Ēriks Kupče – starp Rīgu un Oksfordu

20-10-2011

zv/zv423-3.jpg Jau divdesmit gadus habilitētais ķīmijas zinātņu doktors, Dr. habil. chem. ĒRIKS KUPČE Latvijas Organiskās sintēzes institūtā skaitās bezalgas atvaļinājumā, jo strādā Oksfordā, Anglijā. Šajā laikā viņš paspējis atskriet uz habilitētā doktora disertācijas aizstāvēšanu, 1992. gadā ievēlēts par Latvijas Zinātņu akadēmijas korespondētājlocekli, 2008. gadā saņēmis Latvijas Zinātņu akadēmijas Lielo medaļu un Akadēmijas Rudens pilnsapulcē nolasījis akadēmisko lekciju “Hiperdimensionālā KMR spektroskopija”. Tradicionālo Laudatio Ērikam Kupčem toreiz teica viņa nenogurstošais zinātniskais vadītājs, nu jau aizsaulē aizgājušais akadēmiķis Edmunds Lukevics. Šogad jūnijā Ēriks Kupče Latvijas Zinātņu akadēmijas Senāta sēdē nolasīja referātu “Hiperdimensijas, paralēlie uztvērēji, kompresīvā detektēšana un pēcspīdēšanas (afterglow) novērošana KMR spektroskopijā”. Dienu pirms Jāņu vakara tikāmies sarunai par to, kā izveidojās viņa zinātnieka ceļš Latvijā un ārzemēs un kā, viņaprāt, Latvijas zinātne varētu sekmīgi iekļauties Eiropas un pasaules zinātnes norisēs.

– Sāksim ar vairāk nekā divdesmit gadu senu pagātni. Kā jūs nonācāt Rietumos laikā, kad jauns zinātnieks labākajā gadījumā varēja cerēt aizbraukt uz konferenci Polijā vai Bulgārijā?

– Tieši tā. Taču 80. gadu beigās, tā saucamā “Gorbačova atkušņa” laikā, šis tas sāka mainīties. Tika nodibināta Tautas fronte, 1991. gadā bija paredzēts pirmais Pasaules latviešu zinātnieku kongress, uz kuru tika aicināti latviešu zinātnieki no ārzemēm. Tā kā kontakti jau bija sākuši veidoties. Mans Organiskās sintēzes institūta kolēģis Juris Saulītis kaut kādā veidā bija sapazinies ar ārzemju latviešu zinātniekiem un uzzinājis par Aleksandra fon Humbolta fondu Rietumvācijā, kas piešķīra stipendijas jauniem zinātņu doktoriem. Viņš bija dabūjis veidlapu, kas jāaizpilda, lai pieteiktos uz Humbolta stipendiju. Mēs ar Saulīti kopā diezgan aktīvi strādājām. Pirms tam man, Saulītim un Andrim Rāzenam pat piešķīra komjaunatnes prēmiju. Tajā laikā es akadēmiķa Jāņa Stradiņa Fizikāli organiskās ķīmijas laboratorijā strādāju ar silīcijorganiskiem savienojumiem un profesors Edmunds Lukevics man bija darba zinātniskais vadītājs. Grupu vadīja Edvards Liepiņš, kurš vienlaicīgi ar mums aizbrauca uz Rietumiem. Mēs ar Saulīti – uz Vācijas Federatīvo Republiku, viņš uz Šveici, Cīrihes Tehnisko universitāti pie vēlākā Nobela prēmijas laureāta profesora Kurta Vītriha. Zinātņu kandidāta disertāciju es biju aizstāvējis jau 1984. gadā, strādāju pie doktora disertācijas un klusa cerība dabūt Humbolta stipendiju bija, kaut arī tajā laikā vēl nekur nelaida. Taču institūtā mums teica, ka laiki mainās un lai mēs to veidlapu aizpildām gan. Mēs aizpildījām, nokārtojām papīrus, sazvanījām savus iespējamos profesorus ārzemēs. Man tas bija profesors Bernds Vrakmeiers Baireitas Universitātē, kurš bija ieinteresējies par mūsu pētījumiem. Uz to brīdi, kad pienāca pozitīvā atbilde, ka mums stipendiju dos, arī sāka laist zinātniekus uz ārzemēm. Bija gan vēl jāaizbrauc pārbaudes braucienā uz kādu sociālisma valsti, lai zinātu, kā tas cilvēks ārzemēs uzvedas. Man bija jābrauc uz kādu konferenci Polijā. Pēc tam viss nokārtojās un mani palaida uz Rietumvāciju neskatoties uz to, ka mans tēvs savā laikā tika izsūtīts uz Sibīriju (tas, protams, maniem kolēģiem būs jaunums). 1989. gada pavasarī ar mēneša starpību es un Juris Saulītis devāmies uz Rietumvāciju – es uz Baireitas Universitāti, Juris – uz Minhenes Tehnisko Universitāti.

