Познавач на невидимия свят търси враг на коронавируса с компютърни симулации и суперкомпютри
Actualno.com беседва с откривателя на невидимия свят – експертът по физика на обикновените частици, учител в катедра " Атомна физика " на СУ " Св. Кл. Охридски " и началник на българския екип в Европейския център за нуклеарни проучвания (ЦЕРН) проф. Леандър Литов. В подземния адронен ускорител на ЦЕРН, който е най-големият в света, той дружно със своите сътрудници съумя да " улови " така наречен " божествена парченце " – Хигс бозон, обвързвана с механизма на генериране на маса на частиците в познатия ни свят, заемащ едвам 4% от Вселената и се насочи към проучване на структурата и съставляващите така наречен " тъмната материя ". Провокиран от настъплението на ковид, българският академик към този момент търси метод за битка с COVID-19.
Проф. Литов, спрямо обикновените частици, с които се занимавате, невидимият ковид несъмнено е исполин, само че не несломим, нали?
О, да, като размер - несъмнено. Иначе, без подозрение ще се оправим и с този вирус, въпросът е какъв брой бързо и на каква цена.
Ние се опитваме да разберем по какъв начин е устроена Вселената, по какъв начин се е раждала, по какъв начин се е развивала, какво се е случвало през първата една секунда от нейния живот. Борбата с ковид е нещо не по-малко забавно и не по-малко значимо. Опитваме се да разберем по какъв начин е устроена живата материя и по какъв начин действа тя в нейното единение, тъй като не сме единствено ние - като стартираме от вируси, които не е доста ясно дали би трябвало да ги преглеждаме като живи или неживи и се стигне до такива комплицирани организми, каквито сме ние - хората. Методите, които се употребяват в тези разнообразни области на познанието са едни и същи. В търсенето на лекарство против COVID-19, да вземем за пример, ние ще вършим компютърни симулации на взаимоотношението на някакви дребни молекули с протеините, които се създават от ковид.
Това, което стои зад сходни симулации, е целият насъбран опит във физиката, това е на първо място физика, тъй като тези взаимоотношения са чисто физически. Огромният опит, насъбран в региона на осведомителните и информационни технологии, големият опит, насъбран в потребление на комплицирани компютърни системи за решение на физически задания, големият опит в решение на комплицирани системи от диференциални уравнения… - всичко това, което е развивано за потребностите на физиката и математиката, сега се ползва в биологията и съм оптимист, че ще успеем.
Повлия ли коронавирусът работата ви?
Естествено. ЦЕРН беше затворен и всякаква интензивност, обвързвана с осъществяване на действия на територията му, е прекратена. Има дребни екипи, които поддържат и управляват положението на инфраструктурата. Но това не значи, че сме спрели работа - интензивно се организира разбор на насъбраните към този момент данните, развива се софтуера, в ред лаборатории в света продължава подготовката и тестванията на ново съоръжение, което следва да се конфигурира в ЦЕРН. Колаборацията CMS (детектора на обикновени частици Компактен мюонен соленоид) организира тази седмица онлайн конференция. В тази колаборация вземат участие учени от 55 страни. Последните два часа във видеоконферентна връзка направихме обзор на отражението на пандемията - къде какви ограничавания са въведени, къде работят, къде не работят хората, какво става със дилемите, които имат по CMS, къде ги извършват, къде не могат…. Преориентираме се за битка с ковид.
Разкажете за новите хрумвания по какъв начин да помогне ЦЕРН?
В момента се събират оферти в няколко посоки. Едното е за основаване и потребление на. Освен това, ЦЕРН интензивно взе участие в една стратегия, в която са включени големи компютърни запаси за нагъване на белтъци, с цел да може да се изучи структурата на протеините на ковид. Друго направление е работа, обвързвана с потребление на изкуствен интелект и други софтуерни способи и принадлежности, както по отношение на. В ЦЕРН е създаден и респиратор, който е доста по-лек и може да работи на акумулатори. Всичко това се прави в тясна връзка със Световната здравна организация (СЗО).
България има ли присъединяване?
В момента български групи не вземат участие в тези планове, а къде би могла да се включи България – това към този момент не е обвързвано с ЦЕРН, а с други действия на нашата група – да вземем за пример в опитите да бъдат създадени лекарствени препарати.
