Претендент на Нобелевскую премию, профессор Университета Южной Калифорнии Валерий Фокин недавно стал действительным членом Американского института медицинской и биологической инженерии (AIMBE) и получил престижную премию имени Георгия Гамова. Мы поговорили с ним — о Голливуде, удаче, химии памяти и «микрофотографиях» клеток.

— Как вы пришли в химию? Вы же из Нижнего Новгорода, там рядом Дзержинск со «страшными» химическими заводами, он не испугал?

— Да, я из Нижнего Новгорода. Про Дзержинск я знал, но не знал ничего про «химию» там, так что она меня не пугала и не удивляла. Химия пришла как-то очень естественно, отчасти – через медицину.

Единственный близкий к химии человек в моей семье был дедушка, который был фармацевтом. Он хорошо знал фармацевтику и фармакологию, и от него осталось много книг, медицинских атласов. Мне они были ужасно интересны, я их читал. Своим детским умом я как-то подумал, что все эти лекарства – они уже открыты, все уже изучено. И когда химия появилась в школе в 7 классе, она была очень легкой и как-то естественным образом прижилась в моей голове.

Плюс у меня были очень хорошие учителя. Моя первая учительница химии только закончила университет и год перекантовывалась в школе до аспирантуры. Она боялась нас, наверное, больше, чем мы ее. Но ко мне она чудесно относилась и просто говорила «иди в лаборантскую, сиди там и не мешай людям учиться», - потому что я, конечно, все знал и подсказывал одноклассникам.

Лаборантская тогда это было раздолье – там стояли рядами хорошие бутылочки и баночки, все это стало перекочевывать домой – как это бывает, школьники играют, развлекаются бомбочками, взрывами, всякими красивыми реакциями. А дальше уже большого выбора не было – я только пытался понять, химия или медицина.

Я учился на химика, но первые годы ходил со своими друзьями в мед и вечерами тихо-мирно занимался вскрытиями. Но с медициной как – на живых пациентах экспериментировать сложнее, это я быстро усвоил. Там разгуляться негде, в химии больше свободы. Хотя сейчас я жалею, надо было закончить и мед, тогда было бы совсем хорошо.

— Получается, что выбор на органическую химию тоже пал из-за связи с медициной?

— Да, это было естественно – связь с лекарствами и науками о живом, биологическими молекулами. Вообще университет вспоминается как очень легкие четыре года – их я закончил в Нижнем Новгороде. На последний год я приехал в США, в Кальвин-колледж в Мичигане, диплома я получил два – русский и американский.

— А почему вы поехали именно в Америку?

— Так получилось. У меня вообще никогда не было интереса никуда переезжать, я был уверен, что лучше нашего Института химии ничего в мире и быть не может. Тем более, там были отличные учителя. Доценты, профессора сидели с нами и делали какие-то довольно мелкие эксперименты, но они были настоящие – в глубоком вакууме высаживали в замороженную матрицу металлы, занимались органическим синтезом. Там были казавшиеся мне по тем временам нормальными исследования.

Но в 1991 году я в первый раз попал в Америку – по маленькой обменной программе. 12 американцев из маленьких университетов в центре страны поехали к нам, а 12 нас – в США. Это было 4-5 недель в сентябре.

И здесь со мной случился когнитивный диссонанс во всех отношениях. Университет, в котором мы оказались сначала, был очень маленьким. Штат Индиана, кукурузные поля вокруг, только бакалавриат – никакие исследования там не велись.

Но когда я пошел к ним в лабораторию, мне стало очень больно за тогда еще не прожитые, но все-таки потраченные годы. Их лаборатории для бакалавров, хотя и не обладала сложными экзотическими инструментами, была просто идеально оснащенной по сравнению с нашими.

Тогда мы с друзьями поехали по нормальным университетам – в Чикаго, в Вашингтон, в Нью-Йорк, и там стало очевидно, что делать химию нужно здесь, возможностей неизмеримо больше. Свой четвертый курс, помимо учебы, я провел в написании писем профессорам и сдаче экзаменов по английскому языку – тогда это все было очень сложно, не как сейчас. Я искал обменную программу на целый год, чтоб провести там пятый курс, потому что попасть в аспирантуру в нормальный университет сразу из России было нереально. Многие мне отвечали – нобелевский лауреат Роалд Хоффман, например, у меня это письмо лежит до сих пор. Вообще мне многие помогали, в этом отношении судьба сложилась очень хорошо.