– Uz cik gadiem dod Humbolta stipendiju?

– Vispirms to dod uz gadu ar iespēju pagarināt uz diviem gadiem. Parasti ir tā, ka to var pagarināt uz pusgadu un otru pusi paņemt kaut kad vēlāk. Tā mēs abi aizbraucām. Izrādījās, ka Saulītim bija sirdskaite, ko viņš nevienam neizpauda, un kura traģiskā veidā ņēma virsroku. Juris profesora Gunāra Čipēna vadībā OSI bija ļoti veiksmīgi strādājis pie proteīnu struktūras pētījumiem un bija tiešām gaišs prāts. Savukārt Edvards Liepiņš visiem bija kā otrs vadītājs. Tā nu mēs aizbraucām. Es, kā jau teicu, aizbraucu uz Baireitas Universitāti. Es tur strādāju metālorganikas jomā, jo tādu projektu biju iesniedzis stipendijas pieteikumā. Toreiz stažēšanos ārzemēs uzskatīju par pagaidu variantu. Tas viss bija ļoti jauki. Saulītis paņēma līdzi ģimeni, es savu nepaņēmu, jo bija diezgan lēti braukāt, un es ik pa diviem mēnešiem braucu uz mājām. Man tajā laikā jau bija sieva un divi bērni. Stipendija nebija tik liela, lai mēs visi tur dzīvotu, tāpēc nolēmām, ka labāk būs, ja viņi paliks Rīgā. Tajā laikā jau nebija domas palikt ārzemēs. Mēs taisījāmies pēc gada braukt atpakaļ. Gads pagāja, un man pavērās iespēja stažēties Kembridžas Universitātē pie ļoti slavena zinātnieka Reja Frīmena, kurš tajā laikā bija viens no kodolu magnētiskās rezonanses ievērojamākajiem zinātniekiem. Visas kodolu magnētiskās rezonanses zvaigznes bija gājušas caur viņa laboratoriju. Es ar viņu sadarbojos joprojām.

– Vai jūsu iepriekšējās zinātniskās tēmas jau bija saistītas ar kodolu magnētisko rezonansi, vai arī tas bija pavisam jauns lauciņš?

– Ar kodolu magnētisko rezonansi es strādāju jau kopš Universitātes beigšanas 1978. gadā. Tieši ar metālorganikas pētījumiem nodarbojos kopš 1980. gada, kad iestājos aspirantūrā profesora Lukevica vadībā. Taču mani no laika gala interesēja tieši kodolu magnētiskās rezonanses metodoloģiskā puse. Frīmens strādāja tieši pie metodikas un ieviesa daudzus jauninājumus. Tajā laikā kodolu magnētiskā rezonanse asociējās ar Reju Frīmenu un Ričardu Ernstu, kurš 1991. gadā saņēma Nobela prēmiju. Daudzi tagad slaveni zinātnieki izgāja Frīmena “skolu” Kembridžā un pēc tam strādāja pie Ernsta Cīrihē. Būtībā Ernsts nosmēla visu “krējumu” – lieliski sagatavotus speciālistus, un tas viņam lielā mērā arī palīdzēja tikt pie Nobela prēmijas. Būtībā pēc taisnības tā pienāktos viņiem abiem.

Humbolta stipendija paredzēja, ka tās saņemšanas laikā iespējams stažēties arī ārpus Vācijas, kādā citā Rietumeiropas valstī. Tā es aizbraucu uz Kembridžu stažēties pie Frīmena. Viņš man teica, ka viņam naudas nav – ja es varu atrast naudu, tad viņš mani labprāt uzņemtu, tādēļ sākumā aizbraucu ar Humbolta fonda atbalstu. Pa vidam vēl atskrēju uz institūtu aizstāvēt savu doktora disertāciju. Ar to stipendiju, kas man bija, ceļošanu varēju atļauties.