Защо е толкоз значима протеиновата конструкция на вируса?
След като проникне вътре в клетката, коронавирусът се разгражда и неговото РНК пуска развой на произвеждане на белтъци. Сумарно неговото РНК кодира единствено 26 белтъка. Тези белтъци се създават от клетката, в която е влезнал коронавирусът и стартират да взаимодействат с човешките белтъци, които са вътре в нея. Целта на тези взаимоотношения е двояка –. Интересното е, че тези 26 белтъка на ковид взаимодействат с 332 човешки белтъка, т.е. те са извънредно ефикасни - блокират и променят доста от функционалностите на клетката. Да се открие лекарство против този вирус значи да се откри някаква дребна молекула, която да се свърже с някой от белтъците му, т.е. с един или повече от тези 26 белтъка и да блокира тяхната биологична интензивност. За да подберем дребна молекула, с която да блокираме даден протеин, би трябвало да познаваме тримерната конструкция на този протеин. Това значи да познаваме всеки един атом от него къде е ситуиран в пространството. Тримерната конструкция на протеините на този вирус не е позната, тъй като той е нещо напълно ново, което се е появило напълно неотдавна. По принцип тримерни структури на протеини се получават като кристализираме този протеин и го облъчваме с високоенергетично рентгеново излъчване. Тогава получаваме картина - атом по атом кой къде е ситуиран. Другият способ е като се употребява ядрено-магнитен резонанс.
Какви са идващите стъпки до лекарството?
От всевъзможните милиарди дребни молекули, които съществуват и които можем да синтезираме, би трябвало да подберем най-подходящите. Правят се компютърни симулации, като се употребяват суперкомпютри и с тяхна помощ се ревизира релативно бързо кои са евентуалните претенденти, които биха се свързали с въпросния белтък. След като сканираме съществуващите бази данни и отделим от голямото голям брой евентуални претенденти, които може да бъдат 10 – 20 – 30, се прави пробна инспекция, с цел да се види дали в действителност се свързват и образуват ли постоянен комплекс.
Ако се окаже, че образуват постоянен комплекс с белтък на вируса, последваща стъпка е да се ревизира дали тази молекула с изключение на с този белтък не се свързва и с други човешки белтъци и по този метод да даде някакви странични или токсични резултати. Ако се окаже, че там нещата са наред, се минава през три етапи на изпитване – изначало върху животни, по-късно върху хора и клинични изпитвания на възможния претендент за лекарствен препарат.
Процедурата е дълга, по никакъв начин не е елементарна, само че се надяваме, че релативно бързо можем да получим някакво ново лекарство. Между другото това изяснява за какво множеството медици сега се пробват да употребяват към този момент известни медикаменти, които са одобрени като лекарствени препарати и чиито странични резултати се знаят. Такъв е казусът с лекарствените препарати, основани на хининова основа, които са разработвани срещу малария, също и с препарата, който беше създаден от Япония за лекуване на грип и се оказа, че има позитивно влияние и при заболели от COVID-19.
Беше обявено, че в Австралийския ускорител пробват да за основат 3D-карти на белтъците на ковид, бихте ли пояснили?
Този ускорител в Австралия е синхротрон, който форсира електрони. Тези електрони, когато минават през мощно магнитно поле, излъчват така наречен синхротронно лъчение, което в тази ситуация е от високоенергетични рентгенови гама кванти. По този метод може да бъде получена тримерната конструкция на проучвания обект на атомно равнище. Задачата, която са си сложили австралийските учени от този ускорител, е да изследват тримерната конструкция на белтъците, създавани от вируса. А за какво желаеме да я знаем - тъй като когато я знаем, тогава към този момент можем да създадем идната стъпка – да се опитаме да намерим някаква дребна молекула, която да взаимодейства с този белтък и да блокира неговата биологична интензивност.
Обнадеждаващи ли са напъните за приемане на такива обемни структури?
Това не е въпрос на обнадеждаване. Това е належащо изискване, с цел да се направи идната стъпка - да търсим лекарствен препарат, т.е.. Това е безусловно належащо познание като първа стъпка, с цел да създадем втората – към този момент да търсим коя молекула може да се свърже с тези белтъци.
А какъв брой време лишава?
