ШАНОВНІ КОЛЕГИ !
На базі Інституту біохімії ім. О.В.Палладіна НАН України продовжує свою роботу міждисциплінарний загальноакадемічний семінар у галузі природничих наук «Актуальні питання фізико-хімічної та математичної біології».
29-го травня 2026 р. (П’ЯТНИЦЯ) о 1030 в Актовій залі Інституту (вул. Леонтовича, 9) відбудеться чергове (33-е) засідання нашого семінару.
З міждисциплінарною доповіддю «ВІД МОЛЕКУЛ – ДО КЛІТИН. ФІЗИКО-ХІМІЧНІ АСПЕКТИ ЕВОЛЮЦІЇ» спільно виступлять директор Українського мовно-інформаційного фонду НАН України академік НАН України професор Володимир Широков (співдоповідь – «Від молекули до клітини. Проблеми абіогенезу в світлі загальної теорії еволюції», регл. – до 40 хв.) та доктор хімічних наук професор кафедри органічної хімії Київського національного університету імені Тараса Шевченка професор Василь Пивоваренко (співдоповідь – «Деталі хімічного етапу еволюції біосфери Землі», регл. – до 40 хв.). В тому чи іншому ступені зазначені співдоповіді мають відношення до канонічного питання «Що таке життя?». Відповідь на це питання шукали філософи, науковці і навіть митці протягом століть. Отже, семінарське засідання буде проведено у форматі ПОЛЕМІКИ.
АВТОРСЬКІ ТЕЗИ ВИСТУПІВ ДОПОВІДАЧІВ ДОДАЮТЬСЯ ДО ЦЬОГО ЛИСТА.
Як завжди, прийняти участь у роботі семінару можна буде й в онлайн-режимі за адресою: https://meet.google.com/ete-wanq-rza
ВІД МОЛЕКУЛИ ДО КЛІТИНИ.
ПРОБЛЕМИ АБІОГЕНЕЗУ В СВІТЛІ ЗАГАЛЬНОЇ ТЕОРІЇ ЕВОЛЮЦІЇ
ВОЛОДИМИР ШИРОКОВ
ТЕЗИ ДОПОВІДІ
Приблизно рік тому автор мав честь зробити доповідь «Еволюція як універсальний природний закон» на засіданні Міждисциплінарного загальноакадемічного семінару в галузі природничих наук «Актуальні питання фізико-хімічної та математичної біології» Інституту біохімії ім. О. В. Палладіна. При цьому з’ясувалося, що встановлені нами закони еволюції та еволюційний підхід загалом можуть бути корисні й годні прислужитися для застосування до власне біологічної проблематики. Після обговорення цього питання з науковим керівником семінару академіком НАН України С. О. Костеріним було вирішено зробити спробу застосування еволюційної методології до проблеми абіогенезу.
З цією метою Сергій Олексійович сформував наукову бригаду в складі себе, професора Василя Георгійовича Пивоваренка і автора. Сьогодні представляються результати цієї спроби. Хоча не можна стверджувати, що знайдено доконечне розв’язання проблеми абіогенезу, але в процесі спілкування і спільної роботи усе-таки вдалося помітити певні нові (принаймні для авторів) аспекти цієї проблематики, які становлять зміст спільної доповіді. Остання складається з двох частин. Перша (Володимир Широков) присвячена викладу еволюційної методології у її застосуванні до проблематики абіогенезу. Конкретні біоорганічні ефекти буде викладено в другій частині, яка є змістом доповіді професора В. Г. Пивоваренка.
У першій частині проаналізовано твердження щодо змісту поняття «мова генетичного коду» і зроблено спробу формалізованого доведення належності ДНК та геномів до класу так званих мовно-інформаційних систем. Ця належність формалізується побудовою явного вигляду лексикографічних систем для таких об’єктів як ДНК та геноми. Абстрактна теорія лексикографічних систем була побудована у працях В. Широкова у вигляді логіко-лінгвістичного числення певного типу, де було також продемонстровано її застосування для опису значного числа об’єктів, що належать до мовно-інформаційного класу. Власне, побудова явного вигляду формальної моделі лексикографічної системи для об’єктів з певного класу де-факто й служить доведенням їхньої належності до класу мовно-інформаційних, себто таких, що мають мовний статус.
