Перегляд повідомлення

10 липня 2024 року під головування Президента Національної академії наук України академіка Анатолія Загороднього відбулося чергове засідання Президії НАН України.

Спершу присутні заслухали й обговорили три наукові повідомлення молодих вчених Академії.

Про «Дизайн новітніх поліфункціональних каталізаторів для процесів отримання стратегічно важливих органічних продуктів з відновлюваної сировини» розповіла старший науковий співробітник відділу каталітичних окисно-відновних процесів Інституту фізичної хімії ім. Л.В. Писаржевського НАН України кандидат хімічних наук Ольга Ларіна.

Кандидат хімічних наук Ольга Ларіна

«Бута-1,3-дієн, 2-етилгексан-1-ол, а також ізомери бутену – це продукти, необхідні для вироблення низки важливих матеріалів. Наприклад, 2-етилгексан-1-ол потрібен для виробництва пластифікаторів, розчинників, добавок до дизельного палива, екологічно безпечних мийних засобів. Бутадієн та ізомери бутену – для виробництва гуми, еластомерів, полімерних смол. Головна сфера застосування – автомобільна промисловість, – зауважила науковиця. – В Україні бутадієн, ізомери бутенів і 2-етилгексанол не виробляють. Провідне місце на глобальному ринку бутадієну посідає Китай. Основний спосіб виробництва бутадієну – із С₄-фракції, отриманої шляхом парового крекінгу нафти.

Водночас, в останні 20 років сформувався такий напрям, як розроблення процесів перетворення біоспиртів, тобто одержання промислово важливих продуктів із відновлюваної сировини. Про актуальність цієї тематики свідчать наукові публікації, зокрема у фаховому журналі «ChemSusChem». Крім того, відомий виробник шин «Michelin» разом із французькою науковою установою IFPEN (Інститут нафти) і компанією «Axens» цьогоріч розпочали промислове виробництво біобутадієну з біоетанолу.

Слайд із презентації доповіді кандидата хімічних наук Ольги Ларіної

Україна має сировинну базу (це цукрові буряки, фуражне зерно, кукурудза, меляса), а також потужності для виробництва біоетанолу. За даними громадської організації «Укрбіоетанол» і ТОВ «Агротехнолоджі», у 2022 році ці потужності становили близько 380 тисяч тон на рік. З них 280 тисяч тон на рік – це потужності на територіях, віддалених від зони бойових дій. Відповідне обладнання встановлено вже на 22 агропідприємствах. На установках із виробництва біоетанолу можна виробляти й інші біоспирти – скажімо, бутан-1-ол та ізобутанол. У світі так роблять, наприклад, шотландська компанія «Celtic Renewables» і американські компанії «Gevo, Inc.» та «Nesika Energy, LLC».

Ми ж поставили перед собою завдання створити ефективні каталізатори для перетворення біоспиртів з одержанням промислово важливих мономерів і вищих спиртів. Кінцева мета – створення передумов для налагодження в Україні виробництва полімерних матеріалів і компонентів палив. Це знизить залежність нашої промисловості від імпорту таких нафтопродуктів.

Для досягнення цієї мети ми в Інституті фізичної хімії ім. Л.В. Писаржевського НАН України дослідили серію каталізаторів. Розповім спершу про отримання бутадієну. Ми вивчили системи ZnO/MgО-SiО₂, на яких досягається висока продуктивність каталізатора за бутадієном з етанол-ректифікату – до 0,26 г бутадієну на 1 г каталізатора за годину. Якщо використовувати етанол 80% – продуктивність буде меншою: 0,15 г бутадієну на 1 г каталізатора за годину. Ми показали, що досягти високих показників процесу вдалося завдяки активним центрам різної природи (цинк- і магнійумісним) у складі цих каталізаторів.

Щодо цеолітних каталізаторів. Використання цеолітних систем, зокрема ВЕА, дає змогу спрямовано регулювати функціональні властивості таких каталізаторів іще на етапі синтезу. Зокрема, ми створили каталізатор, що містить мідь, тантал і деалюмінований цеоліт BEA, тобто ми замінили алюміній активними у цьому процесі гетероелементами. І це дало змогу досягти селективності за бутадієном до 73% при виході близько 64%. Ці результати опубліковано в журналі «ACS Sustainable Chemistry & Engineering» (до речі, запропоновану нами схему процесу перетворення етанолу на бутадієн у таких системах редакція винесла на обкладинку журналу). Ми також дослідили вплив силікатного носія у складі каталізаторів Zn-La-Zr-Si і змогли підвищити продуктивність каталізатора за бутадієном саме при перетворенні етанолу 80% до 0,32 г на 1 г каталізатора за годину.

Окремо ми вивчили вплив води на продуктивність таких каталізаторів, адже вода інгібує процес одержання бутадієну та знижує показники за цільовим продуктом. Використання саме висококонцентрованих сумішей етанолу (вищих за 80%), які можна отримати шляхом швидкої сепарації ферментаційного бульйону, дає змогу знизити негативні наслідки використання саме розбавлених розчинів. Ідеться про зменшення витрат на прогрівання реакційної суміші, яка містить чимало води. У такий спосіб також можна підвищити продуктивність каталізатора.

Ми розробили каталізатор, який забезпечує перетворення етанолу 80% на бутадієн. Цей каталізатор містить легку в приготуванні оксидну систему – цинк, лантан, цирконій, кремній. Вона забезпечує перетворення до 0,71 г бутадієну на 1 г каталізатора за годину. На час опублікування наш результат був найвищим серед аналогів.

Щодо одержання 2-етилгексан-1-олу. Саме ми вперше показали можливість перебігу процесу перетворення бутан-1-олу на 2-етилгексан-1-ол в присутності магній-алюміній-оксидних систем. І це підтвердило можливість послідовного перетворення біоетанолу на бутан-1-ол і на 2-етилгексан-1-ол – в одному реакторі, на одному каталізаторі, у проточному режимі за атмосферного тиску. Тобто ми довели, що можна отримувати 2-етилгексан-1-ол безпосередньо з біоетанолу.

З-поміж наших розробок – серія каталітичних систем: наприклад, магній-алюмінієва система (похідна гідроталькіту) та кальцій-фосфатні системи, які забезпечують високу селективність і продуктивність за цільовим продуктом – 2-етилгексан-1-олом.

Щодо одержання лінійних ізомерів бутенів. Ми дослідили кислотно-основні властивості таких систем і їхній вплив на каталітичні властивості в процесі перетворення ізобутанолу. Показали, що досягти більшої селективності за лінійними бутенами можна саме завдяки присутності каталізатора, який містить сильні кислотні центри Бренстеда. Ми з’ясували шлях досягнення такої селективності й розробили каталізатори, що містять залізо-силікатні цеоліти структури MFI, які за м’яких умов, тобто за температури 175°С, дають змогу перетворити ізобутанол на лінійні ізомери бутену з селективністю до 77% (що на рівні світових аналогів).

Нарешті, про подальші дослідження. Щоб отримувати бутадієн, придатний для виготовлення реакційноздатних олігомерів без складної дистиляції продуктів перетворення етанолу, маємо далі вдосконалювати показники селективності. Не можна зупинятися на досягнутому. Потрібно також зосередитися на проєктуванні пілотної установки для дослідження реальних ресурсних характеристик каталізатора і на розробленні технологій виготовлення промислових партій каталізатора. Працювати в цьому напрямі ми почали ще 2021 року. Проте з початком повномасштабного російського вторгнення, коли старший науковий співробітник нашого відділу кандидат хімічних наук Павло Кирієнко і його аспірант Іван Ремезовський вступили до лав Збройних Сил України, ці дослідження було призупинено.

Щодо процесу перетворення бутанолу на 2-етилгексан-1-ол, то ключовою проблемою каталізаторів, що ми розробили, є стабільність їхньої роботи – вона ще не достатня для впровадження. Отже, маємо поглиблювати знання про механізм дезактивації та шукати шляхи збільшення часу ефективної роботи каталізаторів.

