Олексій Нипорко розповідає, що ще з 16 років захопився наукою «через допитливість і цікавість до світу всього живого». У 1993 році він закінчив біологічний факультет Київського національного університету імені Тараса Шевченка, отримав кваліфікацію «біолог, клітинний біолог і генний інженер; викладач біології та хімії»; у 1999 році – аспірантуру Інституту клітинної біології та генетичної інженерії НАН України.
Кандидатську «Особливості просторової структури тубуліну як основа клітинної відповіді рослин на дію гербіцидів динітроанілінового і фосфороамідного рядів» захистив у 2006 році, науковим керівником його став доктор біологічних наук, академік НАН України Ярослав Блюм. З лютого 2010 року працює в рідній альма-матер спочатку на посаді доцента, а відторік – завідувач кафедри біотехнології та біоінформатики ІВТ.
Серед дослідницьких здобутків ученого – більш як 70 наукових праць, звання лауреата Премії Президента України для молодих вчених, а також міжнародні стажування й співпраця.
Нині Олексій Юрійович – керує грантовим проєктом НФДУ, одним із завдань якого є розробка нових високоселективних інгібіторів, які можуть підвищити ефективність боротьби з легеневою недостатністю, посприяти відновленню нормальної вентиляції легень і в результаті – допомогти в лікуванні важких станів при Covid-19. Тема дуже актуальна. У травні нинішнього року написана ним у співавторстві стаття була надрукована в журналі «Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America», IF 9.412 з найвищим показником у базі даних Web of Science серед науково-педагогічних працівників КНУ.
На початку нового навчального року, в якому, на жаль, не зменшується загроза нового загострення короновірусної хвороби, ми розпитали вченого про те, як розвивається його робота.
-Сфера моїх наукових інтересів – усе, що стосується механізмів біомолекулярного розпізнавання, – каже Олексій Юрійович. – Якщо коротко, я досліджую особливості просторової структури конкретного білка (або іншої біомакромолекули), визначення його спорідненості до певних хімічних чинників і те, як можна керувати процесом їх взаємодії. Розуміння цих особливостей дає змогу раціонально підбирати або розробляти сполуки, що є ефективними щодо бажаних біомолекулярних мішеней і в своїх «робочих» концентраціях практично не взаємодіють з іншими компонентами клітини. Лікарські препарати й засоби захисту рослин, розроблені на основі таких сполук, мають перевагу не тільки завдяки високій ефективності, але й меншій кількості побічних ефектів на організм пацієнта та навколишнє середовище.
Мене взагалі цікавлять загальні механізми молекулярного розпізнавання, особливо дистантні механізми, коли молекули ще перебувають на відстані одна від одної, але вже починають процес взаємної орієнтації. Із більш конкретного – реалізація субстратної селективності такого відомого ферменту як ДНК-полімераза, що забезпечує відтворення і підтримку цілісності молекул ДНК і визначає різну точність. У мене є публікації на цю тему в Journal of Bionanoscience та в Structural Chemistry, ми й далі інтенсивно працюємо в цьому напрямку.
– Грантовий проєкт НФДУ, яким ви керуєте, називається «Раціональний дизайн інгібіторів мускаринових рецепторів ацетилхоліну як потенційних компонентів комбінованої терапії хронічного обструктивного захворювання легень (ХОЗЛ) та астми». У чому він полягає?
Головна мета – розробити нові високоселективні інгібітори потенційних компонентів комбінованої терапії цілої низки важких захворювань із застосуванням методів комп’ютерного моделювання та віртуального скринінгу. Надлишкова активність цих рецепторів в стінках повітроносних шляхів приводить до стабільного зменшення величини дихального отвору, хронічної гіповентиляції легень і, відповідно, сприяє розвитку і негативному перебігу захворювань. У нашій команді шестеро учасників: троє представляють КНУ імені Тараса Шевченка, двоє – Інститут молекулярної біології і генетики НАН України, ще один – науковий стартап Receptor.AI.
