Руководитель направления «Нанотехнологии» научно-технологической проектной программы «Большие вызовы», декан химического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова, российский ученый-радиохимик, член-корреспондент и профессор РАН, доктор химических наук Степан Калмыков во время визита в «Сириус» встретился с юными исследователями и рассказал им о ядерных и нанотехнологиях, о том, какие задачи стоят сегодня перед ведущими научно-технологическими компаниями России. Мы пообщались со Степаном Николаевичем после лекции и узнали, какими качествами должен обладать ученый, о чем мечтают современные исследователи, как повлияла пандемия на мировую науку.
— Степан Николаевич, как вам встреча с участниками проектной программы?
— С одной стороны, с ребятами в «Сириусе» работать просто. Ведь преподавателю важен отклик. Когда у школьников горят глаза, они участвуют в работе, это удовольствие для спикера. Дети задают вопросы, подходят после лекции, это эмоционально очень важно. Но есть трудность: у школьников в «Сириусе» большая база знаний, большие ожидания — важно их не разочаровать. Главное — говорить просто о сложном, что бывает очень нелегко. Намного проще выступить на научной конференции, чем интересно и понятно объяснить свое исследование школьникам.
— По каким критериям подбирались задачи, над которыми работали ребята во время программы?
— Все задачи междисциплинарные. Это не только химия, но и физика, биология, мы затрагиваем и проблемы экологии. Все делается на стыке наук, все, что наиболее современно и востребовано. Сейчас границы наук стерлись. Когда-то науки и области знаний формировались, вырастали из естествознания, сегодня наблюдается обратный процесс срастания. Мы не можем сказать, что этот метод или подход физический, а этот — химический. Если школьники будут работать над междисциплинарными исследованиями, мы получим специалистов, способных решать разные задачи. С другой стороны, мы должны ставить такие задачи, которые можно реализовать, используя школьные знания. Чтобы ребята смогли сделать продукт своими руками. Например, гибкие солнечные батареи.
— Для ученых важно работать в команде, быть открытыми. Как школьников научить не закрываться в своей лаборатории?
— Ученого нельзя выучить онлайн, а наукой нельзя заниматься онлайн. Нужно развивать практические навыки в лабораториях. Поэтому пандемия для ученых — большой вызов. Можно провести конференцию, но большинство полезных научных контактов в науке формируются за кофе после мероприятий, во время общения между докладами. Эффективность такого общения несоизмерима с формальным прочтением лекции. Атмосфера современной науки — это международная деятельность, поездки, стажировки, использование установок Megascience. Сейчас эта деятельность на нуле, и мы значительно притормаживаем в своем развитии. Коллеги из США говорят, что год не берут постдоков, люди не подают заявки на новые позиции. Для нас это очень ощутимо, и, к сожалению, еще какое-то время мы будем жить в таком формате.
— Если говорить о пандемии, какой вклад химфак МГУ внес в разработку методик диагностики вирусных заболеваний?
— У нас есть несколько направлений, по которым мы работаем. Первое связано с тестированием. Мы взаимодействуем с крупными фармацевтическими компаниями, передаем им наши разработки, и они пытаются довести их до промышленных образцов. Второе заключается в поиске молекул, которые обладают противовирусными свойствами. Они могут стать основой вакцин и лекарств. Мы занимались этим еще до пандемии. Тут задействованы как минимум три кафедры: кафедра химии природных соединений, энзимологии и медицинской химии.
— Сегодня страны конкурируют, кому первым удастся разработать наиболее эффективную вакцину. По вашему мнению, конкуренция в науке оправдана?
— В любой деятельности есть конкуренция. В науке в том числе, но она далеко не денежная. Ученые борются за то, чтобы получить новые и востребованные знания. Чаще всего новые открытия буквально висят в воздухе. Поэтому бывает такое, что сразу несколько лабораторий делают одинаковые или очень близкие открытия. В этом есть научное тщеславие — ты первый что-то сделал, что-то открыл, значит, ты молодец, отметили твой институт или университет, твою страну.
— Как современная наука взаимодействует с бизнесом?
