Кагегории ru
nioch.ru

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки
Новосибирский институт органической химии им. Н.Н. Ворожцова
Это старая версия сайта! Новый сайт https://web3.nioch.nsc.ru/nioch/

Кагегории ru

Кагегории ru

Ученые из Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН в сотрудничестве с коллегами из ФИЦ «Институт цитологии и генетики СО РАН», Новосибирского института органической химии им. Н. Н. Ворожцова СО РАН, Института ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН и специалистами из Индии используют человеческий сывороточный альбумин для разработки тераностиков — терапевтических препаратов нового поколения, совмещающих терапевтические и диагностические функции. 

Альбумин — основной транспортный белок крови. Он доставляет эндогенные и экзогенные субстанции в организме. Из плазмы крови он поступает в другие ткани и органы и является основным компонентом большинства внеклеточных жидкостей. Как наиболее распространенный белок с различными физиологическими функциями, альбумин широко используется для доставки терапевтических молекул. Он синтезируется внутри нашего организма (если мы, конечно, не говорим о рекомбинантном альбумине). В его составе есть много подходящих аминокислотных остатков, по которым можно осуществлять ковалентное присоединение терапевтических молекул, или так называемых репортёрных групп, используемых для диагностики. 

 

Известно, что аккумуляция наночастиц альбумина, нагруженного лекарственным препаратом, в раковых клетках может быть обусловлена связыванием альбумина со специфическим рецептором gp60 и последующим взаимодействием с другим специфическим вектором — рецептором SPARC. Обычно в опухолевых клетках концентрация SPARC выше, чем в здоровых. Это обеспечивает избирательность накопления противоопухолевого препарата на основе альбумина в раковой опухоли в сравнении со здоровыми тканями. Такая адресная доставка позволяет снизить дозу присоединенного к альбумину лекарства и минимизировать побочные эффекты. 

 

Блочное строение антираковых конъюгатов на основе альбумина позволяет использовать их в качестве терапевтических и диагностических молекул

 

<p«Структура человеческого сывороточного альбумина изучена методом рентгеноструктурного анализа, он может связывать и адресно транспортировать препараты, хранится в виде растворов в течение многих лет, очень стабилен в широком диапазоне pH, температуры и в разных растворителях. Также созданы рекомбинантные формы альбумина (его можно наработать вне человеческого организма в необходимых количествах). Всё это делает белок привлекательным кандидатом для использования в дизайне нанокомпозитных материалов медицинского назначения, для выявления и лечения рака в частности», — объясняет научный сотрудник лаборатории органического синтеза ИХБФМ СО РАН кандидат химических наук Татьяна Витальевна Аврамчук.
 

Исследователи ИХБФМ СО РАН в сотрудничестве с коллегами придумали подход к созданию уникальных наноконструкций, способных в будущем стать основой новых высокоэффективных решений для тераностики (комплексного решения терапевтических и диагностических проблем) злокачественных опухолей.

 

Альбумин может повысить эффективность ковалентно связанного с ним трифтортимидина. «Трифтортимидин — соединение, обладающее противораковыми свойствами, но само по себе оно требует значительных доз введения, так как недостаточно химически устойчиво в крови и быстро выводится из организма из-за малых размеров. Использование альбумина может улучшить фармакодинамику и фармакокинетику терапевтических препаратов, присоединяемых к нему. Улучшение терапевтических свойств трифтортимидина при присоединении его к альбумину показано in vivo, на линии мышей, имеющих внедренные клетки человеческой глиомы», — рассказывает Татьяна Аврамчук.

 

Распределение альбумина, несущего трифтортимидин и оптически активную метку, в организме мыши, имеющей вживленные клетки человеческой глиомы. Терапевтическая конструкция накапливается в опухоли (показана голова мыши)

   Распределение альбумина, несущего трифтортимидин и оптически активную метку, в организме мыши, имеющей вживленные клетки человеческой глиомы. Терапевтическая конструкция накапливается в опухоли (показана голова мыши)
 

Другой используемый для противораковой терапии препарат — тамоксифен. Совместные исследования ученых из ИХБФМ СО РАН и НИОХ СО РАН показали, что токсичность конъюгата тамоксифена с альбумином, содержащего спиновую метку (органическую молекулу, обладающую неспаренным электроном, дающим возможность наблюдения спектров электронного парамагнитного резонанса — ЭПР), в отношении культуры клеток рака молочной железы оказалась больше, чем у исходной терапевтической молекулы

 

Конструкции на основе альбумина, содержащие в качестве репортёрных молекул спиновые метки, могут быть полезны для визуализации опухолей. Такая метка служит зондом, который можно наблюдать в живой системе методом ЭПР. «Для создания полной картины эффективности полученных нами конструкций необходимо провести исследования in vivo. Значение альбумина в качестве носителя лекарственного средства может значительно возрасти, если для нацеливания на раковую опухоль будет использоваться белок, меченный спиновой меткой, поскольку это поможет исследовать распределение лекарственного средства совокупностью методов ЭПР, МРТ и мультиядерной магнитно-резонансной визуализации, превращая меченный спином альбумин в реальный тераностический инструмент. Кроме этого, визуализация с помощью метода ЭПР особенно полезна для мониторинга гипоксических зон в опухолях, которые обладают высокой устойчивостью к радиационному и химиотерапевтическому лечению», — отмечает Татьяна Аврамчук.

 

Сейчас в рамках гранта РНФ сотрудники лаборатории органического синтеза ИХБФМ СО РАН совместно с коллегами из ИЯФ СО РАН и ФИЦ ИЦиГ СО РАН также разрабатывают инновационные препараты для комбинированной бор-нейтронозахватной терапии

 

Работа выполнена при поддержке гранта РНФ (№ 19-74-20123), Министерства науки и высшего образования РФ (14.W03.31.0034) и РФФИ (18-04-00393).

 
Мария Фёдорова
 
Фото и рисунок предоставлены Татьяной Аврамчук, изображение из открытых источников (анонс)

ИСТОЧНИКИ

Сибирские ученые разрабатывают антираковые препараты нового поколения на основе альбумина
- Наука в Сибири (www.sbras.info), 14./07/2020

Грузинская компания зарегистрировала в министерстве сельского хозяйства страны разработанный сибирскими учеными препарат «Новосил». Теперь он разрешен к продаже на территории Грузии, а также за ее пределами.

 

Препарат «Новосил» разработан в 1992 году совместными усилиями сотрудников ФИЦ «Институт цитологии и генетики СО РАН» и Новосибирского института органической химии им. Н. Н. Ворожцова СО РАН. Преимущество препарата заключается в его органической природе: «Новосил» получают из переработанных веток пихты сибирской. Выделенные после экстрагирования вещества можно использовать в виде удобрения семян для стимулирования будущего роста, а также для борьбы с различными вирусами, угрожающими растениям. Препарат производится уже долгие годы, институт способен выпускать до 20 тонн в год. В России «Новосил» активнее всего применяют хозяйства Ростовской области, Краснодарского и Алтайского краев. Также препарат закупали Казахстан, Беларусь и Украина. 

 

«Грузия тоже заинтересовалась биологически чистым “Новосилом”. Мы отправили бесплатно небольшую партию для пробы. Эффект от использования органического удобрения им понравился, негативного воздействия на почву не наблюдается, а урожайность выросла. Два года ушло на решение бюрократических вопросов, в апреле 2020 года наш препарат наконец был зарегистрирован на территории Грузии», — говорит директор НИОХ СО РАН профессор, доктор физико-математических наук Елена Григорьевна Багрянская.

 

На данный момент грузинская компания заключила с НИОХ СО РАН договор на покупку «Новосила». Институт поставляет концентрированную смесь, которую в дальнейшем разводят по методике, и получается технологичный продукт, который может применяться в сельскохозяйственных работах. Кроме собственного использования, Грузия планирует перепродавать органическое удобрение в Иран, Бразилию, Уругвай и Парагвай.

 

По словам Е. Г. Багрянской, примеру Грузии последовала Чехия, с которой сейчас обсуждаются вопросы сотрудничества. Регистрация препарата в Чехии предоставит возможность поставлять «Новосил» в европейские страны, где вопросам экологии уделяют особое внимание.

 

«К сожалению, масштабы закупок грузинской компанией нашего удобрения пока маленькие, но в целом это сотрудничество имеет большое значение. В дальнейшем планируется расширять объем продаж. Амбиции у грузинской стороны серьезные, они уже вложили огромные средства в регистрацию и продвижение нашего препарата за рубежом»,— резюмирует Елена Григорьевна Багрянская.

 
 

Ученые Новосибирского института органической химии СО РАН (НИОХ СО РАН) синтезировали акрилат-силоксановый гибридный мономер – фотополимерный материал c добавлением кремния, который обладает чувствительностью к синхротронному излучению (СИ) и хорошо подходит для создания сложных микроструктур на твердых подложках методом рентгеновской литографии. Ключевая сфера применения данной технологии – производство микросхем, при этом зачастую используются дорогостоящие импортные полимеры, например, на основе эпоксидной смолы. Новый материал может стать хорошей альтернативой зарубежным аналогам. Эксперименты с использованием СИ, проведенные специалистами Института ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН), подтвердили его эффективность. Результаты представленыв журнале «Химия высоких энергий». 


 
станция рентгеновской литографии на ВЭПП 3 внешний вид 
 

Экспериментальная станцию «LIGA-технология и рентгеновская литография» на накопителе ВЭПП-3. Внешний вид. Фото предоставлено Борисом Гольденбергом.

 

Рентгеновской литографией называют одну из наиболее распространенных технологий получения наноструктур, которая широко используется в микроэлектронике. Ключевой этап данной технологии предполагает нанесение на обрабатываемую поверхность тонкого слоя фотополимерного материала (резиста), который засвечивается рентгеновским излучением через непрозрачный шаблон с заданным рисунком. В результате в областях, открытых для облучения, запускается реакция полимеризации и резист твердеет, а в областях, закрытых шаблоном, он остается вязким и удаляется при дальнейшей обработке. Таким образом, на поверхности формируется необходимый рельеф.

 

В настоящее время для получения наиболее сложных «высокоаспектных» микроструктур зачастую используются дорогостоящие резисты зарубежного производства. Специалисты НИОХ СО РАН синтезировали материал под названием «акрилат-силоксановый гибридный мономер», который хорошо подходит для создания таких микроструктур и может стать достойной альтернативой импортным аналогам.

 
«Высокоаспектные структуры можно сравнить с небоскребами в микромире. Такие структуры и элементы на их основе могут быть получены с помощью синхротронного излучения, - рассказывает научный сотрудник НИОХ СО РАН, кандидат химических наук Дмитрий Деревянко. – В ИЯФ СО РАНp для этих целей традиционно используется импортный фоторезист на основе эпоксидного мономера. Мы же разработали альтернативный вариант: гибридный мономер, в состав которого входят акрилатные (органические) группы, участвующие в реакции полимеризации, а также силоксановые группы, которые содержат кремний, и придают конечному материалу твердость. Совместно со специалистами ИЯФ СО РАН  мы подобрали условия полимеризации и продемонстрировали возможность записи микроструктур на новом материале».
 

