στην εξελικτική Χημεία
(Τάσος Καφαντάρης, Το ΒΗΜΑ, 06/04/2008)
Από τη φιλοσοφία στη χημεία
Στήθηκε με την άνεση κινηματογραφικού αστέρα για να τον φωτογραφίσω. Τον κοίταξα μέσα από τον φακό με την περιέργεια ανθρωπολόγου: το ροδαλό και σχεδόν απόλυτα συμμετρικό πρόσωπό του πρόδιδε το DNA του γερμανικού φύλου των Φράγκων που είχε ριζώσει στην Αλσατία προτού επεκταθεί σε όλη τη Γαλλία. Τα πλατινένια μαλλιά του και ο χρυσαφί σκελετός των γυαλιών του ταίριαζαν με το ραφινάρισμα των χρόνων που πέρασε στο Παρίσι, στο Collège de France. Αλλά τα ολοζώντανα και διεισδυτικά γαλανά του μάτια δεν άφηναν να ξεχάσεις τον νευρώδη ορεσίβιο που έκρυβε μέσα του.
Γιος Αλσατού φούρναρη που εγκατέλειψε το αλεύρι για να γίνει ο οργανίστας της εκκλησίας, γεννήθηκε στο μεσαιωνικό χωριό του Ρόσχαϊμ στις 3Ο Σεπτεμβρίου 1939. Μεγάλωσε με κλασική παιδεία: ελληνικά, λατινικά, γερμανικά, αγγλικά, γαλλική λογοτεχνία, πιάνο και όργανο... αλλά και φούρνισμα στον φούρνο που διαχειριζόταν πλέον η μαμά. Τελείωσε το λύκειο με το όνειρο να σπουδάσει φιλοσοφία στο Πανεπιστήμιο του Στρασβούργου. Ωστόσο η παρακολούθηση των μαθημάτων ενός νέου καθηγητή της χημείας - του Γκυ Ουρισόν - τον έπεισε οριστικά ότι το μέλλον του ήταν στην οργανική χημεία. Μετά το πρώτο πτυχίο, εντάχθηκε στο εργαστήριο του Ουρισόν με στόχο ένα διδακτορικό. Το πήρε το 1963 και πέρασε έναν χρόνο στο Χάρβαρντ, όπου συμμετείχε στην προσπάθεια σύνθεσης της βιταμίνης Β12.
Επέστρεψε στο Στρασβούργο πεπεισμένος ότι ο καλύτερος τρόπος να μάθεις τις φυσικές ιδιότητες των μορίων είναι να συνθέτεις διατάξεις που επιτρέπουν την αποκάλυψη συγκεκριμένης ιδιότητας και της σχέσης της με τη δομή. Το 1966 αναγορεύθηκε επίκουρος καθηγητής στο Πανεπιστήμιο του Στρασβούργου. Εχοντας βασικό του εργαλείο έναν φασματογράφο NMR, άρχισε να ψάχνει θέματα που τον είχαν απασχολήσει φιλοσοφικά ως νέο: Πώς μιλάει το πνεύμα με την ύλη; Πώς μετατρέπονται οι εντολές του εγκεφάλου σε βιολογικές διεργασίες; Πώς «επικοινωνούν» οι νευρώνες; Είχε δει ότι τα ηλεκτρικά φαινόμενα στα κύτταρα των νεύρων εξαρτώνται από τη διάχυση ιόντων νατρίου και καλίου μέσα από τις μεμβράνες τους. Είχε μάθει επίσης ότι τα φυσικά αντιβιοτικά μπορούσαν να κάνουν τις μεμβράνες διαπερατές από κατιόντα. Μήπως θα μπορούσε να συνθέσει χημικές ουσίες που θα εμφάνιζαν τέτοιες ιδιότητες; Το κατάφερε, με τον σχηματισμό «μοριακών κλωβών» που αιχμαλώτιζαν κατιόντα (cation cryptates). Ηταν η αρχή για αυτό που ονομάστηκε υπερμοριακή χημεία: τη χημεία παρέμβασης στους δεσμούς μεταξύ των μορίων προκειμένου να προκαθορίζονται η διάταξή τους στον χώρο και η συμπεριφορά τους.