– Senāta sēdē akadēmiķis Jānis Stradiņš pieminēja sarkanbaltsarkano karogu.

–Tas bija Humbolta stipendijas pirmajā pusē. Edinburgā 1990. gadā notika silicijorganikas konference, un es iesniedzu tēzes kā Latvijas pārstāvis, jo tie pamatā bija Lukevica laika darbi. Posteru es biju izveidojis uz sarkanbaltsarkanā Latvijas karoga fona. Es domāju, ka pirmo vietu man iedeva dēļ tā politiskā pacēluma, kāds tolaik bija attiecībā uz Baltijas valstīm. Droši vien arī darbs nebija slikts. Varbūt uz tā viļņa es izbraucu mazliet tālāk, nekā būtu bez tā. Profesoram Frīmenam iepatikās manas idejas, un, kad mani Humbolta stipendijas pēdējie mēneši gāja uz beigām, viņš izkārtoja man sešu mēnešu stipendiju, kādu Karaliskā biedrība piedāvāja Baltijas zinātniekiem kopdarbam ar britu universitātēm. Šos projektus varēja pagarināt, un tā es paliku strādāt Kembridžā. Mana Humbolta stipendijas atskaite tika novērtēta tik pozitīvi, ka Fonds man piešķīra prāvus līdzekļus aparatūras iegādei, kura nonāca OSI.

– Visu laiku joprojām šķirts no ģimenes?

– 1993. gadā, kad beidzot bija jāsāk domāt par pastāvīgāku darbu, saņēmu piedāvājumu no Brisbenas Universitātes Austrālijā. Nu varēja domāt par dzīvošanu kopā ar ģimeni. Tā mēs gandrīz būtu kļuvuši par austrāliešiem, kad pienāca piedāvājums no Oksfordas Universitātes un 1993. gada septembrī pārcēlos uz Oksfordu. Pēc mēneša man pievienojās ģimene. Tā nu es, pie Frīmena nostrādājis pusotra gada, pārcēlos uz Oksfordu, jo tur kādam Frīmena kolēģim, kas Oksfordas Universitātē strādāja pie proteīnu struktūras pētījumiem, bija parādījusies vakance, viņi sazvanījās, un es dabūju jau normālu vietu ar algu un atbilstošu statusu. Pēc apmēram pusotra gada man piedāvāja vietu kompānijā Varian Associates.

– Kas tā par kompāniju?

– Tā ir kompānija, kas ražo kodolu magnētiskās rezonanses instrumentus. Pati kompānija atrodas Amerikā, Silīcija ielejā, bet tā iepirka magnētus no Oxford Instruments, kas bija vadošā magnētu kompānija. Vieta, ko man piedāvāja, bija paredzēta Oksfordā, un sadarbībā ar Oxford Instruments man bija jāpārbauda paši jaunākie, spēcīgākie un labākie kodolu magnētiskās rezonanses magnēti. Tie bija arī pasaulē visaugstākie magnētiskie lauki un, pirms mūsu kompānija šos magnetus varēja pasūtīt, man bija jāveic virkne testu. Tas bija visai interesants darbs. Tā, piemēram, 900 megahercu instruments 2000. gadā mūsu laboratorijā bija vienīgais. Veselu gadu man vienīgajam pasaulē bija tik spēcīgs instruments. Zinātnieki no visas pasaules brauca uz mūsu laboratoriju uzņemt spektrus un paskatīties, ko ar šo magnētu var paveikt un kā pie jaunā sasniegtā magnētiskā lauka izskatās spektri. Veselu gadu man bija tas gods demonstrēt šo unikālo aparatūru! Darbs bija interesants arī tādā ziņā, ka bija iespējams tikties ar visas pasaules vadošajiem zinātniekiem, uzzināt, kādas problēmas viņi risina, un zināmā mērā arī piedalīties šo problēmu risināšanā.

– Tātad tas nebija tīri tehnisks, tāds kā izstādes eksponātu demonstrētāja darbs?

