Reklama
sobota, 01 września 2018 16:59

Chwycić Kairosa za warkocz

Napisane przez  Administrator

Z prof. UAM dr hab. Marcinem Kwitem rozmawia Mariola Zdancewicz

Laureat Nagrody Nobla z chemii profesor Ben Feringa wygłosił otwarty wykład na Uniwersytecie im. Adama Mickiewicza. Proszę przedstawić, czym się zajmuje.

Zamiast odpowiedzi wprost, przytoczę pewną anegdotę, usłyszaną od naszego gościa. Na ostatnim etapie weryfikacji wniosków grantowych, kiedy naukowcy przedstawiali swoje propozycje i decydenci, głównie politycy zadawali pytania, jeden z nich poprosił o opisanie tego co prof. Feringa zamierza zrobić w ramach grantu. Odpowiedział, że obiektem jego zainteresowań jest budowanie miniaturowych urządzeń, które są analogami cząsteczek, molekuł, znajdujących się w organizmie człowieka. Rzeczony decydent szczerze się zdumiał: „To ja mam molekuły w organizmie?” Ale skoro molierowski pan Jourdain, mógł się zdziwić tym, że przez całe życie mówił prozą, to dlaczego nie? Molekularne urządzenia to jeden z aspektów działalności naukowej prof. Feringi, wsród pozostałych można wyróżnić syntezę stereoselektywną i chemię biomedyczną.

Dlaczego Feringa? Jeżeli ktoś jest noblistą, to pewnie nie stawia się takich pytań?

To jest pytanie fundamentalne. Może dlatego, że mamy do czynienia z człowiekiem renesansu, który oprócz bycia naukowcem jest miłośnikiem sztuki i tak też po części traktuje swoją działalność. Sam wykład był związany z podstawowymi kwestiami z pogranicza filozofii nauki, bycia naukowcem, o tym, że trzeba w życiu mieć szczęście i umieć dostrzec swoją szansę. Profesorowi Ferindze się to udało. 

Jedna ze słuchaczek zapytała, co jest dla niego nowym wyzwaniem naukowym. Dla człowieka, który dostał Nagrodę Nobla, oczywiście zawsze istnieje szansa na otrzymanie tej nagrody dwukrotnie, jak pokazuje historia, ale raczej nie przy obecnej konkurencji w świecie nauki. Noblistów generalnie już niewiele nowych rzeczy ciekawi, skoro weszli na ten szczyt, a innego w pobliżu nie widać. Teraz większości z nich dotyka, niestety, odcinanie kuponów od sławy, a poza tym nikomu nie muszą już niczego udowadniać. Natomiast on cały czas stawia zasadnicze pytania związane z istotą nauki, a można nawet powiedzieć z istotą, a może raczej genezą życia na Ziemi. Czy to kreacjoniści mają rację, czy raczej ci, którzy wyznają darwinizm w różnych postaciach? I ilu jest naukowców, którzy próbują odpowiedzieć na to pytanie, tyle różnych teorii. 

A nanomaszyny mają coś wspólnego z naszym życiem?

I tak, i nie. Najłatwiej porównywać to, co się robi w nanoskali skali do świata makroskopowego. Nawet to urządzenie, które w tej chwili służy do nagrywania, stanowi skomplikowany mechanizm. Ale mocniej, przemawia do wyobraźni porównywanie cząsteczek do urządzeń makroskopowych, jako silnik albo przełącznik, do mięśnia, który się skraca lub wydłuża. To właśnie takie bardzo małe, pojedyncze cząsteczki rzędu nanometrów mogą pełnić dokładnie tę samą funkcję – przynajmniej w założeniu – co duże makroskopowe urządzenia. Mechanizm działania jest oczywiście inny, ale efekt mierzalny dokładnie taki sam. 

Po co w takim razie się tym zajmujemy, skoro myśl znamy już od dłuższego czasu?

Ponieważ na razie nie umiemy zbudować tak zmyślnego urządzenia które wniknie np. do organizmu chorego i dotrze dokładnie do miejsca, w którym ma uwolnić lek – bo to jest między innymi cel obecnych badań. 

To na razie wizja futurologiczna, która być może spełni się za rok, dwa albo za dziesięć lat. Powiązania pomiędzy jednym czy drugim odkryciem naukowym, a miejscem docelowym, do którego dążymy, na razie wydają się bardzo luźne. Ale gdyby nie wynaleziono koła, to pewnie dzisiaj nie jeździlibyśmy samochodami. Obecnie są prowadzone intensywne badania wykorzystujące światło do aktywacji substancji terapeutycznych, ale nie zawsze się ta koncepcja sprawdza w praktyce. 

