Конференции

Молекулярное моделирование - важное направление современной биофизики

В Дубне завершилось международное совещание "Компьютерное и теоретическое моделирование биомолекулярных взаимодействий".

Совещание было посвящено проблемам изучения макромолекул и сложных молекулярных соединений, структуры белка, прорывам в молекулярном моделировании, задачам моделирования экологической и радиационной биофизики и другим. Совещание работало в Дубне и Москве, где участники познакомились с кафедрой биофизики биологического факультета МГУ.

Председатель оргкомитета член-корреспондент РАН А.Б.Рубин (МГУ): Это совещание проводит научный совет по биофизике РАН при поддержке IUPAB. Такие совещания проводятся регулярно, а в Дубне уже несколько раз. Их основная тема - математическое моделирование сложных биологических систем. В чем идея? Что могут сделать физики для решения биологических проблем? Оказывается, очень много, давая не только методы, но и физические идеи. Но самое интересное в том, что физики не имеют готовых решений, а, занимаясь биологическими задачами, они развивают и свою область знаний. Это совещание посвящено молекулярному моделированию процессов внутри сложных молекул. Белок - сложная большая молекула, но ее функционирование вполне предсказуемо. Вопрос: как движение всех этих плотно упакованных атомов за секунды, а иногда за миллиардные доли секунды, сохраняет определенный порядок, как оно вообще происходит? Ответ на этот вопрос имеет теоретическое и прикладное значение. Например, для ныне развивающихся нанотехнологий - создание биологических нанодвигателей, нанороботов для медицины. Наноразмерные объекты подчиняются другим принципам, нежели макрообъекты. И вообще нет фундаментальной и прикладной науки, и как раз здесь это очень хорошо видно.

Чем, на ваш взгляд, может завершиться это совещание?

Конечная цель - совместная работа, но очень важно само обсуждение проблемы со всех сторон. Здесь единственная возможность кооперироваться. Мы все моделируем - кто в биологии, кто в физике. Белок - не занимается моделированием, не решает уравнений, а производит определенный физико-химический процесс. Вообще природа не делится на отдельные науки. Это мы, получив разное образование, решаем по-разному проблемы там, где нет никакого разделения.

К.Маркс (Университет Массачусетса, США): Об этом совещании я узнал от сотрудника нашего университета Валерия Барсегова, с которым мы работаем в одном проекте. Оно заинтересовало меня, поскольку это мое направление исследований, и я не разочарован, потому что даже в первый день услышал кое-что новое. Здесь я встретился с Ильей Коваленко (МГУ), с которым уже раньше общался на конференциях в США, возможно, завяжутся еще какие-то знакомства.

Можно ли ждать в биофизике в ближайшие годы каких-то прорывных, революционных открытий?

В ближайшее время, возможно, на основе теоретических расчетов, которые мы делаем, появятся новое понимание на системном уровне биологических и биофизических процессов и более ясная интерпретация функций отдельных молекул.

Я.Планте (Центр космических исследований имени Джонсона НАСА, США): Здесь уже прозвучали интересные доклады, мне самому еще предстоит рассказать о моей работе по моделированию взаимодействия радиации с веществом. Я занимаюсь изучением космических видов излучений в плане той опасности, которую они представляют для здоровья астронавтов. Свои исследования мы проводим на ускорителе в Брукхейвенской национальной ускорительной лаборатории. С работами коллег из ЛРБ я знаком, хотя совместных проектов у нас нет.

В.Барсегов (Массачусетский университет, США): Мне кажется, если бы было больше участников и совещание работало три дня, было бы лучше. Сюда приехали специалисты из многих центров - США, Европы, Азии, России, и для молодых российских ученых участие в таком мероприятии станет хорошим импульсом в развитии. Они варятся в собственном соку, не зная о мировых стандартах. А для некоторых иностранцев Россия остается закрытой страной, да и приехав сюда, они теряются: нет указателей на английском, доехать из Шереметьево до Дубны можно только с провожатым и так далее. Или вот Кеннет Маркс рассказывал: стоял он на Лубянской площади, фотографировал на айфон здание КГБ. Подошел полицейский и попросил фотографии удалить. К чему это? Ведь фотографии чего угодно есть в Интернете. Если бы в Россию приезжало больше туристов, то вы бы от этого только выиграли. А так, заманиваете на совещание экскурсиями в Сергиев Посад, ведь на научных конференциях в Европе и в США никаких исторических достопримечательностей не показывают.