Щодо процесу перетворення ізобутанолу на лінійні бутени, то свої зусилля ми тут зосередимо на пошуку шляхів удосконалення наявних цеолітних систем і поліпшенні їхніх показників за селективністю та продуктивністю. Цього можна досягти, вводячи добавки гетероелементів різної хімічної природи.

Насамкінець маю зазначити, що описані дослідження ми виконали спільно з Інститутом хімії високомолекулярних сполук НАН України в межах проєкту цільової програми наукових досліджень НАН України «Нові функціональні речовини і матеріали хімічного виробництва», а також у межах тематик фундаментальних досліджень нашого Інституту, проєкту науково-дослідних робіт молодих учених НАН України та гранту НАН України дослідницькій групі молодих вчених».

В обговоренні цього наукового повідомлення виступив директор Інституту сорбції та проблем ендоекології НАН України член-кореспондент НАН України Володимир Брей: «Передусім слід сказати, що дослідження, про які розповіла Ольга Вікторівна, виконано в межах одного з найважливіших напрямів сучасного каталізу, а саме – розроблення нових способів переробки відновлюваної сировини у багатотоннажні продукти, які зараз виробляють із нафти й газу. Доцільність такої заміни цілком зрозуміла, адже щорічно тільки на культивованих землях нашої планети утворюється близько 2 мільярдів тон біомаси, що співставно зі щорічним видобутком нафти, яка утворювалася мільйонами років.

Член-кореспондент НАН України Володимир Брей

У Відділенні хімії НАН України завжди приділяли увагу цьому напряму. Можна пригадати ґрунтовний огляд Валерія Павловича Кухаря 2007 року – «Біоресурси як потенційна сировина для промислової органічної хімії», в якому він окреслив основні шляхи переробки переважно вуглеводів, біоспиртів, рослинних олій. Такі дослідження виконують не лише в Інституті фізичної хімії ім. Л.В. Писаржевського НАН України, а й в Інституті біоорганічної хімії на нафтохімії ім. В.П. Кухаря НАН України, Інституті високомолекулярних сполук НАН України, Інституті хімії поверхні НАН України й Інституті сорбції та проблем ендоекології НАН України.

Я знайомий з усіма представленими сьогодні результатами. Вони виглядають надійними, їх отримано за допомогою сучасних методів. А Ольга Вікторівна – вже визнаний фахівець із каталізу».

Зліва направо: віцепрезидент НАН України академік Сергій Пирожков, Президент НАН України академік Анатолій Загородній, віцепрезидент НАН України академік Вячеслав Богданов

На завершення Президент НАН України академік Анатолій Загородній подякував кандидатові хімічних наук Ользі Ларіній за цікавий виступ і висловив щирий захват її професійними здобутками. «Отримані результати надзвичайно актуальні та перспективні, а Україна вкрай потребує власного виробництва біоетанолу і цінних продуктів його переробки», – підкреслив він.

 

Провідний науковий співробітник відділу статистичної фізики та квантової теорії поля Інституту теоретичної фізики ім. О.І. Ахієзера Національного наукового центру «Харківський фізико-технічний інститут» доктор фізико-математичних наук Андрій Сотніков виголосив доповідь із теми «Холодні гази нейтральних атомів у лазерних полях – новітні системи для квантових обчислень, розуміння та передбачень унікальних фізичних явищ». Свій виступ він присвятив огляду прогресу в захопленні, утриманні й дослідженні унікальних ефектів у квантових газах за низьких температур. Доповідач описав методологію досягнення надзвичайно низьких температур (порядку мікрокельвін) для розріджених газів нейтральних атомів за допомогою лазерних полів і порівняв базові прояви квантових статистик Бозе-Айнштайна та Фермі-Дірака. Особливу увагу молодий учений приділив явищу конденсації Бозе-Айнштайна, а також окреслив широке коло систем, де це явище має прояв і призводить до важливих фізичних ефектів, наслідків і застосувань. За наявності додаткових лазерних полів, що формують просторово-періодичні стоячі хвилі, продемонстровано можливість утворення оптичних ґраток для холодних атомів. Це дає змогу моделювати складні для опису системи з фізики конденсованого стану, де спостерігаються явища надплинності, магнетизму, зарядового й орбітального впорядкування, надпровідності тощо. Науковець показав можливість використання систем холодних атомів як широкого кола квантових симуляторів, а також розповів про наявні експериментальні платформи з холодних атомів, які вже активно застосовують у квантових обчисленнях.

Доктор фізико-математичних наук Андрій Сотніков

«Чому нас цікавлять холодні гази нейтральних атомів у лазерних полях? Звичні для нас системи – сонячна поверхня або вогонь, атмосфера Землі, навіть надпровідники – це об’єкти з високими температурами. Температури ж ультрахолодних газів, зокрема бозе-айнштайнівських конденсатів, або квантових газів – дуже близькі до абсолютного нуля (–273°С) і вимірюються у мікро-, нано- та пікокельвінах. Їх можна досягти лише в лабораторних умовах. Чому ці системи такі важливі? Напевно, всі знають, що фотони можуть бути або корпускулою (частинкою), або хвилею. Та насправді кожен атом і кожна молекула – це також і хвиля, і частинка. А за низьких температур можна виміряти хвильові властивості матерії, тобто дослідити квантові ефекти на макроскопічному рівні в максимально «чистому» вигляді. Для цього використовують такі макроскопічні об’єкти, як бозе-айнштайнівські конденсати або гази холодних атомів із Фермі-статистикою тощо.

Ми, зокрема, досліджували, як світло взаємодіє з бозе-конденсатами атомів за наднизьких температур. В одному з експериментів закордонні вчені змогли досягти швидкості світла у речовині – у бозе-конденсаті – 17 м/с. Це менше швидкості велосипедиста на велотреку, хоча за звичайних умов світло рухається з найвищою у нашому Всесвіті швидкістю (її значення є фундаментальним обмеженням). У цих дослідах використовувалися два лазерні поля. Автори дослідження спеціально створювали так звану електромагнітно-індуковану прозорість системи і за рахунок високих значень дисперсії, тобто залежності показника заломлення речовини від частоти випромінювання, досягали сильного уповільнення світла (нульова швидкість світла неможлива, але є експерименти з його «замороження»: світло спершу уповільнюють, а потім вимикають зовнішнє лазерне поле, яке утворювало ефект прозорості, – тобто система перестає бути прозорою – і світло «вмерзає»; у такому стані воно може лишатися кілька секунд, після чого знову вмикають лазерне поле – і світло «розморожується» і проходить далі).

Ми у Харкові додатково дослідили уповільнення мікрохвиль, сильну залежність швидкості електромагнітного сигналу від магнітних полів, можливість фільтрування електромагнітних сигналів. Усі ці ефекти важливо вивчати, з огляду на створення нових оптичних пристроїв – оптичних ліній затримки, пристроїв когерентної оптичної пам’яті, надчутливих детекторів тощо. Результати своїх досліджень ми виклали у монографії «Теорія екзотичних станів у квантових фермі- та бозе-системах», яку торік опублікувало Видавництво «Наукова думка» НАН України [автори – академік Юрій Слюсаренко, кандидат фізико-математичних наук Олександр Пелетминський і доктор фізико-математичних наук Андрій Сотніков].

Бозе-конденсати не обмежуються лиш атомарними газами, їх спостерігають у газах квазічастинок – так званих магнонах (наприклад, у магнетиках). До їхнього вивчення доклалися, зокрема, київські науковці. Спостерігають конденсати й інших квазічастинок – екситонних поляритонів, навіть фотонів. Останнє дуже незвично, бо вважалося, що це заборонено за класичними ознаками фотонів. Але у розчині барвника або в ультрахолодних газах атомів можливо досягти також бозе-конденсатів фотонів. І це теж предмет фундаментальних досліджень нашого Інституту.

Далі. Ми вперше показали можливість конденсації спін-триплетних екситонів, тобто зв’язаних станів із ненульовим спіном. Це важливо для побудови дуже стабільних магнітних пристроїв, не чутливих до флуктуації зовнішніх магнітних полів. Такий ефект можна використовувати у пристроях зберігання інформації.