Nie zdajemy sobie dokładnie sprawy nad jakimi zagadnieniami pracuje się w wielu firmach biotechnologicznych – bo w badania tego typu zainwestowano znaczne fundusze. Ten, kto wymyśli sprytnego nanorobota, który naprawi nam organizm dokładnie w tym miejscu, w którym się on psuje, to, niestety i stety, zgarnie całą śmietankę z tego tortu.

A czemu „niestety”?

CBN_2018_all-21 Ktoś, kto angażuje w badania pieniądze, zwłaszcza prywatne, później będzie starał się je odzyskać. Więc to, co może służyć dobru ludzkości, pewnie będzie służyło jednostkom i za odpowiednio wysoką cenę.. Na szczęście jest grono entuzjastów, którzy starają się działać non profit, ale, generalnie, nauka na wysokim poziomie kosztuje dużo, a ta stosowana jeszcze więcej, czego decydenci zdają się nie dostrzegać.

Ale miejmy nadzieję, że jest szansa na to, że nie będziemy truć całego organizmu, chcąc naprawić niewielką część. 

Tak, i to jest też perspektywa, którą prof. Feringa może uzasadnić swoje badania. Zawsze można powiedzieć, że powodowała nim scientific curiosity – ciekowość naukowa, która później przerodziła się w całkiem interesujące aplikacje. Kiedy miałem możliwość z nim pracować, byłem zaangażowany w badania nad motorami molekularnymi, a cała rzesza moich kolegów pracowała nad naniesieniem molekularnych przełączników na powierzchnie. Gdybyśmy potrafili je nanosić w sposób kontrolowany pokrywając nimi równomiernie powierzchnię aluminium, szkła lub krzemionki, która jest akurat najlepszym nośnikiem, czy też złota, które wykorzystuje się najczęściej, bo sprytnie wiąże się z cząsteczkami tego typu, to potrafilibyśmy również znaleźć sposób zapisu informacji. Płyta CD czy DVD jest zapisana zerami i jedynkami, które określają dany dźwięk – bodajże jeden dźwięk jest kombinacją ośmiu zer i jedynek. Jeśli umielibyśmy zapisywać informacje poprzez działanie jakimś impulsem, powiedzmy pojedynczym elektronem, co zmieniałoby strukturę czyli rozmieszczenie przestrzenne fragmentów cząsteczki, to jedna płyta miałaby pojemność tera albo nawet petabajtów. Taka płyta mogłaby pomieścić tyle muzyki, że starczyłoby jej na bodajże 215 lat słuchania. 

Mamy w ogóle tyle muzyki?(śmiech)

Gdybyśmy to wszystko, co ludzie generują i nazywają muzyką, zebrali razem, to znalazłaby się muzyka na te 215 lat. 

Ale kto to przeżyje? 

To już inna sprawa, ale są i tacy, którzy pracują nad genem długowieczności. Zawsze też można odtwarzać nagrania nieco szybciej, czyli tak jak byśmy płytę gramofonowa odtwarzali nie przy 33, a przy 45 obrotach, co wprawdzie nie brzmi dobrze ale pozwoli zmieścić się w założonym czasie.(śmiech!) W każdym razie projekt, który miał odpowiedzieć na pytanie: dlaczego i jak te cząsteczki działają, wynikał z ciekawości naukowej. Próby aplikacji nie do końca zakończyły się sukcesem, ale przez kilka lat grono ludzi zaangażowanych w ten projekt niejako przy okazji odkryło kilka innych równie interesujących rzeczy, nad którymi można było już bardziej sukcesywnie i z sukcesami pracować.

Maria Curie-Skłodowska też była powodowana taką ciekawością....

Tak, twierdziła, że nauka jest piękna sama w sobie. Teraz obowiązuje bardziej pragmatyczne podejście do badań naukowych, co ma związek chociażby z dużą konkurencją w świecie naukowym i ze sposobem finansowania nauki. 

A co dla Pana jest dzisiaj ciekawością naukową?

Być może dla niektórych to kwestia dosyć banalna, właściwie dlaczego aminokwasy, które budują nasz organizm, mają określoną konfigurację, czyli sposób ułożenia atomów w przestrzeni? Na razie nikt nie potrafił tego rozsądnie wyjaśnić, a przecież jest to sprawa pierwszorzędna. Interesuje mnie sposób ‚komunikowania” się między cząsteczkami i jak to wykorzystać w praktyce.