— Большинство ученых не говорит на языке бизнес-сообщества или промышленности. Это естественный разрыв, масштаб которого, кстати, был существенно меньше в Советском Союзе. У любого министерства были разные проектные институты, и все, что в них проектировали, доходило до производства. Сейчас многое из того, что могло бы быть внедрено, осталось на этапе поисковых исследований или в лучшем случае на этапе лабораторной разработки. Еще исследования — это долгий процесс с точки зрения окупаемости, поэтому бизнес не всегда готов вкладывать деньги. Куда выгоднее вложиться, например, в недвижимость, которая быстрее окупится. И здесь мы снова возвращаемся к проблеме взаимодействия между наукой и бизнесом.
— Хватает ли ученым финансирования?
— Мы были бы рады, есть бы оно увеличилось. Но сегодня больше нужны не деньги, а инфраструктурные изменения в нашей научной жизни. Я работал в университетах США, много раз бывал в научных центрах в Европе. Когда там ученому что-то нужно, уже завтра он это получает, а здесь я могу ждать месяцами. Мешает забюрократизированность. Ученые отстают, потому что должны тратить время на абсурдные вещи и доказывать, что это им действительно нужно, подписывать лишние бумажки. Мы покупаем приборы, но большинство открытий делается на уникальных установках, которые нельзя купить. Наука стала тесной — какой бы дорогой прибор, скажем микроскоп, мы ни купили, он почти наверняка есть у конкурентов. Создание единственных в мире установок — это важнейшая задача для мощного прорыва.
— Какие последние открытия лично вы считаете наиболее важными для мировой науки?
— Из прикладных отмечу обладателей Нобелевской премии по химии этого года. Это важное открытие, связанное с генной инженерией, редактированием генома. Из ДНК можно вырезать кусочек, отственный, например, за врожденные болезни, и избавить будущие поколения от какого-то заболевания. Придать новые свойства устойчивости к вирусам на генетическом уровне. Многие ученые пишут, что не по химии дали премию, но я с этим не согласен. Если мы посмотрим на то, что стоит за открытиями в области биохимии, то это чаще всего молекулярная биология. А это раздел химии. Клетки — это биология, а молекулы — химия. И химия сейчас невероятно востребована, связана с улучшением качества жизни, это мировой тренд.
— На химическом факультете МГУ занимаются разработкой радиофармпрепаратов. Какие исследования вы можете отметить?
— Мы занимаемся получением радионуклидов медицинского назначения. Нужно найти радионуклид, который бы обладал определенными диагностическими или терапевтическими характеристиками: видами излучений, энергией и периодом полураспада. Наиболее яркая работа — это исследование, проведенное совместно с Институтом ядерных исследований РАН. Мы получили в какой-то степени уникальный альфа-излучающий радионуклид актиния-225 в больших количествах. Дело в том, что актиний-225 — перспективный радионуклид для терапии онкологических заболеваний — сейчас получается из старого ядерного материала, который использовался в боеголовках. Производимое количество очень маленькое — его хватает всего на 200–300 пациентов в год. Мы с коллегами из ИЯИ РАН научились получать годовой объем мирового потребления за 10 дней. На эту технологию получен патент, мы пытаемся ее реализовать. Ускорителей, которые можно использовать для наработки актиния-225, немного, всего несколько во всем мире. Нам важно, чтобы крупные компании наладили выпуск больших ускорителей протонов на средние и высокие энергии. Тогда можно будет говорить об очень масштабном прорыве в этом направлении.
— Вы активно занимаетесь развитием тераностики, какие ключевые моменты охватывают исследования?
— В первую очередь мы занимаемся подбором и синтезом селективных молекул, которые могут доставить радионуклиды в место опухоли. Они могут помочь визуализировать нужный участок или перенести лекарственные вещества. Здесь важно понимать, что для каждого онкологического заболевания нужны разные молекулы, универсальной нет. Мы много работаем с бифункциональными хелаторами. Это кусочек молекулы, который пришивается к носителю, она должна связывать наш радионуклид — металл — и перенести его в нужное место, чтобы он не развалился при попадании в кровь. Это большое исследование, начиная от пробирки, заканчивая экспериментами на лабораторных животных. Мы проводим исследования того, как ведут себя препараты в сыворотке крови, как накапливаются в органах животных. После можем выходить на доклинические исследования. За это время у нас накопилась большая база того, что работает и как.