– Nē, nē. Tas vienmēr ir bijis zinātnisks darbs. Arī tas, ka jāstrādā pie šiem augstajiem magnētiskajiem laukiem. Mēs ar Frīmenu turpinājām sadarboties, izstrādājām jaunas impulsu metodes, jo vecās pie tik augstiem laukiem vairs nederēja, – līdz ar to mūsu kompānija varēja būt vairāk konkurētspējīga, uzņemt labākus spektrus ar jaunajām metodēm. Darbs vienmēr ir bijis zinātnisks, un mana pozīcija firmā ir visai unikāla – tas nav tehniķa, instrumenta apkalpotāja darbs, bet gan zinātnieka darbs lietišķajā sfērā. Mūsu firmā ir arī zinātnieki, kas strādā elektronikas jomā, izgudro jaunas zondes. Mans zinātniskais darbs attiecas tieši uz kodolu magnētisko rezonansi un tās pielietojumiem. Man bija izveidojušies labi sakari ar pasaules vadošajiem zinātniekiem un līdz ar to arī radās iespējas uzstāties zinātniskajās konferencēs un simpozijos kā zinātniekam un mūsu kompānijas pārstāvim. Apmēram pirms gada mūsu kompāniju pārņēma vēl lielāka kompānija – Agilent Technologies. Arī tā atrodas Silīcija ielejā ASV, ražo elektroniskos mēraparātus un instrumentus zinātnei. Viņi nolēma, ka viņiem vajag arī kodolu magnētiskās rezonanses instrumentus, un tā nu mēs kļuvām par vienu no Agilent Technologies departamentiem.

– Kā varētu vienkāršā valodā pastāstīt par kodolu magnētiskās rezonanses lietošanas iespējām?

– Vispirms jāatzīmē tas, ka tā nav destruktīva metode. Paraugs, kuru jūs pētāt, netiek sagrauts vai jebkādā veidā sabojāts. Teiksim, galva nav jāpārgriež, lai ielūkotos, kas tajā notiek. Atšķirībā no rentgena metodes starojums nav jonizējošs un nebojā audus. Tas ir vienkāršs radiofrekvenču starojums, ko mēs izmantojam radioaparātos un mobilajos telefonos.

– Tātad tomogrāfos nav radioaktīvā starojuma?

– Ir dažāda veida tomogrāfi. Rentgena tomogrāfos, protams, ir rentgena starojums, bet kodolu magnētiskās rezonanses tomogrāfi ir pilnīgi nekaitīgi. Tāpēc jau tie ir tik populāri. Bez tam kodolu magnētiskā rezonanse izceļas ar to, ka tā ir ļoti bagāta ar spinu fizikas dažādām sadarbībām un mijiedarbībām. Līdz ar to metode nemitīgi attīstās, tajā nemitīgi var atrast ko jaunu un to izmantot. Šī metode spektroskopijā ir viena no spēcīgākajām, jo dod dinamisku attēlu – var pētīt, kā molekulas kustas, iedarbojas cita uz citu. Piemēram, var pētīt proteīnu struktūru un dinamiku to dabīgajā vidē, šķīdumos. Kodolu magnētiskās rezonanses metode joprojām ir spēcīgākā analītiskā metode. Es domāju, ka kodolu magnētiskai rezonansei vēl ilgu laiku būs ļoti liela nozīme. Tajā pašā laikā šī tehnoloģija visu laiku attīstās un virzās uz priekšu. Teiksim, viens no mīnusiem ir tas, ka metodes jutība ir visai zema, tikai 10–5 kodolu tiek ierosināti un novēroti, tātad no visas polarizācijas mēs redzam tikai tik nelielu daļiņu. Nesen ir parādījusies tehnoloģija, kas ļauj šo jutību paaugstināt 10 000 vai pat 100 000 reižu. Tas ir iespaidīgs sasniegums. Šī tehnoloģija ir tikai dažus gadus veca. Teorētiskie pamati gan bija zināmi jau kopš pagājušā gadsimta 50. gadiem, bet tehnoloģija, parādījās pavisam nesen. Kodolu magnētiskā rezonanse vispār ir raksturīga ar to, ka ik pēc pāris gadiem parādās kāda jauna metode, jo kodolu mijiedarbības ir tik dažādas un bagātīgas, ka vienmēr atklājas kaut kas jauns.

– Ārkārtīgi perspektīva metode.

