Chcemy, by Słońce napędzało jak największą liczbę potrzebnych nam reakcji chemicznych

Dorota Gryko ukończyła studia chemiczne na Uniwersytecie Warszawskim w 1994 roku. Karierę naukową kontynuowała w Instytucie Chemii Organicznej Polskiej Akademii Nauk w Warszawie, gdzie w 1997 roku obroniła doktorat, a w roku 2008 - uzyskała habilitację. W latach 1998-2000 odbyła staż podoktorski w North Carolina State University (USA). W 2007 roku pracowała jako visiting researcher w University of Texas w Austin (USA). W 2010 roku otrzymała tytuł profesora nadzwyczajnego chemii, a w 2015 roku - profesora zwyczajnego.

Prof. Dorota Gryko zajmuje się syntetyczną chemią organiczną, a w szczególności fotokatalizą (czyli reakcjami zachodzącymi z udziałem światła) oraz inspirowaną naturą katalizą witaminą B₁₂, łącząc klasyczne podejście syntetyczne z koncepcją zielonej chemii - bardziej selektywnej, bezpieczniejszej i przyjaznej środowisku. Jej badania mogą znaleźć zastosowania m.in. w efektywniejszej produkcji leków, biologii molekularnej, fotofarmakologii czy medycynie. Jest autorką ponad 130 publikacji naukowych, publikowanych w prestiżowych czasopismach, takich jak "Angewandte Chemie" czy "Journal of the American Chemical Society". Jej prace cytowano już ponad 6000 razy. Jest również współautorką czterech patentów i autorką sześciu rozdziałów książek naukowych. 

Prof. Gryko pełni funkcję członka rad naukowych Instytutu Chemii Organicznej i Instytutu Chemii Fizycznej PAN, a także redakcji "Journal of Porphyrins and Phthalocyanines", "Reaction Chemistry&Engineering", "Asian Journal of Organic Chemistry" oraz "European Journal of Organic Chemistry". Jest członkiem Polskiego Towarzystwa Chemicznego i Towarzystwa Naukowego Warszawskiego. W 2023 roku została uhonorowana nominacją do Academia Net - międzynarodowej platformy prezentującej sylwetki wybitnych kobiet prowadzących badania naukowe. Jest laureatką wielu prestiżowych wyróżnień, w tym Nagrody Prezesa Rady Ministrów za doktorat (1998), Nagrody Ministra Nauki i Szkolnictwa Wyższego za wybitne osiągnięcia naukowe (2019), Nagrody Marii Curie UMCS w Lublinie (2019) oraz Nagrody Polskiego Towarzystwa Chemicznego im. Świętosławskiego (2023). Dwukrotnie otrzymała grant w programie TEAM Fundacji na rzecz Nauki Polskiej.

Grzegorz Jasiński: W roku 2025 Nagroda Fundacji na Rzecz Nauki Polskiej w obszarze drugim, Nauki chemiczne i o materiałach, została przyznana profesor Dorocie Gryko z Instytutu Chemii Organicznej PAN za opracowanie nowatorskich fotochemicznych metod syntezy związków organicznych, stanowiących istotny wkład w rozwój chemii organicznej. Pani profesor, dziękuję bardzo za możliwość rozmowy i oczywiście na samym początku serdecznie gratuluję tej nagrody.

Prof. Dorota Gryko: Dziękuję bardzo, cała przyjemność po mojej stronie.

Pani profesor, dlaczego światło widzialne i uruchamiane z jego pomocą reakcje fotochemiczne są tak ważnym obiektem badań chemii organicznej?

No cóż, może warto zacząć od ojca fotochemii, czyli Giacomo Ciamiciana, który ponad sto lat temu wyobraził sobie, że fabryki produkujące różne chemikalia nie będą kojarzyły nam się z dymem, tylko ze szklanymi rurami, w których będą zachodziły procesy chemiczne. Czyli nie będziemy mieli zupełnie tego, z czym kojarzy się zwykle przemysł chemiczny - z zatruwaniem środowiska. Co oczywiście do końca też nie jest prawdą. Ale to nie jest jedyny istotny element. Oczywiście chcielibyśmy mieć jak najbardziej czyste środowisko, nie wykorzystywać źródeł kopalnianych, choćby do tego, żeby ogrzać reakcje chemiczne, bo bardzo duża liczba reakcji chemicznych wymaga po prostu dostarczenia energii. I takim źródłem energii może być energia Słońca, czyli energia, która po prostu na co dzień jest chyba najbardziej czystą formą energii, jaką możemy sobie wyobrazić. A Słońce jest niewyczerpywalnym źródłem energii. Ale to nie jedyny taki istotny element. Drugim, równie istotnym czynnikiem jest to, że część reakcji fotochemicznych jest zupełnie inna od tych, które możemy prowadzić na drodze syntetycznej, czyli pozwala nam na otrzymanie cząsteczek związków chemicznych, które innymi metodami są niemożliwe do otrzymania, bądź też pozwala ulepszyć te metody nie tylko ze względu na dostarczenie bardziej ekologicznego źródła energii, ale pozwala nam użyć na przykład delikatniejszych odczynników, mniej szkodliwych warunków reakcji. Dzięki temu właśnie poszerzamy ilość transformacji, które dostępne są dla chemików.

