И нано, и умно. Как сделать научное открытие за свои деньги

«Волшебная пуля»

Эта история началась 3 года назад. Аспирант МФТИ Максим НИКИТИН оказался на «круглом столе», который вёл Дмитрий Медведев, незадолго до этого объявивший о создании наукограда «Сколково». И, когда участников попросили высказаться на больные темы, Максим сказал 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. В итоге, пока наши учёные ждут реагенты, их иностранные конкуренты успевают и опыты провести, и опубликовать результаты.

«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?

Моя 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». Работы в этом направлении ведутся по всему миру, и результаты есть, но без трудностей не обходится. Научить частицы воспринимать больше информации (то есть сделать их «умными») и взялся молодой учёный.

Биокомпьютер

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.

Подавляющее большинство реагентов Максим 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.

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».

Дмитрий ПИСАРЕНКО