У такий спосіб при підготовці доповіді автором було побудовано деякі найпростіші лексикографічні системи, абстраговані зі структури ДНК. Не зважаючи на те, що загальної лексикографічної моделі для геному збудовано поки що не було, автор висловлює впевненість, що ця задача принципово цілком може бути вирішена, хоча на цьому шляху є й численні технічні труднощі, пов’язані, переважно, з великим інформаційним обсягом біомолекулярних об’єктів, які підлягають лексикографічному моделюванню.
Наступний логічний крок полягає у зіставленні мовного статусу та інтелектуальних властивостей систем, який ґрунтується на відомому твердженні про те, що інтелект є формою індивідуалізації систем, якій, власне, й притаманнй мовний статус. Останній і надає необхідні умови для «інтелектуальності» геному, як певної «молекулярної фабрики» з усіма її структурно-функціональними особливостями.
Третє твердження випливає з першого закону еволюції, що стверджує необхідність зростання складності відповідного механізму, в ході еволюційного процесу, а також енергетично-складнісного дуалізму зазначеного процесу, як провідного методологічного принципу еволюції [1]. З викладеного випливає необхідність концептуальної декомпозиції властивостей матерії, що еволюціонує в абіогенезі в напрямі формування ДНК-матерії, шляхом виділення у вхідній субстанції енергетичної та складнісної компонент. Зазначена декомпозиція (враховуючи родо-видові відношення між складністю та інформацією) надає необхідні ресурси для ініціації біогенних процесів, включаючи й подолання ймовірнісних парадоксів, на які посилаються критики «природної природи» абіогенезу. Саме, енергетично-інформаційні трансформації, притаманні еволюційному процесу, спричиняють можливість природної реалізації внутрішньої («прихованої») концептуальної траєкторії «складність-ймовірність-інформація-мова-знання-інтелект», яка і складає внутрішню еволюційну суть абіогенетичного процесу (зрозуміло, з урахуванням обмежень та певної метафоричності, які накладає специфіка функціювання «молекулярної фабрики» ДНК). Водночас, викладені механізми, на наше бачення, прояснюють сутність й забезпечують більш глибоке розуміння явища так званої «емерджентної еволюції», яке досі виглядало досить таємничим елементом еволюційного процесу.
Описані феномени та їхні інтерпретації, на думку автора, є досить універсальними й застосовними до проміжних фаз, що поєднують інші великі механізми еволюції.
Література:
- В. А. Широков. Еволюція Світу та еволюція Мови. –К.: Наукова думка, 2024, 232 с.
ВАСИЛЬ ПИВОВАРЕНКО
ДЕТАЛІ ХІМІЧНОГО ЕТАПУ ЕВОЛЮЦІЇ БІОСФЕРИ ЗЕМЛІ
ТЕЗИ ДОПОВІДІ
Зібрані науковою спільнотою дані дозволяють поглибити уявлення про еволюцію хімічних процесів у зоні формування Сонячної системи при утворенні планети Земля і подальшому охолодженні її поверхні. Під час такої еволюції утворився цикл фотосинтезу органічних сполук в атмосфері та їх хімічної модифікації та терморозпаду у первинному океані і на поверхні до газів – складових первинної атмосфери. Такий цикл є характерним для всіх планет, які мають метан у складі атмосфери і гарячу поверхню.
З часом відбувалось охолодження земної кори і накопичення органічних сполук у первинному океані, серед яких переважали гідрофобні. Вони сприяли утворенню дисперсних міцелярних систем органіки у воді. Внаслідок охолодження океану, в ньому хімія все більше обмежувалась процесами з низькою енергією активації, переважно – каталітичними.
Міцелярне середовище є найсприятливішим для хімічної еволюції. У первинному океані воно сприяло різним типам каталізу, а також дифузії речовини. Найшвидше ростуть міцели, де всі процеси проходять найшвидше. Збільшення розмірів вело до їх поділу під впливом термальних фононів. Це – аналог розмноження та природного відбору найстабільніших видів. Швидкість дифузії молекул і відстань дифузії є визначальними в автокаталізі. Як наслідок, еволюція автокаталітичних циклів була найшвидшою у колоїдних системах. Закон природного відбору починав працювати ще в абіогенезі, до утворення біосфери.
Отже, у міцелярному просторі відбувалася еволюція первинних термохімічних циклів з кінцевим утворенням газів, які потрапляли в атмосферу і там знову піддавались фотохімічним перетворенням.
