Молекулярный дизайнер и центрфорвард ночной хоккейной лиги
29-летний кандидат химических наук Артем Пугачев синтезирует материалы, которые в будущем могут бороться с онкологическими заболеваниями и служить антибиотиками. Его сфера научных интересов — молекулярный дизайн и синтез органических фотохромов. Фотохромы — это вещества, способные изменять свои свойства под действием активирующего излучения. Артем получил грант Российского научного фонда размером 3 млн руб. В свободное от открытий время сражается в ночной хоккейной лиге на позиции центрфорварда.
— Некоторое время учился в Новошахтинске. Химию в школе любил больше других предметов, вспоминает Артем. — Участвовал в олимпиадах. Учитель химии, Людмила Николаевна Емельянцева, занималась со мной в свободное время на безвозмездной основе, тем самым заложив фундамент знаний в этой области и увеличивая тягу к предмету. Ученым решил стать еще в школе. Затем я вернулся в Ростов, но в родной школе в старших классах химии уделялось меньше внимания, чем хотелось бы. ЕГЭ я сдавал по физике и информатике. Поступил на специальность «наноматериалы» в Донской государственный технический университет. Привлекло, что эта специальность тесно связана с физической химией и химической физикой. В то время тема наноматериалов переживала бум в России. Хотя мало кто тогда понимал, что это такое. Ассоциация была с чем-то прорывным. На деле многие на этой теме спекулировали. О «нано» я тогда знал только то, что это приставка, означающая 10 в минус девятой степени.
Поступив в ДГТУ, Артем узнал о размерном эффекте: при переходе в нанодиапазон материалы приобретают новые свойства. Получал именные стипендии фонда «Алкоа», банка «Центр-инвест» (выигрывал ее шесть раз). Признается, что без них, наверное, не смог бы учится, поскольку был не из богатой семьи. Тогда же купил первый ноутбук, который очень помог в учебе и с которым не расстается до сих пор. Дипломную работу делал на тему электропроводящих полимеров. В техническом университете Артем мог поступить в аспирантуру, но тогда, вероятнее всего, заниматься пришлось бы трибологией, наукой о трении:
— Мне эта наука не нравилась. На мой взгляд, она еще только формируется. На пятом курсе я устроился лаборантом в НИИ физической и органической химии Южного федерального университета. Поступил туда в аспирантуру. Я стал работать в области синтеза органических веществ и заниматься исследованием свойств фотохромных соединений. Много из этой области я уже знал, поскольку и в ДГТУ занимался синтезом материалов.
Во время аспирантуры под руководством Бориса Сергеевича Лукьянова Артем стал участвовать в проектах, поддержанных РФФИ и грантами президента. Получал денежные поощрения ЮФУ за научные публикации. Пять лет назад его старший коллега победил в конкурсе на грант РНФ и пригласил Артема в свою научную группу. В прошлом году коллега опять выиграл в этом конкурсе, позвав Пугачева уже основным исполнителем. Интересно, что в этом году Артем уже сам победил в конкурсе РНФ. Он получил на исследования 1,5 млн руб. в год на два года. В состав коллектива также входит студент-магистрант Виталий Сергеевич Дмитриев.
— То, чем я занимаюсь, скорее имеет отношение к фундаментальной науке, — говорит Артем. — Но я не теряю надежду дожить до того момента, когда наши достижения будут применяться на практике. Правда, на это потребуется много времени и, вероятно, еще несколько грантов. Я исследую, как влияет структура фотохромных соединений (спиропиранов) на их свойства, что помогает в дальнейшем создавать молекулы с заданными свойствами. Это называется молекулярным дизайном. В зависимости от получаемых свойств можно будет искать область применения материалов. Классическими сферами считаются молекулярные компьютеры и вообще устройства для молекулярной электроники и фотоники. Недавно фотохромные соединения стали востребованы и в биовизуальных исследованиях. То есть когда нужно отследить поведение каких-то отдельных клеток, белков или ДНК.