Το κύριο πεδίο έρευνάς του ως το 1978 - οπότε του απονεμήθηκε το Νομπέλ - ήταν αυτό της «υπερμοριακής αυτοοργάνωσης», δηλαδή ο σχεδιασμός προγραμματισμένων υπερμοριακών συστημάτων. Αυτή η αναζήτηση οδήγησε σε μια καλύτερη κατανόηση του δρόμου μετάβασης από συμπυκνωμένη ύλη σε οργανωμένη ύλη, την ύλη που ως υψηλότερο επίπεδο έκφρασής της έχει τους ζώντες οργανισμούς.
Συστατική δυναμική χημεία
Από το 1990 και μετά, η έρευνα του Λεν και των «οπαδών του» πέρασε σε ακόμη πιο αναβαθμισμένο επίπεδο. Εφαλτήριο βάθρο της υπήρξε η κατανόηση του ότι η υπερμοριακή χημεία είναι κατ' ουσίαν μια «δυναμική χημεία» που σέβεται τη σύσταση των επί μέρους δομών της. Μια υπερμοριακή δομή μπορεί να ανταλλάσσει συνεχώς τα μοριακά συστατικά της, να τα συσσωματώνει, να τα αποδεσμεύει και να τα επαναδιατάσσει. Με άλλα λόγια, μπορεί να μετατρέπει συνεχώς τη σύστασή της συνεπεία της εγγενούς ανατρεψιμότητας των δεσμών αλληλεπίδρασης που συγκρατούν αυτά τα συστατικά. Αυτή η πληρέστερη θεώρηση έφερε τον ορισμό μιας ευρύτερης χημείας, που καλύπτει τόσο τη μοριακή όσο και την υπερμοριακή χημεία, τη νυν λεγόμενη συστατική δυναμική χημεία (constitutional dynamic chemistry, ή εν συντομία CDC).
Η συστατική δυναμική χημεία του Λεν έχει ήδη αντίκτυπο στην έρευνα για την ανακάλυψη νέων φαρμάκων, στην επιστήμη των υλικών και στη νανοτεχνολογία. Αλλά, μέσω της επέκτασης του προγραμματισμού των χημικών συστημάτων της, οδηγεί τώρα στην καθιέρωση μιας προσαρμοστικής και εξελικτικής χημείας.
Δεν τα λέμε εμείς... Τα λέει το ίδιο το δελτίο της Επιτροπής Νομπέλ, τα είπε και ο ίδιος ο Λεν την Τετάρτη 26 Μαρτίου, λίγο προτού ανακηρυχθεί επίτιμος διδάκτωρ Χημείας στο Πανεπιστήμιο Πατρών, και την Πέμπτη 27 Μαρτίου χαιρετίζοντας την έναρξη του 9ου Συνεδρίου Ιατρικής Χημείας. Απόλυτα αιτιολογημένα, τα φώτα της γέφυρας του Ρίου έλουσαν γιορταστικά τον νυχτερινό ουρανό της Τετάρτης, ειδικά αναμμένα προς τιμήν του ξεχωριστού επισκέπτη της.
Μήπως σας πρόλαβαν, κύριε Λεν;
Το πρωί της Πέμπτης είχαμε μόλις μισή ώρα διαθέσιμη προτού επιστρέψει στο συνέδριο για την προαναφερθείσα ομιλία του. Διέκρινα το άγχος στο επιφανειακά ήρεμο πρόσωπό του, αλλά ο δημοσιογραφικός σαδισμός δεν μου άφηνε περιθώρια ευγένειας. Εχοντας πρόσφατη την ανακάλυψη της προηγούμενης εβδομάδας (βλ. άρθρο για τα «Νανοσμήνη» στο «BHMAScience» τής 23/3/2008, σελ. 52-53), τον ρώτησα:
- Τι προσπαθείτε να κάνετε, κύριε καθηγητά; Να αποδείξετε τον Δαρβίνο μέσω της χημείας; Το ρωτάω γιατί αυτό περίπου προκύπτει από την κατασκευή ενός «χημικού εγκεφάλου» στρατιών νανορομπότ που εξήγγειλε ένας ινδός ερευνητής στην Ιαπωνία προ ημερών.
