25-го квітня 2025 р. в Інституті біохімії ім. О.В.Палладіна НАН України відбулося чергове засідання загальноакадемічного міждисциплінарного семінару у галузі природничих наук «Актуальні питання фізико-хімічної та математичної біології».
З доповіддю «Нефункціоналізовані наночастинки та наноструктуровані поверхні як антивірусні/антимікробні агенти» виступив доктор фіз.-мат. наук, професор Лозовський Валерій Зіновійович, кафедра теоретичних основ високих технологій Інституту високих технологій Київського національного університету імені Тараса Шевченка.
У своєму вступному слові головуючий – академік С.О.Костерін проінформував присутніх, що професор Лозовський Валерій Зіновійович працює на кафедрі теоретичних основ високих технологій Інституту високих технологій КНУ імені Тараса Шевченка. У фокусі уваги Валерія Зіновійовича, зокрема – проблеми нанофізики в біології та медицині, дослідження особливостей взаємодії вірусів та мікроорганізмів з наночастинками та наноструктурованими поверхнями в умовах плазмонного резонансу. По-суті, наш доповідач розбудовує інноваційний підхід до антивірусної терапії. І ще: Володимир Зіновійович - чудовий університетський викладач, авторитетний професор.
Далі слово для міждисциплінарної наукової доповіді було надано професору Лозовському В.З. В своїй лекції він підкреслив, що боротьба з інфекціями є однім з основних напрямів сучасної медицини. Втім, стандартні методи боротьби з інфекціями натикаються на протидію хімічним препаратам з боку вірусів/мікробів, що базується на процесах мутагенезу. Таким чином можливість знаходження нових нетрадиційних методів боротьби з вірусними/бактеріальними інфекціями є актуальною проблемою сучасної біомедичної науки. Доповідач відзначив, що в останні роки велика кількість наукових груп вивчає антивірусну/антибактеріальну дію наночастинок. Сукупно результати цих робіт демонструють універсальний характер взаємодії, а саме наночастинок, що виготовлені з різних матеріалів – металів, оксидів металів, напівпровідників, полімерів – з вірусами та бактеріями. Головною вимогою до наночастинок є їх розмір – вони повинні бути набагато меншими, ніж лінійні розміри вірусів. Справа ось у чому. Аналіз властивостей взаємодії наночастинок з вірусами та мікробами дозволяє думати, що характерні риси такої взаємодії подібні до так званої ближньопольової взаємодії, яка відома в нанофізиці. Зокрема, аналіз процесів взаємної адсорбції наночастинки на наночастинці, показав, що якщо наночастинка невеликих розмірів адсорбується на більшу частинку, то фізична адсорбція відбувається так, що рівноважна відстань приблизно дорівнює розміру меншої частинки. Якщо взяти до уваги, що менша наночастинка має розміри декількох нанометрів, а велика є вірусом з розмірами декілька десятків нанометрів, то відстань між ними буде складати декілька нанометрів. Тобто хімічні зв’язки між наночастинками в принципі не можуть утворюватись. Якщо така система з двох наночастинок знаходиться під дією зовнішнього електромагнітного поля (наприклад поле денного освітлення) за рахунок ефекту посилення локального поля, то на поверхні більшої наночастинки формується область посиленого локального поля, що характеризується великими значеннями просторових похідних. Це означає, що в області посиленого локального поля виникають так звані пондеромоторні сили, що є причиною механічних напружень на поверхні наночастинки. Важливо, що такі сили, що виникають в оболонці вірусу, на поверхні якого адсорбується наночастинка, можуть деформувати цю оболонку аж до її руйнування. Суттєво, що авторська модель взаємодії між наночастинкою та вірусом пояснює всі відомі на цей час риси антивірусної дії наночастинок, і в рамках цієї моделі можна запропонувати нові методи посилення антивірусної/антибактеріальної дії наночастинок в умовах плазмонного резонансу. Можна довести, що в умовах резонансу, коли так звана ефективна сприйнятливість системи (суспензія вірусів/бактерій з наночастинками в робочій пробірці або над наноструктурованою поверхнею золота) набуває максимальних значень, пондеромоторна сила може бути суттєво підвищена. І, таким чином, можна запропонувати додатковий інструмент для підвищення антивірусної/антибактеріальної дії нанооб’єктів. Зокрема, як було показано, взаємодія вірусу з наноструктурованою поверхнею золота в умовах плазмонного резонансу призводить до посилення дії поверхні золотої плівки більше ніж у два рази у порівнянні з дією наноструктурованої золотої поверхні, вздовж якої поверхневий плазмон не розповсюджується. Доповідач відзначив, що дослідження з впливу наночастинок та наноструктурованих поверхонь на антивірусні/антибактеріальні властивості в умовах плазмонного резонансу проводяться й на теперішній час і будуть продовжені надалі.