My obserwujemy działanie Słońca w naturze, najbardziej spektakularnie w fotosyntezie, ale oczywiście też w innych reakcjach. Dlaczego tak trudno jest nam rozpoznać pewne mechanizmy, wykorzystać je, skoro to Słońce ma tak globalne dla nas znaczenie? Świeci nam ciągle i przez te sto lat, o których pani profesor wspomniała, ciągle jakby narzucało się wręcz z tą ofertą: wykorzystajcie mnie do celów chemicznych. Czemu to takie trudne?

No cóż, jak sami dobrze wiemy, natura to bardzo złożony system. Chociaż dużo już o niej wiemy, chyba należy powiedzieć, że jednak jest więcej rzeczy, o których nie wiemy. Często też badania nad systemami, które są w naturze, prowadzone są na modelach. No i te modele też nie są doskonałe, dlatego że nie da się tego bezpośrednio przełożyć, bo jeżeli wyjmiemy cząsteczkę z całego otoczenia, to już nie jest de facto to, czym się zajmujemy. Co więcej, my w reakcjach w przemyśle chemicznym często - no może najbardziej takim wszystkim znanym jest przemysł farmaceutyczny, który dostarcza leków - próbujemy zsyntetyzować związki, które często nie występują w naturze i natura nie pozwala ich zsyntetyzować własnymi środkami. Oczywiście są reakcje enzymatyczne, ale te są bardzo selektywne. Opracowywane są obecnie nowe technologie inżynierii genetycznej, które pozwalają modyfikować te enzymy, ale to też nie do końca pozwala na tolerancję wszystkich substratów. Natura bardzo chroni się przed tym, żebyśmy ją dobrze poznali.

Nie wszystkie cząsteczki oczywiście reagują w obliczu światła słonecznego i państwo w swoich badaniach wykorzystujecie specjalne fotokatalizatory. Takie cząsteczki, które mogą być pośrednikiem. O jakich substancjach mówimy?

Dokładnie tak, duża część cząsteczek organicznych nie pochłania światła w zakresie widzialnym, dlatego potrzebne nam są katalizatory. To są zazwyczaj barwniki. W moim zespole zwróciliśmy uwagę na porfirynoidy. Jest to taka grupa barwników, z którą każdy z państwa na pewno się spotkał, dlatego, że chlorofil należy do takiej grupy, czyli ten zielony barwnik. Oprócz tego we krwi mamy hem, który też jest porfirynoidem, czy witamina B12 też pewnie jako lek zetknęliśmy się z nią. My jednak nie używamy tych naturalnych. Najprościej byłoby zastosować chlorofil, ale niestety chlorofil ma jedną wadę. On nie jest tak bardzo stabilny w reakcjach fotochemicznych. Co prawda grupa profesora Petera Seebergera zastosowała go w syntezie artemizyny, ale jak to profesor Seeberger określił, trawę możemy kosić i odnawiać w kółko, ale czasami też nie jest to możliwe. Dlatego my stosujemy syntetyczne porfirynoidy w tych reakcjach. I one mają wiele zalet, bo są właśnie bardzo często bardzo stabilne. Mają wysoki tak zwany współczynnik absorpcji, czyli potrzebujemy ich bardzo mało, żeby można było zainicjować reakcje chemiczne.

A jakie substancje państwo jesteście w stanie dzięki tym badaniom syntetyzować? Domyślam się, że może to jakieś leki. Może to są też substancje, które się w innych dziedzinach przydadzą. Na co można mieć nadzieję?

Może zacznijmy od tego, że w moim zespole niekoniecznie koncentrujemy się na syntezie konkretnych związków. Co my chcemy zrobić? Chcemy opracować narzędzia, które pozwolą chemikom właśnie w firmach farmaceutycznych zastosować je do konkretnych syntez. Przemysł farmaceutyczny niewątpliwie jest zainteresowany takimi technologiami. Nie dalej jak właśnie w tym miesiącu byłam w Szwajcarii, w firmach farmaceutycznych i tam właśnie spotkałam się ze specjalistami pracującymi w tej właśnie dziedzinie już w firmach farmaceutycznych. Więc niewątpliwie ten kierunek badań, czyli takie narzędzia, które pozwolą im syntetyzować związki albo opracować syntezy, w których na przykład jeden z etapów będzie procesem fotochemicznym, są niezwykle pożądane.

