюючи каліксаренові платформи, використовували методи органічного синтезу, ядерного магнітного резонансу, інфрачервоної спектроскопії, обернено-фазної високоефективної рідинної хроматографії. Отже, це, фактично, було міждисциплінарне дослідження «на стику» біохімії, біомембранології, біофізики та органічної хімії. Перша наша спільна стаття із зазначеної проблеми вийшла 2005 року в журналі “Tetrahedron Letters”. У підсумку багаторічних досліджень виявилося, що деякі каліксарени можуть слугувати селективними й вельми афінними інгібіторами систем енергозалежного транспорту йонів кальцію – кальцієвої та натрієвої помп плазматичної мембрани. Ці сполуки здатні впливати на мембранний потенціал і трансмембранний обмін йонів кальцію в мітохондріях. Якщо коротко, йдеться про спрямовану регуляцію концентрації йонів кальцію в клітині та її енергетики за допомогою нетоксичних/малотоксичних макроциклічних ефекторів, які можуть модулювати активність мембранозв’язаних Са2+-транспортувальних протеїнів.
Наукові напрацювання академіка НАН України Сергія Костеріна та його колег викладено, серед іншого, в одноосібних і колективних монографіях, частина яких потрапила на цю світлину. Фото пресслужби НАН України
– Отже, ви з колегами знайшли перспективні каліксарени, що можуть впливати на певні мішені. Яке продовження у цих досліджень? Чи вже є якийсь практичний ефект?
– Як я завжди кажу студентам, розпочинаючи лекції у Київському університеті, найвища мета науки – зробити так, аби людині жилося краще (на додачу до пізнання). Маю на увазі питання охорони здоров’я, збереження довкілля, біобезпеки, якісного харчування. Я з великою повагою ставлюся до прикладних розробок, з-поміж іншого – у галузі біомедицини. Водночас запорукою, необхідною умовою прогресу цивілізації є результати фундаментальних досліджень у біології, фізиці, хімії, математиці, досягнення технічних і комп’ютерних наук, які, безперечно, сприяють подальшому науковому, технологічному та соціальному прогресові суспільства, зокрема і в Україні. Звісно, часто важко передбачати, як колись відгукнуться результати фундаментальних досліджень (про це свідчать чимало прикладів з історії науки). Головне – щоб вони відгукнулися добре, з користю для людини, а не на шкоду їй.
Що ж стосується безпосередньо наших досліджень із використанням каліксаренів, то ми, звісно, думаємо про те, щоб залучити їх як молекулярні платформи для лікування певних порушень регуляції концентрації йонів кальцію в гладеньком’язових клітинах. Наразі продовжуємо вивчати біохімічні й біофізичні механізми транспортування йонів кальцію в міоцитах (клітинах м’язової тканини) і вплив каліксаренів на цей процес, але плануємо вийти й у практику, втілити наші напрацювання у медицині, зокрема в акушерстві й гінекології. Шукаємо потенційних партнерів.
Академік Сергій Костерін на одному з біохімічних конгресів
– А з освітньою сферою взаємодієте?
– Так, стабільно і дуже активно. Я професор Київського національного університету імені Тараса Шевченка, не розриваю оцієї своєї «пуповини» з Університетом, відколи почав викладати там ще на третьому році аспірантури, читаю лекції для біохіміків та біофізиків, пишу підручники. Серед викладачів Київського університету маю багато друзів. Вважаю, що ця співпраця дуже важлива. Зокрема, важлива для мене як викладача. Бо якщо у тебе немає стрункої концепції того, що ти хочеш сказати, то ти не зможеш навчати інших. Крім того, студентська аудиторія забезпечує позитивний зворотний зв’язок. Студенти часом запитують про таке, про що я, напевно, сам не замислився б. Починається дискусія, ми обмінюємося різними баченнями. На жаль, останніми роками це відбувається переважно дистанційно.
На лекціях із біохімічної кінетики і біофізики у Київському національному університеті імені Тараса Шевченка
Перед лекцією
На врученні дипломів магістрам-біологам у Київському університеті
– Як сучасні українські студенти відрізняються від студентів, яких Ви застали на початку своєї викладацької кар’єри?
– Знаєте, для них зараз складні часи… Спочатку ковід, потім війна… І на тлі цього треба систематично навчатися. Але вони зараз розкутіші, відкриті до нового, чимало з них добре володіють англійською мовою. А загалом студенти різних часів усе ж схожі між собою: молодь є молодь. На початку своєї педагогічної діяльності я був дуже вимогливий до них, а потім зрозумів, що це не найкращий шлях і вимогливість має бути не надмірною, а в розумних межах. Матеріал, який я викладаю (наприклад, у спецкурсі «Методи кінетичного аналізу у фізико-хімічній біології»), складний (на межі біохімії, біофізики та математики), опановувати його важко, тому на лекціях неодмінно роблю тайм-аути, розповідаю цікаві факти і кумедні випадки з історії науки, з життя видатних науковців.
Безумовно, освіта і наука взаємопов’язані. Я активний прибічник відомої тези: «Немає науки без викладання та підготовки кадрів, як немає викладання та підготовки кадрів без науки». Ви знаєте, у нас в Інституті дуже добре налагоджено механізм роботи зі здібною молоддю. До Інституту біохімії приходять і учні з гуртків, зокрема з Малої академії наук, і студенти. У відділі, який я очолюю, і в інших відділах нашого Інституту студенти виконують курсові роботи, потім пишуть у нас дипломні роботи – бакалаврські й магістерські, а зрештою вступають до нашої інститутської аспірантури. Втім, зараз усім дуже непросто, і мені невимовно шкода, що багато здібної та перспективної для науки молоді залишає Україну.
– Як заохочуєте молодих дослідників? Які перспективи їм описуєте?