Ще один важливий напрям наших досліджень – побудова так званих оптичних ґраток, придатних для застосування в обчислювальній фізиці (зокрема, завдяки ідеї, яку Ричард Фейнман запропонував на початку 1980-х років): можна будувати універсальні квантові симулятори і в такий спосіб моделювати поведінку надскладних квантових систем, де є багато ступенів вільності, а важливі характеристики (наприклад, параметр спарювання) неможливо з достатньою точністю обчислити на класичних комп’ютерах. Завдяки цим роботам ми можемо просунутися далі у побудові надпровідників, які працюватимуть за кімнатних температур, адже щодо цього немає фундаментальних обмежень. Фейнман наголошував, що наша природа є не класичною, а квантовою. А щоби дослідити квантові системи багатьох частинок, потрібно будувати квантові симулятори. Додатковим стимулом для розвитку квантових симуляторів послугує розвиток квантових комп’ютерів. Для таких симуляторів з холодних атомів використовують спеціальні лазери з червоним розгладженням частоти (атоми гуртуються на ділянках максимумів лазерного випромінювання) або синім (атоми можуть фокусуватись у ділянках мінімумів потенціалу). За умови стоячої хвилі можна утворити оптичний кристал з одно-, дво- чи тривимірною геометрією, щоб дослідити його та використовувати як симулятор. Це дасть змогу реалізувати відому в теоретичній фізиці модель Габбарда, нерозв’язну на класичних комп’ютерах, якщо вимірність простору більша за одиницю. Наразі ж це додатковий виклик для квантових обчислень.

Крім того, ми використовуємо системи з холодних атомів із додатковими ступенями вільності – це так звані ядерні ступені вільності, проєкції ядерного спіну в атомах. Якщо в атома замкнена електронна оболонка, то можна вільно вибирати проєкції магнітного моменту і втілювати дуже екзотичні системи на кшталт кольорових (багатокомпонентних) квантових сумішей, що є фактично аналогом кварк-глюонної плазми. Усе дає змогу в лабораторних умовах утілювати стани, близькі до тих, що були властиві для ранніх етапів існування нашого Всесвіту. Зокрема, досліджувати явища спарювання між атомами, за які при побудові аналогії відповідають глюони в ядерній матерії. За підсумками цих досліджень ми також опублікували низку статей.

Додаткові напрями нашої роботи стосуються вивчення орбітальних ефектів, коли можна моделювати поведінку в кристалах, тобто у такий спосіб регулювати параметри зовнішніх лазерів в оптичних ґратках, щоби створювати просторові деформації кристалів, зокрема отримувати ефекти на зразок ефекту Яна–Теллера, який полягає у спонтанному порушенні симетрії за рахунок деформації кристалів. Отже, за допомогою лазерів можна виокремлювати різні ефекти й досліджувати їх, що, власне, ми й запропонували, а результати опублікували у журналі «Physical Review Research».

Нарешті, ще від 2022 року ми розвиваємо підходи тензорних мереж у теоретичній групі. Це важливий напрям, з огляду на розвиток квантових комп’ютерів. Такі теоретичні підходи передбачають замінення ґраткових систем із квантовими спінами або з холодними атомами та моделювання за допомогою математичного апарату тензорних мереж. Наразі підходи тензорних мереж дають змогу робити більше, ніж усі наявні квантові комп’ютери (виробництва компаній «Intel», «IBM», «Google» та інших). Завдяки конкуренції і теоретичні підходи розвиваються, і технологій квантових комп’ютерів поліпшуються. Сподіваємось, у підсумку квантові комп’ютери досягнуть своєї так званої квантової переваги».

В обговоренні цього наукового повідомлення виступив завідувач відділу статистичної фізики та квантової теорії поля Інституту теоретичної фізики ім. О.І. Ахієзера Національного наукового центру «Харківський фізико-технічний інститут» академік Юрій Слюсаренко: «Хотів би наголосити, що низькотемпературні дослідження є традиційною для Харківського фізико-технічного інституту тематикою. Ці дослідження, яким уже близько сотні років, пов’язані з іменами Лева Давидовича Ландау, Олександра Ілліча Ахієзера, Миколи Миколайовича Боголюбова, Сергія Володимировича Пелетминського. Сергій Володимирович певною мірою об’єднує теоретичні школи Ландау-Ахієзера та Боголюбова. Наші дослідники мають здобутки світового рівня, які є ще й пріоритетними. І ці традиції продовжують наші талановиті працівники, які, попри свій молодий вік, уже мають і публікації у престижних наукових виданнях, і державні нагороди. На додачу, Андрій Геннадійович Сотніков опікується Харківським квантовим семінаром, засідання якого відбуваються регулярно і збирають учасників з усього світу.

Академік Юрій Слюсаренко

З іншого боку, підтримання традиції доповнюється абсолютно новими досліджуваними системами, новими способами формулювання задач і новими способами їхнього розв’язання, а отже, й новими результатами. А здобуті результати, своєю чергою, аналізують за допомогою нових методів. Як бачимо, результати, про які доповів Андрій Геннадійович, виходять за межі квантових, або ж ультрахолодних, газів. Як уже зазначалося, може йтися навіть про кварк-глюонну плазму, а це вже дуже і дуже високі температури. Проте методи годяться і для того, щоб описати її.

Сучасна наука дуже щільно наблизилася до конкретних експериментів за низькотемпературною тематикою й у галузі квантових газів. Відколи ідеї Айнштайна, висловленої 1925 року, минуло 70 років, перш ніж учені змогли впевнитися в існуванні такого явища, як бозе-айнштайнівська конденсація, котра лежить в основі надплинності й надпровідності. Це явище було передбачено теоретично, проте спостерегти його зуміли лише 1995 року. На мою думку, дослідження за цим напрямом слід заохочувати й усіляко підтримувати, зокрема й фінансово».

Підсумки обговорення підбив Президент НАН України академік Анатолій Загородній: «Ми завжди маємо дбати про практичну користь наших результатів. Водночас, людство ніколи не облишить фундаментальних досліджень, не відмовиться від того, щоби збагнути, як влаштований світ, за якими законами він існує та розвивається. Великий адронний колайдер, споруджений у CERN, коштував понад 13 мільярдів доларів США. Його апгрейд коштуватиме ще більше. Вартість міжнародного експериментального термоядерного реактора ITER – 20–25 мільярдів доларів США. Крім ITER, є ще й DEMO – перша в Європі демонстраційна електрична станція на керованому термоядерному синтезі.

Заключне слово Президента НАН України академіка Анатолія Загороднього. На фото праворуч – віцепрезидент НАН України Вячеслав Кошечко

Квантові матеріали, квантові технології, квантові комп’ютери – це один із передових напрямів сучасної світової науки. На щастя, у нашій Академії він теж представлений – у Харківському фізико-технічному інституті, в Інституті теоретичної фізики ім. М.М. Боголюбова НАН України у Києві. Без цих досліджень ми залишимося на узбіччі наукового процесу».

 

Про «Поводження з відходами від руйнувань, що утворюються внаслідок воєнних дій: проблеми правового забезпечення» розповів старший науковий співробітник Інституту економіко-правових досліджень імені В.К. Мамутова НАН України кандидат юридичних наук Олександр Трегуб.

Кандидат юридичних наук Олександр Трегуб

Молодий учений розпочав свою доповідь із масштабів руйнування населених пунктів та інфраструктури, адже саме це зумовило появу в Україні специфічного потоку відходів, якого раніше не існувало: «Найбільше постраждали міста тих регіонів, де тривали або тривають активні воєнні дії. У Донецькій області це Авдіївка, Бахмут, Волноваха, Вугледар, Мар’їнка, Маріуполь, Часів Яр; у Луганській області – Лисичанськ, Попасна, Рубіжне, Сєвєродонецьк, Щастя; у Харківській області – Ізюм, Куп’янськ, Харків; у Київській області – Буча й Ірпінь; у Сумській області – Охтирка; а також Чернігів і Херсон. На жаль, точних даних щодо кількості зруйнованих селищ і сіл сьогодні немає, але, звісно ж, їх значно більше, аніж міст.