Із запитаннями до доповідача та обговоренням доповіді виступили: академік НАН України С.Комісаренко, академік НАН України С.Костерін, член-кор. НАН України М.Куліш, д.ф.-м.н С.Перепелиця, проф. В.Пашинська, проф. Т.Борисова, проф. Д.Колибо, Ю.В.Пивоваренко.
У своєму прикінцевому виступі головуючий академік С.О.Костерін подякував професору Лозовському В.З. за цікаву міждисциплінарну доповідь (на стику «Вірусологія/ Мікробіологія» + «Нанофізика» + «Біомедицина» + «Теоретична фізика»). Було підкреслено, що на нашому семінарі ми й збираємося заради того, щоб ставити та обговорювати найбільш цікаві трансдисциплінарні питання – як фундаментальні, так і практичні. І «двері» семінару завжди відчинені для тих, кому є що сказати. Головуючий побажав Володимиру Анатолійовичу та його колегам подальших наукових успіхів.
На честь доповідача – професора В.З.Лозовського та слухачів міждисциплінарного семінару студенткою Національної музичної академії України Юлією Єрмоловою був виконаний твір класичної музики.
ПОСИЛАННЯ НА ЗАПИС СЕМІНАРУ:
Ф О Т О Р Е П О Р Т А Ж З С Е М І Н А Р У
(фото – к.б.н. М.В.Григор'євої)
Відкриття семінарського засідання.
Академік С.О.Костерін та доповідач проф. В.З.Лозовський
На трибуні – професор В.З Лозовський
Директор Інституту біохімії ім. О.В.Палладіна НАН України
академік С.В.Комісаренко в залі семінарських засідань
Запитання до доповідача від професора Т.О.Борисової
Запитання в онлайні
від директора Інституту теоретичної фізики ім. М.М.Боголюбова
професора С.М.Перепелиці
Запитання в онлайні від професора В.А.Пашинської
«А цікаво, чи працює теорія доповідача у тому випадку,
коли мова йде за несферичні наночастинки,
наприклад – за нанотрубки, нановолокна?»
На честь доповідача та слухачів семінару
студентка Національної музичної академії Юлія Єрмолова
виконала класичний твір Ференца Листа за мотивами 104-го сонету Петрарки
Традиційне фото доповідача з керівником семінару
на згадку про семінарське засідання
Шановні коллеги! З того часу, як був започаткований наш загальноакадемічний семінар (квітень м-ць 2023 р.), на його засіданнях з міждисциплінарними науковими доповідями вже виступили 22 доповідачі:
- заступник директора з наукової роботи Інституту проблем математичних машин і систем НАН України член-кореспондент НАН України Ігор Бровченко, доповідь «Математичне моделювання поширення вірусних інфекцій, досвід аналізу і прогнозування епідемії COVID-19 в Україні»;
- директор Навчально-наукового інституту високих технологій Київського національного університету імені Тараса Шевченка доктор хімічних наук професор Ігор Комаров, доповідь «Фотофармакологія та фотодинамічна терапія – вчора, сьогодні, завтра»;
- професор кафедри загальної та медичної генетики Навчально-наукового центру «Інститут біології і медицини» Київського національного університету імені Тараса Шевченка професор Андрій Сиволоб, доповідь «Від нуклеосоми до петельних фрагментів: як топологичні обмеження у хроматині зумовлюють його унікальні властивості»;
- завідувач відділу медичної хімії Інституту органічної хімії НАН України, професор кафедри супрамолекулярної хімії Інституту високих технологій Київського національного університету імені Тараса Шевченка, науковий консультант компанії ТОВ «НПВ «Єнамін»» член-кореспондент НАН України Дмитро Волочнюк, доповідь «Органічний синтез як інструмент для біомедичних досліджень»;
- завідувач лабораторії медико-біологічних досліджень відділу хімії макроциклічних сполук Інституту органічної хімії НАН України кандидат хімічних наук Роман Родік, доповідь «Біомедичний потенціал каліксаренів: літературні дані та результати власних досліджень»;
- професор кафедри загальної фізики та моделювання фізичних процесів фізико-математичного факультету Національного технічного університету України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» доктор фізико-математичних наук Оксана Горобець, доповідь «Біогенні магнітні наночастинки в організмі, їх роль в метаболізмі та перспективи управління цим процесом»;
- завідувач кафедри біофізики та медичної інформатики Навчально-наукового центру «Інститут біології та медицини» Київського національного університету імені Тараса Шевченка доктор біологічних наук професор Олександр Жолос, доповідь «Рецептор холоду і ментолу TRPM8: від біофізичних і фармакологічних властивостей до біологічних функцій і ризіків гіпотермії»;