Wierzący odpowiedzą, że siłą sprawczą jest Pan Bóg. 

Owszem, ale może nie trzeba od razu angażować siły wyższej. Może jednak działały tu siły natury, tylko na razie nie potrafimy ich w pełni zdefiniować albo, być może naiwnie podejmujemy próby by w ciągu życia jednego pokolenia odpowiedzieć na pytanie o ewolucję, która trwała kilka milionów lat... Generalnie w przypadku większości ludzi nauki, nauką są próby odpowiedzi na pytania filozoficzne, poszukujące prawdy. My jako eksperymentaliści mamy o tyle łatwiej, że szukając odpowiedzi, znajdujemy je poprzez przeprowadzanie eksperymentów i interpretację ich wyników, natomiast inni koledzy mogą stawiać pytania i odpowiadać na nie, przeprowadzając eksperymenty myślowe. Praca jednych naukowców charakteryzuje się tym, że mają ołówek, kartkę papieru i kosz na śmieci. Natomiast inni nie potrzebują nawet tego ostatniego. Wszystko, co napiszą, staje się po pewnym czasie prawdą, mniej lub bardziej objawioną.(śmiech) 

Temat wykładu był dość trudny i – powiedziałabym – specyficzny. Dużo osób zgromadził?

Duża aula na Wydziale Chemii UAM mieści 300 osób. Część słuchaczy musiała siedzieć na schodach.

Nasz noblista w przeszłości doprowadził również do opracowania samochodu napędzanego przez impulsy elektryczne. Co to może oznaczać w praktyce?

Na ścianie obok jest wizualizacja, nieco bardziej artystyczna, ale jest to dokładnie ta cząsteczka nanosamochodu, który poruszał się, po złotej autostradzie i był napędzany przez elektrony. 

Wymiar tego samochodu był niewielki a autostrada miała długość dwóch czy trzech milimetrów. W przełożeniu to była taka autostrada z Poznania do Warszawy, więc te 300 km dało się przejechać, oczywiście w skali nano. 

W „Faraonie” mamy dosyć ciekawą scenę, kiedy namiestnik ogląda piramidy i mówi do Pentauera: „Pentuerze, piramida to nie grób Cheopsa, lecz – wola Cheopsa żeby zbudować coś takiego, co jest kompletnie niepotrzebne w tej chwili człowiekowi. Myślę, że skonstruowanie tego samochodu było pokazaniem potęgi myśli ludzkiej. Pokazaniem że przez postawienie sobie celu, skrupulatną analizę, zebranie wielu faktów, doświadczeń – bo przecież prace nad molekularnymi motorami zaczęły się w roku 1999 roku – ten samochód zostanie skonstruowany. Bodajże w roku 2011 udowodniono jednoznacznie, że działa o czym 1 stycznia 2012 roku informowało Polskie Radio. Długo pracowano nad technicznym aspektem zagadnienia, bo synteza tej cząsteczki była trudna, ale jeszcze nie najtrudniejszym problemem do rozwiązania. Najtrudniejsze było wykazanie, że samochód porusza się po linii prostej i że można to wszystko jednoznacznie udowodnić. Innymi słowy „zobaczyć na własne oczy”. 

W tej chwili ta cząsteczka nie ma żadnego praktycznego zastosowania, a czy coś wyniknie z tych badań za pięć, dziesięć lat? Myślę, że tego nikt nie jest w stanie przewidzieć. 

Czyli nie mówimy, że sztuka dla sztuki?

Raczej mówimy, że nie wiemy, kto, jak a przede wszystkim kiedy wykorzysta efekt aktualnych badań. Symbolem chemików jest wąż Uroboros, który zjada własny ogon. Może to pokazywać pewną cykliczność trendów naukowych.

A przechodząc do Feringi, czy wykład spełnił oczekiwania Pana i słuchaczy?

Miałem okazję pracować z profesorem Feringą w Groningen, jako jeden z niewielu Polaków i tym ciekawsze było słuchanie jego wykładu. A wykład był idealnie tym, czym powinien być wykład noblisty. 

To znaczy nikt niczego nie rozumiał.....? (Smiech)

Wręcz przeciwnie. Profesor Feringa jest błyskotliwym mówcą, potrafiącym skupić uwagę słuchacza i nie zagłębiał się w detale swojej pracy. Rzeczywiście, dla laików z danej dziedziny, nawet dla osób pracujących na tym wydziale, to nie są sprawy, z którymi stykają się na co dzień, ale rzeczy obce. Natomiast przedstawienie paraleli pewnej idei, która stoi za badaniami, z życiem codziennym, pokazanie, że czasem można poświęcić wiele lat na pogoń za – wydawać by się mogło – utopią, że to jednak wszystko ma sens. No i nigdy nie wiemy, kiedy fortuna się do nas uśmiechnie. 