– Jā. Pirms pāris desmit gadiem, pateicoties kodolu magnētiskās rezonanses metodes attīstībai, notika liels lēciens proteīnu zinātnē. Tika atklātas divdimensiju un trīsdimensiju metodes, kas 80. gados izraisīja pilnīgu revolūciju kodolu magnētiskajā rezonansē, jo pēkšņi parādījās iespējas pētīt ievērojami lielākas molekulas, kā, piemēram, proteīnus un nukleīnskābes. Par šo metožu ieviešanu profesoram Ernstam 1991. gadā tika piešķirta Nobela prēmija.

Līdz ar daudzdimensiju kodolu magnētiskās rezonanses spektroskopijas metožu ieviešanu un straujo attīstību sākās strauji proteīnu struktūru, iekšmolekulāro un starpmolekulāro mijiedarbību un dinamikas pētījumi šķīdumos. Jo lielāka molekula, jo sarežģītāki spektri un diemžēl arī platākas spektra līnijas un zemāka spektrālā izšķiršana. Jauns pētījumu vilnis sākās pēc tam, kad profesora Kurta Vītriha laboratorijā tika atklāta metode, kā šos nevēlamos līniju paplašināšanās efektus var novērst. Par darbiem proteīnu struktūrpētījumos profesors Kurts Vītrihs 2002. gadā arī saņēma Nobela prēmiju.

Otrs virziens, kas nepārtraukti attīstās paralēli kodolu magnētiskajai rezonanses spektroskopijai, ir magnētiskās rezonanses tomogrāfija. Tā kā tai ir tik milzīga nozīme medicīnā, tad magnētiskās rezonanses tomogrāfijas attīstība norisinājās ārkārtīgi strauji. 1973. gadā parādījās pirmā publikācija, un šodien šī metode dara unikālas, pilnīgi ar prātu gandrīz vai neaptveramas lietas. Piemēram, iespējams ļoti detalizēti pētīt, kā darbojas smadzenes. Ar tomogrāfijas metodi var redzēt, par ko jūs domājat. Gandrīz vai nolasīt jūsu domas. Tas jau ir ūnikums pats par sevi! Eksperimentā liek jums domāt par kaut ko konkrētu. Smadzenēs šajā procesā aktivizējas attiecīgie apgabali un attēlā parādās gaišs pleķītis. Tādā veidā iespējams konstatēt, kuri apgabali ir aktīvi, un gandrīz vai burtiski nolasīt jūsu domas. Patlaban pēta, kur smadzenēs atrodas dažādi centri, piemēram, runas centrs, centri, kas reaģē uz sāpēm, skumjām, prieku un tamlīdzīgi un kā informācija ceļo no viena centra uz otru. Paredz, ka nākotnē ar šo tehnoloģiju tiešām būs iespējams nolasīt cilvēku domas.

Pašas jaunākās metodes ļauj pētīt sakarus starp neironiem, dažādiem smadzeņu apgabaliem. Tā ir unikāla metode, ar kuru var pētīt smadzeņu darbību. Var uzņemt pat kodolu magnētiskos spektrus tieši cilvēka organismā – nierēs, aknās, pētīt, kādi metaboliskie procesi tur notiek. Kodolu magnētiskās rezonanses aparāti parādās arī klīnikās, ar šo metodi var taisīt, piemēram, ļoti precīzas urīna analīzes.

– Akadēmiķis Stradiņš LZA Senāta sēdē jums vaicāja, vai esošie sakari ļauj zinātniekam strādāt jebkurā pasaules vietā. Faktiski jūs jau to apliecinājāt, jo jūsu firma atrodas Silīcija ielejā, ASV, bet jūs – Oksfordā, Lielbritānijā.