В конце концов, я нашел какую-то стажировку, но тут в Нижний приехали мои американские друзья, посмотрели на это и сказали: нет, никогда в жизни, в такой университет ехать нельзя, он там в самом хвосте рейтингов, место это плохое. В итоге они через своих друзей нашли спонсоров, чтобы я поехал в Кальвин-колледж. Тогда это стоило бешеных денег – 17 тысяч долларов в год обучение, плюс все расходы. В то время это деньги были астрономические абсолютно – для сравнения, синхронным переводом я зарабатывал пять долларов в час, и это был прекрасный заработок. После этого бакалавриата уже никаких проблем с аспирантурой не было, у меня было девять-десять предложений.

— Вы помните свою первую самостоятельную научную статью?

— В аспирантуре, наверное. Я тогда занимался полным синтезом – это когда из лабораторных химических соединений нужно синтезировать природное соединение, которое обычно получается в живых организмах. Я занимался углеводами, там были очень сложные 20-шаговые синтезы. Так что первая статья была про механизм превращения одних сахаров в другие.

— А как вы начали работать с нобелевским лауреатом Барри Шарплессом?

— У него я сделал мой единственный постдок (постдок (postdoctoral), временные позиции, на которых работает молодой исследователь между аспирантурой и профессорством, обычно их необходимо пройти два или три — Indicator.Ru). Я защитился в 1998 году в Университете Южной Калифорнии, в химической промышленности тогда было очень хорошее время, можно было спокойно уходить из науки и работать там, что я и собирался сделать, уже появились предложения. Единственный постдок, который меня интересовал, был у Шарплесса, я написал только ему. То есть не было, как обычно, миллиона писем в разные места. Я подумал, что если он меня возьмет – хорошо, нет – пойду работать в промышленность. И он меня взял.

После первого года работы там в Институте Скриппс были еще лучше предложения в фарминдустрии и еще легче уйти из науки. Я и собирался уходить – в Pfizer, но тогда пришел президент нашего института и уговорил меня остаться.

Сказал – да попробуй, посмотришь, как пойдет. Дал денег, чтобы сделать свою научную группу. Я попробовал и так провел там прекрасных пятнадцать лет. Так я получил свою первую профессорскую позицию – это было в 2000 году, а в 2001 году Барри Шарплесс получил Нобелевскую премию. Так моя карьера в промышленности во второй раз закончилась, не начавшись.

— Вы почти все свое время в США живете в Южной Калифорнии, вы к этому стремились?

— Нет, не стремился – так сложилось. Я вообще уезжал в США в полной уверенности, что я еду поучиться, получить степень и вернусь обратно. Но дальше был 1995 год, и возвращаться в научном плане было особенно и некуда. Я приезжал регулярно, поддерживал связь, но все шло по убывающей. Самые темные 1990-е годы – это было такое тяжелое время, лучше не вспоминать.

А дальше в Калифорнии у меня все так сложилось, что даже и вопросов не возникало, нужно быть там или где-то еще. От добра добра не ищут. Одна позиция органично перетекла в другую. Мне было легко учиться, легко работать. Но никакой самоцели, задачи уезжать или остаться не стояло.

В какой-то момент в институте сказали, что надо сделать постоянный вид на жительство — грин-карту. Я сказал «вам надо – вы делайте», и институт сделал. А в 2015 году я вернулся в качестве профессора в свой родной Университет Южной Калифорнии.

Калифорния, конечно, особенный штат. Он очень динамично развивается, Лос-Анджелес – мегаполис с активной культурной жизнью, хотя и не такой обширной, как в Москве. У нас в Университете Южной Калифорнии одна из самых лучших в США школ кинематографии, там преподают Стивен Спилберг, Джордж Лукас и много кто из известных актеров. Есть возможность встречаться и взаимодействовать с настоящим Голливудом. А они сами могут проконсультироваться с нами, если снимают фильм про ученых или инженеров, чтобы это все выглядело правильно. В этом уникальность университетской среды – когда вместе представители всех специальностей, появляются знакомые и друзья из других сфер деятельности.

— В 2013 году вас и Барри Шарплесса назвали претендентами на Нобелевскую премию по химии. Ваша жизнь разделилась на до и после?

— Я даже не помню дату, нет, конечно не разделилась. Отношение в России немножко изменилось еще в 2011 году, когда я попал в список самых влиятельных ученых в своей области. Тогда меня позвали читать лекцию в Политехнический музей, потому что что-то прочли про меня в новостях и с тех пор стали больше приглашать в Россию.

