Проекты XXI века
19-20 сентября Лаборатория радиационной биологии ОИЯИ провела второе Международное совещание "Молекулярно-динамические исследования в науках о веществе и биологии".
Основной темой совещания стали задачи молекулярного динамического моделирования нано- и биоструктур. Организаторы совещания поставили перед собой задачу объединить усилия сообщества, занимающегося компьютерным молекулярным моделированием, и исследователей, работающих в различных областях нанотехнологий и наук о жизни. Для этого в Дубну были приглашены ведущие в своих областях специалисты Японии и России - сотрудники университета Кейо, РИКЕН, МГУ, Института биохимической физики имени Н.М.Эммануэля РАН, Института математических проблем биологии РАН (Пущино), ОИЯИ, а также университетов Армении, Дании, Индии и Украины. Слушателями совещания традиционно стали студенты кафедры биофизики Дубненского университета. Предоставляем слово участникам и организаторам.
А.В.Немухин (химический факультет МГУ): Молекулярное моделирование - огромная область исследований: биологические объекты так разнообразны, что мы находимся еще в самом начале пути. Специфика наших работ - в подходе к молекулярному моделированию с позиций квантовой механики. На этом совещании мой доклад об элементах квантовых представлений в молекулярном моделировании был единственным.
Я знал о совместных работах М.А.Островского и Х.Т.Холмуродова, а после личного знакомства с доктором Холмуродовым на известных московских школах профессора Саркисова узнал и о работах по моделированию, ведущихся в ОИЯИ. На совещании прозвучали интересные доклады по жидким кристаллам, по совместной работе Х.Т.Холмуродова и Т.Б.Фельдман по моделированию белка родопсина. Мы исследуем схожие белки, и здесь уже возникла договоренность о совместном проекте по двум работам.
Интернет, электронная почта сильно упростили сегодня общение и сотрудничество ученых. Многие работы делаются только по электронным сетям. Но личные контакты при этом остаются обязательным компонентом. Любая встреча, а тем более такое полезное общение, как на этом совещании, стимулируют будущие проекты.
Т.Мима (Университет Кейо, Япония): Я работаю в лаборатории профессора К.Ясуока, который сотрудничает с группой доктора Х.Холмуродова уже в течение семи лет. Занимаюсь моделированием жидких кристаллов. Исследуемые нами наночастицы имеют размер порядка 10 нм. На таком микроуровне все фазовые превращения зависят от свойств этих частиц и образуемых ими кластеров. Мы исследуем свойства и поведение наночастиц в условиях ограниченной среды, добавляющей свою специфику в исследования. Методы компьютерного молекулярного моделирования позволяют изучать не только статику, но и динамику поведения наноструктур. Это направление исследований становится все более перспективным в связи с развитием нанотехнологий, микроэлектроники и других современных технологий, многие из которых сводятся к изучению свойств наноструктур. Наш университет - самый престижный из частных университетов в Японии, но на эти исследования профессор К. Ясуоко получил грант от правительства Японии.
Х.Т.Холмуродов (ЛРБ): Нынешнее совещание, как и предыдущее, проходит при активном участии японских коллег. Это позволяет нам ощущать себя на уровне передовых мировых исследований в самой современной области биоинформатики, нанотехнологий и смежных областей, где весь мир стремится найти свою нишу. В экспериментальной области исследования наших биологов хорошо известны, но в области компьютерного моделирования - пока еще нет. Именно свойства протеинов и наноструктур очень эффективно изучать при помощи мощных высокопроизводительных компьютеров, которые сегодня уже существуют и продолжают модернизироваться в Японии.
Й.Оно (Центр геномных исследований, РИКЕН, Япония): Наша группа занимается разработкой высокопризводительных специализированных компьютеров серии MDGRAPE для молекулярного моделирования белков. MDGRAPE-3 - одна из самых высокоскоростных машин в мире, строящаяся сейчас в РИКЕН, ее быстродействие составляет 1 Петафлопс. Сейчас, после двух лет подготовки, начались работы над проектом компьютера MDGRAPE-4, скорость которого должна быть на порядок выше.
Мы поддерживаем сотрудничество с пользователями наших компьютеров из других стран, и на первом месте в этом списке стоят биологи ОИЯИ, сотрудничество с которыми началось несколько лет назад с приезда в РИКЕН Холмирзо Холмуродова и каждый раз получает новый импульс развития на этих совещаниях.
К.В.Шайтан (биологический факультет МГУ): Мы занимаемся молекулярной биоинженерией и молекулярным биодизайном. За два года, прошедшие с прошлого совещания, в котором специалисты кафедр биоинженерии и биофизики тоже принимали участие, более четко очертились границы наших исследований в новой области науки, которая называется нанобиотехнология. Как вы знаете, российское правительство приняло решение о развитии нанотехнологий. Существует большой раздел нанотехнологий, связанный с биомедицинскими приложениями, - в частности, вопросы селективной доставки лекарств, использования наноконтейнеров, вопросы, связанные с биологической безопасностью использования наночастиц. Последняя задача представляет собой серьезную проблему, поскольку многие вещества, взятые в наноразмерах, ведут себя иначе, чем в обычном виде, например, асбест или оксиды урана.
Возникновение нанотехнологий и биотехнологий требует детального изучения взаимодействия биологических объектов различных субстанций на молекулярном уровне. Несмотря на прогресс экспериментальной техники, на целый ряд вопросов, касающихся взаимодействия молекул с клетками, с белковыми структурами, с ДНК и других сейчас можно ответить только с помощью компьютерного молекулярного моделирования. Поэтому вопросы, обсуждаемые на этом совещании, несомненно, важны.
Наша страна в этой сфере очень неплохо позиционируется на мировой арене. В России по-прежнему сильны математические традиции, сильны школы программирования. Именно в СССР в Институте прикладной математики в 60-е годы впервые в мире были созданы программы по моделированию белков. Важно, что молодежь активно идет в эту область исследований. Я пригласил на совещание пять молодых людей - студентов, аспирантов, научных сотрудников, а желающих приехать в Дубну было гораздо больше.
Раз у молодежи есть интерес, значит, у этих направлений исследований есть перспектива. Но вопрос подготовки кадров, формирования будущего лица российской науки остается актуальным. МГУ, в частности, выиграл конкурс проектов, объявленный по большой президентской программе в области образования. В один из подпроектов входит подготовка молодых специалистов по новой специальности биоинженер-менеджер. Это совершенно новый взгляд на образование, реализующий идею подготовки специалистов, владеющих не только фундаментальными науками, но и умеющих применить эти знания во внутрироссийских и международных экономических проектах.
Ольга ТАРАНТИНА, перевод Холмирзо ХОЛМУРОДОВА.