Слайд презентації доповіді кандидата юридичних наук Олександра Трегуба. У позначених на мапі містах через війну постраждало приблизно від 30% до 90% інфраструктури. За попередніми даними, у Донецькій і Луганській областях переважна більшість міст зруйновані на 80–90%. Джерело: Аналітичний портал «СЛОВО І ДІЛО» (https://www.slovoidilo.ua/2023/02/03/infografika/suspilstvo/tudy-pryjshov-ruskyj-myr-yaki-mista-ukrayiny-buly-povnistyu-abo-chastkovo-zrujnovani-vijny)

Бахмут і Рубіжне до та після повномасштабного російського вторгнення. Джерело: «Радіо Свобода» (https://www.radiosvoboda.org/a/skhemy-rik-vtorhnennya-suputnyk/32279385.html)

Село Мощун Київської області і село Яковлівка Донецької області: вигляд до і після бойових дій. Джерело: «Радіо Свобода»

Унаслідок знищення та пошкодження об’єктів житлового фонду, критичної, соціальної, культурної інфраструктури постійно зростає кількість відходів від руйнувань.

Дані щодо руйнувань української інфраструктури станом на кінець 2023 року – початок 2024 року (джерела – профільні міністерства і Київська школа економіки). На жаль, ці дані лише проміжні, а реальні цифри станом на цей момент, безумовно, більші

Наразі дуже важко говорити про більш-менш точну кількість відходів від руйнувань. Міністерство захисту довкілля та природних ресурсів України і Міністерство розвитку громад, територій та інфраструктури України озвучують абсолютно різні цифри – від 223 тисяч тон (і 235 тисяч кубічних метрів) аж до 10–12 мільйонів тон. Постає закономірне запитання: чому? З цього приводу у квітні 2024 року я звернувся із запитом про надання публічної інформації до Міністерства захисту довкілля та природних ресурсів України й одержав дві відповіді. Як пояснило міністерство, 10–12 мільйонів тон – це цифра, що охоплює весь орієнтований обсяг утворених відходів від руйнувань, включно з окупованими територіями. Крім того, облік відходів від  руйнувань у багатьох громадах узагалі не здійснюється. А в інших громадах здійснюється у тонах або в кубічних метрах, що, відповідно, ускладнює розрахунок точної кількості відходів.

Відходи від руйнувань іноді уподібнюють до відходів будівництва та знесення. Це не зовсім правильний підхід, адже у складі відходів від руйнувань трапляються такі не характерні для будівельних відходів компоненти, як змішані побутові відходи, електричне й електронне обладнання, медичні та фармацевтичні відходи, боєприпаси тощо. А це, відповідно, унеобхіднює розроблення спеціальних економічних, правових, організаційно-технічних та інших заходів, спрямованих на забезпечення екологічно безпечного та ресурсоефективного поводження саме з відходами від руйнувань.

Як показує практика, на рівні регіонів і громад виникають чималі труднощі в організації поводження з цими відходами. Аналіз ситуації у Чернігівській та Харківській областях, здійснений правозахисною організацією «Екологія–Право–Людина», виявив такі основні проблеми, як:

• неналежний облік відходів від руйнувань, відсутність точних даних про їхні обсяги;
• відсутність сортування відходів від руйнувань, зокрема з відокремленням небезпечних компонентів;
• відсутність спеціально обладнаних місць тимчасового зберігання відходів від руйнувань;
• вивезення відходів від руйнувань на непристосовані для цього полігони і звалища.

Попри ці проблеми, в Україні все ж є перші пілотні проєкти з перероблення відходів від руйнувань. За підтримки компанії “Neo-Eco France” у 2023 році було реалізовано проєкт у місті Гостомель – демонтовано чотири будівлі й перероблено 90% утворених відходів. Завдяки допомозі Уряду Японії та Японського агентства міжнародного співробітництва зараз реалізується ще один проєкт у Київській області.

Технологічний процес перероблення відходів від руйнувань у Гостомелі на Київщині. 2023 рік. Джерело: «Нео-Еко Україна» (https://neo-eco.com.ua/project/pilotna-prohrama-rozbyrannia-zavaliv-sylamy-veteraniv/)

Основними нормативно-правовими актами у сфері поводження з відходами від руйнувань є:

• Закон України від 20.06.2022 №2320-ІХ «Про управління відходами»;
• Порядок поводження з відходами, що утворились у зв’язку з пошкодженням (руйнуванням) будівель та споруд внаслідок бойових дій, терористичних актів, диверсій або проведенням робіт з ліквідації їх наслідків, затверджений постановою Кабінету Міністрів України від 27.09.2022 №1073;
• Порядок класифікації відходів та Національний перелік відходів, затверджені постановою Кабінету Міністрів України від 20.10.2023 №1102.

Згаданий Закон є рамковим – він має на меті імплементувати принципи та підходи права Європейського Союзу в Україні й виконує системотвірну роль для відповідної сфери національного законодавства. Порядок поводження з відходами від руйнувань – це спеціальний нормативно-правовий акт, метою якого є запобігання і зменшення негативного впливу цих відходів на довкілля та здоров’я людини. Важливе значення мають також Порядок класифікації та Національний перелік відходів, на основі яких відходи розподіляють за видами та властивостями.

Зупинюся докладніше на Порядкові поводження з відходами від руйнувань. Його норми вже майже два роки визначають і суб’єктів, що здійснюють організацію поводження з відходами від руйнувань, і окремі положення щодо обліку цих відходів, і види операцій, і правила організації місць тимчасового зберігання відходів від руйнувань, і низку інших важливих аспектів. За цей час уже мав би накопичитися значний досвід реалізації підходів, передбачених цим Порядком. Однак, по суті, його немає, адже цей Порядок здебільшого не виконувався. Це один бік проблеми. Інший – полягає в тому, що цей нормативно-правовий акт має низку явних і дуже серйозних недоліків. Загалом недоліки правового регулювання у сфері поводження з відходами від руйнувань можна поділити на три основні групи:

• недостатній вплив Закону України «Про управління відходами» на сферу поводження з відходами від руйнувань (зокрема, у Законі взагалі немає спеціальних норм щодо відходів від руйнувань, а регулювання фактично винесено на підзаконний рівень; за таких умов, я вважаю, немає підстав говорити про єдність і стабільність нормативно-правових засад, а також про чітку й цілеспрямовану державну політику в цій сфері);
• розбіжності між підходами Закону України «Про управління відходами» та Порядку поводження з відходами від руйнувань (нову термінологію й інструменти права Європейського Союзу, зокрема так звану «ієрархію управління відходами», у Порядку не враховано, адже його розробляли ще на базі Закону України «Про відходи» 1998 року, однак слід відзначити, що 21 червня цього року було оприлюднено проєкт постанови Кабінету Міністрів України, покликаний нарешті узгодити положення Порядку з новим Законом; водночас, усупереч очікуванням, ці зміни не передбачають глибокого переосмислення та трансформації наявних правових інструментів і, на мій погляд, навряд чи серйозно вплинуть на ефективність правового регулювання);
• порушення принципу правової визначеності, неврахування змін у суміжних правових сферах та інші недоліки (наприклад, Порядок передбачає повторне використання будівельних компонентів, що містять азбест, хоча новий Закон України «Про систему громадського здоров’я» прямо це забороняє).