Είδα το ροδαλό του πρόσωπο να κοκκινίζει επικίνδυνα. Το σώμα του τσιτώθηκε και τα μάτια του ακτινοβολούσαν τώρα με την κάψα του πάγου. «Ποιος το είπε αυτό; Πού; Σε ποιο περιοδικό δημοσιεύτηκε;».
«Η υπερμοριακή χημεία είναι μια δυναμική χημεία που, μέσω του ελέγχου των ασθενών δεσμών μεταξύ των μορίων, μας οδηγεί σε μια προσαρμοστική και εξελικτική χημεία. Οι προοπτικές που διανοίγονται μέσω αυτής είναι τεράστιες, αλλά πρέπει να είμαστε συγκρατημένοι και σεμνοί. Δεν υπάρχει ακόμη κάτι που θα μπορούσε να χαρακτηρισθεί χημικός εγκέφαλος!
Επιτεύχθηκε χημικά η παράλληλη επεξεργασία; Ισως, αλλά ούτε και η παράλληλη επεξεργασία των υπολογιστών δεν μας έχει δώσει ακόμη το δικαίωμα να μιλούμε για κάτι που προσεγγίζει την πολυπλοκότητα του ανθρώπινου εγκεφάλου. Εχουμε πολύ δρόμο μπροστά μας και δεν είναι σωστό να υποκύπτουμε σε πομπώδεις τίτλους του είδους "Νοημοσύνη των Μηχανών", "Εξυπνη Χημεία", "Νανορομπότ" και άλλα παρόμοια».
- Εστω. Συμφωνείτε όμως στη στόχευση; Ο χημικός έλεγχος πολύπλοκων δομών οδηγεί στην ανάπτυξη υβριδικών συστημάτων και στη μελλοντική σύζευξη ανθρώπων - μηχανών;
«Ναι».
Ο τόνος του μαλάκωσε και στα μάτια του επέστρεψε ο διψασμένος για ανακαλύψεις ερευνητής. Για τα επόμενα -πόσα;- λεπτά της ώρας, μου ανέλυε πυρετωδώς το πώς δουλεύει τώρα η χημεία, πώς ο φημισμένος συμπατριώτης μας Κ. Νικολάου συνθέτει στο Σαν Ντιέγκο των ΗΠΑ θαυματουργές νέες ουσίες, συνδυάζοντας γνώσεις χημείας, βιολογίας, φαρμακευτικής και ιατρικής...
Οι φιλόσοφοι πανεπιστήμονες
Τον παρακολουθούσα εκστασιασμένος. Είχα μπροστά μου έναν ασπρομάλλη με το πάθος 20άρη, ένα απίστευτα αστραποβόλο πνεύμα, μια διανόηση που οι πολλοί πεθαίνουν χωρίς να συναντήσουν.
- Αλλά αυτή η διεπιστημονικότητα της έρευνας τι συνεπάγεται;, τον ρώτησα. Μήπως ότι η διερεύνηση τέτοιας πολυπλοκότητας απαιτεί όχι απλώς επιστήμονες αλλά πανεπιστήμονες;
«Αυτό είναι αλήθεια. Η κατάσταση θυμίζει εκείνη του 19ου αιώνα, όταν οι επιστήμονες ήταν υποχρεωμένοι να γνωρίζουν πολλά πεδία επιστήμης για να προχωρήσουν. Ωστόσο δεν μπορούμε να επιστρέψουμε εκεί, διότι οι γνώσεις μας είναι τώρα πολλαπλάσιες. Δεν μπορούμε να χάσουμε τη βαθιά εξειδίκευση. Είναι όπως στη μουσική: Δεν μπορείς να είσαι το πρώτο βιολί, ο τέλειος πιανίστας ή ο εξαίρετος τσελίστας και ταυτόχρονα να διατείνεσαι ότι παίζεις όλα τα όργανα εξίσου καλά. Η μόνη λύση είναι αυτή της ορχήστρας: οι εξειδικεύσεις συνδυάζονται, επικοινωνούν και συντονίζονται μέσω ενός μαέστρου».
