С 19 по 23 октября в китайском городе Ханчжоу состоялся Азиатско-Тихоокеанский симпозиум по электронному парамагнитному резонансу (Asia-Pasific EPR/ESR Symposium 2024), который является одной из важнейших ежегодных научных конференций, организуемых и проводимых Международным обществом ЭПР (International EPR-ESR Scociety).
В работе форума учеными из Европы, Азии, Австралии и Северной Америки были представлены около 50 научных докладов. Российская делегация составила 9 человек, что стало наиболее крупным представительством (за исключением принимающей стороны, 18 ученых, представляющих Китай). Такое же по численности представительство составили ученые из Японии, тогда как все страны Европы представляли лишь четверо ученых, а США – только двое. Российские научные центры были представлены Новосибирском (НИОХ СО РАН, МТЦ СО РАН, ИХКГ СО РАН) и Владивостоком.
Право первого пленарного доклада было предоставлено организационным комитетом директору Новосибирского института органической химии д.ф.-м.н. Елене Григорьевне Багрянской в знак признания ее вклада в развитие методов и методик электронного парамагнитного резонанса, ранее отмеченного серебряной медалью Международного общества ЭПР 2021 года в области химии (https://ieprs.org/award/elena-bagryanskaya/), и вклада в развитие международного сотрудничества как вице-президента Международного общества ЭПР в 2015-2017 гг.
Междисциплинарные исследования коллектива ученых под руководством Елены Григорьевны Багрянской (НИОХ СО РАН) и Дмитрия Олеговича Жаркова (ИХБФМ СО РАН) направлены на изучение поведения радикалов в биологических средах. Задача сложная, увлекательная и многогранная. Для исследований нужны стабильные, долгоживущие радикалы, синтез которых выполняют исследовательские группы Виктора Михайловича Тормышева (НИОХ СО РАН) и Игоря Анатольевича Кирилюка (НИОХ СО РАН). Не каждый радикал растворим в воде, тем более, не всякий радикал возможно ввести в клетку. Более того, интересно предложить такую структуру радикала, который мог бы сам по себе являться зондом, контролируемо изменяя свои свойства в зависимости от своего окружения.
Клетка защищена от проникновения в нее чужеродных молекул, поэтому одной из задач является создание силами биохимиков молекулярных конструкций, которые, с одной стороны, несут спиновую метку-маячок, который обеспечивает возможность регистрации, с другой стороны, имеют структурные особенности, обеспечивающие относительно свободный «пропуск» в клетку. Когда спиновая конструкция оказывается в клетке, она подвергается каким-то химическим превращениям.
Задача физиков – по сигналу спиновой метки и изменению этого сигнала, сформировать рабочую гипотезу о том, каковы условия внутри клетки и о характере химических превращений, происходящих со спиновой меткой.
«На симпозиуме мы представили наши самые последние достижения. Нам удалось получить информацию о характере электростатических взаимодействий в активном каталитическом сайте Fpg бактерии E.coli (кишечной палочки). Нами была использована тонкая технология, связанная с особенностью функционирования этого активного сайта. Поскольку сайт способен работать с нуклеиновыми кислотами, несущими одноцепочечный однонуклеозидный разрыв, мы использовали для эксперимента модельные конструкции, в которых граница однонуклеозидного разрыва была маркирована спиновой меткой. Сравнение результатов, полученных при исследовании таким способом каталитического сайта Fpg и аналогичных операций, выполненных в отношении измененной, мутантной версии сайта Fpg – каталитически неактивного сайта E2Q – дало уникальную информацию о характере ионизации активных групп каталитического сайта Fpg бактерии E.coli. Примененный подход представляется перспективным для выяснения причин, лежащих в основе «неправильной» работы белков человека, которые могут оказывать влияние на эмбриональное развитие, иммунный ответ, и, вероятно, развитие онкологических заболеваний».
«Поскольку подобные симпозиумы проходят ежегодно и в разных странах, то каждый организационный комитет стремится на самом высоком уровне представить свою родную страну, - рассказывает Елена Багрянская. – В 2016 году НИОХ СО РАН, в свою очередь, провел прекрасную конференцию, пригласив наших гостей в Россию, на озеро Байкал. Необходимо отметить, что нынешняя конференция в Китае оставила невероятно сильные впечатления от уровня организации исследований, материального обеспечения и уровня научных достижений принимающей стороны».
Исследования в области магнитного резонанса возможны только при наличии серьезного научного оборудования, обеспечивающего создание сильного и однородного магнитного поля, управление характеристиками этого поля, регистрацию сигнала образца, помещенного в это поле, и специальную пробоподготовку. Электрон, как элементарная частица, представляет значительный практический интерес с точки зрения возможности регистрации его состояния, обеспечения взаимодействия и регистрации свойств такого взаимодействия с другими электронами, наконец, отслеживание передачи электрона от одной частицы к другой, т.е. окислительно-восстановительной химической реакции. При этом любой из перечисленных подходов является, к тому же, способом передачи информации.
По-видимому, именно с таких чрезвычайно широких позиций смотрят на электрон и его способности ученые Китая: мы наблюдаем масштабные инвестиции в разработку и производство научного оборудования для исследований и широкий спектр очень разнообразных и разнородных исследований в области электронного парамагнитного резонанса, выполненных на самом серьезном уровне. В хорошем смысле можно назвать этот подход одержимостью: разыскать, обнаружить и открыть любые эффекты, которые только в принципе возможны – и найти им какое-то потенциальное применение.
Важно принять, изменения, произошедшие и происходящие в Китае в области политики в сфере науки и высшего образования, во многом подобны подходам, разработанным и реализованным Правительством Российской Федерации: основным локомотивом научно-технологического развития Китайская Народная Республика видит университеты, которые получили масштабную государственную поддержку. Научные результаты, которые демонстрируют наши коллеги на конференции – прямое следствие решений, принятых несколько лет назад. В настоящее время усилия Китая направлены на усиление связи между университетами и промышленностью.
Сайт APEC 2024: https://apes2024.casconf.cn/
Сайт International EPR-ESR Scociety: https://ieprs.org/upcoming-meetings/