– Перспективи у межах наших можливостей. Той, хто працює, матиме і перспективи. У моєму відділі, наприклад, немає випадкових співробітників. Траплялося, звісно, що приходили люди, які з часом починали розуміти, що більше тяжіють до чогось іншого, ніж до науки. Таке теж буває, кожен шукає себе. Не можна вимагати, щоб усі раптом подались у науковці. Всі люди і всі професії важливі. Мені здається, не так уже й важливо, хто ви за фахом і яку освіту маєте, якщо ви добре й сумлінно виконуєте свою роботу та є порядною людиною. Гадаю, неправильно цінувати лише за регалії та звання – людські якості важливіші, на мою думку.
Повертаючись до того, з чого ми почали розмову, хотів би зауважити, наскільки непересічне значення для майбутнього вченого має стартовий етап, – знаю це із власного досвіду. Ну, а далі… Просто треба систематично працювати, поступово рухаючись обраним маршрутом. Як я вже розповідав, у шкільні роки, навчаючись у гуртку біоніки та біокібернетики, я підготував першу в своєму житті наукову доповідь «Сучасні проблеми генетики», за яку отримав премію. Потім виступив із нею перед однокласниками у 145-й школі. Іноді думаю: чому ж тематика доповіді була біологічною, якщо я навчався у фізико-математичному класі? Насправді мені йшлося про те, щоб поєднати біологію з математикою: я намагався застосувати теорію імовірності до розрахунку вірогідності виникнення ознак на генетичному рівні. Другу доповідь, яка отримала нагороду на університетському конкурсі молодих дослідників, я підготував уже на четвертому курсі, присвятив її біофізиці м’язів (у ній тлумачилося рівняння Гілла, яке є широко відомим у механіці та термодинаміці скорочення м’язів). Отримав за це заохочувальну грамоту, але завдяки клопотанню двох викладачів – доцентів Валентина Леонідовича Зими та Віталія Олексійовича Межжеріна – перед ректором Київського університету і за фінансової підтримки університету я полетів зі своєю доповіддю у найперше наукове відрядження на студентську конференцію до Тбіліського університету, де виступив з цієї ж теми.
– Що Ви могли б порадити юним дослідникам? Як проторувати собі шлях у науку? З чого почати і до чого слід бути готовими?
– Ви запитуєте мене, наче якогось метра, а я себе таким не почуваю (сміється). Але, знов-таки, скажу дещо зі свого досвіду.
По-перше, треба багато читати. Зараз є неймовірна кількість електронних джерел, але й паперові книжки ніхто не скасовував. А ще – слухайте якісні, зокрема англомовні, наукові лекції в мережі.
Жодного дня без книжок
По-друге, працюйте щодня, постійно «зростайте над собою», постійно дізнавайтеся щось нове.
По-третє, все робіть своєчасно, не відкладайте «на потім»: як відомо, «на вокзал бажано приїжджати, перш ніж потяг рушить».
По-четверте, не бійтеся висловлювати свою думку публічно. Завжди кажу своїм студентам: якщо маєте чим поділитися з іншими і певні, що ви праві, якщо вам є що сказати – сміливо виходьте на трибуну. Навіщо це потрібно? Ви побачите реакцію аудиторії на свої ідеї, апробуєте їх. Опануєте культуру підготовки презентацій, бо ми краще сприймаємо і запам’ятовуємо візуальну інформацію. Навчитеся спілкуватися зі слухачами: вмійте вислухати, не перебиваючи, дозвольте іншому сформулювати запитання і відповідайте на нього лаконічно – не варто перетворювати відповідь на запитання на ще одну доповідь.
По-п’яте, піклуйтеся про своє здоров’я, не забувайте відпочивати, зокрема, коли довго користуєтеся комп’ютерною технікою. Словом, дотримуйтеся гігієни праці.
І ще одне, але дуже важливе. Робіть усе з любов’ю (звісно, не створюючи проблем для інших людей). Якщо працювати під тиском, з примусу – нічого путнього не вийде.
Нарешті, цікавтеся світом у різних його проявах.
Я не хотів би, щоб склалося враження, ніби в моєму житті є тільки проблеми мембранного транспорту йонів кальцію в клітинах і рівняння біохімічної кінетики. Я, наприклад, обожнюю художню літературу, перечитую, зокрема, твори Ериха Ремарка, Жюля Верна, Ольги Кобилянської, Марка Твена, Роберта Льюїса Стівенсона, Івана Франка, Девіда Вейса, Олександра Олеся (його вірш «Чари ночі» – один з моїх улюблених). Дуже полюбляю мемуарні й історичні твори. Читаю майже щодня – і професійну літературу, і неодмінно – художню.
Ще один мій «мистецький Всесвіт» – це класична музика. У дитинстві я відвідував музичну школу, навчався грати на фортепіано. Шкодую, що так і не став одним із виконавців, які без нот можуть зіграти складні композиції, наприклад, 17-ту сонату Бетховена, частину 3 «Allegretto» (це один з моїх улюблених музичних творів). Утім, заповнювати цю прогалину вже пізно (хоча хто знає…). Але ніщо не заважає мені бути поціновувачем класичної музики. Тому вдома у мене завжди лунає класика: твори Малера, Баха, Паганіні, Ліста, Гріга, Моцарта, Бетховена, Шопена… «Лакрімоза» з Моцартового «Реквієму» тепер назавжди асоціюється для мене з українськими дітьми, яких убиває жорстока війна росії проти нашої країни… Якби не Наука і Мистецтво, не дорогі моєму серцю люди, яких я люблю і поважаю – близькі, друзі, колеги, – якби не моя Віра у щасливе майбутнє України – було б важко…
Спілкувалася Сніжана Мазуренко