Размер:
A A A
Цвет: C C C
Изображения Вкл. Выкл.
Обычная версия сайта
Логин
Пароль
EN

Федеральный исследовательский центр 
«Красноярский научный центр
Сибирского отделения Российской академии наук»

 Федеральный исследовательский центр «Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук»

Федеральный исследовательский центр 
«Красноярский научный центр
Сибирского отделения Российской академии наук»

Истории самых громких научных открытий в Красноярске

21 октября 2019 г. ФИЦ КНЦ CO РАН

Истории самых громких научных открытий в Красноярске
Мы узнаем о достижениях красноярских ученых из новостей и разговоров, но порой недооцениваем значимость этих открытий. Newslab выбрал восемь поводов для гордости сибирской наукой, о которых уже говорит весь мир.

Биополимеры для искусственных тканей и органов

В 90-х годах ученые Института биофизики СО РАН разработали новый материал — биопластотан. «Природный пластик», произведенный из продуктов жизнедеятельности микроорганизмов, предназначен для создания изделий биомедицинского назначения — от нитей, с помощью которых сшивают раны (после регенерации тканей биополимеры разрушаются), до каркаса для живой ткани.

Сегодня работа с материалом ведется как в Институте биофизики, так и на базе Сибирского федерального университета. В 2010 году стартовал проект по производству и исследованиям материалов. Исследованием медицинских приложений руководит доктор медицинских наук, главный научный сотрудник Института биофизики СО РАН, заведующая кафедрой СФУ Екатерина Шишацкая. Путь до медицинского рынка тернист — биополимеры (конструкции из ультратонких волокон) должны пройти десятки испытаний, но, будем надеяться, в ближайшие годы разработка сибирских ученых станет доступна ученым и врачам во всем мире.

ученые2.jpg

Еще одна сфера использования биополимеров — печать имплантатов из биопластотана, на 3D-принтере. «Запчасть» помещается в организм на место поврежденной кости, а на поверхности оседают остеобласты — клетки, задача которых восстановить и обновить костную ткани. Полимер совместим с организмом, не отторгается, а постепенно полностью разрушается до углекислого газа и воды — по мере того, как клетки начинают формировать костную ткань и твердую костную структуру.

Примечательно, что биопластотан может использоваться не только в качестве медицинского изделия, но и для производства экологичного пластика. Утилизация изделий из биоразрушаемого материала в естественных условиях не наносит вреда окружающей среде.

Исследования биолюминесценции

Красноярский край является одним из лидеров по изучению процессов биолюминисценции в России — видимого в темноте свечения живых организмов. Старт этому направлению дал красноярский академик Иосиф Гительзон. В настоящее время известно более 800 видов светящихся живых существ, среди которых рыбы, ракообразные, моллюски, бактерии, черви, грибы и другие виды.

В 2017 году коллектив Института биофизики СО РАН получил биолюминесцентные белки, которые могут использоваться при тестировании лекарственных препаратов нового поколения. Примечательно, что методика уже внедрена в производство немецкой фармацевтической компанией Bayer AG, в рамках сотрудничества с которой был запущен проект. Белки, выделенные из светящегося планктонного рачка Metridia longa, сибирские ученые предлагают использовать для анализа препаратов — проверять их безопасность и эффективность.

Наконец, светящийся белок может быть использован в диагностике, заменяя радиоизотопную метку. Белок направляют в органы, а затем в организм вводят субстрат для свечения. Результаты позволяют в динамике проследить, как уменьшается или увеличивается, например, доброкачественная и злокачественная опухоль. Метод уже прошел доклинические испытания на животных.

Марсианские хроники

В 60-70-е годы в красноярском Академгородке по проекту отца космонавтики Сергея Королёва и директора Института физики в Красноярске Леонида Киренского построили бункер — прообраз космической станции — в которой люди могли месяцами жить автономно, без поступлений воды, воздуха или пищи — как в условиях колонизации условной Луны или Марса.

Зимой 1976-1977 гг. прошел четырехмесячный эксперимент, в ноябре 1983 г. — апреле 1984 г. состоялся последний, пятимесячный эксперимент. В конце 1980-х годов финансирование проекта практически прекратилось и БИОС законсервировали.

ученые3.jpg

Красноярские ученые дышали кислородом, выделяемым растущими в нем растениями, вода очищалась внутри системы, а рацион, состоявший преимущественно из растительной пищи, также добывался из того, что росло в БИОСе. Бункер был разделен на четыре равных по площади отсека: жилой и еще три с растениями и водорослями. Самый длительный и известный эксперимент занял 180 суток — с 24 декабря 1972 года по 22 июня 1973 года. Удалось достичь полного замыкания системы по кислороду и углекислому газу и почти полного (95 %) по воде. Экипаж получал 100 % необходимой растительной пищи (огурцы, редис, лук), выращенной в БИОСе.

В конце 1980-х годов финансирование проекта практически прекратилось и БИОС законсервировали. Однако красноярский опыт вовсе не пропал. Интерес к подобным работам проявили китайцы и европейцы. Именно гранты Европейского Союза стали толчком к модернизации БИОСа. 

Расшифровка генома лиственницы

В начале 2019 года группа исследователей лаборатории лесной геномики научно-образовательного центра геномных исследований СФУ объявила о полной расшифровке генома лиственницы. Отметим, геномы хвойных имеют громадный размер, в несколько раз превышающий геном человека. На сегодняшний лишь две команды ученых в мире смогли расшифровать геном хвойного дерева.