Самата тримерна конструкция се прави релативно бързо и елементарно, разбирайте много хора за няколко седмици – месец могат да създадат кристализирана форма на проучвания белтък и да получат тримерната му конструкция. Оттам нататък е много комплициран развой. Ако вземем за образец създаването на предходни медикаменти и препарати, нормално процесът лишава години, само че в тази ситуация с ковид работят ужасно доста колективи по целия свят по едно и също време и се пробват да получат лекарство, с цел да блокират този вирус. Мисля, че можем да бъдем оптимисти.
Къде виждате капацитет българската просвета да способства?
В момента има отворени състезания от Европейската комисия, които са насочени непосредствено в няколко посоки за битка с ковид и следствията от неговото наличие – създаване на лекарствени препарати и ваксини; отнасяне на болните и инфектираните от ковид и битката с всички стопански и обществени последици от тази пандемия. В тези посоки работят разнообразни колективи от Българска академия на науките и българските университети. Специално нашата група, с изключение на с физика на обикновените частици се занимава от много време и с биология и то точно с създаване на нови лекарствени препарати благодарение на компютърни симулации и с потребление на високопроизводителни компютри и суперкомпютри.
Бихте ли разказали повече за суперкомпютрите, разработваните препарати и българския принос?
Използвали сме двата български суперкомпютъра – IBM Blue Gene/P и Авитохол, както и ред от огромните европейски суперкомпютри. Изследванията ни са свързани с създаване на лекарствени препарати за угнетяване на развиването на някои автоимунни болести, както и с потребление на антибактериални пептиди от натурален генезис вместо антибиотици.
Започнахме проучване, обвързвано с изясняване на механизма посредством, който ковид подтиска имунния отговор на инфектираните кафези. Изучаваме, кои белтъци вземат участие в този развой и ще се опитаме да намерим метод да ги блокираме, по този начин, че да може имунната система да се оправи с вируса. В тези проучвания вземат участие учени от СУ " Св, Кл. Охридски ", Института по осведомителни и информационни технологии (ИИКТ), Института по молекулярна биология (ИМБ) и Института по органична химия с център по фитохимия (ИОХЦФ) на Българска академия на науките.
Постиженията от ЦЕРН могат ли да бъдат от изгода?
Да, могат. В няколко посоки работим. Например сега ЦЕРН е отделил от компютърния си център, който е голям, над 200 000 ядра, които се употребяват за нагъване на белтъци на COVID-19, т.е. за изясняване на тримерната конструкция на белтъците, които създава коронавирусът. В днешно време централните процесори на компютрите имат 6 – 8 – 12 ядра и всяко от тези ядра работи като независим процесор и една или две задания могат да се пресмятат на него.
Резултатът ще бъде ли употребен в австралийския ускорител?
Тези резултати ще бъдат употребени от всички хора, които се занимават с тази задача. Примерно в Австралия, в случай че съумеят и получат 3D структури на протеините на ковид, те ще ги разгласяват. Тогава те стават налични за всички останали учени, които работят по казуса, могат да ги вземат и да работят с тях. Същото е с този предстоящ резултат от ЦЕРН. Това е международно придвижване, което сега сплотява запас, неведнъж по-голям от най-мощния суперкомпютър в света по задачата да се обясни тримерната конструкция на белтъците, създавани от ковид. Хората по целия свят работят интензивно и ние ще се опитаме да създадем принос в това направление.
Как върви битката на другия фронт – против евентуалното заразяване, против невидимия инертен вирус, който дебне по повърхностите?
Тези вируси са много нестабилни и в случай че се третират с препарати на спиртна основа, се разграждат и унищожават. Това е общоизвестно. Друго дейно средство е облъчване с ултравиолетова светлина. Ултравиолетовото излъчване е от високоенергетични фотони, които когато попаднат върху вируса разграждат неговата обвивка и РНК, доста дейно освен това. Но ултравиолетовото лъчение е тъкмо толкоз нездравословно и за индивида.
Има ултравиолетови лампи, които са необятно употребявани в медицината за стерилизация. Сложни и релативно скъпи са и човек би трябвало да бъде доста деликатен при използването им. Такива лампи би трябвало да се употребяват в пространства, в които по време на облъчването няма хора и самото облъчване би трябвало да трае 15 – 20 минути най-много. Става въпрос за същото нещо, от което вие се пазите, когато сте на плаж и се мажете с крем. Целта на тези кремове и задачата на промяната на тена на кожата е да гълтам ултравиолетовото излъчване и да не позволяват да унищожава човешките кафези.