У попередніх дослідженнях вдалось обґрунтувати окремі пропозиції щодо вдосконалення правового регулювання у цій сфері. У Законі України «Про управління відходами» пропонується закріпити вимоги щодо розміщення місць тимчасового зберігання відходів від руйнувань, винятки з правил про отримання дозвільних документів, особливості поводження з небезпечними компонентами, а також повноваження органів місцевого самоврядування щодо організації управління цим потоком відходів. Далі пропонується лише часткове виключення діяльності у сфері поводження з відходами від руйнувань зі сфери оцінки впливу на довкілля, адже чинне законодавство встановлює повне виключення. Я вважаю, що звільнення зі сфери оцінки впливу на довкілля є абсолютно недоцільним щодо об’єктів оброблення небезпечних відходів, а також об’єктів оброблення інших відходів потужністю 100 тон на добу чи більше – зважаючи на високі екологічні ризики такої діяльності. Не варто також ігнорувати і той факт, що відповідне повне виключення може використовуватися для здійснення незаконних операцій із тими відходами, які не належать до відходів від руйнувань, і на територіях, де не велись активні бойові дії. З огляду на це, виняток із правила про обов’язковість процедури оцінки впливу на довкілля може бути, на мій погляд, обґрунтовано лише для об’єктів оброблення відходів, що не є небезпечними, потужністю менше 100 тон на добу й на яких оброблятимуться виключно відходи від руйнувань.

Ці пропозиції торік у листопаді схвалив Секретаріат Уповноваженого Верховної Ради України з прав людини – і їх було передано до Міністерства захисту довкілля та природних ресурсів України для врахування у правотворчій діяльності. До речі, з кінця минулого року спостерігається певне пожвавлення активності Міністерства щодо вдосконалення правових засад поводження з відходами від руйнувань. А це додає впевненості у тому, що наші зусилля не були марними і варто продовжувати працювати.

Попередні дослідження дали змогу сформувати певне підґрунтя для глибшого наукового пошуку шляхів і засобів розв’язання проблем правового забезпечення поводження з відходами від руйнувань. На мій погляд, надалі необхідно сконцентруватися на таких основних завданнях:

• оцінити ефективність правового регулювання у сфері поводження з відходами від руйнувань на національному рівні;
• визначити можливість і доцільність імплементації в Україні закордонних підходів до забезпечення ефективного поводження з відходами від руйнувань;
• конкретизувати напрями й обґрунтувати пропозиції з удосконалення правового регулювання у сфері поводження з відходами від руйнувань.

При цьому до основних напрямів подальших досліджень, на мій погляд, доцільно віднести:

• уточнення переліку та змісту операцій поводження з відходами від руйнувань;
• удосконалення порядку виявлення й обліку цих відходів;
• посилення вимог до поводження з небезпечними компонентами;
• стимулювання діяльності з перероблення відходів від руйнувань і використання їхнього сировинного потенціалу;
• урахування специфіки цих відходів під час планування на державному, регіональному та місцевому рівнях.

Щодо останнього напряму хочу відзначити, що нещодавно розроблений проєкт Національного плану управління відходами до 2033 року не приділяє належної уваги відходам від руйнувань. А це, відповідно, неодмінно вплине на регіональні і місцеві плани, оскільки плани нижчого рівня розробляються, згідно із законом, на основі плану вищого рівня.

В обговоренні цього наукового повідомлення виступив директор Інституту економіко-правових досліджень імені В.К. Мамутова НАН України член-кореспондент НАН України Володимир Устименко: «Олександр Андрійович – молодий і талановитий учений. Його характеризує і високий рівень фундаментальної підготовки, і орієнтація на застосування здобутків, які він має у своїй науковій діяльності. Яскраве свідчення цього – сьогоднішня доповідь.

Член-кореспондент НАН України Володимир Устименко

Говорити про життя, про відновлення економіки і наших регіонів можна лише у разі, якщо ми звільнимо наші території, наші міста від руїн. На жаль, є чимало прикладів, коли територіальні громади не знають, як поводитися з відходами від руйнувань: їх ані не захоронюють, ані не переробляють. Експеримент, запропонований нашими французькими партнерами, свідчить, що певні підходи, алгоритми вже напрацьовано, але вони потребують удосконалення. Серед здобутків доповідача – власні оригінальні авторські підходи, які теж уже впроваджуються. Крім того, він є членом молодіжної групи, яка опікується врегулюванням гуманітарного та військового розмінування, адже загальна площа замінованих територій України зараз учетверо перевищує територію Швейцарії і є найбільш замінованою в світі. Ця група розроблює пропозиції щодо стимулювання, правового регулювання і забезпечення розмінування територій, їхнього повернення до економічного обігу – для відновлення нашої економіки. Олександр Андрійович також плідно працює у складі Робочої групи НАН України з моніторингу законодавства у науковій, науково-технічній та інноваційній сферах, і є членом робочої групи, що представляє Академію в Комітеті Верховної Ради України з питань освіти, науки та інновацій, беручи участь у розробленні змін до законів України «Про наукову і науково-технічну діяльність», «Про інноваційну діяльність».

Академіки Анатолій Загородній і Сергій Пирожков

Підсумовуючи розгляд цього питання, Президент НАН України академік Анатолій Загородній підкреслив важливість юридичного унормування поводження з відходами від руйнувань і подякував доповідачеві за цікавий виступ.

 

На згадку про перший виступ на засіданні Президії НАН України Президент НАН України академік Анатолій Загородній вручив молодим ученим Академії відповідні свідоцтва.

Далі учасники засідання заслухали й обговорили наукову доповідь завідувача відділу сигнальних систем клітини Інституту молекулярної біології і генетики НАН України академіка Валерія Філоненка «Новий механізм антиоксидантного захисту клітини за участі коензиму А».

Академік Валерій Філоненко

Науковець насамперед нагадав, що коензим А є універсальним метаболічним кофактором, абсолютно необхідним для життєдіяльності будь-якої клітини: «Про важливість функції коензиму А в метаболізмі клітини свідчить уже той факт, що за його відкриття, здійснене у середині минулого сторіччя, видатний учений Фриц Ліпман отримав Нобелівську премію з фізіології та медицини, яку розділив зі своїм колегою Гансом Кребсом, нагородженим за відкриття циклу трикарбонових кислот, що відбувається за участі коензиму А. Коензим А синтезується з вітаміну В₅, або ж пантотенової кислоти, АТФ, і цистеїну. Наявність гнучкого пантетеїнового хвоста й активної тіолової групи дає йому змогу утворювати чимало метаболічно активних тіоефірів і – завдяки цьому – залучатися до численних анаболічних і катаболічних процесів клітини, серед яких – синтез АТФ, амінокислот, ліпідів, холестеролу, нейротрансмітерів, енергетичний метаболізм і багато іншого. Так званою «неканонічною» функцією коензиму А або його похідних (наприклад ацетил-КоА) можна вважати регуляцію транскрипції генів. І слід зазначити, що, з огляду на таку важливість КоА для життєдіяльності клітини, порушення в його біосинтезі відбуваються за цілої низки патологій людини (діабету, нейродегенерацій, раку, серцевої гіпертрофії тощо).

Наші дослідження в цьому напрямі розпочалися близько 20 років тому. Попри те, що коензим А, як я вже сказав, було відкрито майже 70 років тому, повний цикл біосинтезу КоА і всі ензими, залучені до біосинтезу КоА, були невідомі. Ми працювали зовсім в іншій галузі, а саме – в галузі сигнальних систем клітини, і серед ензимів, які взаємодіють із нашими білками, білковими партнерами сигнальних каскадів, майже випадково ідентифікували протеїн, який згодом назвали КоА-синтазою. Ми показали, що саме цей ензим – КоА-синтаза – є біфункціональним: він відповідає за два останні етапи біосинтезу КоА. Відкриття всіх ензимів, залучених до біосинтезу КоА, спонукало і нас, і інші лабораторії докладніше дослідити молекулярні механізми регуляції біосинтезу КоА у клітині.