— Какие специалисты нужны современной науке? К чему готовиться сегодняшним школьникам и студентам?
— Современный ученый — это универсальный специалист. Если он хорош только в одном направлении, к сожалению, это уровень лаборанта. Чтобы быть востребованным и делать науку на границе различных областей, генерировать идеи, нужно быть компетентным в разных сферах. Например, если вы хотите преуспеть в области ядерной медицины, надо понимать основы ядерной физики, аналитической химии, биохимии, молекулярной биологии — это большой вызов для нас. Сегодня нужно перестраивать учебные программы вузов. Примерно на третьем курсе, когда студент уже понял, чем бы хотел заниматься, для него необходимо выстраивать индивидуальные траектории. Должен быть пул спецкурсов, которые можно выбрать. Мы много говорим о soft skills, они, безусловно, нужны, но должны базироваться на фундаментальных знаниях. Важнейшим трендом сегодня стало и использование больших данных и искусственного интеллекта. Мы можем обучить нейросеть тем или иным закономерностям, и она предскажет, какие молекулярные изменения к каким функциям приведут. Это не только модное, но и полезное направление.
— Нанотехнологии — тоже довольно модное направление. Важна ли популярность направления для науки?
— Одно время стали приписывать приставку «нано-» к любому исследованию, чтобы привлечь к нему внимание. Само по себе понятие нанотехнологий даже шире, чем то, как его понимают. Они есть и в медицине, и в биотехнологиях. Например, белковые молекулы, их синтез — это тоже нанотехнологии. Сейчас мы слышим о нанотехнологиях реже. Любая упоминаемость сначала доходит до максимума, а потом падает. Это связано с тем, что многие наработки уже применяются в промышленности. Статей на эти темы становится меньше.
— На программе «Большие вызовы» школьники работают над реальными задачами. Почему начинающим исследователям важно понимать практическое применение проекта?
— Почти любые фундаментальные открытия со временем вызывают прикладные разработки. Наука может решить многие проблемы здоровья человека, климата, экологии. Возьмем мою область — в 1 896 году была открыта радиоактивность. Тогда трудно было понять, какую роль она будет играть. И никто не думал тогда о том, что ядерное оружие будет определять всю мировую геополитику ХХ века. Тогда у Резерфорда с Вернадским был заочный спор. Резерфорд говорил, что только через 100 лет человечество научится применять явление радиоактивности. Вернадский был уверен, что мы находимся на пороге больших практических открытий, и оказался прав. Поэтому во время фундаментальных исследований нужно понимать, что твое открытие в будущем можно будет использовать в жизни.
— Ученые — мечтатели, разве нет?
— На самом деле да, когда молодые ребята приходят в лабораторию, на первом месте у них стоит востребованность. Они хотят знать, где можно будет использовать результаты исследований. Может ли его разработка, пусть через десять лет, стать частью, например, медицинского препарата. Вот такой вопрос первый, а потом уже идут вопросы о грантах. Они хотят, чтобы их работа была востребована.
— Вы активно занимаетесь популяризацией науки. Как построить диалог между учеными и обществом?
— Ученым важно быть популяризаторами науки. Я не могу выносить того мракобесия, которое иногда слышу, начиная с того, что Земля плоская. Многие люди отрицательно относятся к химии, связывая ее с отходами. Часто говорят «Это химия», значит, плохо. Но химия — это все, что находится вокруг нас: это тепло и комфорт, это новые материалы и лекарства. Люди должны понимать, что в любом современном обществе технологии делают нашу жизнь лучше. Можно и в палатке ночевать, но куда лучше делать это раз в месяц на выходных, а все остальное время спать в уютной квартире. Если говорить об отходах производства, то любая деятельность приводит к отходам. У нас много лженаук — нетрадиционная медицина, гомеопатия. Одна из миссий ученых — развенчивать мифы. Важно, чтобы сегодняшние школьники проявляли интерес к науке. Нужно рассказывать им о современном образовании, о специальностях. Они должны понимать, что при поступлении на химический или другие факультеты будут делать мир лучше. Работать на благо будущего.