Изглежда най-сигурният зложелател на ковид са ултравиолетовите лъчи?
Със сигурност, без всякакво подозрение - когато облъчвате вирус с ултравиолетово лъчение, вие го унищожавате. Проблемът е, че когато вирусът е вътре в индивида, не може да го облъчвате. Но може да облъчвате стаи, болнични и други пространства, като част от дезинфекцията, в отсъствието на хора. Едно време по болничните стаи имаше два ключа – с единия се включваше осветлението, а с другия - ултравиолетовата лампа за стерилизация. Сега не знам по какъв начин е, само че една лампа е разчетена да облъчва цяло помещение, тъй че тези, които са в лечебните заведения изрично стават и за домашна приложимост, само че би трябвало да се внимава доста.
А за облъчване на магазини с хранителни артикули, хранилища, фризери, аптеки, офиси, транспортни средства подобаващи ли са? Ултравиолетовите лъчи, като се изключи че " почистват ", оставят ли други следи, провокират ли химични реакции и съединения, проникват ли през загради и стени? Може ли предметите и продуктите да се облъчат безвредно отвред и да остават безвредни?
Може да облъчвате на всички места, стига там да няма хора. Такова облъчване с доза, която не надвишава предложената, не поврежда облъчваните артикули. По принцип ултравиолетовото лъчение се гълтам от доста тънки загради и не прониква на огромна дълбочина. При неведнъж облъчване повърхността на някои материали може да се повреди по същия метод, както когато са изложени за дълго време на директна слънчева светлина.
Някои учени свързват нашествието на ковид с ниската слънчева интензивност, споделяте ли това виждане?
Тази догадка звучи извънредно обосновано. Слънцето излъчва светлина в цялостния набор, в това число ултравиолетово лъчение, което когато облъчва някакви бактерии, вируси, микроби, общо взето ги унищожава. Имаме си източник на естествена стерилизация, единствено че този източник работи много по-слабо през зимата и по-малка част от ултравиолетовото лъчение доближава до земната повърхнина. Известно е и, че Слънцето не постоянно излъчва еднообразно количество светлина и че има интервали, в които е по-активно и интервали, през които е по-пасивно. Оказва се, че сега Слънцето е в своя най-малко на интензивност и както настояват тези откриватели, сегашният е много бездънен най-малко, защото за последно Слънцето е било толкоз пасивно преди съвсем 200 години. Все отново, с повишаването на интензивността на Слънцето, ще се усилва интензивността на ултравиолетовото лъчение и по този начин нашата естествена машина за стерилизация ще проработи много по-ефективно.
Дискутира се натурален или неестествен е коронавирусът, Вие по какъв начин смятате?
Едва ли някой може да каже сигурно по какъв начин се е появил този вирус. За момента се приема, че вирусът SARS-Cov-2 е мутирал в прилепи и е минал към човек посредством промеждутъчен гостоприемник т.е., произходът му е натурален.
Да се прехвърлим към ЦЕРН - уловихте „ Хигс бозона “, ред е на „ тъмната материя “, нали?
Хигс бозона го уловихме и сега учим неговите свойства. Само че за задачата ни е належащо да наберем задоволително доста такива частици и да имаме задоволително статистика. Той, обаче, не се ражда постоянно, а в доста редки процеси. Нашият ускорител от близо 3 години не работи, поради планово прекъсване и трябваше да проработи при започване на идната година, само че поради пандемията, очевидно ще има забавяне от няколко месеца. В момента се занимаваме с доизграждане на ускорителя, по този начин, че да има по-висока активност и вероятно по-висока сила на сноповете. Паралелно с ускорителя се работи по доизграждане на детекторите, по този начин, че те да могат да работят при тази по-висока активност на ускорителя, като задачата е в идващите 3 години да увеличим внезапно статистиката, тъй че да изследваме по- точно и с по-висока акуратност свойствата на Хигс бозона. Това е една от многото задания, които се опитваме да решим.
Много забавна и извънредно значима задача за идващите години ще бъде да се направи опит да разберем от какво е формирана и каква е структурата на тъмната материя. Тя е към 6 пъти повече от познатата ни „ елементарна материя “. Тъмната материя взаимодейства доста едва с нашата и ние съдим за нея само по гравитационните й взаимоотношения. Не знаем от какви частици е формирана и дали те взаимодействат по някакъв различен метод с елементарната материя.