Під час досліджень ми з’ясували, що біосинтетичний комплекс, до якого входять усі ензими біосинтезу КоА, несподівано активується в разі індукції окисного стресу. Це поставило перед нами запитання: чи не може КоА (не його похідні, а саме КоА – завдяки тіольній групі в його складі) виконувати функцію не лише метаболічно активного кофактору, а й антиоксидантного захисту клітини – за аналогією з глутатіоном, відомим сьогодні як головний, ключовий і потужний антиоксидант, що його дуже активно використовують у клінічній практиці? Щоби перевірити це припущення, ми створили три технології. По-перше, це високоспецифічні моноклональні антиліта проти коензиму А, здатні розпізнавати як коензим А, так і різні біомолекули, які він може модифікувати. По-друге, ми розробили модифікований протокол мас-спектрального аналізу для ідентифікування протеїнів, які можуть модифікуватися за участі КоА. По-третє, розробили протокол in vitro КоАлювання, тобто взаємодії білків із коензимом А. Моноклональні антитіла, які ми отримали, були здатні розпізнавати модифіковані КоА протеїни як в умовах вестерн-блоту, так і в умовах імуноцитофлюорометрії. Ми показали, що сигнал анти-КоА-антитіл стає значно потужнішим у разі індукції окисного стресу. Отже, наша гіпотеза про те, що КоА, як і глутатіон, може виконувати роль модифікатора, підтвердилася.

Далі ми дослідили цілу низку клітин, клітинних ліній різного походження – клітини бактерій і дріджджів, кардіоміоцити, тканини (а саме – перфузоване серце щура). І на всіх цих моделях було показано індукцію КоАлювання за окисного стресу. Крім того, на моделі тварин було показано, що дієта, передусім голодування, яке само собою є індукцією метаболічного стресу, теж призводить до підвищення КоАлювання у клітині.

Дуже важливим для дослідження КоАлювання як регуляторного механізму є те, що подібно до інших відомих модифікацій – фосфорилювання, ацетилювання, метилювання, убіквітинування, які дуже добре досліджені й відіграють надзвичайно важливу роль у біосинтетичній регуляції, регуляції ензиматичної активності клітин, – КоАлювання є зворотним процесом, який спадає в разі позбавлення від індукторів окисного стресу. Крім того, було показано, що антиоксиданти також інгібують процес КоАлювання.

Наші результати виявили, що КоАлюється доволі широкий спектр білків. Це спонукало нас здійснити докладніший аналіз й ідентифікувати білки, що КоАлюються у відповідь на оксидативний стрес. Для цього ми застосували мас-спектральний аналіз, але з деякими модифікаціями. Бо з’ясувалося, що під час мас-спектрального аналізу імунопреципітованих (тобто вже виділених, КоАльованих) білків і їхніх пептидів відбувається фрагментація самого КоА, що не дає змоги ідентифікувати КоАльовані білки. Можливо, саме тому – попри великі сучасні потужності мас-спектрального аналізу – досі нікому ще не вдалось ідентифікувати цю посттрансляційну модифікацію білків. Ми ж попередньо здійснили ферментативне оброблення своїх препаратів, аби позбутись ATP-фрагменту коензиму А, і це надалі суттєво полегшило ідентифікацію КоАльованих білків.

Але постає питання: якою є функція КоАлювання у клітині, якщо спектр КоАльованих білків такий широкий? Ми проаналізували вплив КоАлювання на активність деяких білків, що  ми ідентифікували як КоАльовані. Згідно з мас-спектральним аналізом, серед білків, які можуть КоАлюватися, найбільше виявилося білків, залучених до метаболічних процесів у клітині. Тож ми перевірили, як КоАлювання впливає на метаболічні ензими, зокрема креатинкіназу, гліцеральдегідфосфатдегідрогеназу, піруваткіназу, кіназу піруваткінази. З’ясувалося, що КоАлювання призводить до інгібування активності цих ензимів, але це інгібування є зворотним. Тобто КоАлювання має регуляторний ефект. Крім того, ми показали, що гліцеральдигідфосфатдегідрогеназа після обробки перекисом водню втрачає до 50% своєї активності. Однак попереднє КоАлювання цього ензиму захищає його від переокиснення й інактивації. Це доводить, що  в умовах оксиного стресу КоАлювання захищає ензими та їхні цистеїнові залишки від подальшого окислення, від переокиснення. Бо ж, як відомо, окиснення цистеїнових залишків призводить до утворення сульфонової кислоти і, як наслідок, до незворотної інактивації ензиму.

Механізм антиоксидантної дії КоА. За дії реактивних сполук кисню цистеїновий залишок переоксинюється спершу до SOH, потім до SOOH і, зрештою, до сульфонової кислоти SOOOH. Це призводить до інактивації ензиму. Натомість КоАлювання перешкоджає) переокисненню і в такий спосіб зберігає активність ензиму

Ми також проаналізували вплив КоАлювання на активність іще однієї групи ензимів – чотирьох типів протеїнкіназ. На прикладі Аврора-кінази (Aurora B) встановлено, що КоАлювання відбувається у так званій Т-активаційній петлі. І це, знов-таки, призводить до інактивації ензиму, до інактивації кінази. Подальший кристалографічний аналіз копмлексу КоА з Аврора-кіназою показав, що, на додачу до КоАлювання, AДP-залишок КоА взаємодіє з АТФ-зв’язувальним сайтом протеїнкінази. З огляду на це, ми запропонували модель, за якою кіназа регулюється тобто активується/інактивується, і назвали цю модель моделлю подвійного якоря, адже спершу AДP-залишок КоА взаємодіє з АТФ-зв’язувальним доменом, а потім відбувається КоАлювання – зв’язування КоА з цистеїновим залишком, який стабілізує цей зв’язок. Відповідно, подальша активація кінази може відбуватися лише у разі деКоАлювання.

Але і це ще не все. Ми з’ясували, що КоАлюється саме форма кінази, активована шляхом фосфорилювання. Отже, ми відкрили новий механізм регуляції активності протеїнкіназ шляхом КоАлювання. Доти було відомо, що регуляція відбувається лише шляхом фосфорелювання ключових залишків треоніну чи серіну, які перебувають в активаційній петлі.

Інший приклад впливу КоАлювання на активність ензимів – це вплив на активність транскрипційних факторів. На прикладі транскрипційного фактору AgrA ми показали, як КоАлювання ДНК-зв’язувального домену впливає на здатність транскрипційного фактору взаємодіяти з ДНК (зазначу, що КоАлювання, як ми ідентифікували, відбувається у двох доменах – регуляторному і ДНК-зв’язувальному): з’ясувалося, що зв’язування з ДНК блокується повністю. Тобто КоАлювання у клітині транскрипційного фактору блокуватиме активність цього транскрипційного фактору, а отже, й експресію відповідних генів. Це черговий приклад того, як КоАлювання впливає на активність ензиму (в цьому випадку – транскрипційного фактору) і які це має наслідки.

Підсумовуючи отримані дані щодо впливу КоАлювання на активність різних ензимів, можна зробити висновок, що КоАлювання впливає на регуляцію активності клітин, регуляцію активності ензиму, його субклітинну локалізацію, на регуляторні взаємодії (тобто взаємодії з іншими білковими партнерами), на клітинне сигналювання і, захищаючи ензими від подальшого переокиснення, захищає клітину від окисного стресу. Оскільки цей механізм є регуляторним, то надзвичайно важливо дослідити, як відбувається власне КоАлювання і, що не менш важливо, деКоАлювання, тобто приєднання й від’єднання КоА. Тільки так можна збагнути, наскільки цей регуляторний механізм є важливим для клітини. Тому ми вирішили ідентифікувати ензими, що відповідають за ці процеси. Під час досліджень нам вдалось ідентифікувати з клітин бактерій два ензими (і підтвердити це в експериментах in vitro й in vivo), які відповідають за деКоАлювання, тобто за від’єднання коензиму А від ензиму, від субстрату: це тіореодоксинподібний білок YtpP і тіореодоксин А. Наступне завдання – ідентифікувати зазначені ензими й у клітинах ссавців.