Я понял, на каком уровне находится биофизика в России, - она отстает от мировой. При этом есть ученые, которые это понимают и что-то делают, чтобы поднять научный уровень, а есть такие, которые как делали что-то свое, так и продолжают, - это распределение по способностям и стремлению к чему-то новому заметно. Есть неплохие проекты, но Россия, на мой взгляд, все-таки остается в изоляции. Продолжает работать советский стереотип: "Мы - лучше всех, мы сделаем не хуже других". Нужно признать, что хуже, и перенимать все лучшее.

Г.Ю.Ризниченко представляла на этой конференции не только МГУ, но и IUPAB - Международный союз чистой и прикладной биофизики.

В Дубне больше знают о IUPAC и IUPAP, расскажите, пожалуйста, немного о биофизическом союзе.

Эта международная ассоциация чистой, то есть фундаментальной, и прикладной биофизики существует уже давно, лет сорок. В нее входят около 50 национальных биофизических ассоциаций, участвовал и СССР, а теперь Россия. Союз выпускает специальный журнал, посвященный проблемам биофизики. Основная деятельность союза связана с организацией ассамблей - они проводятся довольно редко, раз в 7-10 лет, конгрессов, которые проводятся раз в три года. Последний, в котором участвовали и мы с Андреем Борисовичем Рубиным, проходил в Пекине. Его проводили в Олимпийском центре, а где еще разместить свыше 2000 участников? Из других стран приехали, правда, человек 700, остальные были китайцы. На конгресс обычно с докладом приглашается Нобелевский лауреат, работает много секций.

Вообще, биофизика - очень широкопрофильная наука, содержащая разные направления, и молекулярное моделирование - важное и активно развивающееся. На совещании только что прозвучал доклад испанского биофизика Натаниеля Стенли, который в своих расчетах использовал грид. Грид позволяет моделировать процессы, происходящие в очень сложных биомолекулах, что раньше сделать было просто невозможно. Теперь можно моделировать, начиная с атомов, имея первичные уравнения взаимодействия и начальные данные, полученные из рентгеноструктурного анализа, и понять, как будет двигаться сама молекула. Но это очень сложный подход, далекий от моделирования в реальном времени. Чтобы упростить, применяют так называемые крупнозернистые модели: используют обобщенные уравнения для не очень важных частей молекулы, а существенные части описывают подробнее.

Как вы оцениваете уровень прозвучавших докладов?

Уровень очень высокий, мы пригласили лекторов, представляющих передний край науки, - из Массачусетского, Бостонского университетов и Университета Мэриленда США, университетов Нидерландов, Испании, Кореи, МГУ, МФТИ и Московского института биоорганической химии. Доклады приглашенных лекторов были сами по себе очень интересные, к тому же специально подготовлены как лекции - изложены понятным языком, без углубления в узкую специализацию. Очень большую помощь нам оказал американец, выходец из России Валерий Барсегов. С яркими докладами, знакомящими с ОИЯИ, выступили Т.А.Стриж (ЛИТ), О.В.Белов и Х.Т.Холмуродов (ЛРБ). Среди участников молодежь составила две трети, причем российские участники были не только из МГУ и Дубны, но даже с Дальнего Востока. IUPAB поддерживает такие мероприятия, стремится привлекать молодежь. Еще для молодых очень эффективны свободные дискуссии, которые здесь постоянно возникают, возможность беседовать с профессорами, чем они и пользуются. У всех остались очень хорошие впечатления от совещания, предлагают продолжать такие встречи.

Х.Т.Холмуродов (ЛРБ): Хочу отметить, что ОИЯИ в последние годы постепенно превращается в достаточно известный центр в совершенно новой области научно-прикладных исследований - компьютерном молекулярном изучении физических, химических и, в особенности, биологических структур и систем. То есть мы сейчас имеем совершенно новую картину в истории развития нашего Института. А все началось в 2004 году, когда по инициативе и при активной поддержке Алексея Норайровича Сисакяна в ЛРБ ОИЯИ образовался новый сектор - компьютерного молекулярного моделирования, которым я и руковожу. С 2004 года мы пять раз провели уникальное российско-японское совещание по молекулярно-динамическому изучению в науках о веществе и биологии (MSSMBS - Molecular Simulation Studies in Material and Biological Sciences).

Именно эти совещания послужили основой и мотивацией для коллег из МГУ провести нынешнее совещание в Дубне.

Ольга ТАРАНТИНА,
перевод Олега БЕЛОВА