Ако успеем да следим съставящите частици на тази материя и разберем какви са техните свойства, това ще бъде голяма стъпка в разбирането на структурата на Вселената.
Интервю на Ива Иванова
Проф. Литов, спрямо обикновените частици, с които се занимавате, невидимият ковид несъмнено е исполин, само че не несломим, нали?
О, да, като размер - несъмнено. Иначе, без подозрение ще се оправим и с този вирус, въпросът е какъв брой бързо и на каква цена.
Ние се опитваме да разберем по какъв начин е устроена Вселената, по какъв начин се е раждала, по какъв начин се е развивала, какво се е случвало през първата една секунда от нейния живот. Борбата с ковид е нещо не по-малко забавно и не по-малко значимо. Опитваме се да разберем по какъв начин е устроена живата материя и по какъв начин действа тя в нейното единение, тъй като не сме единствено ние - като стартираме от вируси, които не е доста ясно дали би трябвало да ги преглеждаме като живи или неживи и се стигне до такива комплицирани организми, каквито сме ние - хората. Методите, които се употребяват в тези разнообразни области на познанието са едни и същи. В търсенето на лекарство против COVID-19, да вземем за пример, ние ще вършим компютърни симулации на взаимоотношението на някакви дребни молекули с протеините, които се създават от ковид.
Това, което стои зад сходни симулации, е целият насъбран опит във физиката, това е на първо място физика, тъй като тези взаимоотношения са чисто физически. Огромният опит, насъбран в региона на осведомителните и информационни технологии, големият опит, насъбран в потребление на комплицирани компютърни системи за решение на физически задания, големият опит в решение на комплицирани системи от диференциални уравнения… - всичко това, което е развивано за потребностите на физиката и математиката, сега се ползва в биологията и съм оптимист, че ще успеем.
Повлия ли коронавирусът работата ви?
Естествено. ЦЕРН беше затворен и всякаква интензивност, обвързвана с осъществяване на действия на територията му, е прекратена. Има дребни екипи, които поддържат и управляват положението на инфраструктурата. Но това не значи, че сме спрели работа - интензивно се организира разбор на насъбраните към този момент данните, развива се софтуера, в ред лаборатории в света продължава подготовката и тестванията на ново съоръжение, което следва да се конфигурира в ЦЕРН. Колаборацията CMS (детектора на обикновени частици Компактен мюонен соленоид) организира тази седмица онлайн конференция. В тази колаборация вземат участие учени от 55 страни. Последните два часа във видеоконферентна връзка направихме обзор на отражението на пандемията - къде какви ограничавания са въведени, къде работят, къде не работят хората, какво става със дилемите, които имат по CMS, къде ги извършват, къде не могат…. Преориентираме се за битка с ковид.
Разкажете за новите хрумвания по какъв начин да помогне ЦЕРН?
В момента се събират оферти в няколко посоки. Едното е за основаване и потребление на. Освен това, ЦЕРН интензивно взе участие в една стратегия, в която са включени големи компютърни запаси за нагъване на белтъци, с цел да може да се изучи структурата на протеините на ковид. Друго направление е работа, обвързвана с потребление на изкуствен интелект и други софтуерни способи и принадлежности, както по отношение на. В ЦЕРН е създаден и респиратор, който е доста по-лек и може да работи на акумулатори. Всичко това се прави в тясна връзка със Световната здравна организация (СЗО).
България има ли присъединяване?
В момента български групи не вземат участие в тези планове, а къде би могла да се включи България – това към този момент не е обвързвано с ЦЕРН, а с други действия на нашата група – да вземем за пример в опитите да бъдат създадени лекарствени препарати.
Защо е толкоз значима протеиновата конструкция на вируса?