Наступний крок еволюції – утворення клітинної стінки, яка ізолювала пребіоту від періодичних змін у оточенні і цим робила її стабільнішою. Оболонка зменшує швидкість дифузії – це негатив, проте вона значно стабілізувала внутрішнє середовище утвореної везикули у відношенні до зовнішніх впливів. Склад мембран сучасних термофільних архей – одноклітинних організмів, вказує на хімічні шляхи утворення молекул первинних ліпідів та їх структуру. Саме ті пребіонти, де відбувався синтез ліпідів і далі – цитоплазматичних мембран із них, виявилися найбільш стабільними до зміни зовнішніх впливів, і саме тому вони виграли природний відбір, заполонивши водне середовище.
Точкою переходу від абіогенезу до біогенезу слід вважати появу гомохіральних одноклітинних організмів, що містять L-амінокислоти, D-вуглеводи тощо. У дослідах з асиметричного автокаталізу гомохіральний розчин утворюється з рацемічної суміші за лічені дні, проте в еволюції біосфери цей циклічний процес тривав сотні мільйонів років. Численні приклади розділення рацематів шляхом кристалізації окремих енантіомерів є свідченням мікрогетерогенності розчинів і одночасно – вказує на причини природного відбору до гомохіральних організмів. Проте і зараз поява гомохіральності в біосфері є найменш вивченою загадкою зародження життя. Як і поява генетичного коду.
Отже, цикл фотосинтезу – термосинтезу – терморозпаду органіки зародився ще в процесі утворення планет Сонячної системи і триває досі в біосфері Землі, але у зміненому вигляді. У результаті охолодження поверхні первинної Землі фотосинтез привів до накопичення органічних сполук, які утворили міцелярні структури у воді. Еволюція циклів термосинтезу –терморозпаду у водному середовищі була процесом природного відбору найбільш стабільних у часі циклів. Зміну відновлювальної атмосфери до окиснювальної (кисневу катастрофу) пережили лише найбільш пристосовані системи циклічних перетворень, які ми наразі називаємо організмами. Оскільки в кисневій атмосфері органічні сполуки не утворюються, їх фотосинтез зараз відбувається лише у водному середовищі – в клітинах рослин на поверхні Землі і в океанах. Він є основним шляхом збереження і розвитку біосфери Землі. Всі інші шляхи збереження і розвитку є мінорними.
Запрошуємо Вас та Ваших колег до участі у роботі семінару.
Мета загальноакадемічного семінару полягає у періодичному заслуховуванні та обговоренні наукових доповідей, присвячених застосуванню сучасних експериментальних та теоретичних методів хімії, фізики та математики для вирішення нагальних проблем біології, зокрема – у галузі біохімії, біофізики, молекулярної та клітинної біології, молекулярної фізіології, біоенергетики, геномики, медичної біології, фармакології, нанобіотехнології, системної та синтетичної біології та т.і. У фокусі уваги семінару знаходяться також питання, які мають місце «на стику» біологічних та соціальних проблем.
Організація зазначеного семінару була обумовлена прогресуючим розвитком таких «перехресних» наук та наукових напрямів, як біофізична хімія, фізична біохімія, хімічна біофізика, біохімічна фізика, фізико-хімічна біологія, фізика живого, математична біофізика, теоретична біологія, комп’ютерна біологія та біоінформатика, біомеханіка, біомедицина, штучний інтелект в біології та медицині, загальна теорія систем тощо.