Для отработки технологии рентгеновской литографии с применением синхротронного излучения специалисты Сибирского центра синхротронного и терагерцового излучения ИЯФ СО РАН использовали специальную экспериментальную станцию «LIGA-технология и рентгеновская литография», работающую на накопителе ВЭПП-3.

 

«Синхротронное излучение обладает высокой проникающей способностью, а также минимальной расходимостью электронного пучка, – комментирует старший научный сотрудник ИЯФ СО РАН, кандидат физических наук Борис Гольденберг. - Эти уникальные свойства СИ позволяют формировать структуры с микронными размерами и вертикальными стенками глубиной до нескольких сотен микрометров. Полученные микроструктуры могут использоваться в качестве оптических элементов для рентгеновского диапазона или элементов для микромеханических структур».</>

 

<>Центр коллективного пользования «Сибирский центр синхротронного и терагерцового излучения» ИЯФ СО РАН, на базе которого в том числе было проведено исследование, специализируется на фундаментальных и прикладных работах, связанных с использованием пучков синхротронного и терагерцового излучения, на разработке и создании экспериментальной аппаратуры и оборудования для таких работ, на разработке и создании специализированных источников синхротронного и терагерцового излучения. Ежегодно в Центре работают десятки российских и зарубежных организаций.</>

 

Источники

Создан новый полимер для рентгеновской литографии
- Институт ядерной физики имени Г.И.Будкера СО РАН (inp.nsk.su), 03/07/2020
Создан новый полимер для рентгеновской литографии
- Новости сибирской науки (inp.nsk.su), 03/07/2020

 

Сотрудники Новосибирского института органической химии им. Н. Н. Ворожцова СО РАН совместно с коллегами из ФИЦ «Институт цитологии и генетики СО РАН» и Института лесохимической промышленности (г. Нанкин, Китай) установили, что экстракты хвои двух произрастающих в Китае видов сосен активны против грамотрицательных бактерий. Результаты работы опубликованы в журнале «Chemistry & Biodiversity».

Про антибактериальный эффект эфирных масел хвои известно уже давно (именно поэтому гулять в сосновом лесу и дышать его воздухом считается чрезвычайно полезным). Однако в хвое содержится всего 0,3—0,5 % таких масел. В то же время в ней присутствуют нелетучие вещества, которые можно выделять экстракцией в гораздо большем количестве. Они не являются компонентами эфирных масел, не испускаются растениями в воздух, и в целом науке известно об их составе и свойствах гораздо меньше.

Хвоя сосны Pinus armandii 

   Хвоя сосны Pinus armandii

«Эта работа была инициирована нашими китайскими партнерами, которые занимаются в основном технологическими аспектами переработки древесного сырья. Они обратились к нам, поскольку у нас есть хорошие возможности по изучению состава экстрактивных веществ, в частности, липофильных (жироподобных) соединений — рассказывает научный сотрудник лаборатории медицинской химии НИОХ СО РАН кандидат химических наук Александр Владимирович Шпатов. — В нашем институте тематика исследования липофильных метаболитов — продуктов жизнедеятельности — хвойных растений, ведется уже в течение нескольких десятилетий. За это время была накоплена большая база физико-химических данных об этих веществах, благодаря чему мы можем достаточно легко анализировать состав и идентифицировать до 60—80 % компонентов, входящих в подобные экстракты».

Объектами изучения в новом исследовании выступила хвоя двух видов — сосны Армана (лат. Pinus armandii), названной в честь ботаника Армана Давида, и сосны кантонской (Pinus kwangtungensis). Если первый из них довольно распространен и широко используется в промышленности, то второй — более редкий и практически не изучен в химическом аспекте.

Ученые экстрагировали из хвои липофильные вещества. Сотрудники НИОХ СО РАН исследовали их состав, а биологи из ФИЦ «ИЦиГ СО РАН» — проверяли антимикробную активность на бактериальных моделях. Бактерии были специально подобраны разные — грамположительные (сенная палочка, лат. Bacillus subtilis) и грамотрицательные (лат. Serratia marcescens). Они отличаются друг от друга строением клеточных мембран. 

Термин «грамположительные и грамотрицательные бактерии» ввел в науку датский ученый Грам. Использовав при окрашивании микроорганизмов специальный краситель генцианвиолет, биолог заметил, что одна группа микроорганизмов поддается окраске (и они получили название грамположительные), а другая — нет (грамотрицательные). Позже ученый выяснил, что причиной этому стали отличия в строении клеточной стенки. У первых ее толщина довольно высока. Патогенные грамположительные бактерии представлены стафилококками, стрептококками, а кроме того, возбудителями таких опасных недугов как газовая гангрена, столбнячная инфекция, сибирская язва. 

Патогенные грамотрицательные бактерии вызывают венерические болезни (гонорею, сифилис, хламидийные инфекции), проблемы с дыханием, менингит, нарушения пищеварения или язвенную болезнь желудка. Их более тонкая, чем у грамположительных, стенка является, тем не менее, более прочной. Грамотрицательные микроорганизмы сложнее поддаются атаке антител и более устойчивы к воздействию антибиотиков.

В эксперименте сибирских ученых действие экстрактов из хвои проверялось пока только на непатогенных и условно патогенных бактериях — тех, которые присутствуют в нашей обычной окружающей среде. Болезнетворные организмы требуют особых мер безопасности, и работать с ними на данном этапе не имело смысла (поскольку ученые не были уверены, можно ли ждать какого-либо эффекта).

«Результаты нашего исследования оказались несколько необычными: при воздействии экстрактов и их частей экстрактов на грамотрицательные бактерии, количество последних становилось меньше, и они замедляли свой рост. У грамположительных же бактерий в некоторых случаях рост даже немного ускорялся», — говорит Александр Шпатов.

Вероятно, стимулирование роста грамположительных бактерий является кратковременным эффектом: находясь в стрессовом состоянии и пытаясь выжить, они мобилизуют все свои внутренние силы на борьбу с угрозой и начинают более интенсивно размножаться. Возможно, при большей концентрации экстрактивных веществ из хвои сосен грамположительные бактерии также будут угнетены. Однако пока это лишь только гипотеза, которую необходимо подтвердить или опровергнуть в ходе будущих экспериментов. Не исключено, что у грамположительных бактерий существуют и какие-то внутриклеточные механизмы, позволяющие превращать вредные для них вещества в менее токсичные или «откачивать» их обратно в окружающую среду.

Растворы частей экстрактов хвои сосен, содержащие кислотные и некислотные компоненты 

   Растворы частей экстрактов хвои сосен, содержащие кислотные и некислотные компоненты

Какие именно из нескольких десятков веществ, входящих в состав экстрактов сосновых игл, ответственны за антибактериальное воздействие, тоже пока непонятно. «Исследование находится на начальном этапе. Мы изучили суммарные экстракты из хвои и части экстрактов, содержащие кислотные и некислотные компоненты, но еще не дошли до индивидуальных веществ, которые обуславливают описанную биоактивность. Это предстоит сделать в дальнейшем, — комментирует ученый. — Возможно, здесь имеет место синергия — то есть сочетание разных веществ оказывает более сложное воздействие на жизнедеятельность бактерий, чем каждое из них в отдельности». 

Чтобы выявить активные антимикробные компоненты в экстрактах хвои сосен, в последующих исследованиях необходимо разделять части экстрактов на более мелкие, пока не будут обнаружены действующие вещества или группы веществ. «Хотелось бы сделать это прежде, чем переходить к испытаниям на патогенных бактериях», — рассказывает Александр Шпатов. Он подчеркивает: результаты, полученные на непатогенных микроорганизмах нельзя напрямую экстраполировать на болезнетворные. Возможно, у последних окажутся какие-то свои специфические механизмы защиты от токсичных веществ и действие обнаруженных в хвое сосен антимикробных компонентов на них будет иным. 

По словам ученого, более сильные антибактериальные эффекты демонстрируют экстракты, выделенные из хвои кедровых сосен, произрастающих в Сибири и на Дальнем Востоке — их исследование также ведется, но говорить о его результатах пока рано. «У нас есть предположение, какие из веществ экстрактов кедровых сосен наиболее активны при подавлении роста бактерий. Однако его еще нужно подтвердить», — говорит Александр Шпатов.

Диана Хомякова

Фото из свободных источников (1) и предоставлено исследователем (2)

В мире, по разным данным, от десяти до шестнадцати миллионов человек страдают болезнью Паркинсона, и ВОЗ прогнозирует, что к середине века этот показатель как минимум удвоится. Патология развивается незаметно долгие годы, затем быстро прогрессирует, сокращая продолжительность жизни. Этот недуг неизлечим, поэтому крайне важно диагностировать его как можно раньше.

Нейроны и дофамин 

В среднем мозге есть группа нейронов, богатых темным пигментом нейромеланином, — черная субстанция. Их отростки достигают других отделов мозга, в первую очередь стриатума (полосатого тела). Здесь они выделяют дофамин — сигнальную молекулу, регулирующую работу мышц. Если его синтез и обмен в норме, мышцы своевременно сокращаются и расслабляются, нет — их тонус повышен.

Гибель нейронов в черной субстанции ведет к постоянной нехватке дофамина и, как следствие, тяжелому нарушению двигательной функции — болезни Паркинсона. Ее симптомы — проблемы с координацией, скованность движений, замедленность, сутулость, тремор конечностей.

Заболевание быстро прогрессирует, лечению не поддается, заместительная терапия лишь временно улучшает состояние. Человек постепенно превращается в инвалида, его ждет преждевременная смерть. Болезнью Паркинсона страдали многие известные люди — в том числе американский боксер Мухаммед Али, советский актер Михаил Ульянов, папа римский Иоанн Павел II. Недавно об этом диагнозе сообщил британский рок-певец Оззи Осборн.

чёрное вещество1.jpg  

Сложности ранней диагностики 

 

Некоторые признаки болезни Паркинсона проявляются за несколько лет до явного нарушения движений. Пропадает обоняние, в фазе быстрого сна человек сбрасывает предметы с тумбочки, задевает спящего рядом, может свалиться с верхней полки в поезде. Каждый из этих симптомов характерен для множества патологий, но в совокупности они указывают на скрытое течение болезни Паркинсона (домоторную фазу).

Уточнение диагноза занимает несколько месяцев или даже лет. В спорных случаях прибегают к позитронно-эмиссионной (ПЭТ) или однофотонной эмиссионной компьютерной томографии (ОФЭКТ).

"Вводим в организм радиоизотопные препараты, они включаются в метаболизм нейронов, синтезирующих дофамин. Сканируем мозг и смотрим, как идет синтез. Эти методы позволяют поставить диагноз за несколько лет до двигательных нарушений", — рассказывает профессор, член-корреспондент РАН Сергей Иллариошкин, руководитель отдела исследований мозга Научного центра неврологии.

Правда, сделать ПЭТ и ОФЭКТ удается очень редко: эти процедуры главным образом предназначены для онкологии. Более доступны транскраниальная сонография (УЗИ головного мозга) и МРТ на аппаратах с высокой интенсивностью магнитного поля, тоже фиксирующие признаки деградации черной субстанции. Однако у всей нынешней диагностики болезни Паркинсона общая проблема — она эффективна только в сочетании с клиническими симптомами.