- директор Інституту проблем штучного інтелекту МОН України і НАН України член-кореспондент НАН України професор Анатолій Шевченко, доповідь «Пріоритети і виклики реалізації стратегії розвитку штучного інтелекту в Україні»;
- головний науковий співробітник лабораторії біофізики макромолекул відділу теорії нелінійних процесів в конденсованих середовищах Інституту теоретичної фізики ім. М.М. Боголюбова НАН України доктор фізико-математи чних наук професор Сергій Волков, доповідь «Можлива роль молекул пероксиду водню в йонній терапії ракових клітин»;
- завідувач відділу білкової інженерії та біоінформатики Інституту молекулярної біології та генетики НАН України член-кореспондент НАН України професор Олександр Корнелюк, доповідь «Штучний інтелект і моделювання просторової структури білків»;
- завідувач кафедри фізичної хімії хімічного факультету Київського національного університету імені Тараса Шевченка член-кореспондент НАН України професор Ігор Фрицький, доповідь «Біоміметичне моделювання металоензимів: від дослідження механізмів до створення інноваційних каталізаторів»;
- директор та завідувач відділу ензимології білкового синтезу Інституту молекулярної біології і генетики НАН України академік НАН України професор Михайло Тукало, доповідь «Ключова роль аміноацил-тРНК синтетаз в біології і медицині»;
- заступник директора та головний науковий співробітник лабораторії біомолекулярної електроніки Інституту молекулярної біології і генетики НАН України академік НАН України професор Сергій Дзядевич, доповідь «Ензимні електрохімічні біосенсори та їхнє практичне застосування»;
- професор кафедри органічної хімії хімічного факультету Київського національного університету імені Тараса Шевченка професор Василь Пивоваренко, доповідь «Абіогенез. Деталі хімічного етапу еволюції біосфери»;
- завідувач відділу нервово-м'язової фізіології Інституту фізіології ім. О.О.Богомольця НАН України академік НАН України професор Ярослав Шуба, доповідь «Іонні канали як важливі детермінанти канцерогенезу і перспективні мішені для терапії раку»;
- завідувач відділу механізмів біоорганічних реакцій Інституту біоорганічної хімії та нафтохімії ім. В.П.Кухаря НАН України член-кореспондент НАН України професор Андрій Вовк, доповідь «Структурні і механістичні аспекти конструювання біоактивних сполук»;
- завідувачка відділу клітинної біології та біотехнології ДУ «Інститут харчової біотехнології та геноміки НАН України» член-кореспондент НАН України професор Алла Ємець, доповідь «Цитоскелет як внутрішньоклітинний регулятор і мішень для біологічно активних сполук»;
- завідувач відділу сигнальних систем клітини Інституту молекулярної біології і генетики НАН України академік НАН України професор Валерій Філоненко, доповідь «СоАлювання як нова складова системи антиоксидантного захисту клітини і новий механізм регулювання активності протеїнів»;
- директор Інституту теоретичної фізики ім. академіка Боголюбова НАН України доктор фіз.-мат. наук Сергій Перепелиця, доповідь «Протийони ДНК: від біологічних функцій до технологічних застосувань»;
- доктор біол. наук В’ячеслав Шкриль, Інститут фізіології ім. О.О.Богомольця НАН України, доповідь «Молекулярні механізми кальцієвої сигналізації в збудливих клітинах: функціональна роль ріанодинових рецепторів»;
- директор Українського мовно-інформаційного фонду НАН України доктор технічних наук академік НАН України професор Володимир Широков, доповідь «Еволюція як універсальний природний закон»;
- професор кафедра теоретичних основ високих технологій Інституту високих технологій Київського національного університету імені Тараса Шевченка доктор фіз.-мат. наук професор Валерій Лозовський, доповідь «Нефункціоналізовані наночастинки та наноструктуровані поверхні як антивірусні/антимікробні агенти».
Наступне засідання загальноакадемічного міждисциплінарного наукового семінару «Актуальні питання фізико-хімічної та математичної біології» заплановано на травень м-ць 2025 р.
ДО ЧЕРГОВОЇ ЗУСТРІЧІ !
З повагою,
науковий керівник семінару
академік НАН України, професор С.О.Костерін