Премию «Вызов» в номинации «Открытие» вручали за работы на пересечении биологии, химии и медицины. Лауреат 2025 года создал реакцию, которая изменила представления о клик-химии и позволила с новым качеством изучать живые системы и разрабатывать диагностические и терапевтические препараты. Научный комитет наградил профессора Валерия Фокина из Университета Южной Калифорнии за разработку реакции, определившей клик-химию и преобразившей молекулярные науки и химию живых систем. «Известия» побеседовали с ученым о его проектах, среди которых соединения, препятствующие заражению ВИЧ, и лекарства, поражающие исключительно опухолевые клетки.
«Ученые впервые смогли собирать сложные структуры в условиях, близких к природным»— Валерий Валерьевич, не могли бы вы максимально просто объяснить суть ваших исследований и клик-химии в целом?
— Проще говоря, моя цель — рассмотреть работу живых систем на молекулярном уровне. Биология фиксирует процессы, но для их детального понимания нужны химические методы. Для химика это набор реакций и приемов, позволяющих маркировать молекулы, соединять их, делать видимыми и тем самым демонстрировать поведение клеток, тканей и организменных систем.
Клик-химия является одним из таких инструментов. Термин ввел (американский ученый. — «Известия») Барри Шарплесс как идею «быстрых и чистых реакций», однако для превращения этой идеи в рабочую методику потребовался практический пример.
Первую реакцию, реально сработавшую и задавшую направление, предложили в моей лаборатории. Это соединение двух давно известных компонентов, которые обычно не реагируют друг с другом; при добавлении медного купороса и аскорбиновой кислоты они быстро и селективно формируют прочную связь в мягких условиях. В этом и состояла новизна: впервые стало возможным собирать сложные структуры в среде, близкой к природной.
— И это открыло новые горизонты в химии?
— Иногда для кардинальных перемен в химии достаточно неожиданно простой пары реагентов — медного купороса и витамина С, которые вместе превращают медь в активную форму. На первый взгляд скромные компоненты, а результат — фундаментальный.
Однако для меня важнее не сама реакция, а то, что она проложила дорогу к новому виду науки — химии, позволяющей исследовать живые системы с молекулярной точностью.
Справка «Известий»Валерий Валерьевич Фокин (родился 31 мая 1971 года) — российско-американский химик. В 1993-м окончил химический факультет Нижегородского государственного университета им. Н.И. Лобачевского. В 1998-м в Университете Южной Калифорнии получил степень PhD. Постдокторскую стажировку в области каталитического окисления алкенов Фокин проходил в Исследовательском институте Скриппса. В 2012–2015 годах был приглашенным профессором кафедры «Инновационная фармацевтика и биотехнология» МФТИ по гранту правительства России. С 2015-го Фокин занимает должность профессора химии в Университете Южной Калифорнии.
— Если говорить о практических применениях ваших открытий, какие из них вы считаете наиболее важными и полезными для человечества?
— Больше всего мне дороги те приложения, которые помогают понять человека и лечить его.
Клик-химия и связанные с ней разработки расширили возможности диагностики онкологических заболеваний, создания новых лекарственных соединений, визуализации живых клеток в реальном времени, секвенирования ДНК и проектирования новых материалов.
Все эти направления объединяет одно: они дают возможность изучать и управлять процессами в живых системах на уровне отдельных молекул.
— Вы занимались разработкой молекул, который могут помочь в победе над ВИЧ. Какие результаты удалось получить и когда человечество сможет полностью победить СПИД?
— Наш подход был прежде всего химическим: мы проектировали соединения, препятствующие ключевым стадиям заражения ВИЧ, например, мешающие проникновению вируса в клетку. Некоторые результаты выглядят многообещающе, и работа продолжается.
Надо также отметить: ВИЧ — не только медицинская задача, но и уникальная модель для изучения эволюции вирусов. Он быстро мутирует, адаптируется и обходит защитные механизмы организма. Понимание этих процессов оказалось особенно полезным в период пандемии COVID, когда мир столкнулся с другим быстро эволюционирующим патогеном.
Победа над ВИЧ потребует сочетания химии, медицины, биологии и социальных усилий. Наука уже создала надежную базу, но полный триумф будет достигаться постепенно. При этом знания, полученные при работе с ВИЧ, уже помогают в борьбе с другими вирусными угрозами.
— Ваши разработки применяются и в онкомедицине. Расскажите о них подробнее. Какие есть последние результаты в этой области?
— Нужно подчеркнуть: наша реакция — инструмент, но очень мощный. С ее помощью создают препараты, направленные строго на мишень — исключительно опухолевые клетки, выявляют ранние метастазы и отслеживают поведение лекарств в организме.
Примером служит препарат Trodelvy, производство которого использует реакцию CuAAC (медекатализируемые реакции). Это наглядный случай того, как химические методики внедряются в клиническую практику. Для меня это источник радости: видеть, что идеи из лаборатории превращаются в лекарства, помогающие пациентам.