Как любая нейродегенеративная патология, связанная с гибелью определенной группы нейронов, болезнь Паркинсона очень коварна. Все начинается в относительно молодом возрасте и медленно развивается долгие годы, не давая о себе знать. Виной тому — исключительная пластичность мозга. Чтобы компенсировать потерю нервных клеток, оставшиеся работают активнее — больше генерируют дофамина, нейроны-мишени становятся чувствительнее к нему, и только когда все возможности исчерпаны, нервная система выходит из строя с очевидными симптомами.

"Клиника возникает после гибели 50-55% клеток в черной субстанции. Лечить уже поздно. Поэтому и превентивная терапия, такая как антиоксиданты и прочее, неэффективна. Ее надо применять, пока погибло не больше 15-20% нейронов. Но как распознать патологию на этой стадии? Отсюда идея биомаркеров — веществ в организме, указывающих на патогенный процесс или предрасположенность к нему задолго до клинических симптомов", — объясняет профессор. 
РНК как биомаркеры
"Одна из серьезных проблем любой нейродегенеративной патологии в том, что для исследования доступна, по сути, только кровь пациентов. Конечно, много работ с мозгом умерших, но искать там маркеры ранней стадии заболевания не очень правильно после многих лет болезни, ее активного лечения, на фоне других частых, характерных для пожилого возраста заболеваний — сердечно-сосудистых, рака", — говорит доктор биологических наук Петр Сломинский, заведующий лабораторией молекулярной генетики наследственных болезней в Институте молекулярной генетики РАН.
чёрное вещество2.jpg  

Его группа ищет в крови пациентов молекулы — предвестники болезни Паркинсона: микро-РНК, мРНК.

"Гибель нейронов в черной субстанции сопровождают выраженные изменения в экспрессии генов, и мы предполагаем, что то же самое происходит в клетках крови. Гипотеза основана на том, что в лимфоцитах периферической крови экспрессируется ряд генов, связанных с обменом дофамина", — уточняет ученый.

Расчет на то, что гематоэнцефалический барьер — условная граница, запрещающая обмен веществами между мозгом и остальным организмом, — не такой уж непроницаемый и деградация черной субстанции как-то отзовется в периферической крови. Задача — определить группу генов, которые по-разному действуют у больных и здоровых, сравнив их транскриптом — всей совокупностью РНК клеток.

"Для такого исследования особенно подходят образцы крови людей на самой начальной стадии заболевания — до лечения, возможно, влияющего на экспрессию генов. Поэтому пробы берут у пациентов с диагнозом "предполагаемая болезнь Паркинсона" и, через несколько месяцев, — у тех, кому диагноз подтвердили", — продолжает он. 

Чтобы создать полноценную панель биомаркеров, нужно много образцов. Идеально было бы наблюдать большую группу людей, регулярно тестировать, выявлять группы риска и потом сравнивать с теми, у кого диагностируют болезнь, а это один процент среди лиц старше 60 лет, независимо от места проживания, этнического происхождения. Поэтому исследование должно быть длительным — необходимо следить за состоянием человека как минимум несколько лет.

Проблема еще и в том, что анализы микро-РНК и мРНК пока неудобны для профилактического скрининга в клинических лабораториях. Требуется ПЦР, а это время, достаточно дорогое оборудование, трудоемкие процедуры. Надежда на то, что когда специфичные для болезни Паркинсона молекулы найдут, появятся и доступные методы их исследования — с учетом того, какой мощный рывок происходит сейчас по экспресс-тестам РНК-содержащих вирусов.

Хор генетических мутаций 

В мозге много белка альфа-синуклеина, который участвует в обмене сигналами между нервными клетками, но все его функции не до конца понятны. В здоровых нейронах этот белок, отработав, разрушается, при патологии же накапливается, его длинные нити — фибриллы слипаются в конгломераты (тельца Леви) и становятся токсичными. Мутация в гене альфа-синуклеина приводит к одной из наследственных форм болезни Паркинсона.

Примерно в одном случае из десяти у этой патологии генетические причины. Чаще всего это мутации в генах LRRK2 или PARK8, кодирующих соответственно белки дардарин и паркин. Они вовлечены в многие биохимические процессы в разных типах клеток, но почему-то сбой в них оборачивается образованием телец Леви и гибелью в первую очередь дофаминергических нейронов в черной субстанции.

 
чёрное вещество3.jpg

"Очевидно, белок альфа-синуклеин важен для патологии, но в нем ли первопричина? Есть заболевания, когда он тоже откладывается, например слабоумие с тельцами Леви, — вступает в разговор доктор биологических наук Мария Шадрина, коллега и соавтор Сломинского. — Тут немало параллелей с болезнью Альцгеймера, которая встречается несколько чаще, чем Паркинсона. Там также гибнут нейроны определенного типа, холинергические в гиппокампе, а в мозге накапливается белок бета-амилоид. И эта болезнь скрытно развивается много лет, прежде чем у человека ослабеют память и другие когнитивные функции".

В гипотезах, объясняющих возникновение обеих болезней, недостатка нет. Это и нейровоспаление, запускаемое перенесенной в молодости вирусной инфекцией, и нейротоксины в окружающей среде, например гербициды, и модный сейчас микробиом кишечника, который подозревают в порче альфа-синуклеина.

Проверить все это в эксперименте не так-то просто. Грызуны — излюбленные лабораторные модели биологов — не болеют Паркинсоном.

"Чтобы имитировать болезнь, мыши вводят токсин и уже через шесть часов наблюдают гибель нейронов в черной субстанции, резкое снижение дофамина. У человека эта стадия длится десятки лет. С другой стороны, на грызунах можно промоделировать наследственные формы заболевания, введя в геном мутации", — поясняет Сломинский.

Эксперимент с близнецами 

Сейчас ученым представился уникальный шанс — среди пациентов на Дальнем Востоке нашли троих с монозиготными близнецами, не болеющими болезнью Паркинсона.

"Они росли вместе, живут в одном регионе, работа не связана с токсинами. ДНК идентичные, так что если и есть генетическая предрасположенность, то на нее наложились другие факторы", — говорит Мария Шадрина.

Задача — проанализировать транскриптом близнецов, найти гены, которые экспрессируются у них по-разному, установить регулирующие их микро-РНК и связать с болезнью Паркинсона. Однако вопрос о первопричинах патологии остается открытым.

"Одно из объяснений — митохондриальный геном, который передается от матери. У близнецов он разный. Митохондрии размножаются в клетке простым делением и быстро мутируют. Как раз изменение в энергетике клетки, за которую отвечают митохондрии, — один из признаков болезни Паркинсона, — приводит пример Сергей Иллариошкин. Он не исключает и того, что у второго близнеца болезнь проявится позднее. — Мы можем проверить его на ПЭТ, сделать ЭЭГ-видеополисомнографию, чтобы посмотреть реакции в фазе быстрого сна, оценить структуру нигросомы (скопления дофаминовых нейронов) по данным 3-Тесла МРТ в новом режиме. Не исключено, что болезнь уже развивается. Такие примеры есть".

Как растят нейроны

Плюрипотентные стволовые клетки также позволяет исследовать болезнь Паркинсона. Фактически это зародыши, способные превратиться в любой вид зрелых клеток, в том числе нейроны.

Раньше стволовые клетки брали из абортивного материала, плаценты. Теперь, благодаря открытию японского ученого Синьи Яманаки, их можно получить из ткани взрослого человека. Надо немного похимичить в лаборатории, чтобы искусственно состарить, и пожалуйста — зрелые нейроны в чашке Петри. Других вариантов взять их у живого пациента нет.

нейроны.jpg  

"Мы создали первую в России коллекцию клеточных линий от пятидесяти пациентов с болезнью Паркинсона. От трех уже есть индуцированные плюрипотентные стволовые клетки. Имеются и трансгенные нейроны, в ДНК которых с помощью системы CRISPR-Cas9 вставили биосенсоры. Они подсвечивают разные процессы на клеточном уровне, например накопление активных форм кислорода", — рассказывает Сергей Медведев из лаборатории эпигенетики развития Института цитологии и генетики СО РАН.

Вместе с коллегами из Новосибирского института органической химии им. Н. Н. Ворожцова и Международного томографического центра СО РАН они на таких искусственных нейронах черной субстанции испытают потенциальные лекарства, замедляющие их гибель, ищут генетические факторы болезни и биомаркеры.

Нагрузочный тест 

"Еще ни одного человека не вылечили от болезни Паркинсона. Мы не можем остановить гибель нейронов, потому что не знаем причины. А их может быть огромное количество. Стратегия борьбы направлена на раннюю диагностику и превентивную нейропротекторную терапию, чтобы максимально замедлить процесс. Идеально, если порог гибели нейронов, при котором проявляются клинические симптомы, — это потеря 70-80 процентов дофамина, наступит в возрасте 120-150 лет. Человек будет болеть, но качество жизни останется приемлемым", — рассуждает академик Михаил Угрюмов, заведующий лабораторией нервных и нейроэндокринных регуляций Института биологии развития имени Н. К. Кольцова РАН. 

В его лаборатории получают мышей с самой ранней стадией болезни Паркинсона. Затем в их крови ищут совпадения с потенциальными биомаркерами, обнаруженными в крови пациентов с подтвержденным диагнозом.

"Известны десятки биомаркеров и ни одного специфичного, поскольку находим их и при других заболеваниях. В любом случае нужно использовать набор маркеров, но даже по ним диагноз все равно не будет окончательным", — отмечает исследователь.

Он предлагает создать нагрузочный тест для выявления болезни. В психиатрии и неврологии этот подход не используют, а в других областях медицины — вполне. Например, есть тест толерантности к глюкозе при диагностике сахарного диабета.

Ученые уже подобрали вещество, которое блокирует синтез дофамина в мозге и дозу, временно усиливающую симптомы при патологии, без побочных эффектов. Эксперименты на мышах прошли успешно, теперь вместе коллегами из Тайваня исследователи готовят испытания на приматах.

"Есть основания считать, что эта диагностика будет специфична", — подчеркивает академик.

Неудача клеточных технологий 

В отличие от клеток кожи или крови, нейроны в головном мозге не возобновляются. Они образуются у эмбриона в возрасте от восьми до 15 недель. По мере старения организма гибнут: в среднем каждые десять лет мозг лишается четырех процентов нервных клеток.

При нейродегенеративном заболевании, по неизвестным пока причинам, скорость гибели нейронов увеличивается в разы. И хотя в гиппокампе и стриатуме есть стволовые клетки-предшественники, доказать, что они замещают погибшие, не удалось.

В начале 1990-х с развитием клеточных технологий возникла идея пересаживать пациентам донорские здоровые нейроны.

"Шведский профессор Андрес Бьорклунд провел эксперименты на мышах, у которых нейротоксинами вызывали болезнь Паркинсона. Однако пересаженные от здорового животного нейроны погибали. Тогда он пересадил больным грызунам нейроны от эмбриона, и у них восстановилось поведение. Это был триумф", — вспоминает Михаил Угрюмов.

На этой волне Бьорклунд запустил в ЕС программу клинических испытаний клеточных технологий для лечения болезни Паркинсона. В ней участвовали шесть стран. Угрюмов руководил научной группой из России. Всего у нас выполнили 13 операций по пересадке нейронов.