ШАНОВНІ КОЛЕГИ! ЗА ЧАС, ЩО МИНУВ ПІСЛЯ ЗАПОЧАТКУВАННЯ СЕМІНАРУ, ВІДБУЛОСЯ 32 СЕМІНАРСЬКИХ ЗАСІДАННЯ, НА ЯКИХ З МІЖДИСЦИПЛІНАРНИМИ НАУКОВИМИ ДОПОВІДЯМИ ВИСТУПИЛИ:
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», доктор хімічних наук Дмитро Волочнюк, доповідь «Органічний синтез як інструмент для біомедичних досліджень»;
завідувач лабораторії медико-біологічних досліджень відділу хімії макроциклічних сполук Інституту органічної хімії НАН України, доктор 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-математичних 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, академік 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, 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. М.М. Боголюбова НАН України, доктор фізико-математичних 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»;
доктор фізико-математичних наук професор Валерій Лозовський, Інститут високих технологій Київського національного університету імені Тараса Шевченка, доповідь «Нефункціоналізовані наночастинки та наноструктуровані поверхні як антивірусні/антимікробні агенти»;
завідувач відділу регуляторних механізмів клітини Інституту молекулярної біології і генетики НАН України, академік НАМН України, член-кореспондент НАН України професор Віталій Кордюм, доповідь «Біологія, що намальована»;
директор Інституту соціології НАН України, член-кореспондент НАН України професор Євген Головаха, доповідь «Біологічне та Соціальне»;
професор кафедри медичної і біологічної фізики та інформатики Національного медичного університету імені О. О. Богомольця, доктор фізико-математичних наук професор Олександр Чалий, доповідь «Гексагональні сітчасті комірки в мозку як синергетична проблема нейрофізіології, фізики та хімії»;
старша наукова співробітниця відділу хімії твердого тіла Інституту загальної та неорганічної хімії ім. В.І.Вернадського НАН України, кандидатка хімічних наук Юлія Шлапа, доповідь «Неорганічні оксидні нанокомпозити на основі церій діоксиду з вираженою біоактивністю для біомедичного використання»;
старша наукова співробітниця відділу регуляторних механізмів клітини Інституту молекулярної біології і генетики НАН України докторка біологічних наук Олена Мошинець, доповідь «Криза антибіотикорезистентності в Україні: сучасні терапевтичні рішення для сучасних викликів»;
генеральний директор Київського міжнародного інституту соціології, професор кафедри соціології Університету «Києво-Могилянська Академія» доктор філософських наук, професор Володимир Паніотто, доповідь «Моделювання соціальних процесів і природничі науки – схожість математичного апарату чи схожість процесів?»;
наукова співробітниця відділу загальної та ґрунтової мікробіології Інституту мікробіології і вірусології ім. Д.К.Заболотного НАН України докторка філософії Марія Лобода, доповідь «Ґрунтові стрептоміцети – стратегічна біофабрика природних метаболітів для сучасних біотехнологій»;
завідувач кафедри нанофізики конденсованих середовищ Інституту високих технологій Київського національного університету імені Тараса Шевченка доктор фізико-математичних наук, професор Валерій Скришевський, доповідь «Синтез, властивості та біомедичні застосування вуглецевих квантових точок і вуглецевих наногібридів»;
фотохудожник Ігор Червоненко, доповідь «Краса, багатогранність та різноманіття Живої Природи. Пейзажна фотографія як інструмент її вивчення»;
Заступник директора та завідувач відділу біохімії м’язів Інституту біохімії ім. О.В.Палладіна НАН України, академік НАН України, доктор біологічних наук професор Сергій Костерін, доповідь «Каліксарени як стимулятори енергетики м’язового скорочення».
Відеозаписи всіх доповідей можна продивитися на сайті НАН України, адреса: Головний портал Національної академії наук України , та на сайті Інституту біохімії ім. О.В.Палладіна НАН України, адреса: інститут біохімії ім. о.в.палладіна - Пошук . Інформація щодо кількості переглядів доповідей в онлайні маємо на сайті Інституту біохімії за адресою: biochemistry.org.ua — Актуальні питання фізико-хімічної та математичної біології .
У подальшому пропозиції щодо виступів з доповідями (тези доповіді – 1-2 стор.) на міждисциплінарному загальноакадемічному семінарі необхідно надсилати на ім’я Костеріна Сергія Олексійовича за електронними адресами:
Анонси щодо засідань семінару та авторські тези доповідей, звіт про засідання (+ фото) систематично оприлюднюються на сайтах Інституту біохімії ім. О.В.Палладіна НАН України ( biochemistry.org.ua ) та НАН України ( НАН України : Головна сторінка (nas.gov.ua) ), а також розповсюджуються електронною поштою.
Відеоінформацію про роботу міждисциплінарного загальноакадемічного семінару у галузі природничих наук «Актуальні питання фізико-хімічної та математичної біологі» за станом на квітень м-ць 2025 р. (презентації до доповіді акад. С.О.Костеріна на Загальних зборах Відділення Біохімії, Фізіології та Молекулярної біології 28 квітня 2025 р.) наведено за адресою:
Слідкуйте за нашими повідомленнями, будь ласка.
З повагою – керівник семінару
Сергій Костерін
18 травня 2026