Є ще одне питання, на яке слід звернути увагу. Досі йшлося про те, що завдяки утворенню ковалетного зв’язку з цистеїновим залишком білків КоА може відігравати роль антиоксиданта і регулятора активності ензимів. Водночас, КоА може функціонувати подібно до глутатіону – ключового і дуже добре дослідженого антиоксиданта у клітині, – адже так само є низькомолекулярним тіолом. Але це абсолютно не досліджено. Між тим, як і глутатіон, коензим А за участі ензиму КоАпероксидази може інактивувати перекис водню, а далі – відновлюватися за участі КоАредуктази (аналога глутатіонредуктази). Ці ензими – КоАпероксидаза й КоАредуктаза – наразі не відомі. Їх потрібно ідентифікувати, щоби підтвердити, що коензим А справді виконує функцію інактивації реактивних видів кисню у клітині. Це і буде предметом наших наступних досліджень.

Водночас, на відміну від глутатіону, який є лиш антиоксидантом (хоч і ключовим), КоА – наголошу на цьому ще раз – виконує також функцію ключового кофактора у метаболізмі, регулюючи чимало біохімічних, метаболічних процесів у клітині. І в цьому полягає його унікальність. Ми вважаємо, що на рівні КоА може відбуватися регуляція балансу між метаболічними процесами, які відбуваються у клітині за умови окисного стресу. Тобто за нормальних умов росту клітини КоА бере участь переважно у метаболічних процесах, і КоАльованими є лише незначна кількість протеїнів. Натомість за окисного стресу метаболічні процеси суттєво гальмуються, бо більшість КоА залучена до захисту ензимів від окисного стресу шляхом КоАлювання.

Підсумую наші дослідження. КоАлювання протеїнів, яке ми ідентифікували вперше, є зворотною та дуже поширеною посттрансляційною модифікацією протеїнів. Воно залучене до регуляції окисно-відновного процесу в клітині. КоАлюванням моделює активність редокс-чутливих протеїнів, а також може функціонувати як антиоксидант в умовах окисного стресу.

Наші подальші дослідження пов’язані з вивченням молекулярного механізму деКоАлювання і КоАлювання, антиоксидантної функції КоА в окисно-відновній регуляції. Тому маємо ідентифікувати саме ті ензими, які за це відповідають, – КоАпероксидазу й КоАредуктазу. Крім того, надзвичайно важливо визначити роль КоАлювання протеїнів за антиоксидантних функцій та оксидатних функцій КоА за різних патологічних станів людини, передусім за нейродегенеративних захворювань. Оскільки, як відомо, індукція нейродегенеративних захворювань прямо пов’язана з порушеннями окисно-відновлюваного балансу. Доказом цього є те, що мутації у генах ензимів, що залучені до біосинтезу КоА, – КоАсинтази та пантотенаткінази – прямо пов’язані з розвитком цих нейродегенерацій».

На завершення академік Валерій Філоненко зазначив, що дослідження, висвітлені в його доповіді, науковці відділу сигнальних системи клітини Інституту молекулярної біології і генетики НАН України виконували спільно з колегами з лабораторії клітинної регуляції Університетського коледжу Лондона (Велика Британія), якою керує професор Іван Ґут.

В обговоренні цієї наукової доповіді виступили директор  Інституту молекулярної біології і генетики НАН України академік Михайло Тукало, завідувач лабораторії імунобіології відділу молекулярної імунології Інституту біохімії ім. О.В. Палладіна НАН України доктор біологічних наук Денис Колибо і заступник академіка-секретаря Відділення біохімії, фізіології та молекулярної біології НАН України, директор Інституту фізіології ім. О.О. Богомольця НАН України академік Микола Веселовський.

Академік Михайло Тукало

«Валерій Вікторович Філоненко разом із колегами відкрив посттрансляційну модифікацію, і це чудовий приклад міжнародної співпраці, без якої такі дослідження були б неможливі, – підкреслив академік Михайло Тукало. – Епігенетична модифікація нуклеїнових кислот та протеїнів дуже важлива під час швидкої відповіді організму на різні чинники, зокрема в разі окисної реакції. Це питання зараз дуже широко вивчають. Здійснене відкриття вже давно, здавалося б, «лежало на поверхні», але перед ученими стояли дві серйозні перепони. І подолати їх вдалося завдяки чудовому бекґраунду відділу Валерія Вікторовича: саме високоспецифічні моноклональні антитіла допомогли з’ясувати, що у клітині відбувається КоАлювання. А це доволі складне завдання. По-друге, раніше не було таких потужних мас-спектрометрів, як сьогодні. Лише сучасні прилади, на додачу до модифікації пробопідготовки, дали змогу зафіксувати КоАлювання на білках. Оці дві проривні методології й уможливили відкриття, про яке йдеться. Звісно, попереду ще дуже багато фундаментальної роботи у цій галузі. ДеКоАлювання ще потрібно вивчати й вивчати. Передбачаю, що там має бути щось надзвичайно цікаве, зокрема й для прикладних застосувань – передусім медичних. Тепер головне, на мою думку, не втратити пріоритет. Для цього українським науковцям вдома потрібні хороші мас-спектрометри, кріоелектронні мікроскопи і загалом власна інфраструктурна база. Це буде важливо для повоєнного відновлення і України, й української науки. Хоча варто використовувати також європейські інфраструктурні можливості. Ми в Інституті молекулярної біології і генетики НАН України працюємо вже над двома інфраструктурними проєктами, які, можливо, допоможуть придбати найсучасніше наукове обладнання і бодай трохи наблизити нас до прикладних застосувань наших фундаментальних досліджень».

Доктор біологічних наук Денис Колибо

Доктор біологічних наук Денис Колибо подякував доповідачеві за вагоме відкриття і цікавий виступ: «Ця доповідь має дуже значний, глобальний фундаментальний контекст. Та наразі, можливо, зарано виокремлювати практичну частину цього відкриття, зарано вести мову про ліки. Хоча загалом здобуті знання надзвичайно важливі для науки. Адже йдеться не лише про нову функцію ацетил-КоА, а й узагалі про не відомі раніше аспекти взаємодії білків, змінення їхньої активності, їхньої модифікації. Слід сказати, що один зі шляхів синтезу ацетил-КоА було відкрито саме за участі Валерія Вікторовича Філоненка й Івана Ґута. І цей результат можна поставити в один ряд із відкриттями, що слугували розвитку сучасної біохімії та молекулярної біології.

Щодо фундаментального аспекту досліджень, про які розповів Валерій Вікторович, а саме – щодо модифікації білків за залишками – амінокислотами цистеїну. Цистеїн є редокси-сенсором клітини, тобто він відповідає за її окисно-відновний стан, у такий спосіб клітина може відповідати на оксидативний стрес. Є механізми захисту клітини від оксидативного стресу. Цей захист може бути тимчасовий, тривалий, обернений. Функцію захисту клітини від оксидативного стресу виконують, серед іншого, тіоли, що входять до складу ацетил-КоА. Сьогодні їх застосовують, наприклад, як радіопротектори. Скажімо, цистамін (або ж біс-(β-аміноетил)-дисульфід, частина молекули якого входить до складу КоА) знижує вплив радіації в 1,8 раза. Він задіює певний природний механізм захисту білків від радіації, точніше від окислювального стресу, до якого призводить радіація. І те, про що розповів Валерій Вікторович, може бути одним із проявів захисту білків у клітині від впливу різних чинників.

З-поміж розладів, асоційованих з окисним стресом – таке поширене захворювання, як діабет. Для його лікування використовують метфермін. Дія цих ліків не до кінця зрозуміла. Одне з можливих пояснень дії метфмерміну – саме активація згаданого процесу ацетил-КоАлювання білків, який, з погляду біохімії, сприяє ефективнішому використанню глюкози клітинами. Тобто глюкоза починає використовуватися не лише у гліколізі, а й у циклі трикарбонових кислот. Це дає змогу організмові отримати більше енергії та захиститися від наслідків гіперглікемії, що спостерігаються при діабеті.

Отже, на мою думку, відкриття, зроблені в Інституті молекулярної біології і генетики НАН України, належать до сучасної передової науки і можуть мати справді вагомі практичні застосування».