След като проникне вътре в клетката, коронавирусът се разгражда и неговото РНК пуска развой на произвеждане на белтъци. Сумарно неговото РНК кодира единствено 26 белтъка. Тези белтъци се създават от клетката, в която е влезнал коронавирусът и стартират да взаимодействат с човешките белтъци, които са вътре в нея. Целта на тези взаимоотношения е двояка –. Интересното е, че тези 26 белтъка на ковид взаимодействат с 332 човешки белтъка, т.е. те са извънредно ефикасни - блокират и променят доста от функционалностите на клетката. Да се открие лекарство против този вирус значи да се откри някаква дребна молекула, която да се свърже с някой от белтъците му, т.е. с един или повече от тези 26 белтъка и да блокира тяхната биологична интензивност. За да подберем дребна молекула, с която да блокираме даден протеин, би трябвало да познаваме тримерната конструкция на този протеин. Това значи да познаваме всеки един атом от него къде е ситуиран в пространството. Тримерната конструкция на протеините на този вирус не е позната, тъй като той е нещо напълно ново, което се е появило напълно неотдавна. По принцип тримерни структури на протеини се получават като кристализираме този протеин и го облъчваме с високоенергетично рентгеново излъчване. Тогава получаваме картина - атом по атом кой къде е ситуиран. Другият способ е като се употребява ядрено-магнитен резонанс.
Какви са идващите стъпки до лекарството?
От всевъзможните милиарди дребни молекули, които съществуват и които можем да синтезираме, би трябвало да подберем най-подходящите. Правят се компютърни симулации, като се употребяват суперкомпютри и с тяхна помощ се ревизира релативно бързо кои са евентуалните претенденти, които биха се свързали с въпросния белтък. След като сканираме съществуващите бази данни и отделим от голямото голям брой евентуални претенденти, които може да бъдат 10 – 20 – 30, се прави пробна инспекция, с цел да се види дали в действителност се свързват и образуват ли постоянен комплекс.
Ако се окаже, че образуват постоянен комплекс с белтък на вируса, последваща стъпка е да се ревизира дали тази молекула с изключение на с този белтък не се свързва и с други човешки белтъци и по този метод да даде някакви странични или токсични резултати. Ако се окаже, че там нещата са наред, се минава през три етапи на изпитване – изначало върху животни, по-късно върху хора и клинични изпитвания на възможния претендент за лекарствен препарат.
Процедурата е дълга, по никакъв начин не е елементарна, само че се надяваме, че релативно бързо можем да получим някакво ново лекарство. Между другото това изяснява за какво множеството медици сега се пробват да употребяват към този момент известни медикаменти, които са одобрени като лекарствени препарати и чиито странични резултати се знаят. Такъв е казусът с лекарствените препарати, основани на хининова основа, които са разработвани срещу малария, също и с препарата, който беше създаден от Япония за лекуване на грип и се оказа, че има позитивно влияние и при заболели от COVID-19.
Беше обявено, че в Австралийския ускорител пробват да за основат 3D-карти на белтъците на ковид, бихте ли пояснили?
Този ускорител в Австралия е синхротрон, който форсира електрони. Тези електрони, когато минават през мощно магнитно поле, излъчват така наречен синхротронно лъчение, което в тази ситуация е от високоенергетични рентгенови гама кванти. По този метод може да бъде получена тримерната конструкция на проучвания обект на атомно равнище. Задачата, която са си сложили австралийските учени от този ускорител, е да изследват тримерната конструкция на белтъците, създавани от вируса. А за какво желаеме да я знаем - тъй като когато я знаем, тогава към този момент можем да създадем идната стъпка – да се опитаме да намерим някаква дребна молекула, която да взаимодейства с този белтък и да блокира неговата биологична интензивност.
Обнадеждаващи ли са напъните за приемане на такива обемни структури?
Това не е въпрос на обнадеждаване. Това е належащо изискване, с цел да се направи идната стъпка - да търсим лекарствен препарат, т.е.. Това е безусловно належащо познание като първа стъпка, с цел да създадем втората – към този момент да търсим коя молекула може да се свърже с тези белтъци.
А какъв брой време лишава?
Самата тримерна конструкция се прави релативно бързо и елементарно, разбирайте много хора за няколко седмици – месец могат да създадат кристализирана форма на проучвания белтък и да получат тримерната му конструкция. Оттам нататък е много комплициран развой. Ако вземем за образец създаването на предходни медикаменти и препарати, нормално процесът лишава години, само че в тази ситуация с ковид работят ужасно доста колективи по целия свят по едно и също време и се пробват да получат лекарство, с цел да блокират този вирус. Мисля, че можем да бъдем оптимисти.