«Решения комитетов всегда субъективны, как и любые человеческие решения»— В 2022 году клик-химия была удостоена внимания Нобелевского комитета — премию получили профессор Стэнфордского университета Каролин Бертоцци, профессор Мортен Мельдал из Копенгагенского университета и химик Барри Шарплесс из Института Скриппса. Тогда многие говорили о том, что, собственно, эффективной эта область стала именно благодаря вашим работам. Как вы оценили тогда это решение комитета?
— Нобелевская премия 2022 года подчеркнула значимость направления клик-химии. Барри Шарплесс предложил термин и концепцию — красивая идея о быстрой, чистой и удобной химии, своего рода «молекулярном конструкторе». Но чтобы концепция обрела практическую форму, нужна была реакция, работающая именно так, как задумано.
Этой реакцией стала CuAAC, разработанная целенаправленно в моей лаборатории. Она придала клик-химии нужную скорость, селективность и биосовместимость, что позволило применять метод в живых системах, медицине и материаловедении. По сути CuAAC превратила концепцию в практический инструмент, которым пользуются тысячи исследователей.
— Как в целом вы оцениваете роль этой премии в современной науке?
— Мне было важно, что мировое сообщество обратило внимание на это направление. Что касается конкретных решений комитетов — у каждого свое видение науки. Для меня главный показатель — то, что наши открытия действительно функционируют и применяются в повседневной практике университетских и промышленных лабораторий по всему миру.
В долгосрочном плане развитие науки определяют такие инструменты и идеи, а премии лишь отмечают отдельные этапы этого пути. Решения комитетов всегда субъективны, как и любые человеческие решения, и это естественная часть научной жизни.
— Согласно национальной инициативе под названием Genesis Mission, в США будут применять искусственный интеллект для планирования экспериментов, ускорения создания моделей, повышения эффективности разработок. В нашей стране тоже многое делают для внедрения ИИ в науку на всех этапах. Какова роль ИИ в научных изысканиях и куда этот инструмент может привести науку и, в частности, химию?
— ИИ становится новым инструментом в арсенале химика: он ускоряет подбор молекул, помогает проектировать эксперименты и анализировать сложные процессы. Но ИИ — это усилитель, а не полный заменитель.
Химию делает человек: интуиция, понимание молекулярной логики и способность заметить неожиданные связи. ИИ ускоряет этот процесс, но ученый по-прежнему направляет исследование. Полноценно заменить человеческую интуицию ИИ пока не в состоянии.
— Вы работаете в США. Как строится взаимодействие российских и американских ученых? Планируете ли вы какие-то совместные работы с российскими научными организациями?
— Для химиков и биологов по ту и другую сторону океана ключевой вопрос одинаков: как устроена жизнь на молекулярном уровне. Научный интерес чаще объединяет людей сильнее, чем внешние обстоятельства.
Химия — универсальный язык, понятный и в Москве, и в Лос-Анджелесе. Несмотря на то, что официальные условия для сотрудничества сейчас сложные, сама наука остается открытой: публикации, данные и методики доступны международному сообществу.
В этом смысле диалог между учеными продолжается.
— Какие еще тренды в развитии современной науки вы видите?
— Сегодня особенно заметна интеграция химии, биологии и медицины с искусственным интеллектом. Границы дисциплин стремительно размываются, и новые технологии рождаются именно на стыках областей.
Понимание клеточных процессов на уровне отдельных молекул открывает путь к диагностике и лечению, которые еще недавно казались недостижимыми. Это меняет не только медицинские подходы, но и наше представление о живых системах.
И в основе всех этих изменений остается химия — язык, на котором описана жизнь.
Справка «Известий»Национальную премию в области будущих технологий «Вызов» 2025 года, помимо Валерия Фокина, получили четыре ученых из России. В номинации «Инженерное решение» награды удостоился заместитель генерального директора Высокотехнологического научно-исследовательского института неорганических материалов им. академика А.А. Бочвара (ВНИИНМ, ГК «Росатом») Михаил Скупов за создание технологии промышленного производства нитридного ядерного топлива. Солауреатом премии стал Алексей Глушенков (ВНИИНМ, ГК «Росатом»).
Академику РАН Степану Калмыкову премия присуждена в номинации «Ученый года» за важнейшие фундаментальные и прикладные исследования в области радиохимии и радиохимических технологий. Доктору химических наук из Института биоорганической химии им. М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН Илье Ямпольскому премия присуждена в номинации «Прорыв» за расшифровку молекулярных механизмов биолюминесценции и создание светящихся растений.
Доктору химических наук из Института органической химии им. Н.Д. Зелинского РАН Вере Виль присуждена премия в номинации «Перспектива» за разработку методов образования новых химических связей с участием электрического тока и органических пероксидов.