W mitologii greckiej występował Kairos – bóg właściwego momentu, jak moglibyśmy to dzisiaj nazwać. Miał, o ile mnie pamięć nie myli, postać dosyć otłuszczonego młodzieńca, efeba, pokrytego oliwą, z długim warkoczem. Jeżeli ktokolwiek widział swoją szansę i próbował go chwycić za rękę bądź za nogę, on się wyślizgiwał. Możliwe było tylko chwycenie za warkocz. I myślę, że największą umiejętnością we współczesnej nauce jest zobaczyć swoją szansę i chwycić ją jak tego Kairosa za warkocz i próbować realizować swoje marzenia. 

Pięknie Pan to spuentował. Pan też już chwycił ten warkocz, bo zajmuje się Pan…

zajmuję się chiralnością. Wyjaśnię. Jeżeli spojrzy się na swoje dłonie, to widzimy lustrzane odbicie. Jeśli złożyć je razem, jak do modlitwy, żaden z elementów jednej dłoni nie pokryje się z drugim, bo każda jest obiektem chiralnym, czyli nienakładalnym na swoje odbicie lustrzane. Mówimy, że nasze dłonie stanowią parę enancjomerów. A ja zajmuję się między innymi oddziaływaniem tych obiektów ze sobą. Chiralność mikroświata objawia się, że użyję takiego określenia, w zróżnicowanej aktywności biologicznej enancjomerów. Większość aktywnych biologicznie substancji występuje w postaci jednego z enancjomerów. Taka substancja, w zależności z którym enencjomerem mamy do czynienia, oddziałuje na organizm w różny sposób – raz pozytywnie, np. substancje zawarte z czekoladzie z reguły poprawiają samopoczucie, raz negatywnie. Jedna substancja, w postaci jednego z enancjomerów, nie tylko nie wyleczy ale wręcz pogorszy stan chorego, natomiast drugi enancjomer wykaże właściwości lecznicze. 

Jeżeli się mówi o chiralności i o lekach, najczęściej przywołuje się smutną historię z lat 60. i przykład leku o nazwie talidomid, który po czasie okazał się teratogenem a był stosowany we wczesnych etapach ciąży, żeby zapobiec nudnościom. Niestety enancjomer, który miał właściwe działanie, w warunkach fizjologicznych przekształcał się na ten niewłaściwy. Efektem działania talidomidu były znaczne deformacje płodu, dzieci, które się rodziły, nie miały kończyn bądź charkteryzowały się nienaturalnymi proporcjami ciała. 

Ja nie zajmuję się badaniami biologicznymi, ale odkrywaniem tego, jak substancje chiralne ze sobą oddziałują, co możemy z tego wynieść a przede wszystkim czy możemy dojść do bardziej ogólnych wniosków na temat mechanizmu przenoszenia informacji od jednej cząsteczki do drugiej. To ostatnie jest istotne, gdy na drodze syntezy otrzymujemy nowe indywidua chemiczne. Oczywiście sprawą fundamentalną jest sama kolejność połączenia atomów, natomiast są przypadki, którymi się zajmujemy, gdzie nie tylko kolejność połączenia atomów jest ważna, ale również to, czy dany atom lub ich grupa jest np. z prawej albo z lewej strony. 

W jakich dziedzinach Pana zainteresowania mogą się realizować? 

Między innymi poszukujemy nowych materiałów, które np. mogą selektywnie wyłapywać jedne cząsteczki, przepuszczając inne. To jest też coś, co mogłoby się stać nie tylko specjalnością grupy, którą kieruję, ale generalnie polską specjalnością, czyli synteza stosunkowo niewielkich optycznie i biologicznie czynnych cząsteczek, które mają liczbę atomów, powiedzmy do stu, ale które stanowią ważne półprodukty chociażby dla przemysłu farmaceutycznego albo dla weterynarii. My mamy satysfakcję, że czasami dokładamy cegłę do tej budowli jaką jest synteza stereoselektywna. 

Reklama
  • Galeria
  • Galeria
  • Galeria
  • Galeria
  • Galeria
  • Galeria
  • Galeria
  • Galeria
  • Galeria
  • Galeria
  • Galeria

 © Merkuriusz Polska | Redakcja: tel. +48 501 180 575, +48 515 079 888, redakcja@merkuriusz.com.pl 

xnxx