Mówi się o tym i wspomniała pani profesor, że takie było marzenie sto lat temu, żeby wykorzystać Słońce do napędzania reakcji chemicznych i w związku z tym ograniczyć z jednej strony ilość zbędnej energii, którą trzeba wydatkować w przemyśle chemicznym, z drugiej strony jakieś składniki niekorzystne, szkodliwe dla środowiska. Na ile ten kierunek pani zdaniem, biorąc pod uwagę odkrycia państwa zespołu, zbliża się do prawdziwej, rzeczywistej realizacji, do takiego przełomu, który mógłby tę chemię oczyścić ekologicznie?

Oczywiście nie jest to złoty środek do wszystkiego. Niemniej tutaj już wspomniałam na przykład grupę profesora Seebergera, który opracował na skalę przemysłową syntezę artemizyny. To to, co wspomniałam z tym chlorofilem i koszeniem trawy. No to to już jest proces przemysłowy. W przypadku firm, w których właśnie byłam, dużych firm farmaceutycznych, oni są bardzo tym zainteresowani, rozwijają to również u siebie w swoich laboratoriach naukowych, no bo takie oczywiście te duże firmy mają. Ale jak każda technologia wymaga to trochę czasu i musimy być cierpliwi. To nie jest tak, że to, co zostało dzisiaj lub jutro wynalezione w laboratoriach badań podstawowych, bo takimi my się zajmujemy, za rok przyniesie zyski. To jednak trochę trwa. Możemy sobie wyobrazić, że choćby przełożenie tego ze skali małej, w laboratorium, którym my dysponujemy na skalę, powiedzmy choćby stu kilogramów, już nie mówiąc o większych ilościach, no to już samo to jest wyzwaniem, nie mówiąc o inwestycjach, jakie to za sobą niesie. Ale niewątpliwie myślę, że to jest kierunek, co do którego zobaczymy jego szersze zastosowanie w przemyśle. 

Rozmawiamy dziś dlatego, że doczekała się pani nagrody, bardzo prestiżowej nagrody w polskim świecie naukowym, więc chciałbym jeszcze na koniec zapytać o to, co w pani pracy dotychczasowej i w tych odkryciach, których pani wraz ze swoim zespołem dokonała, było najważniejsze? Gdzie były te kluczowe elementy, z których jest pani najbardziej dumna, które pomogły przesunąć te granice wiedzy i ewentualnie możliwości zastosowania dalej? Z którego elementu pani jest najbardziej zadowolona?

Myślę, że oczywiście - tak jak pan wspomniał - nie byłoby to możliwe bez grupy ludzi, z którymi pracowałam. No i chyba najbardziej jestem zadowolona właśnie z tego, że miałam przyjemność pracy z nimi wszystkimi. Z młodymi entuzjastami nauki, od których można się również wiele nauczyć, którzy czasami są bardziej odważni niż my, a czasami twierdzą, że czegoś nie należy robić, a jednak mimo wszystko udaje się ich przekonać, że to zrobimy. Niewątpliwie taką dużą przyjemność sprawia mi fakt, że kiedy zaczynałam prowadzić badania nad katalizą z witaminą B12, to były badania, które były robione kiedyś, bardzo dawno temu, ale tak naprawdę nie był to temat taki dosyć nośny. Natomiast z czasem teraz obserwujemy, kiedy ta dziedzina rośnie i na najlepszych uniwersytetach właśnie uprawia się ten kawałek dziedziny, to na pewno daje dużo satysfakcji.

To już naprawdę na koniec jeszcze takie pytanie dotyczące naszej nadziei jako obserwatorów na to, że gdzieś w którymś miejscu w polskiej nauce pojawią się takie dziedziny, w których będziemy naprawdę mocni, w których będziemy taką siłą napędową na skalę światową. Czy sądzi pani, że ta dziedzina jest jedną z takich, która w Polsce ma bardzo mocne podstawy i może świadczyć o sile naszej nauki w kolejnych latach?

Myślę, że ogólnie chemia organiczna jest taką dziedziną, w której liczymy się. A jeśli chodzi o fotochemię, no to na pewno Polska jest zauważalna na arenie międzynarodowej na tyle, na ile pozwalają nam środki. Ale dżentelmeni o finansach nie rozmawiają, więc może dzisiaj o tym nie rozmawiajmy.

Myślę, że będzie okazja, żeby o tym rozmawiać, bo jest o czym rozmawiać, ale faktycznie niekoniecznie przy tej okazji. Pani profesor, serdecznie dziękuję za rozmowę i jeszcze raz serdecznie gratuluję tej nagrody.

Dziękuję bardzo.