"Брали абортивный материал, вырезали ту область мозга, где должны были сформироваться дофаминергические нейроны, делали суспензию и вводили пациенту туда, где был дефицит дофамина. Операция нетравматичная, под местной анестезией. За десять лет во всех европейских странах — участницах консорциума собрали большой материл. Состояние пациентов улучшалось, но через полгода болезнь возвращалась", — говорит ученый. 

В США получили те же результаты. Усовершенствование клеточных технологий ситуацию не изменило.

"Везде применяют одну методологию: испытывают терапию на грызунах, потом на людях. Картина общая: стопроцентный успех на животных, никакого стойкого эффекта на людях", — резюмирует академик.

Мозг человека слишком сложно устроен, полагает он. Нейроны нельзя пересадить в черную субстанцию, где для них подходящая окружающая среда, потому что во взрослом мозге они не смогут прорасти в другой отдел. Поэтому их имплантируют сразу туда, где требуется дофамин, — в стриатум.

Мозг мыши залит разными сигнальными веществами, все нейроны работают в этом коктейле. У человека нейроны специализированы, у них свои сигнальные вещества, причем доставка их должна быть направленной.

Нейрон управляется не по всей поверхности, а в точках — синаптических контактах. И каждый связан с десятью-пятнадцатью тысячами других строго определенных нейронов. Все это должна заново сформировать клетка, которую пересадили. В ближайшие лет пятьдесят, по мнению Михаила Угрюмова, эта задача, скорее всего, неразрешима.

Источник: РИА "Новости"

Иллюстрации РИА "Новости"

Источники

Тайны черного вещества
- Академгородок (academcity.org), 22/06/2020
Тайны черного вещества
- Seldon.News (news.myseldon.com), 22/06/2020
Коварный мозг. Почему гибнут "черные" нейроны и как это остановить
-РИА Новости, 22/06/2020
Тайны черного вещества: ученые ищут причины неизлечимой болезни
-Новости сибирской науки (www.sib-science.info), 22/06/2020

17 июня 2020 г. в Новосибирском институте органической химии им. Н.Н. Ворожцова СО РАН состоялась встреча с участием министра природных ресурсов и экологии Новосибирской области Даниленко Андреем Анатольевичем.

Визит министра

Предметом встречи было обсуждение проблемы неприятных запахов в отдельных районах г. Новосибирска, связанных с деятельностью промышленных предприятий. По результатам обсуждения намечены пути проведения исследований на базе лабораторий НИОХ СО РАН с целью поиска пахучих веществ и связанных с ними маркерных веществ.

Пресс-служба НИОХ СО РАН

Есть мнение: Экология региона и реализация национального проекта "Экология" в Новосибирской области

В гостях - министр природных ресурсов и экологии Новосибирской области Андрей Даниленко и заместитель министра Евгений Рыжков
 
 

 
ИСТОЧНИКИ


- В НИОХ СО РАН обсудили проблему неприятных запахов в некоторых районах Новосибирска с министром природных ресурсов и экологии НСО
НИОХ СО РАН, 22/06/2020
В НИОХ СО РАН обсудили проблему неприятных запахов в некоторых районах Новосибирска
Сибирское отделение Российской академии наук (sbras.ru), 22/06/2020
В НИОХ СО РАН обсудили проблему неприятных запахов в некоторых районах Новосибирска
Новости сибирской науки (www.sib-science.info), 22/06/2020

Исследователи из Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН совместно с сотрудниками Новосибирского института органической химии им. Н. Н. Ворожцова СО РАН усилили действие клинических препаратов, которые применяют для лечения рака прямой кишки и легких. Метод уменьшает рост опухоли, понижает количество метастазов и позволяет применять лекарство в меньших дозах, а значит — снизить токсическое воздействие на организм пациента.

Препараты на основе топотекана используются для лечения рака прямой кишки и мелкоклеточного рака легких. Вещество повреждает ДНК раковых клеток, после чего они погибают. Ученые сосредоточили внимание на ферменте репарации, который является очень хорошей мишенью и позволяет усилить действие лекарств. «Было замечено, что восприимчивость пациентов к химиотерапии очень разная. Исследования показали: это зависит от того, каким образом у больного работает система репарации ДНК. Когда препарат создает повреждения в ДНК опухолевых клеток, начинает работать система репарации, повреждения удаляются, структура снова восстанавливается, а раковая клетка оживает. Мы нашли мишень, которая отвечает за восстановление, и стали искать способы подавить этот фермент. Сейчас наш метод показал, что действительно, мы обнаружили несколько групп соединений, чье применение резко увеличивает действие клинического препарата. Теперь его можно использовать в меньших дозах, чем раньше. Это очень большое достижение, потому что, как известно, химиотерапия очень токсична», — рассказывает заведующая лабораторией биоорганической химии ферментов ИХБФМ СО РАН академик Ольга Ивановна Лаврик.

Сейчас уже позади первый этап испытаний препаратов на животных. Они показали, что новый метод значительно уменьшает рост основной опухоли и интенсивно понижает количество метастазов. На завершение доклинических исследований у ученых уйдет примерно год.

«Сейчас мы должны продолжать доклинические испытания и двигаться к клиническим. На этой стадии всегда возникают затруднения с внедрением препарата, потому что нужен совершенно другой масштаб исследований, который, конечно же, не может быть организован в научных лабораториях. Нужны контакты с фармацевтическими компаниями, с государством, финансирование, и именно здесь происходит торможение. Мы надеемся, что наш препарат дойдет до потребителя, потому что это очень важно для лечения онкозаболеваний. После завершения первого этапа доклинических испытаний с томской компанией ООО "Ифар" мы получили американский патент на одно из самых лучших соединений. Если этот препарат будет выпускаться за рубежом по патенту, то в России он будет стоить втридорога», — подчеркивает Ольга Ивановна.

Разработка препарата велась при поддержке двух госконтрактов с Министерством науки и высшего образования РФ, сейчас проект продолжается при поддержке Российского научного фонда (грант РНФ (№191300040). Препарат создается в кооперации с отделом медицинской химии НИОХ СО РАН, которым руководит член-корреспондент РАН Нариман Фаридович Салахутдинов. Испытания на животных проводятся в виварии совместно со специалистами ФИЦ «Институт цитологии и генетики СО РАН». «У нас есть всё для первого этапа, но внедрение должны осуществлять другие люди», — отмечает Ольга Лаврик. 

Источники

Сибирские ученые усилили противоопухолевые препараты
- Наука в Сибири (sbras.info), 18/06/2020
Сибирские ученые усилили противоопухолевые препараты
- Новости сибирской науки (www.sib-science.info), 19/06/2020

В формате видеоконференции состоялся российско-норвежский семинар по вопросам реализации международных конвенций, регулирующих обращение с химическими веществами и опасными отходами, в рамках двустороннего проекта «Оценка воздействия химических веществ на окружающую среду и здоровье человека».

С российской стороны делегацию возглавила председатель российской части Российско-Норвежской Рабочей группы по предотвращению загрязнения окружающей среды, начальник отдела Департамента государственной политики и регулирования в области гидрометеорологии, изучения Арктики, Антарктики и Мирового океана Майя Колосенцева, с норвежской стороны – председатель норвежской части Российско-Норвежской Рабочей группы, руководитель Департамента международного сотрудничества Агентства окружающей среды Норвегии Андре Каммеруд.

В ходе мероприятия были рассмотрены актуальные аспекты деятельности в России и Норвегии по реализации обязательств, вытекающих из Стокгольмской конвенции о стойких органических загрязнителях. При этом особое внимание было уделено шагам и мероприятиям, предпринимаемым в соответствии с национальными планами по реализации Конвенции.

Напомним, Россия подписала Стокгольмскую конвенцию в 2002 г. в соответствии с постановлением Правительства РФ от 18 мая 2002 г. № 320 «О подписании Стокгольмской конвенции о стойких органических загрязнителях», и ратифицировала Конвенцию в 2011 г. в соответствии с Федеральным законом от 27 июня 2011 г. № 164-ФЗ «О ратификации Стокгольмской конвенции о стойких органических загрязнителях».

Минприроды России в соответствии с постановлением Правительства РФ от 30 июля 2014 г. № 720 «О мерах по обеспечению выполнения Российской Федерацией обязательств, предусмотренных Стокгольмской конвенцией о стойких органических загрязнителях от 22 мая 2001 г. » осуществляет, в т. ч. координацию выполнения федеральными органами исполнительной власти обязательств России.

В рамках встречи была представлена информация о деятельности Новосибирского института органической химии им. Н. Н. Ворожцова Сибирского отделения Российской академии наук, который с 2017 г. является Национальным координационным центром РФ по Стокгольмской конвенции, а с 2019 года – Региональным центром Стокгольмской Конвенции.

Представитель Института Евгений Третьяков проинформировал участников о реализованных, а также о планируемых в рамках Рабочей группы Арктического Совета по устранению загрязнения Арктики (АКАП) проектах, связанных со стойкими органическими загрязнителями, а также о планах деятельности на 2020–2023 годы.

Норвежская сторона, в свою очередь, проинформировала о загрязнении почв перфторалкильными и полифторалкильными веществами и о мерах, которые предпринимаются в стране для снижения распространения данных веществ, сокращения риска для окружающей среды и здоровья населения на законодательном уровне, а также применяемых инструментах и технологиях для реабилитации загрязненных почв.

Российские и норвежские эксперты обменялись данными о законодательных подходах и проводимой работе в сфере обращения с опасными отходами (в том числе содержащими стойкие органические загрязнители), применяемых методах по обезвреживанию и утилизации таких отходов.

Представители норвежского агентства по окружающей среде проинформировали, что важной частью системы обращения с отходами в Норвегии является сжигание отходов. Около 30% всех отходов сжигается с выработкой энергии. Коммунальных отходов сжигается около 55% и только незначительная их часть идет на захоронение.

На данный момент в Норвегии действует 7 крупных мусоросжигательных заводов. В связи с введением строгих законодательных мер по выбросам в атмосферный воздух, часть более мелких заводов прекратила работу. Установки по сжиганию отходов должны иметь разрешения на сжигание при температуре 1100 градусов С.

Екатерина Демичева, директор по развитию компании «Русатом Гринвэй», которая является отраслевым интегратором направления по обращению с отходами в структуре Государственной корпорации по атомной энергии «Росатом», представила информация о федеральном проекте «Инфраструктура для обращения с отходами I-II классов опасности», реализуемом в рамках национального проекта «Экология». В частности, Е.Демичева рассказала о создании производственно-технических комплексов по обращению с отходами I-II классов опасности, реализации инвестиционных проектов в области экологии, ликвидации накопленного экологического вреда. До конца 2020 года компания «Русатом Гринвэй» планирует запустить в Красноярском крае установку по обезвреживанию отходов, содержащих полихлорированные бифенилы, «Мелиоформ-ПХБ-500». Планируемые объемы переработки отходов 750 тонн в 2021 году возрастут до 1200 тонн в 2023 году.

Директор Центра международного промышленного сотрудничестка ЮНИДО в РФ Сергей Коротков проинформировал о работе, проводимой в рамках проекта «Экологически безопасное регулирование и окончательное уничтожение оборудования, содержащего полихлорированные бифенилы (ПХБ), и материалов на предприятиях ОАО «РЖД» и других владельцев ПХБ».