Къде виждате капацитет българската просвета да способства?
В момента има отворени състезания от Европейската комисия, които са насочени непосредствено в няколко посоки за битка с ковид и следствията от неговото наличие – създаване на лекарствени препарати и ваксини; отнасяне на болните и инфектираните от ковид и битката с всички стопански и обществени последици от тази пандемия. В тези посоки работят разнообразни колективи от Българска академия на науките и българските университети. Специално нашата група, с изключение на с физика на обикновените частици се занимава от много време и с биология и то точно с създаване на нови лекарствени препарати благодарение на компютърни симулации и с потребление на високопроизводителни компютри и суперкомпютри.
Бихте ли разказали повече за суперкомпютрите, разработваните препарати и българския принос?
Използвали сме двата български суперкомпютъра – IBM Blue Gene/P и Авитохол, както и ред от огромните европейски суперкомпютри. Изследванията ни са свързани с създаване на лекарствени препарати за угнетяване на развиването на някои автоимунни болести, както и с потребление на антибактериални пептиди от натурален генезис вместо антибиотици.
Започнахме проучване, обвързвано с изясняване на механизма посредством, който ковид подтиска имунния отговор на инфектираните кафези. Изучаваме, кои белтъци вземат участие в този развой и ще се опитаме да намерим метод да ги блокираме, по този начин, че да може имунната система да се оправи с вируса. В тези проучвания вземат участие учени от СУ " Св, Кл. Охридски ", Института по осведомителни и информационни технологии (ИИКТ), Института по молекулярна биология (ИМБ) и Института по органична химия с център по фитохимия (ИОХЦФ) на Българска академия на науките.
Постиженията от ЦЕРН могат ли да бъдат от изгода?
Да, могат. В няколко посоки работим. Например сега ЦЕРН е отделил от компютърния си център, който е голям, над 200 000 ядра, които се употребяват за нагъване на белтъци на COVID-19, т.е. за изясняване на тримерната конструкция на белтъците, които създава коронавирусът. В днешно време централните процесори на компютрите имат 6 – 8 – 12 ядра и всяко от тези ядра работи като независим процесор и една или две задания могат да се пресмятат на него.
Резултатът ще бъде ли употребен в австралийския ускорител?
Тези резултати ще бъдат употребени от всички хора, които се занимават с тази задача. Примерно в Австралия, в случай че съумеят и получат 3D структури на протеините на ковид, те ще ги разгласяват. Тогава те стават налични за всички останали учени, които работят по казуса, могат да ги вземат и да работят с тях. Същото е с този предстоящ резултат от ЦЕРН. Това е международно придвижване, което сега сплотява запас, неведнъж по-голям от най-мощния суперкомпютър в света по задачата да се обясни тримерната конструкция на белтъците, създавани от ковид. Хората по целия свят работят интензивно и ние ще се опитаме да създадем принос в това направление.
Как върви битката на другия фронт – против евентуалното заразяване, против невидимия инертен вирус, който дебне по повърхностите?
Тези вируси са много нестабилни и в случай че се третират с препарати на спиртна основа, се разграждат и унищожават. Това е общоизвестно. Друго дейно средство е облъчване с ултравиолетова светлина. Ултравиолетовото излъчване е от високоенергетични фотони, които когато попаднат върху вируса разграждат неговата обвивка и РНК, доста дейно освен това. Но ултравиолетовото лъчение е тъкмо толкоз нездравословно и за индивида.
Има ултравиолетови лампи, които са необятно употребявани в медицината за стерилизация. Сложни и релативно скъпи са и човек би трябвало да бъде доста деликатен при използването им. Такива лампи би трябвало да се употребяват в пространства, в които по време на облъчването няма хора и самото облъчване би трябвало да трае 15 – 20 минути най-много. Става въпрос за същото нещо, от което вие се пазите, когато сте на плаж и се мажете с крем. Целта на тези кремове и задачата на промяната на тена на кожата е да гълтам ултравиолетовото излъчване и да не позволяват да унищожава човешките кафези.
Изглежда най-сигурният зложелател на ковид са ултравиолетовите лъчи?