Речь идет о создании молекул, способных цепляться за нужный для отслеживания биологический объект. Это применяется в том числе в хирургии: во время операции подсвечиваются пораженные опухолью клетки. Это помогает качественно их удалить. Волны света определенной длины глубоко проникает в ткань, не рассеиваются, нужные молекулы (маркеры) флуоресцируют. Есть похожие исследования заболеваний на основе рентгена, например ПЭТ КТ. Но то, чем занимается Артем, позволит проводить диагностику без использования деструктивных излучений, т. е. безопасно.
— Сначала мы синтезируем молекулу, потом нужно доказать, что она чистая (без примесей) и обладает определенными качествами, — рассказывает Артем. — Дальше проходят химические исследования, смотрим параметры фотолюминесценции, поглощения и изменения свойств при воздействии активирующего электромагнитного излучения (как правило, УФ или видимый свет). На третьем этапе объект испытывается на биологические свойства: насколько он безопасен и в каких концентрациях применим для живых организмов. Параллельно ведутся теоретические исследования.
Кроме онкологии результаты исследований Артема могут в будущем применяться в борьбе с вредными бактериальными колониями:
— Я недавно начал контактировать с биологами по поводу биопленок, в которых живут болезнетворные бактерии. Наши соединения, не исключено, будут играть в будущем роль антибиотика, проникать сквозь эти пленки и уничтожать бактерии. Но пока исследования в этой области находятся в стадии планирования.
На вопрос, почему РНФ дал грант именно ему, Артем отвечает, что он не эксперт этого фонда, но предполагает, что государство уделяет большое внимание борьбе с онкологией. Особенно ценно, что диагностика с использованием веществ с фотоуправляемой флуоресценцией позволит уйти от использования вредного излучения в некоторых случаях. Артем сейчас работает научным сотрудником в отделе строения и реакционной способности органических соединений НИИ ФОХ. Часто участвует в научных конференциях. Есть публикации в отечественных и зарубежных журналах, в том числе входящих в наиболее престижный первый квартиль. Несмотря на возникшие в последнее время сложности, он намерен продолжать публиковаться за границей:
— Не все ученые, к сожалению, вне политики. Если раньше нашу статью в зарубежном журнале отрывали с руками, и она имела хорошее цитирование, то теперь на работу, фактически являющуюся продолжением предыдущих, журнал ответил «не соответствует концепции» и даже не направил на рецензирование. Поскольку я химик, меня волнует и доступность реактивов, а также дейтерированных растворителей, которые необходимы для проведения исследования структуры методом спектроскопии ЯМР (в ЦКП «Молекулярная спектроскопия» ЮФУ). В этом году возник их дефицит. Что-то продается по сумасшедшим ценам. Один реактив мы так и не нашли: он перестал поставляться из Европы. Хотя это не так критично, поскольку можно синтезировать его своими силами, однако на это придется потратить определенное количество времени. Другие реактивы начинают возить из Китая и Индии. Они, как и российские аналоги, ненамного хуже.
На вопрос о нынешнем материальном уровне Артем говорит, что есть возможность не подрабатывать по ночам не по профилю. В самом начале учебы приходилось. Наличие грантов для успешного занятия наукой позволяет уделять ей больше времени. Желание защитить докторскую диссертацию есть. Но на это потребуется немало времени, а его не хватает из-за загрузки в поддержанных грантами проектах. После работы Артем занимается хоккеем. Провел не один сезон в ночной хоккейной лиге за команду «Реактивные осы» в роли центрального нападающего.
— Артем Дмитриевич — сложившийся ученый, отличающийся ответственностью и профессионализмом, — говорит кандидат химических наук Илья Ожогин. — Он работает в перспективных областях науки. Результаты его исследований могут быть использованы в биомедицине: в области биовизуализации, а также фотофармакологии. Это контроль над биологической активностью препаратов и их свойствами.