Методика расшифровки генома, которую использовали сибирские ученые, позволяет быстро и точно исследовать невероятный объем данных — 12 млрд нуклеотидных оснований. Результаты исследования опубликовал авторитетный журнал BMC Bioinformatics.

Результаты расшифрованного генома могут использованы для создания базы генетических ресурсов лесов и в лесном хозяйстве — например, чтобы использовать для восстановления лесов деревья, оптимально подходящие для конкретных погодных условий и почвы. Кроме того, данные расшифрованного генома красноярцы планируют использовать в качестве инструмента борьбы с нелегальным оборотом древесины.

Аптамеры для диагностики рака

С 2010 года руководитель лаборатории биомолекулярных и медицинских технологий КрасГМУ Анна Кичкайло (Замай) с коллегами работает с синтетическими одноцепочными молекулами ДНК — аптемерами.

Молекулы могут быть использованы для диагностики и терапии ряда заболеваний (среди них, например, онкология — рак легких, молочной железы, глиобластома головного мозга) — они связываются с молекулами-мишенями и распознавать пораженные клетки на ранних стадиях развития болезней. Успешные эксперименты на лабораторных мышах уже проводились и были успешными.

В 2019 году красноярские ученые рассказали о первых наработках по выявлению рассеянного склероза новым методом. Исследователи Красноярского научного центра СО РАН совместно с коллегами из Института фундаментальной медицины и химической биологии и медуниверситета предлагают выявлять заболевание с помощью аптамеров и биолюминесцентных белков, которые взаимодействуют с клетками крови (сейчас заболевание выявляют с помощью ряда анализов и МРТ). Это поможет обеспечить раннюю диагностику заболевания.


Исследование метода уже провели на 177 пробах крови здоровых и больных людей с подтвержденным диагнозом. Распознавание здоровых пациентов с отрицательными показателями составляет 96 %. Вероятность того, что пациенты с положительными результатами действительно имеют заболевание — 52 %.

Деревья и глобальное потепление

Огромный вклад в мировую науку внесли красноярские дендрологи. В середине 80-х Евгений Ваганов и Александр Шашкин предложили модель роста деревьев — она описывает рост годичных колец деревьев в зависимости от разных факторов внешней среды. Сегодня модель используется для этих целей во всем мире.

Исследования в области дендрохронологии продолжаются — ученые научились делать прогнозы о состоянии лесов в зависимости от изменения климата в долгосрочной перспективе.

Стоит отметить, что проблема реакции деревьев на возможные климатические изменения — одна из главных в современной лесной экологии. Несмотря на значительное количество исследований, четкого ответа на то, как будет реагировать древесная растительность в естественных условиях на эти изменения среды при разном составе древостоев в разных физико-географических зонах, до сих пор не было.

Сейчас ученые подтвердили гипотезу о том, что в холодных и засушливых условиях главную роль в формировании ксилемы (ткани, составляющей основную полезную биомассу древесины) играет влажность почвы. А вот начало и конец периода годичного роста определяется температурой окружающей среды. Планируется создание нейросети, которая поможет предсказать развитие лесов Северного полушария.

Лечение алмазами

Еще в Советском союзе ученые Института биофизики в Красноярске получили первые наноалмазы — серый порошок, получаемый из серии коротких взрывов углерода.

В свое время за детонационную технологию получения наноалмазов ученый Анатолий Ставер, который занимался разработкой технологии вместе с коллегами, даже получил государственную премию РФ.

Их используют в одном из наиболее активно развивающихся направлений современной медицины — контролируемой доставке лекарств к биологическим мишеням (например, к клеткам нужного органа или ткани). Наночастица и прикрепленная к ней молекула взаимодействуют только с избранными клетками. Это используется, например, в создании эффективных лекарств от рака, но без разработок красноярских ученых, которые придумали способ получения наноалмазов, дальнейшие исследования не были бы возможны.

Новые звезды

Открытие нескольких сотен новых звезд — еще одна заслуга сибирских ученых из обсерватории на крыше СибГАУ. Она работает в Красноярске с 2009 года. В 2011 году Сергей Веселков, директор обсерватории, а также ученые из анатомической обсерватории Сибирского государственного аэрокосмического университета открыли около 200 новых светил, а в 2012 — еще 300.

К сожалению, звезды, которые открыли сибирские ученые, не увидеть невооруженным глазом — большинство находятся на 13 величине удаленности (человеческий глаз видит до шестой величины), но обозначить положение объектов относительно известных созвездий можно — это Кассиопея и Большая Медведица.

Как уточняют ученые, наблюдения за звездами велись давно, однако заслуга красноярских специалистов состоит в том, что они подтвердили их переменность — яркость звезд изменяется со временем в результате происходящих физических процессов. После утверждения открытия в каталогах напротив звезд появились соответствующие пометки.

Список важных научных открытий и разработок красноярских ученых можно продолжить — сибиряки изобретают новые лекарства, материалы и технологии. К сожалению, путь от первых испытаний до массового потребления и публикаций в журналах с мировым именем тернист, поэтому о многих открытиях красноярцам еще только предстоит услышать. Остается ждать и гордиться.

Источник: Newslab




Поделиться:



Наверх