– Це більше теоретичне дослідження?
-Та ні, проєкт на 90% прикладний. Нове фундаментальне знання, яке ми вже отримали під час виконання, – це розташування сайтів зв’язування потенційних інгібіторів на поверхні досліджуваних рецепторів. Все інше –розробка нових потенційних ліків. Чому важливо розробляти ліки проти емфіземи? За даними ВООЗ торік це захворювання посіло «почесне» третє місце серед причин смерті у світі (після ішемічної хвороби серця та інсульту). Наявні препарати, що пригнічують активність мускаринових рецепторів і включені в протокол лікування емфіземи, недостатньо селективні і призводять до негативних побічних явищ, можуть спричиняти навіть інфаркт міокарда. Тож розробка нових інгібіторів, високоселективних стосовно мускаринових рецепторів ацетилхоліну, можливо, стане проривом у лікуванні ХОЗЛ, астми, інших небезпечних патологій.
– А як це впливає на Covid-19, над якими працює дослідницька група?
-Звісно, інгібітори наших з вами рецепторів не є противірусними препаратами. Однак, зважаючи на те, що важкі форми ковіду супроводжуються саме легеневою недостатністю, застосування препаратів, що сприяють відновленню нормальної вентиляції легень, може підвищити ефективність боротьби з такими станами. Безперечно, легенева недостатність під час Covid-19 обумовлена не лише звуженням дихальних шляхів, але її роль у виникненні небезпечного для життя стану ніхто не відміняв. Тому результати нашого проекту потенційно можуть посприяти боротьбі з важкими станами при ковіді.
– На якому етапі виконання перебуває проєкт та що вже вдалося зробити? Зараз у нас дуже відповідальний етап виконання – біологічне тестування активності сполук, відібраних за допомогою обчислювальних підходів. За успішного результату будемо проводити хімічну модифікацію найбільш перспективних сполук задля покращення їх афінності до цільових рецепторів.
– Ваші наукові статті, зроблені у міжнародній колаборації з науковцями інших країн, досягають високих наукометричних показників. Розкажіть про свою співпрацю.
-Із командою Australian Herbicide Resistance Initiative (Університет Західної Австралії) ми співпрацюємо з 2015 року (свого часу їх зацікавила наша публікація, присвячена просторовому розподілу мутацій, що забезпечують стійкість живих організмів до антимікротрубочкових сполук). Оскільки в їхній команді не було фахівців зі структурного аналізу, вони запропонували мені співпрацю як експерту в цій галузі.
Поточним результатом є вже чотири спільні статті, присвячені молекулярним, структурним та клітинним механізмам, що забезпечують виникнення стійкості до широко застосованих гербіцидів у різних видів рослин. Ці механізми є досить різноманітними. У нашій роботі, опублікованій в PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences – авт.), ми демонструємо механізм, який забезпечує стійкість до відомого гербіцида гліфосата шляхом його виведення з клітини трансмембранним білком-транспортером родини АВС. Транспортери цієї родини широко розповсюджені, є не лише у рослин, але й у людей, і забезпечують клітинну стійкість до різних хімічних чинників. Що стосується процесу нашого співробітництва – закордонні колеги досліджують стійкість у певного виду рослин до конкретного засобу захисту рослин, виявляють зміни, які відбулися на молекулярному та клітинному рівні. Ми ж аналізуємо зміни на рівні просторової структури молекул, узгоджуємо наші дані, шукаємо неточності, якщо такі є, і займаємося літературною роботою.
– Порадьте, будь ласка, молодим ученим, як надрукувати статтю у рейтинговому журналі. Як це відбувається у досвідчених науковців?