- Και με το υπερτονισμένο εγώ των επιτυχημένων στον τομέα τους επιστημόνων τι γίνεται; Είναι εύκολη η υπαγωγή τους σε ορχήστρα;
«Ο εγωισμός υπάρχει, αλλά είναι μικρότερος από εκείνον των καλλιτεχνών. Πολύ μικρότερος!».
- Εκτός από το ζητούμενο του συντονισμού των ερευνών, η πρόοδος σε συστήματα που αλληλεπιδρούν με το σώμα και τον εγκέφαλο του ανθρώπου θέτει ακόμη πιο επιτακτικά τα ζητήματα ηθικής των επιστημόνων. Μήπως πριν από την εξειδίκευση θα είναι μελλοντικά απαραίτητη μια γερή περιήγηση στη φιλοσοφία, όπως αυτή που είχατε εσείς προτού αφοσιωθείτε στη χημεία;
«Μου θέτετε πολύ ενδιαφέροντα ερωτήματα... Πιστεύω και εγώ ότι θα πρέπει να βρούμε έναν τρόπο για κάτι τέτοιο. Οχι μια πλήρη εκπαίδευση στη φιλοσοφία, αλλά σίγουρα ένα άνοιγμα της σκέψης στο τι επιπτώσεις μπορούν να έχουν οι επιστημονικές επιλογές μας στον κόσμο γύρω μας».
- Αλλά, τότε, μήπως μας προκύψει το έλλειμμα κατάλληλων δασκάλων για μια τέτοια παιδεία;
«Μου φαίνεται ότι μπορούμε να το αντιμετωπίσουμε με την πληθώρα κατάλληλης βιβλιογραφίας. Αν αναθέτουμε στους φοιτητές μας κατάλληλες εργασίες, αυτοί θα βρουν τις κατάλληλες πηγές για να μάθουν το πώς θα γίνουν ενσυνείδητοι επιστήμονες».
- Ο προβληματισμός για τον βέλτιστο τρόπο εκπαίδευσης άρτιων ερευνητών είναι έντονος τα τελευταία χρόνια στην Ευρώπη. Το είδαμε στην έκθεση του Μισέλ Ροκάρ το 2007, αλλά το είδαμε και στη συνταγή διαχωρισμού της έρευνας από την εκπαίδευση καθηγητών που προτείνει το δίκτυο LERU, των 20 ευρωπαϊκών πανεπιστημίων αριστείας. Συμφωνείτε και εσείς με την εξειδίκευση των πανεπιστημίων που ζητεί το LERU;
«Είμαι υπέρ του συγχρωτισμού και κατά του διαχωρισμού! Εκείνο που πραγματικά χρειαζόμαστε είναι δομές που θα ενισχύουν το πνεύμα δημιουργικότητας και καινοτομίας των νέων ερευνητών, αλλά με την παράλληλη ανάπτυξη του αισθήματος ευθύνης για τα κονδύλια και τον εξοπλισμό που τους διατίθεται. Οπως εγώ ως διευθυντής ερευνών είμαι υπόλογος για τη διαχείριση των πόρων που μου διατίθενται, το ίδιο πρέπει να είναι και ο κάθε ερευνητής ξεχωριστά.
Η νοοτροπία του ανεύθυνου προστατευτισμού πρέπει να σταματήσει! Οσο για τον διαχωρισμό της εκπαίδευσης από την έρευνα, μου είναι αδιανόητος. Οι νέοι επιστήμονές μας χρειάζονται απλά κίνητρο, παρακίνηση με παραδειγματισμό και σύγχρονη τεχνολογία στα χέρια τους».