Със сигурност, без всякакво подозрение - когато облъчвате вирус с ултравиолетово лъчение, вие го унищожавате. Проблемът е, че когато вирусът е вътре в индивида, не може да го облъчвате. Но може да облъчвате стаи, болнични и други пространства, като част от дезинфекцията, в отсъствието на хора. Едно време по болничните стаи имаше два ключа – с единия се включваше осветлението, а с другия - ултравиолетовата лампа за стерилизация. Сега не знам по какъв начин е, само че една лампа е разчетена да облъчва цяло помещение, тъй че тези, които са в лечебните заведения изрично стават и за домашна приложимост, само че би трябвало да се внимава доста.
А за облъчване на магазини с хранителни артикули, хранилища, фризери, аптеки, офиси, транспортни средства подобаващи ли са? Ултравиолетовите лъчи, като се изключи че " почистват ", оставят ли други следи, провокират ли химични реакции и съединения, проникват ли през загради и стени? Може ли предметите и продуктите да се облъчат безвредно отвред и да остават безвредни?
Може да облъчвате на всички места, стига там да няма хора. Такова облъчване с доза, която не надвишава предложената, не поврежда облъчваните артикули. По принцип ултравиолетовото лъчение се гълтам от доста тънки загради и не прониква на огромна дълбочина. При неведнъж облъчване повърхността на някои материали може да се повреди по същия метод, както когато са изложени за дълго време на директна слънчева светлина.
Някои учени свързват нашествието на ковид с ниската слънчева интензивност, споделяте ли това виждане?
Тази догадка звучи извънредно обосновано. Слънцето излъчва светлина в цялостния набор, в това число ултравиолетово лъчение, което когато облъчва някакви бактерии, вируси, микроби, общо взето ги унищожава. Имаме си източник на естествена стерилизация, единствено че този източник работи много по-слабо през зимата и по-малка част от ултравиолетовото лъчение доближава до земната повърхнина. Известно е и, че Слънцето не постоянно излъчва еднообразно количество светлина и че има интервали, в които е по-активно и интервали, през които е по-пасивно. Оказва се, че сега Слънцето е в своя най-малко на интензивност и както настояват тези откриватели, сегашният е много бездънен най-малко, защото за последно Слънцето е било толкоз пасивно преди съвсем 200 години. Все отново, с повишаването на интензивността на Слънцето, ще се усилва интензивността на ултравиолетовото лъчение и по този начин нашата естествена машина за стерилизация ще проработи много по-ефективно.
Дискутира се натурален или неестествен е коронавирусът, Вие по какъв начин смятате?
Едва ли някой може да каже сигурно по какъв начин се е появил този вирус. За момента се приема, че вирусът SARS-Cov-2 е мутирал в прилепи и е минал към човек посредством промеждутъчен гостоприемник т.е., произходът му е натурален.
Да се прехвърлим към ЦЕРН - уловихте „ Хигс бозона “, ред е на „ тъмната материя “, нали?
Хигс бозона го уловихме и сега учим неговите свойства. Само че за задачата ни е належащо да наберем задоволително доста такива частици и да имаме задоволително статистика. Той, обаче, не се ражда постоянно, а в доста редки процеси. Нашият ускорител от близо 3 години не работи, поради планово прекъсване и трябваше да проработи при започване на идната година, само че поради пандемията, очевидно ще има забавяне от няколко месеца. В момента се занимаваме с доизграждане на ускорителя, по този начин, че да има по-висока активност и вероятно по-висока сила на сноповете. Паралелно с ускорителя се работи по доизграждане на детекторите, по този начин, че те да могат да работят при тази по-висока активност на ускорителя, като задачата е в идващите 3 години да увеличим внезапно статистиката, тъй че да изследваме по- точно и с по-висока акуратност свойствата на Хигс бозона. Това е една от многото задания, които се опитваме да решим.
Много забавна и извънредно значима задача за идващите години ще бъде да се направи опит да разберем от какво е формирана и каква е структурата на тъмната материя. Тя е към 6 пъти повече от познатата ни „ елементарна материя “. Тъмната материя взаимодейства доста едва с нашата и ние съдим за нея само по гравитационните й взаимоотношения. Не знаем от какви частици е формирана и дали те взаимодействат по някакъв различен метод с елементарната материя.
Ако успеем да следим съставящите частици на тази материя и разберем какви са техните свойства, това ще бъде голяма стъпка в разбирането на структурата на Вселената.
Интервю на Ива Иванова
Източник: actualno.com
КОМЕНТАРИ