– Першим етапом є пошук рейтингового журналу, а краще декількох, тематика яких відповідає тематиці вашого дослідження. Другим – визначення кандидатур потенційних рецензентів (у серйозних наукових журналах як правило просять запропонувати дві-три кандидатури можливих рецензентів, а в ряді випадків і фахівців, з якими є конфлікт інтересів і які не можуть бути рецензентами через свою упередженість). Звісно, мають бути виконані формальні вимоги до рукопису, що висуваються обраним журналом. Подавати статтю краще в найрейтинговіший журнал із тих, що обрано на першому етапі. Далі рукопис або відправляють на рецензування, або відхиляють одразу. Відхилити без рецензування можуть із різних, як правило, суб’єктивних причин, і в цьому випадку не варто далі намагатися подавати цю статтю саме в цей журнал – треба переходити до наступного номера в списку журналів-кандидатів. Якщо статтю передали рецензентам, то це 70% успіху. Навіть у випадку двох негативних рецензій (а це формальний привід для відхилення статті) є можливі позитивні варіанти розвитку подій. Стаття, відхилена на основі негативних рецензій, може бути переподана в той самий журнал – тут варто або врахувати зауваження й рекомендації рецензентів, або дати чітке й аргументоване обґрунтування своєї наукової позиції. Мій особистий досвід свідчить: якщо стаття потрапила на рецензування – рано чи пізно вона буде опублікована. Проте треба бути готовим до дискусій із рецензентами (не забуваємо, що науковці представляють результати своєї роботи широкому загалу саме у формі захисту), і найкраща політика в цій ситуації – спокійна наполегливість. Єдиний випадок, коли таки не вдалося подолати опір рецензентів, був пов’язаний, на жаль, із вітчизняним журналом, правда не дуже рейтинговим.
– Крім суто наукової, у вас великий обсяг викладацької діяльності. Чи є у вас певні принципи, якими ви керуєтеся в процесі своєї викладацької роботи?
-Так, їх декілька. Новизна, зацікавленість, комунікація, емоційна залученість, імпровізація. І спілкування із студентами на рівних!- Чи складно знайти підхід до сучасних студентів?
-Простіше, ніж може здатися на перший погляд. Треба самому бути щиро зацікавленим у тому, що ти розповідаєш студентам. І щиро зацікавленим у спілкуванні з ними. Але встановивши емоційний контакт з людиною, можна завантажити її й хибними ідеями. Тому спілкуючись з молодими колегами, я завжди закликаю їх застосовувати як у повсякденному житті, так і в науковій роботі принципи критичного аналізу даних.
– З досвідом щось змінилося у вашій викладацькій практиці? Так, раніше я намагався чітко слідувати встановленому плану проведення кожної лекції. Потім став більше імпровізувати. Дуже швидко прийшло розуміння, що будь-яку інформацію, навіть усталену, треба перевіряти. Тим більше, що ми навчаємо речам, розташованим на вістрі сучасної біології. Практично одразу на лекціях намагаюсь вибудовувати діалог зі студентами, провокую, щоб мені задавали запитання.
Хоча, пригадую таку цікаву ситуацію: на іспиті із сучасних інформаційних технологій у біології сіла відповідати дівчина, яка протягом курсу не поставила жодного запитання. А відповідає на 100 з плюсом. Цікавлюсь: чому ж вона ніколи ні про що не запитувала. Відповідає: «А я й так усе розумію». Тож запитання – теж не завжди показник інтересу.
А найчастіше пригадую липень 2010 року, коли був перший набір до магістратури Інституту високих технологій, ми з острахом чекали, чи будуть абітурієнти. І нарешті з’являється наша перша абітурієнтка. Це було дуже хвилююче.
– А що в майбутньому? Як плани?
– Захист докторської, акредитація магістерської освітньої програми «Біоінформатика і структурна біологія», суттєве оновлення решти наших освітніх програм, розширення міжнародної співпраці (ведемо перемовини з фахівцями Університету Сент-Луїса, США стосовно спільних наукових проєктів). Попереду – робота, яка зацікавлює і приносить результат.
Розмову вела Аліна ВОЛИК, Газета “Світ”, №33 – 34, вересень, 2021 р.