- Και δωρεάν εγχειρίδια και δημοσιευμένες εργασίες... ίσως;
- Δεν θα μπορούσαμε να εξοικονομήσουμε τα αναγκαία κονδύλια από τη μείωση των εξόδων μετακίνησης των επιστημόνων για τα τόσα συνέδρια που γίνονται; Δεν θα μπορούσαν πολλά από αυτά να διεξάγονται μέσω τηλεδιάσκεψης στο Διαδίκτυο;
«Οντως - και προσωπικά το κάνω ήδη σε πολλές περιπτώσεις. Οχι σε όλες, διότι η προσωπική επαφή έχει πλεονεκτήματα που δεν τα παρέχει η ψηφιακή. Αλλά το θέμα είναι ότι και με αυτή την οικονομία τα κονδύλια δεν επαρκούν για τη δωρεάν διάθεση».
Η χημεία της κοσμογονίας
- Ας ξεφύγουμε από τα γήινα προβλήματα, πετώντας για λίγο στη γειτονιά του ηλιακού μας συστήματος. Το εξερευνητικό διαστημόπλοιο Cassini μάς αποκάλυψε πρόσφατα ότι ο Τιτάνας διαθέτει όχι μόνο πολλά γήινα χαρακτηριστικά, αλλά και ωκεανό. Εναν ωκεανό όχι νερού, αλλά μεθανίου και άλλων συστατικών που μπορούν να συνθέσουν οργανικές ύλες. Να υποθέσουμε ότι εκεί θα μπορούσε να στηθεί μελλοντικά το μεγαλύτερο εργαστήριο «εξελικτικής χημείας»;
Χαμογέλασε με την περίσκεψη παιδιού που αναπολεί τον Αϊ-Βασίλη αλλά γνωρίζει πως δεν υπάρχει:
«Η σκέψη είναι πολύ δελεαστική, αλλά δυστυχώς το κρύο που επικρατεί στον Τιτάνα είναι απαγορευτικό για την εξέλιξη χημικών αντιδράσεων. Χρειαζόμαστε θερμότερους πλανήτες. Το κακό είναι ότι δεν πρέπει να είναι και αυτοί υπέρμετρα θερμοί, όπως η Αφροδίτη, διότι τότε οι μοριακοί δεσμοί σπάνε. Η αναζήτησή μας για τον πλανήτη που θα μας επιτρέψει να τον κάνουμε κατοικήσιμο μέσω γεωμηχανικής συνεχίζεται. Ενα διαφωτιστικό βιβλίο που θα πρότεινα στους αναγνώστες σας είναι το "Vital Dust: Life as a Cosmic Imperative" του Christian de Duve».
- Σας ευχαριστώ εκ μέρους τους, αλλά λύστε μου μια έσχατη απορία: Η ενασχόλησή σας τόσο φιλοσοφικά όσο και χημικά με τους μηχανισμούς της δημιουργίας, σας έδωσε απαντήσεις στο αρχέγονο ερώτημα αν το Σύμπαν το σχεδίασε ένας Δημιουργός;
Περίμενα μια κομψή απάντηση, στο πλαίσιο που κινείται η πλειονότητα των επώνυμων επιστημόνων. Με ξάφνιασε, επιβεβαιώνοντας την αίσθησή μου ότι είναι ένας άνθρωπος που δεν λέει ούτε λέξη αν δεν την εννοεί:
«Δεν έχω πλέον καμία τέτοια απορία. Εκεί έξω δεν υπάρχει τίποτε άλλο. Κανένας δεν σχεδίασε το Σύμπαν! Κανένας δεν όρισε να γεννηθεί ένας Αϊνστάιν και ένας Πλανκ για να μας δώσουν τη Θεωρία της Σχετικότητας και την Κβαντική Φυσική. Το μόνο που με απασχολεί είναι η διερεύνηση των συνθηκών υπό τις οποίες τα μόρια μπορούν να συνθέτουν τον εγκέφαλο ενός Αϊνστάιν και ενός Πλανκ!»