Компании «Русатом Гринвэй» передана в пользование установка по обезвреживанию отходов, содержащих ПХБ.

За последнее время, благодаря усилиям ЮНИДО в России, возросла осведомленность об опасности ПХБ, совместно с Российским энергетическим агентством проведены семинары для шестисот человек.

В настоящее время ЮНИДО в России прорабатывается вопрос по аккредитации 3–4 лабораторий для анализа ПХБ, запланировано проведение расширенной инвентаризации, а также создание базы данных. Разработана методология по маркировке оборудования, содержащего ПХБ, планируется создание модели для сжигания загрязненных ПХБ масел.

Представители норвежского агентства по охране окружающей среды также проинформировали о работе в рамках Минаматской конвенции, которая проходит в соответствии с планом действий, разработанном в 2010 году.В связи с введением запрета на использование ртути, в настоящее время в Норвегии прекратились сбросы и выбросы ртути. Вместе с тем имеются загрязнённые ртутью территории и водоемы.

Российской стороной были представлены сведения о работе, проводимой для снижения загрязнений ртутью, в том числе в рамках выполнения обязательств Минаматской конвенции. Представитель «НИИ Атмосфера» Александр Романов рассказал об исследованиях по оценке загрязнения ртутью различных компонентов окружающей среды, а также о реализации российско-норвежского проекта (совместно с Канадой) проекта «Аркриск», реализуемого в рамках АКАП, и других практических аспектах проводимой в настоящее время работы по борьбе с загрязнением среды ртутью.

Представители Минприроды России сообщили о работе в рамках Российско-Суданского сотрудничества по проблеме использования ртути. Ежегодно «на полях»

Межправительственной Российско-Суданской комиссии по торгово-экономическому сотрудничеству проводятся семинары на данную тему.

Отмечена деятельность по данному направлению ряда российских компаний : ЗАО «ИТОМАК», «ЛЮМЭКС», ГПБ «Глобал ресорсиз» и др.

По итогам мероприятия стороны подчеркнули обоюдный интерес продолжать диалог, направленный на обмен информацией о деятельности России и Норвегии в области обращения с химическими веществами и опасными отходами.

Пресс-служба Минприроды России

Источники

Россия и Норвегия обсудили актуальные аспекты охраны окружающей среды
- ИАА Cleandex.ru, 02/06/2020
Россия и Норвегия обсудили актуальные аспекты охраны окружающей среды.
- Advis.ru, 02/06/2020
Россия и Норвегия обсудили актуальные аспекты охраны окружающей среды
- Министерство природных ресурсов и экологии Российской Федерации, 01/06/2020
Россия и Норвегия обсудили актуальные аспекты охраны окружающей среды
- Новости сибирской науки (www.sib-science.info), 03/06/2020

 

 

Лев Сандахчиев, Дмитрий Кнорре и Валентин Коптюг


Сегодня по запросу «вектор» поисковик найдет прежде всего одноименный Государственный научный центр вирусологии и биотехнологий Роспотребнадзора. Об эпизодах происхождения и истории одного из мировых лидеров борьбы с коронавирусом и другими опасными инфекциями рассказывают председатель СО РАН академик Валентин Николаевич Пармон​ и выпускники НГУ разных лет: академики Валентин Викторович Власов, Ольга Ивановна Лаврик (Институт химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН) и мэр наукограда Кольцово Николай Григорьевич Красников. 

Валентин Власов:

 

— На рубеже 1960-х—1970-х годов наш научный ландшафт представлял собой поле битвы генетиков с лысенковцами, причем обе стороны критически относились к молекулярной биологии. В Сибири это направление началось с организации академиками pДмитрием Георгиевичем Кнорреp и Рудольфом Иосифовичем Салгаником кафедры, а затем и целого факультета естественных наук в НГУp, а в Новосибирском институте органической химии — лаборатории химии природных полимеров: это название маскировало молекулярную биологию. 

 

Ольга Лаврик:

 

— После окончания университета я начала работать в лаборатории, о которой сказал Валентин Викторович, а в НГУ занимала позицию заместителя Дмитрия Георгиевича Кнорре на созданной в 1976 году кафедре и заведовала специализацией по биохимии.  Здесь на самом деле готовили уникальные кадры — как выяснилось, не только для академической науки, но и для структур, подобных «Вектору». Мне было жалко подписывать распределение выпускников «на сторону», но Кнорре говорил, что лучших следует направлять именно в Кольцово, такую же позицию занимал Рудольф Иосифович Салганик. 

 
 

Валентин Власов:

 

— В стенах Новосибирского института органической химии (сегодня имени Н. Н. Ворожцова)  Кнорре удалось собрать команду энтузиастов. Мы с Ольгой Ивановной были там за самых младших, а Лев Степанович Сандахчиев, к примеру, являлся уже в то время ученым нобелевского уровня. Конструктора Сергея Владимировича Кузьмина, изобретшего множество революционных приборов и устройств, я бы назвал нашим сибирским Сергеем Павловичем Королевым в биологическом приборостроении. Будущий директор иркутского Лимнологического института СО РАН Михаил Александрович Грачев, мудрейший Владимир Гершевич Будкер (сын академика Герша Ицковича Будкера, основателя Института ядерной физики), Нина Ивановна Гринёва, Тамара Николаевна Шубина, Станислав Константинович Василенко, Александр Семенович Гиршович, Эрнст Георгиевич Малыгин, Станислав Николаевич Загребельный и другие составили костяк лаборатории Дмитрия Кнорре из 28 человек, большинство из которых затем перешло работать в «Вектор» (изначально под другим названием). 

 

Звездой первой величины в этом созвездии был, конечно, Лев Сандахчиев. Его идеи опережали время на несколько десятилетий и даже сегодня реализованы лишь отчасти. К примеру, он впервые предложил технологию синтеза биополимеров на нерастворимых  носителях — то, за что потом Роберт Меррифилд получил Нобелевскую премию. Благодаря методам Сандахчиева в нашей стране стало возможным выделять индивидуальные РНК. И СССР стал  второй страной, справившейся с задачей расшифровки структуры транспортной РНК. 

 

Это стало возможно потому, что эффективные методы очистки транспортной РНК в препаративном масштабе были разработаны Львом Сандахчиевым здесь, в Институте органической химии. Исследование структуры и функций  транспортных РНК, тогда неизвестных, стало главным направлением исследований  лаборатории Кнорре в годы ее становления.  Лев был центральной персоной в этой работе. Но после защиты  кандидатской диссертации, неожиданно для всех, главным устремлением Льва Степановича стал поиск механизмов генетического влияния на формообразование живых организмов. Модельным объектом ученый выбрал одноклеточную водоросль ацетабулярию, у которой ядро находится на одном конце, а на другом — характерная шапочка, форма которой являлась генетически заданной. Морскую воду, кстати, для этих водорослей возили самолетами из Владивостока, полторы тонны в неделю — денег на исследования тогда не жалели.

 

Ольга Лаврик:

 

— Мне необыкновенно повезло еще в университете, поскольку, как только я пришла на студенческую практику в лабораторию Дмитрия Георгиевича, руководителем, учившим меня ставить биохимические эксперименты, стал Лев Сандахчиев. Моей стартовой работой в этой лаборатории было выделение транспортной РНК: сначала суммарной, затем индивидуальной.  Сегодня этим никого не удивишь, а тогда мы были первыми в стране в этой области. Лев Степанович с его масштабным подходом сразу наладил полупромышленное производство тРНК в подвале института органической химии. Они с Дмитрием Георгиевичем Кнорре прекрасно дополняли друг друга: один глубокий  теоретик, прежде всего физикохимик,  другой более практик и биолог, но оба были объединены стремлением развивать самые горячие направления молекулярной биологии. 

 

Лев Степанович умел мотивировать людей — убеждать, что чем бы ты ни занимался, даже самым рутинным, это является самым важным в жизни. Все, кто с ним работал , летели в институт на крыльях, готовы были трудиться до тех пор, пока не валились из рук пипетки. Таково было обаяние личности Льва Степановича и тот всепоглощающий  интерес к науке, который царил вокруг него. Я считала, что выделение транспортной РНК  — нечто сродни Манхэттенскому проекту, не меньше. Мы обеспечивали тРНК не только себя, но и Москву, что в конце концов вылилось в установление одной из первых структур тРНК. 

 

Особо запомнились исследования одноклеточной водоросли ацетабулярии. Этот переворот случился в нашем отделе в самом начале 1970-х годов. Такой невообразимый рывок от пробирочной  биохимии прямо в клетку стал для нас всех культурным шоком! Лев Степанович Сандахчиев впервые стал делать то, что и сегодня вряд ли возможно в полной мере — разбирать живую клетку на молекулы с последующим намерением сделать ее реконструкцию. Для этого потребовалась принципиально новая техника, и тут пригодился конструкторский дар Сергея Кузьмина и энтузиазм Михаила Грачёва: у нас появилась ультрамикротехника — приборы для электрофореза, хроматографии и ряд других. Характеристики части этих устройств не превзойдены и сегодня, а на базе ультрамикроспектрофотометра был впоследствии разработан и производится до сих пор известный хроматографический комплекс «Милихром».  

 

Лев Сандахчиев мыслил и действовал крупными проектами.  Такая огромная структура, как «Вектор», соответствовала его масштабу. Но не только я и Валентин Викторович уверены, что останься он в академической науке, то неизбежно был бы удостоен Нобелевской премии — подходы Льва Степановича к разборке и сборке живой клетки поражали зарубежных коллег. Когда уходили «на сторону», то есть во ВНИИМБ, (будущий «Вектор») он и другие мои учителя, было бесконечно жалко. Да, мы должны были вырастать и формировать новый «состав переднего края» и затем новый институт уже силами выпускников нашего университета — таков был план нашего руководителя Дмитрия Георгиевича Кнорре. Но тогда мне казалось, что при  участии этой плеяды развитие отдела биохимии в институт прогрессировало бы еще больше. 

 

Центром мирового класса «Вектор» стал именно потому, что вырос «на плечах гигантов» — выдающихся ученых, талантливых и трудолюбивых. Энтузиастов с большой буквы. Иначе он не смог бы в наступившем XXI веке оказаться на переднем крае борьбы страны и всего человечества с самыми опасными инфекциями. 

 
Строительство корпусов «Вектора» 
   Строительство корпусов «Вектора»
 

Валентин Власов:

 

— Вернемся в начало 1970-х. В высоких столичных кабинетах у Льва Степановича тогда нашлись союзники, понимавшие перспективы практических применений молекулярной биологии, в том числе оборонных. Вице-президент АН СССР академик Юрий Анатольевич Овчинников сделал доклад на заседании Политбюро ЦК КПСС — и это стало поворотной точкой в организации не только будущего «Вектора», но и московского академического Института молекулярной биологии им. В. А. Энгельгардта, нашего Института биоорганической химии (ныне ИХБФМ СО РАН), других профильных организаций. 