Академік Микола Веселовський

«Дослідження, виконувані в Інституті молекулярної біології і генетики НАН України, завжди були дуже цікаві та видатні, – зазначив академік Микола Веселовський. – Доповідь Валерія Вікторовича Філоненка – приклад того, як зроблені в цьому Інституті відкриття виявили новий напрям розвитку науки. Можливо, невдовзі з’являться результати щодо регуляції міжклітинної сигналізації, які наблизять людство до лікування багатьох патологій, зокрема хвороби Альцгеймера та хвороби Паркінсона. Побажаймо колегам успіхів на цьому шляху».

Обговорення підсумував Президент НАН України академік Анатолій Загородній: «Ми заслухали дійсно дуже цікаву доповідь академіка Валерія Вікторовича Філоненка, в якій висвітлено основні результати фундаментальних досліджень щодо розкриття молекулярних механізмів клітинного сигналювання, зокрема відповіді клітини й організму на стресові умови, індуковані зовнішніми чи внутрішніми чинниками. Як показано у доповіді, КоАлювання є дійсно універсальним механізмом антиоксидантного захисту, а коензим А – потужним антиоксидантом, який є ключовим «гравцем» множинних біохімічних реакцій у клітині. Важливо, що пріоритет у започаткуванні цього напряму наукових досліджень належить нашим науковцям, а саме – Інститутові молекулярної біології і генетики НАН України. З’ясування ролі КоАлювання у патогенезі нейродегенеративних захворювань на кшталт хвороб Альцгеймера та Паркінсона є надзвичайно важливим і перспективним для розроблення сучасних підходів лікування та профілактики цих небезпечних захворювань. Тому такі роботи слід продовжувати і підтримувати. Я певен, що об’єднання зусиль українських та іноземних науковців у вивченні механізмів захисту коензимів і організму загалом від оксидативного стресу, який є основним складником у розвитку багатьох захворювань людини, сприятиме впровадженню отриманих результатів у медичну практику і створенню нових діагностичних технологій. Хоча цьому передуватиме ще довгий шлях».

 

Нарешті, директор Інституту космічних досліджень НАН України та ДКА України член-кореспондент НАН України Олег Федоров коротко поінформував учасників засідання «Про створення концептуальних основ державної політики у сфері космічної діяльності».

Член-кореспондент НАН України Олег Федоров

Доповідач розпочав із приємного повідомлення про те, що зовсім нещодавно було оприлюднено звіт України для Міжнародного комітету з космічних досліджень (COSPAR). Це збірка з 25-ти оглядових статей, що їх підготували в установах п’яти відділень Академії, Державному підприємстві «Конструкторське бюро «Південне» імені М.К. Янгеля», українських університетах. Співавторами деяких публікацій є також іноземні науковці. За словами члена-кореспондента НАН України Олега Федорова, в такий спосіб українська космічна наукова спільнота продемонструвала, що продовжує працювати на високому світовому рівні, попри кількарічну відсутність загальнодержавної космічної програми, вкрай обмеженого фінансування та певної кризи управління космічною сферою.

Далі вчений розповів про міжгалузеву ініціативну робочу групу з аналізу космічної діяльності України. До її створення вже долучилися представники Національної академії наук України і підприємств космічної індустрії, об’єднаних в Асоціацію «Космос». Ці фахівці працюватимуть над новою українською космічною стратегією.

За словами Олега Федорова, космічна наука й технології нині відіграють надзвичайно велику роль у розв’язанні багатьох актуальних проблем, підвищенні конкурентоспроможності економіки, стимулюють розвиток національного науково-технічного потенціалу. В умовах військової агресії принципово важливу роль відіграватиме організація космічної діяльності на оновленій правовій базі, з урахуванням економічних реалій та зміни пріоритетів, а співпраця з партнерами й союзниками, передусім у процесі входження до Європейського космічного агентства, слугуватиме важливим складником забезпечення національних пріоритетів. Низка завдань, зумовлених поточною ситуацією, потребують концентрації зусиль академічної спільноти, яка традиційно відігравала суттєву роль у дослідженні й використанні космічного простору. Як вважає доповідач, аналіз космічної діяльності України в межах міжгалузевої ініціативної групи сприятиме концентрації зусиль науковців, виробничників та інших зацікавлених сторін на кваліфікованому виробленні послідовного комплексу заходів із залучення космічного потенціалу країни до виконання актуальних завдань сьогодення, високотехнологічного розвитку і наукових досліджень міжнародного рівня.

В обговоренні цього виступу взяли участь очільник громадської ради Державного космічного агентства України Едуард Кузнєцов і директор Головної астрономічної обсерваторії НАН України академік Ярослав Яцків.

Едуард Кузнєцов

Едуард Кузнєцов привернув увагу присутніх до проблем у діяльності Державного космічного агентства України і наголосив на необхідності повернення Агентству спеціального статусу, завдяки якому, за його словами, у попередні роки Україні вдалося виконати п’ять загальнодержавних космічних програм, запустити 132 власні ракетоносії, а також 302 космічні апарати на замовлення 40 країн. На думку Едуарда Кузнєцова, Україна досі є космічною державою, адже має власну науку, кваліфікованих фахівців і вагомі здобутки.

Виступає академік Ярослав Яцків (праворуч)

Академік Ярослав Яцків нагадав, що, попри відсутність загальнодержавної космічної програми, Національна академія наук України до 2022 року виконувала власну цільову комплексну програму з наукових космічних досліджень, завдяки якій збереглися наукові колективи, що працюють у цій галузі. На жаль, нині в Україні є проблеми з плануванням космічної діяльності, констатував учасник обговорення. Хоча окремі наукові установи – Головна астрономічна обсерваторія НАН України, Інститут космічних досліджень НАН України та ДКА України, Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України, Інститут технічної механіки НАН України і ДКА України, Інститут молекулярної біології і генетики НАН України й інші – виконують космічні проєкти. «Ми навіть у цій ситуації не здаємося. Сподіваюся, діяльність створеної ініціативної групи допоможе розробити нову загальнодержавну космічну програму і почати реалізувати її вже наступного або 2026 року. І першим кроком до розроблення цього надважливого документу є бачення, над яким і працюватиме ініціативна група. Можливо, воно буде готове вже цьогоріч», – зауважив академік Ярослав Яцків.

Президент НАН України академік Анатолій Загородній запевнив, що Академія всіляко підтримує ініціативу, про яку поінформував член-кореспондент НАН України Олег Федоров, а науковці академічних установ долучаться до роботи ініціативної групи, щоб нарешті зрушити з місця питання про нову загальнодержавну космічну програму. «Наша Академія вважає, що вкрай необхідно сформулювати бачення майбутнього шляху України як космічної держави. Ми ніколи не були байдужі до цієї сфери. Робимо і зробимо все, що можемо, для розвитку космічної діяльності нашої країни», – наголосив очільник НАН України.

Далі учасники засідання розглянули кадрові й поточні питання.

Зокрема, Президент НАН України академік Анатолій Загородній поінформував присутніх про свою зустріч із Прем’єр-міністром України Денисом Шмигалем, яка відбулася того ж дня, 10 липня, а також про висунення кандидатур від Національної академії наук України для участі у конкурсі щодо обрання членів Наукової ради Національного фонду досліджень України і про відзначення 33-ї річниці Незалежності України у Президії та наукових установах Національної академії наук України.

Віцепрезидент НАН України академік Вячеслав Богданов доповів про стан виконання у І півріччі 2024 року Плану заходів з реалізації Концепції розвитку Національної академії наук України на 2021–2025 роки і виступив щодо продовження терміну подачі установами НАН України запитів на участь у конкурсі на проведення наукових і науково-технічних (експериментальних) робіт за бюджетною програмою «Підтримка розвитку пріоритетних напрямів наукових досліджень» (КПКВК 6541230) на 2025–2026 роки.

За інформацією Секретаріату Президії НАН України,
Національного наукового центру «Харківський фізико-технічний інститут»,
Інституту фізичної хімії ім. Л.В. Писаржевського НАН України,
Інституту молекулярної біології і генетики НАН України,
Інституту економіко-правових досліджень імені В.К. Мамутова НАН України
та пресслужби НАН України

Фото: пресслужба НАН України