«Мы создавали молекулы для блокировки ключевых этапов заражения ВИЧ»
Премию «Вызов» в номинации «Открытие» присудили за исследования, находящиеся на стыке биологии, химии и медицины. Лауреат 2025 года изобрел реакцию, которая позволила перевернуть концепцию клик-химии и с новым качеством заглянуть в мир живого и создать новые диагностические лекарственные средства. Научный комитет присудил ее профессору Валерию Фокину из Университета Южной Калифорнии за изобретение реакции, определившей клик-химию и преобразившей молекулярные науки и химию живых систем. «Известия» поговорили с ученым о его разработках, среди которых молекулы, предотвращающие заражение ВИЧ, и лекарства, бьющие только по опухолевым клеткам.
«Ученые впервые смогли собирать сложные структуры в условиях, близких к природным»
— Валерий Валерьевич, не могли бы вы максимально просто объяснить суть ваших исследований и клик-химии в целом?
— Если объяснять просто: моя задача — увидеть, как работает жизнь на молекулярном уровне. Биология описывает процессы, но, чтобы понять их в деталях, нужны химические инструменты. Для химика это реакции, которые позволяют помечать молекулы, соединять их, подсвечивать, выводить на «экран» поведение клеток, тканей и даже целых организмов.
Клик-химия — лишь один из таких инструментов. Термин предложил (американский ученый. — «Известия») Барри Шарплесс как идею «быстрых и чистых реакций», но, чтобы эта идея стала реальностью, был нужен конкретный работающий пример.
Первая такая реакция, которая действительно заработала и определила всё направление, была создана в моей лаборатории. Это реакция между двумя хорошо известными соединениями, которые обычно друг друга «не замечают». Но в присутствии медного купороса и аскорбиновой кислоты они быстро и избирательно образуют прочную связь в очень мягких условиях. В этом и заключалась новизна: ученые впервые смогли собирать сложные структуры в условиях, близких к природным.
— И это открыло новые горизонты в химии?
— Иногда для революции в химии достаточно удивительно простой комбинации — медного купороса и витамина С, которые вместе создают активную форму меди. Скромные, почти «детские» ингредиенты, а эффект фундаментальный.
И всё же главное для меня не сама реакция, а то, что она открыла путь к новому типу науки: химии, которая позволяет изучать живые системы с молекулярной точностью.
Валерий Валерьевич Фокин (родился 31 мая 1971 года) — российско-американский химик. В 1993-м окончил химический факультет Нижегородского государственного университета им. Н.И. Лобачевского. В 1998-м в Университете Южной Калифорнии получил степень PhD. Постдокторскую стажировку в области каталитического окисления алкенов Фокин проходил в Исследовательском институте Скриппса. В 2012–2015 годах был приглашенным профессором кафедры «Инновационная фармацевтика и биотехнология» МФТИ по гранту правительства России. С 2015-го Фокин занимает должность профессора химии в Университете Южной Калифорнии.
— Если говорить о практических применениях ваших открытий, какие из них вы считаете наиболее важными и полезными для человечества?
— Ближе всего мне те, что позволяют понимать организм человека и лечить его.
Клик-химия и другие наши исследования открыли новые возможности в диагностике рака, в создании новых лекарств, в визуализации живых клеток в реальном времени, в секвенировании ДНК, в проектировании новых материалов.
Но всё это объединяет одно: они помогают изучать и управлять процессами в живых системах на уровне отдельных молекул.
— Вы занимались разработкой молекул, который могут помочь в победе над ВИЧ. Какие результаты удалось получить и когда человечество сможет полностью победить СПИД?
— Наш подход всегда был химическим: мы создавали соединения для блокировки ключевых этапов заражения ВИЧ. Например, они мешают вирусу проникнуть в клетку. Некоторые результаты оказались многообещающими, и эта работа продолжается.
Но важно сказать и другое: ВИЧ — это не только медицинская проблема, это еще и уникальная модель для изучения эволюции вирусов. Он быстро меняется, адаптируется, побеждает защиту организма. Понимание этих механизмов оказалось чрезвычайно полезным в ковидные времена, когда весь мир столкнулся с еще одним быстро эволюционирующим вирусом.
Победа над ВИЧ требует сочетания химии, медицины, биологии и общественных усилий. Наука уже создала прочный фундамент, но путь к полной победе будет постепенным. Однако то, что мы узнали, работая с ВИЧ, уже помогло и продолжать помогать в борьбе с другими вирусными угрозами.
— Ваши разработки применяются и в онкомедицине. Расскажите о них подробнее. Какие есть последние результаты в этой области?
— Здесь тоже важно подчеркнуть: наша реакция — всего лишь инструмент, но чрезвычайно мощный. С его помощью создают лекарства, бьющие точно по цели — только по опухолевым клеткам, выявляют метастазы на ранних стадиях; отслеживают, как лекарство ведет себя в организме.