 

В новосибирский Академгородок в 1974 году приехали товарищи в штатском и неоднократно беседовали с Л. Сандахчиевым, Д. Кнорре, со мной и другими сотрудниками лаборатории химии природных полимеров. Дмитрий Георгиевич сразу отказался, он хотел и дальше заниматься фундаментальными исследователями, но для организуемого центра микробиологии и вирусологии он предложил отобрать группу наиболее продвинутых специалистов во главе со Львом Степановичем, оставляя у себя совсем недавних выпускников НГУ, включая нас с Ольгой Ивановной. Правда, Сандахчиеву было поставлено условие — подготовить и защитить докторскую диссертацию. И он сделал это за какие-то три—четыре недели, не выпуская из руки непременной кружки кофе, а изо рта сигареты (окурки он по рассеянности иногда бросал в горшок с фикусом).

 

События развивались с непредставимой сегодня быстротой. Перешедшие в новую структуру сотрудники нашей лаборатории сразу возглавили на новом месте научные коллективы. Администрация будущего «Вектора» сначала разместилась в жилом доме с авиакасссами на Детском проезде, в рекордные сроки была возведена пристройка к корпусу нашего института для размещения лабораторий. Кадровая подпитка продолжалась и во время, и после завершения строительства в Кольцово. Туда пришли работать сегодняшний член-корреспондент РАН Сергей Викторович Нетёсов, быстро выросший в «Векторе» до заместителя генерального директора, и Владимир Васильевич Самуков (которого все звали только Бобом) — превосходный специалист по синтезу белков. Эти двое впервые появились у нас в лаборатории еще фымышатами, выросли в классных исследователей и позже вошли в золотой фонд будущего «Вектора». Наша Тамара Шубина стала там главным ученым секретарем — в то время и в той организации люди продвигались быстро. 

 

Затем, напомню, СССР и Соединенные Штаты договорились прекратить работы по биологическому оружию, в 1990-х годах разработали и запустили механизмы взаимных проверок.  Американские эксперты приезжали в Кольцово для очного контроля и попутно устроили настоящую охоту за головами. Хотя в США подобные лаборатории тоже были закрыты, и образовался профицит специалистов, там прозорливо решили, что их много не бывает — в результате многие сотрудники «Вектора», оставшись без работы, уехали не только в Америку, но и в Европу, Израиль и другие страны.

 

Николай Красников:

 

— После окончания механико-математического факультета НГУ в 1977 году и короткой стажировки в университете я поступил на работу во ВНИИМБ — Всесоюзный научно-исследовательский институт молекулярной биологии, как правильно называлось это учреждение, хотя на устах была «микробиология», «микробиопром» или просто «биопром».  Выпускников-математиков с моего курса туда пришло сразу пятеро (трое работает по сей день), поскольку во ВНИИМБ создавался целый отдел математического моделирования для работ по расшифровке геномов и других подобных задач. Сам институт, основанный в 1974 году,  в 1986-м разросся до масштабов научно-производственного объединения (НПО), тогда и получившего название «Вектор» — в него влились бердский Научно-исследовательский конструкторско-технологический институт биологически активных веществ (НИКТИ БАВ) и опытное хозяйство в Морозово, где выращивались минипиги и другие лабораторные животные.  Забегая вперед, напомню, что в 1990-е от НПО отпочковались частные компании, играющие сегодня заметную роль на рынке лечебных и профилактических препаратов, медицинского оборудования: «Вектор-Бест», «Вектор-БиАльгам», «Ангиолайн»,  «Вектор-Медика», «Вектор-Фарм», «Исследовательский центр» и другие — выпускники НГУ также являлись и являются их ключевыми фигурами.

 

Вслед за переходом на новую работу Льва Степановича Сандахчиева ( зав. отделом ВНИИМБ с 1975 года, директор — с 1979) и его коллег здесь сформировался широкий круг задач, и далеко не только прикладных. Понадобились и математики, и физики, не говоря уже о химиках и биологах, и даже гуманитарии: новой структуре требовалось, в современной терминологии, информационное и политическое обеспечение, а новорожденному поселку Кольцово — педагоги. Что же до нас, математиков и программистов, то до получения и отладки собственных ЭВМ приходилось ездить по грунтовой дороге в Академгородок и за шоколадку просить девушек из Вычислительного центра Сибирского отделения принять перфокарты, ввести в машину и выдать результат — как правило, в ночное время. Лично я в составе лаборатории Сергея Ивановича Бажана, тоже выпускника НГУ и ныне доктора наук, работал над поиском формулы закономерности строения промотора — особого элемента генома, отвечающего за определенные функции.  Периодически нас переключали, как было принято в советскую эпоху, на общественные работы — отделку корпусов ВНИИМБ или строительство детских садов. 

 

Став директором ВНИИМБ, Лев Степанович уговорил меня «на недолгое время» перейти на работу освобожденным секретарем комитета комсомола. У меня перед глазами были личные дела практически всех молодых сотрудников: некомсомольцы тогда исчислялись единицами. Среди всей молодежи выпускники НГУ составляли около половины, а их доля в группе научных сотрудников была подавляющей (будем помнить, что на «Векторе» традиционно много инженерно-технического и вспомогательного персонала). В последующие годы, когда я руководил кадровой службой НПО, картина была примерно такой же — Новосибирский университет оставался основным поставщиком научных кадров. Выпускниками НГУ, кстати, являются отец и сын Максютовы — пришедший чуть раньше меня Амир Закиевич и сегодняшний руководитель «Вектора» Ринат Амирович, родившийся в Кольцово, закончивший здесь школу, а затем — факультет естественных наук нашего университета и аспирантуру ГНЦ ВБ «Вектор».

 

Что же касается Сибирского отделения, то кроме первого, сандахчиевского, и последующих научных десантов во ВНИИМБ и «Вектор», оно сыграло важнейшую роль в судьбе Кольцова. Председатель СО РАН академик Валентин Афанасьевич Коптюг был соинициатором и соавтором законопроекта о наукоградах, каковым, хотя и очень непросто, стал прежний рабочий поселок. Он выделился из состава Новосибирского (сельского) района, развиваться в рамках которого было трудно, получил статус городского округа, особую программу развития и заметные бюджетные преференции как наукоград. Мы встали в один ряд с Обнинском, Королёвым, Дубной, Фрязино, Жуковским и другими специфическими научными поселениями. Валентин Афанасьевич сыграл в этой трансформации очень заметную роль: к сожалению, он не успел параллельно реализовать идею принятия федерального закона об академгородках.

 

Если вернуться к будням 1970-х, то мы с молодой женой, студенткой НГУ, приехали в комнату на подселении в одной из первых девятиэтажек. Скромное по современным меркам жилье тогда было большой ценностью для только что закончивших НГУ специалистов.   Дружили семьями, смотрели всем двором «Москва слезам не верит» на растянутой простыне. Выпускники университета принесли с собой в Кольцово его дух. Мы проводили Маёвки, я даже получил выговор за несогласованное выступление ансамбля политической песни чилийских студентов.  Организовали театр опять же политической сатиры «Гримасы», выступавший и в других городах Новосибирской области, по образу и подобию университетских клубов устраивали капустники и КВНы. На репертуаре сказывалась специфика «Вектора»: так, на мотив песенки «Голубой вагон» были положены строки «Самолетик в воздухе качается, вирусами сыпет вместо бомб, с жизнью человечество прощается — славно поработал биопром!». Написали даже целую рок-оперу «Племя» про институт и его сотрудников. Грандиозно выглядели лыжные забеги, в которых участвовали сразу более 30 команд — несколько тысяч спортсменов из всех отделов института и сам Лев Степанович Сандахчиев.  

 

Это было романтическое, очень живое и динамичное время: Академгородок дополнялся центром прикладной науки в Кольцово и питал его кадрами, идеями, инициативами и традициями. Сегодня эта связка приобретает новое качество за счет программы развития Новосибирского научного центра «Академгородок 2.0», в том числе организации на базе «Вектора» геномного центра мирового уровня и строительства рядом с его территорией источника синхротронного излучения СКИФ, открывающего новые возможности и перед биологами.  

 
Лев Сандахчиев с единомышленниками около строящихся подъездных путей 
   Лев Сандахчиев с единомышленниками около строящихся подъездных путей
 
 

Воспоминания участников событий 1970-х комментирует председатель Сибирского отделения РАН академик Валентин Николаевич Пармон:

 

— События, связанные с историей создания ГНЦ ВБ «Вектор», самым непосредственным образом связаны с появлением ушедшего, к сожалению, в небытие таинственного и легендарного союзного Министерства микробиологической промышленности — Микробиопрома, организованного по решению руководства находившейся в прекрасном тонусе страны с целью обеспечить следующий после Космоса научно-технологический рывок. Теперь — в области молекулярной биологии и биотехнологий. На достижение этой цели были брошены невероятно большие ресурсы и проведена огромная работа по привлечению в новую для СССР область науки как маститых сотрудников академических институтов, так и взращенной ими молодежи. Среди открытых задач Микробиопрома была ликвидация дефицита в стране кормового белка, с чем, кстати, новое министерство с успехом справилось. К сожалению, огромная новая отрасль по производству кормового белка из нефти вместе со многими другими «не очень экологически чистыми» производствами была ликвидирована в разгар эпохи гласности, после 1985 года. Кроме работ по открытым программам Микробиопром выполнял и не афишируемые задачи, связанные с особо опасными инфекциями.

 

Как ни странно, но активность по становлению науки в новом министерстве непосредственным образом коснулась и меня. Дело в том, что решение о создании Микробиопрома было принято в начале 1970-х годов, когда завершалась моя аспирантская жизнь в МФТИ (Московском физико-техническом институте) под руководством будущего академика Кирилла Ильича Замараева на базовой кафедре Института химической физики АН СССР. Многие мои друзья-однокашники с кафедры биофизики, которая локализовалась в Институте атомной энергии им. И. В. Курчатова в Москве и в только что построенном академгородке биологов в Пущино-на-Оке, были хорошо осведомлены о тех ресурсах и просто невероятных возможностях для исследований, которые открывались в научных институтах нового министерства, и поэтому с большим энтузиазмом перешли на работу туда. Столь же энергично они агитировали и меня сделать то же самое, зная, что тематика моей аспирантской работы — химическая радиоспектроскопия — будет очень востребована в молекулярной биологии.

 

В связи с этим у меня даже состоялся многочасовой предметный разговор с директором одного из новых и с избытком оснащенных научными приборами институтов Микробиопрома в Подмосковье относительно перехода туда после защиты кандидатской диссертации в 1975 году. Даже не знаю, хорошо это или нет, но я не воспользовался этим приглашением и остался верен своему «шефу», заразившему меня идеей искусственного фотосинтеза,  с которым в самом начале 1977 года мы переехали из Москвы в новосибирский Академгородок. 

 

Тем не менее, контакты с Микробиопромом теперь уже в лице сибирского ВНИИМБ продолжались. Как и в годы создания Академгородка, когда сотрудники создаваемых институтов с энтузиазмом начинали свою научную работу на территории других, уже построенных, талантливый организатор ВНИИМБ Лев Степанович Сандахчиев первые свои исследования начал в стенах работающих институтов Сибирского отделения Академии наук. Эти исследования требовали новых, тогда еще не очень широко поставленных методов, включая обращение с радиоактивными изотопными метками. Такие работы в конце 1970-х — начале 1980-х в Академгородке можно было проводить только в одном месте — специально созданном для этого радиохимическом корпусе Института катализа. В результате целая ватага днем и ночью работавшей научной молодежи ВНИИМБ оккупировала четверть первого этажа этого корпуса, ответственность за радиационную безопасность в котором лежала на мне. Здесь дружно работали команды из разных институтов. В том числе и молекулярные биологи, пока им не построили соответствующие лаборатории в Кольцово.