Мне тогда пришлось репетировать научно-популярные лекции со своей женой – я ведь никогда о химии по-русски не говорил, весь этот язык пришлось учить.

— Есть у вас своя компания, как это принято в Америке – и тем более у будущих нобелевских лауреатов?

— Нет, компании у меня нет и пока я не планирую. Мы сотрудничаем с другими, так проще. Организатор я в смысле бизнеса не обязательно хороший, интересы у меня меняются быстро. Если я вижу путь, как решить задачу, то дальше обязательно должен быть кто-нибудь, кто ее за меня доделает, потому что у меня интерес пропадает. Когда уже видно финал и нужно пройти последнюю милю, я отхожу и говорю «окей, теперь вы сами».

А умение дойти до самого конца очень важно в бизнесе – сделать продукт, а еще лучше – продать его, а еще лучше – продать бизнес до того, как он провалится. У меня на это терпения вряд ли хватит.

— Что хочется сделать нового в науке?

— Чего-то практического. Сейчас у меня удовлетворение от работы с пациентами больше, чем от самой лаборатории. Например, во время операции с помощью наших соединений можно подкрасить или подсветить какие-то ткани, повысив точность работы хирурга. Я, конечно, сам не могу в этом участвовать, но могу присутствовать в операционной, смотреть и делиться мыслями о том, как можно сделать лучше. Это приносит большое удовлетворение.

Есть и более сложные научные вызовы – сделать молекулярный портрет хотя бы одной клетки. Нужно понять, насколько важны молекулярные взаимодействия в ней, стоит ли это того – так точно изучать? Может, и не важны и не обязательно нам нужна такая «микрофотография» всего организма на молекулярном уровне. Это интересная фантазия – сейчас есть расшифрованные геномы целых организмов, соответствующие им протеомы – набор белков. Но понимания метаболизма, поведения каждого белка, конечно, нет. А это было бы важно, например, для диабета.

Мы изучаем панкреатические бета-клетки, чтоб на уровне химии понимать, что в них происходит, когда возникает диабет второго типа. Он ведь возникает за 5-8 лет до того, как появляются симптомы – это хочется объяснить. Есть задача еще глобальнее – сколько информации нам нужно, чтобы управлять заданной сложной системой – будь то организм или ткань. Какова роль химии, какова роль биологии, как природа решает, какие будет использовать молекулы?

Для чего нам нужна химия – чтобы понимать и управлять природой. Мы в какой-то мере этому научились, но лучше нее делать это не стали. Мы всегда подражали ей, мимикрировали.

Мысль была такая – она делает свое, а мы сделаем еще лучше в лаборатории. Лучше не получилось, но научились мы многому за последние 80 лет в органическом синтезе. Но такой эффективности, какой достигает природа, в ее реакциях мы не достигли нигде. Вся лучшая нефтехимия, где 99% выхода реакции, - это синтетика, а не природные соединения. Это совсем глобальная задача.

— А получится ее решить?

— Мы не знаем, но новые методы и новые вопросы появляются постоянно. Десять лет назад мы и думать не могли, что можно проследить путь одной молекулы внутри ткани. А сейчас структуру белков мы видим в электронный микроскоп, больше не нужны рентгеновские лучи и сложные модели. Но чтоб можно было на белок посмотреть в микроскоп – этого и рядом не лежало! А сейчас это совершенно рутинная вещь. Пока мы видим их структуру замороженной, но движется все к тому, что и в живом состоянии мы и их сможем видеть.

Наконец, у нас есть с коллегами совсем большой и небыстрый проект. Что есть когнитивная составляющая на химическом уровне, какова химия нашей памяти? На биологическом уровне мы знаем, что в передаче сигнала между нервными клетками участвуют синапсы. Но сколько их нужно, чтоб образовалась одна ячейка памяти – один, два, сотня? И почему наша память такова? В конце концов, это тоже молекулярный вопрос. Мы к нему пока не можем подойти вплотную, потому что увидеть своими глазами ничего нельзя. Но сейчас уже появились методы визуализации, пока инвазивные – крысе делается трепанация черепа и ей надевается двухфотонный микроскоп. И можно в прямом смысле посмотреть – вот это крыса, думающая о еде, вот эта ест, вот эта только что поела, эта думает, что ей надо убежать, а эта – ни о чем не думает. Нужно химически понять, что есть процесс памяти, как мы так быстро ее достаем, почему во сне это происходит по-другому. Все это молекулярные вопросы.

В итоге в нашей жизни все – химия.