Препарат Trodelvy, получение которого использует реакцию CuAAC (катализируемые медью реакции), — яркий пример того, как химические инструменты становятся частью реальной терапии. Для меня это особый повод радоваться: видеть, что наши лабораторные идеи превращаются в лекарства, которые помогают пациентам.
«Решения комитетов всегда субъективны, как и любые человеческие решения»
— В 2022 году клик-химия была удостоена внимания Нобелевского комитета — премию получили профессор Стэнфордского университета Каролин Бертоцци, профессор Мортен Мельдал из Копенгагенского университета и химик Барри Шарплесс из Института Скриппса. Тогда многие говорили о том, что, собственно, эффективной эта область стала именно благодаря вашим работам. Как вы оценили тогда это решение комитета?
— Нобелевская премия 2022 года подчеркнула, насколько важным стало направление клик-химии. Термин и концепцию предложил Барри Шарплесс — это была красивая идея: сделать химию быстрой, чистой и удобной, своего рода «молекулярным конструктором». Но для того, чтобы эта концепция стала реальной областью науки, была необходима реакция, которая действительно работала так, как задумывалось.
Такой реакцией стала CuAAC, которую мы целенаправленно разработали в моей лаборатории. Именно она придала клик-химии ту скорость, селективность и биосовместимость, которые сделали возможным ее широкое распространение и применение в живых системах, медицине и материаловедении. Фактически именно CuAAC превратила концепцию в практический инструмент, которым пользуются тысячи исследователей.
— Как в целом вы оцениваете роль этой премии в современной науке?
— Мне было важно, что мировое сообщество обратило внимание на это направление. Что касается конкретных решений комитетов — каждый смотрит на науку по-своему. Для меня главный критерий — то, что наши открытия и изобретения действительно работают и вошли в повседневную практику сотен университетских и промышленных лабораторий по всему миру.
В долгосрочной перспективе развитие науки определяют именно такие инструменты и идеи, а премии фиксируют лишь отдельные моменты на этом пути. Решения комитетов всегда субъективны, как и любые человеческие решения, и это естественная часть научной жизни.
— Согласно национальной инициативе под названием Genesis Mission, в США будут применять искусственный интеллект для планирования экспериментов, ускорения создания моделей, повышения эффективности разработок. В нашей стране тоже многое делают для внедрения ИИ в науку на всех этапах. Какова роль ИИ в научных изысканиях и куда этот инструмент может привести науку и, в частности, химию?
— ИИ становится новым инструментом химика: он ускоряет поиск молекул, помогает проектировать эксперименты, анализировать сложные процессы. Но ИИ — это усилитель, а не замена.
Химию делает человек: интуиция, понимание молекулярной логики, способность видеть неожиданные связи. ИИ делает этот процесс быстрее, но направляет его по-прежнему ученый. Интуицию ИИ пока заменить не может.
— Вы работаете в США. Как строится взаимодействие российских и американских ученых? Планируете ли вы какие-то совместные работы с российскими научными организациями?
— Для химиков и биологов по обе стороны океана главный вопрос один и тот же: как устроена жизнь на молекулярном уровне. Научный интерес всегда объединял людей сильнее, чем любые внешние обстоятельства.
Химия — универсальный язык, который одинаково хорошо понимают ученые и в Москве, и в Лос-Анджелесе. И хотя формальные условия для профессионального взаимодействия сейчас непростые, сама наука остается открытой: публикации, данные, методы — всё это доступно международному сообществу.
В этом смысле научный диалог продолжается.
— Какие еще тренды в развитии современной науки вы видите?
— Сегодня невозможно переоценить интеграцию химии, биологии и медицины с искусственным интеллектом. Научные границы стремительно стираются, и именно на стыке дисциплин рождаются новые технологии.
Понимание клеточных процессов на уровне отдельных молекул открывает путь к методам диагностики и лечения, которые еще недавно казались невозможными. Это меняет не только подходы к медицине, но и само наше представление о живых системах.
И в центре всех этих изменений остается химия — язык, на котором написана жизнь.
Национальную премию в области будущих технологий «Вызов» 2025 года, помимо Валерия Фокина, получили четыре ученых из России. В номинации «Инженерное решение» награды удостоился заместитель генерального директора Высокотехнологического научно-исследовательского института неорганических материалов им. академика А.А. Бочвара (ВНИИНМ, ГК «Росатом») Михаил Скупов за создание технологии промышленного производства нитридного ядерного топлива. Солауреатом премии стал Алексей Глушенков (ВНИИНМ, ГК «Росатом»).
Академику РАН Степану Калмыкову премия присуждена в номинации «Ученый года» за важнейшие фундаментальные и прикладные исследования в области радиохимии и радиохимических технологий. Доктору химических наук из Института биоорганической химии им. М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН Илье Ямпольскому премия присуждена в номинации «Прорыв» за расшифровку молекулярных механизмов биолюминесценции и создание светящихся растений.
Доктору химических наук из Института органической химии им. Н.Д. Зелинского РАН Вере Виль присуждена премия в номинации «Перспектива» за разработку методов образования новых химических связей с участием электрического тока и органических пероксидов.