 

Правда, после их отъезда возникли и некоторые проблемы. Оказалось, что с упоением синтезируя новые молекулы с радиоактивным фосфором и презрев все законы радиационной безопасности, они сливали отходы своего творчества в обычные канализационные раковины, которые долго еще «светились» радиоактивностью. Но обид у нас на это не было. Тем более, что Институт катализа интенсивно работал и с энтузиастом биотехнологий Рудольфом Иосифовичем Салгаником, и с бердским НИКТИБАВ. Мы пытались решить и экологические проблемы производств микробиологического белка. А позже в состав «инновационного микроминистерства» — Межотраслевого научно-технического комплекса (МНТК) «Катализатор» (созданного также непосредственно решением союзного руководства), головной организацией которого стал Институт катализа — был даже включен один из машиностроительных институтов Микробиопрома, способный конструировать и производить аппаратуру, которую сейчас мы можем приобретать только за рубежом.

 

Но вернемся к Кольцово и ГНЦ ВБ «Вектор». Советскому руководству нельзя было отказать в строгой рациональности размещения новых стратегических объектов специального назначения. Если для строительства Байконура были необходимы степные пространства, железная дорога и удаленность от крупных городов, то создание мощного вирусологического и биотехнологического центра требовало прежде всего контингента высококлассных специалистов, причем постоянно пополняемого под расширение исследовательских задач и опытных производств. И достаточно изолированной территории — поселка Кольцово, выросшего теперь в современный отечественный наукоград.

 

В ту эпоху не существовало понятий центра компетенций и человеческого капитала, однако новосибирский Академгородок де-факто был первым и генерировал второе. Институты Сибирского отделения формировали блестящие команды ученых мирового уровня, предоставляя им возможности для исследований, которые в центральной части страны уже исчерпывались; у нас сложилась особая атмосфера междисциплинарного научного поиска, нацеленного, по словам академика Герша Ицковича Будкера, на решение невозможных задач. Созданный по образу и подобию МФТИ молодой Новосибирский университет, плоть от плоти Академгородка и его институтов, целенаправленно готовил новые поколения исследователей силами состоявшихся ученых, причем не только со студенческой, но и со школьной скамьи — работала система отбора талантливых учеников через олимпиады и ФМШ. Таким образом, ВНИИМБ/«Вектор» и наукоград Кольцово стали новым воплощением треугольника Лаврентьева, его экспериментальной версией — образовательная компонента в лице НГУ находилась вовне конструкции, хотя и очень близко, научная — и вовне и внутри, постоянно взаимодействуя, а внедренческая стала специфической компетенцией «Вектора».  И всё это было погружено в компактную, зеленую, привлекательную среду проживания и общения.

 

В настоящее время Государственный научный центр вирусологии и биотехнологий «Вектор» — один из мировых лидеров, прежде всего, в исследовании опасных инфекций и борьбе с ними.  Победа над оспой, лихорадкой Эбола и другими заболеваниями, сегодняшние усилия по изучению коронавируса и разработке вакцин против него ставили и ставят «Вектор» на первые полосы газет и в ленты новостей. Треугольник «наука—образование—практика», дополненный взаимодействием с органами государственной власти, в этой ситуации получил логичное развитие в виде тройственного стратегического соглашения СО РАН, «Вектора» и Московского университета им. М. В. Ломоносова о комплексном сотрудничестве, прежде всего, в области создания новых высокоэффективных лекарственных препаратов.

 

Это день сегодняшний. Если же заглядывать в завтра, то программа развития Новосибирского научного центра («Академгородок 2.0») рассматривает традиционный Академгородок и Кольцово как единое целое, консолидирует СО РАН, НГУ, «Вектор», академические институты, Академпарк и инновационные компании.  Такой образ будущего был заложен еще в далекие 1970-е годы, когда в команду первопроходцев академика Льва Сандахчиева пришли ученые из институтских лабораторий Академгородка и выпускники НГУ. 

 
Подготовил Андрей Соболевский
 
Фото из архивов СО РАН и мэрии наукограда Кольцово
 
  На фото ​вверху: Лев Сандахчиев, Дмитрий Кнорре и Валентин Коптюг

О деятельности Межведомственной рабочей группы по коронавирусной инфекции (МРГ) рассказал ее руководитель, заместитель председателя СО РАН академик Михаил Иванович Воевода. Разработки Межинститутского центра компетенций по борьбе с особо опасными инфекциями «Антивирус» представил заместитель председателя СО РАН доктор физико-математических наук Сергей Робертович Сверчков. Обе структуры созданы в Сибирском отделении для преодоления кризисов, вызванных распространением COVID-19 и подобных ему заболеваний. 

 

«Основой для создания МРГ, с одной стороны, стала необходимость реагирования на распространение коронавирусной инфекции, а с другой — потребность в инструменте, организующем компетенции и разработки сибирских академических институтов и других учреждений по этой тематике, — пояснил Михаил Воевода. — Межведомственная рабочая группа представляет собой экспертный совещательный орган, в состав которого входят представители Сибирского отделения, НИИ, вузов, различных институтов развития и биотехнологических компаний. Группа занимается экспертизой представленных ей проектов и их дальнейшим продвижением».

 

Перечень разработок, рассмотренных МРГ, очень разнообразен: он включает диагностические тест-системы, лекарственные препараты и средства индивидуальной защиты. «Фактически все проекты актуальны в свете сложившейся эпидемиологической ситуации, — рассказал М. Воевода. — Они находятся в разных стадиях готовности к практическому применению. Анализ степени подготовки конкретных предложений к внедрению и определение необходимых для их продвижения мероприятий являются одной из главных задач нашей рабочей группы». 

 

Руководитель МРГ отметил созданный Институтом химии твердого тела и механохимии СО РАН материал для медицинских масок, имеющий высокую антибактериальную и противовирусную активность; разработанный в Институте химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН набор для обнаружения вируса SARS-CoV-2; фотоактивные самоочищающиеся тканевые материалы, созданные в ФИЦ «Институт катализа  им. Г. К. Борескова СО РАН», и функциональную комплексную термо- и рентгенографическую диагностику, предложенную ФИЦ вычислительных технологий СО РАН и ООО «Хелс-Сервис». Академик Воевода пояснил, что предложения МРГ, изначально адресованные в адрес председателя правительства РФ, сейчас перенаправлены в Министерство науки и высшего образования и далее будут переданы для исполнения в Министерство промышленности и торговли и в Министерство здравоохранения. «Единственный элемент, который требуется дополнить, это более расширенная и формальная экспертиза этих заявок», — рассказал ученый.

 

«Экспертные заключения, подготовленные рабочей группой, транслируются в федеральные и региональные органы исполнительной власти, принимающие решения по борьбе с коронавирусной инфекцией, — подчеркнул академик Воевода. — Сейчас у нас уже есть опыт успешного взаимодействия с правительством Российской Федерации, мэрией Москвы, крупными общественными организациями, ведущими промышленными предприятиями страны. По части разработок, например изготовления компонентов тест-систем, при участии МРГ уже решен вопрос расширения производственных мощностей с помощью региональной субсидии и банковского софинансирования».

 

«Основная цель Центра компетенций “Антивирус” — создание инновационных лекарственных препаратов с охватом полного жизненного цикла продукта, от лабораторной до промышленной стадии, — рассказал Сергей Сверчков. — Руководит Центром член-корреспондент РАН Нариман Фаридович Салахутдинов, заведующий отделом медицинской химии Новосибирского института органической химии им. Н. Н. Ворожцова СО РАН; научным руководителем Центра является глава СО РАН академик Валентин Николаевич Пармон. Наша небольшая группа является, по сути, R&D-центром, и основной задачей является разработка и вывод на рынок инновационных лекарственных средств».

 

По словам С. Сверчкова, Центр сосредоточен на создании препаратов для лечения COVID-19 и медицинских технологий для купирования последствий инфекции. «Создана оперативная группа, состоящая из медицинских химиков, вирусологов, специалистов в области молекулярного и математического моделирования, — пояснил заместитель председателя СО РАН. — Разработана псевдовирусная система, имеющая поверхностный белок S-COVID19, начато тестирование соединений с использованием “живого” вируса в ГНЦ ВБ “Вектор”».

 

Команда Центра имеет большой опыт создания низкомолекулярных соединений-лидеров в наиболее востребованных терапевтических областях. Так, совместно с партнерами-фармакологами из томской фирмы «Инновационные фармакологические разработки» (ИФАР) было выполнено шесть государственных контрактов на доклинические исследования препаратов по ФЦП «ФАРМА-2020». Один из проектов (антипаркинсоническое средство ДИОЛ) находится в настоящее время на первой стадии клинических испытаний. В распоряжении исполнителей Центра имеется библиотека различных соединений (более 700 веществ), проявляющих активность против вирусов гриппа (типы А и В), вируса оспы, Эбола, геморрагической лихорадки с почечным синдромом и некоторых других. 

 

Среди готовых результатов С. Сверчков выделил препарат против гриппа «Камфецин», активный в отношении штаммов вируса А (H1N1) pdm09, A/PR (H1N1), A/Aichi (H3N2), A/mallard (H5N2), B/Lee. Это средство прошло полный цикл доклинических исследований, и уже получено разрешение Минздрава России на его клинические испытания. «Совместно с Национальным медицинским исследовательским центром им. ак. Е. Н. Мешалкина созданы препараты, эффективно купирующие жизнеугрожающие аритмии, — рассказал Сергей Сверчков. — Плюс разработаны математические модели с компьютерной демонстрацией эпидемиологии вируса COVID-19, вируса СПИД и туберкулеза в России».

 

Говоря о новых разработках, С. Р. Сверчков отметил нанопрепараты для лечения коронавирусной пневмонии, над которыми работает группа Н. Ф. Салахутдинова: комплексы противовоспалительных препаратов с глюкозаминными природными веществами, позволяющие создавать наноразмерные частицы, которые при дыхании фиксируются в легких. Благодаря этому противовоспалительный препарат может надолго задерживаться в организме, что ускоряет восстановительный процесс. «После нахождения соединения-лидера и отработки масштабирования синтеза будут разработаны и валидированы аналитические методики для всех стадий синтеза и проведения фармакокинетики, — пояснил Сергей Сверчков. — После этого соединение-лидер в необходимом количестве и необходимого качества передадут фармакологам для проведения доклинических испытаний. Если они окажутся успешными, будет проведена работа по созданию готовой лекарственной формы препарата, и после получения разрешения Минздрава России начаты клинические испытания. В случае их положительного завершения будет осуществлен трансфер технологий на предприятие-изготовитель препарата. Малотоннажное производство нанопрепаратов планируется организовать на базе Волгоградского филиала ФИЦ Институт катализа им. Г. К. Борескова СО РАН”, который обладает необходимым промышленным оборудованием тонкого органического синтеза и катализа. В настоящее время нанопрепараты проходят стадию НИР».