– Agrāk es Oksfordā strādāju viens, bet kad firma Varian nopirka magnētu rūpnīcu tad Oksfordā tika atvērta vesela filiāle. Oksfordas apgabalu dēvē arī par Magnētu Ieleju, jo šeit tiek ražota puse no visiem pasaules magnētiem. Faktiski es joprojām daudzus eksperimentus izdaru Amerikā. Ar mūsdienu interneta tehnoloģijas attīstību šī prakse tagad ir kļuvusi par rutīnu. Es varu atrasties Oksfordā un uzņemt spektrus ar interneta palīdzību Amerikā, Santaklārā. Tagad ļoti strauji attīstās kriozondes un līdz ar to mērījumu jutība pieaugusi pat desmitkārtīgi. Pašas jaunākās kriozondes, kuras vēl nav nonākušas ražošanā, tiek saliktas kopā eksperimentālā laboratorijā un tiek veikti ļoti pamatīgi un detalizēti testi, pirms jaunais produkts nokļūst zinātnieku rokās. Taču ar interneta palīdzību man šīs eksperimentālās kriozondes ir pieejamas, pirms tās kļūst par produkciju, un es varu veikt jaunus eksperimentus uz aparatūras, kas vēl nav nonākusi līdz tirgum. Tā ir ievērojama priekšrocība. Interneta tehnoloģija paver plašas iespējas ne tikai informācijas apmaiņā, bet arī eksperimentu veikšanā.

– Es sapratu, ka jautājums bija par to, vai zinātnieks varētu kaut ko tādu darīt, atrodoties Latvijā.

– Protams, ka varētu. Pašreiz pasaulē veidojas lieli zinātnes centri, kuri apkalpo reģionus. Pēc savas darbības tie ir visai atšķirīgi. Daži centri prasa, lai pētnieks uz turieni brauktu, bet citi atļauj eksperimentus izdarīt caur internetu. Ja jūsu paraugs ir nogādāts šādā laboratorijā un kāds to ievieto magnētā, tad jums pašam jau nav jābrauc uz šo laboratoriju, kas var būt saistīts ar ievērojamu laika un līdzekļu patēriņu, sevišķi ja tā atrodas kādā citā valstī vai pat citā kontinentā. Tas ir ļoti ērti. Jūs redzat, kā eksperiments notiek, it kā spektrometrs atrastos blakus istabā. Ir arī tādi centri, kas apkopo dažādas datu apstrādes programmas jeb, teiksim, struktūrpētījumu programmas. Šajos centros jūs varat iesniegt savus datus un tur atrisinās struktūru. Parasti tie ir reģionālie centri, bet ir arī pasaules centri, piemēram, proteīnu banka, kur tiek dokumentētas visu proteīnu struktūras. Šādiem centriem bieži vien ir arī attiecīgs programmu nodrošinājums, ar kuru palīdzību var šīs struktūras risināt, salīdzināt, paredzēt to bioloģisko aktivitāti utt. Internets atklāj milzīgas iespējas gan sadarbībai, gan dažādu zinātnisko problēmu kopīgai risināšanai. Ja mums Latvijā būtu tāds kodolu magnētiskās rezonanses centrs, es varētu piedalīties tā darbā, atrodoties Anglijā. Es varētu veikt pētījumus uz Rīgas spektroskopiem un aparātiem, pats būdams Oksfordā, gan arī sadarboties jaunu metodiku izstrādē. Tas vairs neprasa manu fizisko klātbūtni. Firmā mums bieži notiek telekonferences. Mēs, teiksim, sēžam Oksfordā pie apaļā galda un lielā teleekrānā redzam otru darbinieku grupu, kura atrodas Amerikā, un varam apspriest dažādus steidzamus jautājumus. Ir pat tādas zinātniskās konferences, kas notiek tikai caur internetu, bet es gan nezinu, cik tas ir labi. Liela nozīme tomēr ir arī personīgiem kontaktiem. Kad braucu uz konferenci, es gribu aprunāties ar konkrētiem zinātniekiem un personībām. Klausīties lekciju caur internetu ir viena lieta, bet būt klāt, iepazīties ar konkrētiem pētniekiem un apspriest pētījumu detaļas – ir pavisam kas cits. Vienmēr jau ir arī jautājumi, kurus jūs dažādu iemeslu dēļ negribētu iztirzāt publiski.

LZA Senāts vienbalsīgi atbalstīja Ērika Kupčes kandidatūru Rudens pilnsapulcē paredzētajām īsteno locekļu vēlēšanām, jo “būtu nepiedodami, ja Kupče saņemtu Nobela prēmiju, nebūdams mūsu akadēmijas īstenais loceklis”. Joks, protams, bet katrā jokā ir savs patiesības graudiņš.

Zaiga Kipere

Pēdējā atjaunošana 20-10-2011
Powered by Elxis - Open Source CMS