 

По мнению Сергея Сверчкова, накопленный интеллектуальный багаж сибирских ученых является мощным конкурентным преимуществом в сфере разработки новых медикаментов. «Мы можем быстро и недорого разрабатывать отечественные новые лекарственные препараты для борьбы с особо опасными вирусными инфекциями и для лечения социально значимых заболеваний, — подчеркнул С. Сверчков. — По заданию промышленных предприятий мы способны создавать технологические регламенты для производства дженериков, а также организовывать в опытных цехах производство малотоннажных препаратов и полупродуктов особо важных препаратов». 

 

«Одним из важнейших условий успешного противодействия опасным инфекциям является создание в системе РАН лабораторий соответствующего уровня биозащиты для быстрого и качественного скрининга химических библиотек на целевую активность. Нужны также лаборатории математического моделирования эпидемиологий и лекарственных препаратов с суперкомпьютерным обеспечением. И конечно же, необходимо выходить на высший уровень руководства страны с настоятельной просьбой о выделении специальных средств, которые необходимы для создания таких лабораторий в Российской академии наук и проведения НИР по новым отечественным лекарственным препаратам и математическому моделированию», — подытожил Сергей Сверчков.

 

«Наука в Сибири»

Источники

На заседании Президиума СО РАН обсудили промежуточные итоги работы МРГ по коронавирусной инфекции и Центра "Антивирус"
- Наука в Сибири (sbras.info), 25/05/2020
На заседании Президиума СО РАН обсудили промежуточные итоги работы МРГ по коронавирусной инфекции и Центра "Антивирус"
- Новости сибирской науки (www.sib-science.info), 25/05/2020

Российские химики разработали органический препарат, применяемый врачами перед сеансом магнитно-резонансной томографии с использованием контрастных веществ. Ученые модифицировали белок плазмы крови альбумин, внедрив в него молекулы нитроксильных радикалов. От предыдущих аналогичных препаратов новый отличается тем, что не содержит токсичных металлов в составе и создан на органической основе, а также сильнее увеличивает точность МРТ. О своей работе ученые сообщили в журнале Molecules. Исследования поддержаны грантом Российского научного фонда. 

 

Стандартный метод магнитно-резонансной томографии (МРТ) основан на явлении ядерного магнитного резонанса атомов водорода. Метод основан на явлении ядерного магнитного резонанса, связанного с особенностями магнитных свойств некоторых ядер, в первую очередь водорода. Сперва мощное постоянное магнитное поле выстраивает направление магнитных моментов ядер – спинов. Затем под воздействием переменного магнитного поля они начинают двигаться, что создает электромагнитный сигнал, который фиксирует томограф и на его основе создает изображение изучаемого объекта. Ткани по-разному насыщены водородом, а потому при измерении электромагнитного отклика области организма будут отличаться. Лучше всего МРТ подходит для анализа органов, в которых содержится больше всего воды, например мозга или кровеносных сосудов. Но иногда этот способ приходится применять и для других частей тела, и пациенту прописывают курс специальных препаратов, улучшающих «видимость» для аппарата МРТ. В частности, такой подход используется при поиске мелких метастазов. Однако подобные препараты содержат в своем составе токсичный металл гадолиний, поэтому Европейское агентство лекарственных средств ограничило для врачей доступ к этим веществам — теперь введение контрастных препаратов возможно только в маленьких дозах и в случаях, когда контрастная томография необходима.


«Химики давно заметили потенциал органических препаратов для проведения контрастной МРТ. Наша научная группа поставила себе задачу — найти органическое вещество, соответствующее четырем параметрам: оно должно присутствовать в норме в организме пациента, у него должна быть маленькая действующая концентрация, высокая растворимость и совместимость с организмом. В результате мы выбрали сывороточный альбумин человека — белок, содержащийся в крови и спинномозговой жидкости. Препараты на основе альбумина использовались для МРТ и раньше, но в своем исследовании мы решили развить потенциал этого белка. Совместив пространственно затрудненные для влияния посторонних факторов нитроксильные радикалы и сывороточный альбумин, мы получили четыре разновидности нашего препарата HSA-NIT», — рассказывает руководитель проекта по гранту РНФ Игорь Григорьев, доктор химических наук, главный научный сотрудник лаборатории азотистых соединений Новосибирского института органической химии имени Н. Н. Ворожцова.

В ходе испытаний ученые проверяли устойчивость препарата и показали его низкую токсичность на уровне природного белка. Известно, что нитроксильный радикал восстанавливается в организме постепенно при помощи природных восстановителей — по этому параметру HSA-NIT превосходит своих предшественников в разы. Также ученые отметили, что белок в составе препарата выводится из крови человека в течение 25 дней — в случае металлосодержащих контрастных веществ за такое время у пациента могло бы ухудшиться здоровье из-за их токсичности, но при использовании HSA-NIT такого риска нет, и окно для съемки МРТ увеличивается.

 

Исследование российских химиков показало, что использование сывороточного альбумина при создании контрастных препаратов поможет улучшить продуктивность и точность процесса МРТ. Ученые считают, что в будущем возможно сильно увеличить количество нитроксильных радикалов в препарате, чтобы продолжить усовершенствование МРТ с применением контрастных веществ, ведь даже нынешней точности томографии может не хватать для диагностирования некоторых заболеваний. Следующей целью исследователей станет разработка новых конъюгантов, для большего контрастирования тканей пациента.

 

В исследовании принимала участие лаборатория биомедицинской химии ИХБФМ СО РАН.

 

Источники

Препарат на основе белка плазмы крови сделал МРТ безопаснее и точнее
- Новости сибирской науки (www.sib-science.info), 30/04/2020
Препарат на основе белка плазмы крови сделал МРТ безопаснее и точнее
- 24ТОП.kz (24top.kz), 29/04/2020
Российские химики придумали, как сделать МРТ точнее
- Поиск (poisknews.ru), 29/04/2020
Препарат на основе белка плазмы крови сделал МРТ безопаснее и точнее
- News-Life (news-life.pro), 29/04/2020
Препарат на основе белка плазмы крови сделал МРТ безопаснее и точнее
- Газета.Ru, 29/04/2020
Органический препарат поможет сделать МРТ безопаснее и точнее
- ТАСС, 29/04/2020
Препарат на основе белка плазмы крови сделал МРТ безопаснее и точнее
- Российский научный фонд (rscf.ru), 29/04/2020
Препарат на основе белка плазмы крови сделал МРТ безопаснее и точнее
- Gazeta-News (gazeta-news.ru), 30/04/2020

 


 

Решением Сибирского отделения РАН в его рамках организован Центр компетенций по борьбе с особо опасными инфекциями (Центр «Антивирус»).

 

 

Заместитель председателя СО РАН доктор физико-математических наук Сергей Робертович Сверчков объяснил принципиальное отличие Центра «Антивирус» от сформированной немного ранее под эгидой Сибирского отделения Межведомственной рабочей группы (МРГ)  по борьбе с островирусными инфекциями. «МРГ — это орган координации действий, можно сказать, оперативный штаб, — подчеркнул ученый. — “Антивирус” же выступает в роли специализированного R&D-центра по созданию инновационных лекарственных препаратов с охватом полного жизненного цикла продукта — от лабораторной до промышленной стадии. Отдельно следует выделить математическую компоненту: моделирование распространения инфекции в территориальном и социальном разрезе, а также поведения патогенов в организме и его реакций на заражение. Центр выступает высокопрофессиональным подрядчиком, он будет выстраивать работу с научными организациями, индустриальными партнерами, властями всех ветвей и уровней, университетами. Главная задача — скорейшая передача в систему здравоохранения новейших антиинфекционных препаратов». 

 

Директор нового Центра член-корреспондент РАН Нариман Фаридович Салахутдинов использует для этой структуры термин think tank — «мыслесборник», мозговой центр. «Он должен иметь компетенции и ресурсы для быстрого реагирования на угрозы, связанные с распространением инфекционных заболеваний: как новых, так и давно известных, далеко не только вирусных. Распространение COVID-19 — безусловный триггер, но не единственная предпосылка и назначение нашего Центра, — говорит Н. Салахутдинов. — Заболевания бактериального генеза, такие как туберкулез (убийца номер один по всем статистическим выкладкам) или урогенитальные инфекции, также несут огромную опасность, но сейчас ситуация заставляет сосредоточиться на вирусах, потому и появилось дополнительное короткое название нашего Центра». 

 

Ученый особо отметил, что разработка вакцины против COVID-19 — важнейшая задача, но она не решает проблему помощи уже заболевшим. Здесь работают другие механизмы: не иммунного ответа, а химиотерапевтического подавления вируса специальными низкомолекулярными препаратами, попросту лекарствами. Опыт человечества показывает, что такие опасные заболевания, как ВИЧ и гепатит С, по сей день пока не поддаются вакцинации, но с определенным эффектом сдерживаются химическими средствами. Однако их создание — сложный многоэтапный процесс. Он начинается с широкого виртуального скрининга аналогов и производных активных соединений. «Это кропотливая пошаговая работа, рутинная, строго регламентированная, — подчеркнул Н. Ф. Салахутдинов. — Отбрасываются одни варианты, подключаются другие, просчитываются и пересчитываются». 

 

Первые этапы расчетов включают в себя оценку эффективности исследуемых соединений методами молекулярного докинга (математического моделирования взаимодействий активного вещества с патогеном) по различным протоколам. Результаты докинга позволяют выбрать исходные классы соединений, и далее экспериментальным образом определяются наиболее перспективные позиции: сначала так называемые соединения-хиты, затем соединения-лидеры. Главный критерий попадания в эти группы — специфическая активность, то есть высокая способность ингибировать патоген, хотя важна нетоксичность для других клеток организма, отсутствие побочных эффектов, растворимость, выводимость и так далее. Соединения-лидеры исследуются на животных, эти исследования строго регламентированы и длятся минимум полтора года, еще столько же идут клинические испытания на пациентах. «Заявления о доведении новых лекарств до практического применения за считанные месяцы не нужно принимать всерьез, — прокомментировал ученый. — Это не более чем погоня за общественным вниманием».

 

Нариман Салахутдинов«Наш Центр собирает компетенции по цепочке, — рассказал Нариман Салахутдинов. — Она начинается с медицинских химиков и математиков, проводящих скрининг первоначально отобранных веществ, продолжается вирусологами, которые подключаются на этапе определения и изучения соединений-лидеров. Фармакологи проводят их доклинические испытания, медики — клинические. Наконец, производственники осваивают выпуск новых лекарств». В числе индустриальных партнеров ученый назвал томскую группу компаний ИФАР, основанную известным фармакологом доктором медицинских наук Вениамином Абрамовичем Хазановым.

 

«Вся эта цепочка собрана нами, за исключением вирусологического звена, роль которого выполняет Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии “Вектор”, с которым налажено давнее и плодотворное сотрудничество», — уточнил Нариман Фаридович. Одним из перспективных направлений этой коллаборации он назвал поиск медикаментозного ответа на возбудитель инфекционной геморрагической лихорадки с почечным синдромом (ГЛПС), уже проявившейся на Дальнем Востоке и Урале. «Против этого заболевания сегодня нет ни одного лекарства, — отметил Н. Ф. Салахутдинов. — Однако совместно с “Вектором” нашим Новосибирским институтом органической химии им. Н. Н. Ворожцова СО РАН завершен проект по разработке триединого пакета из диагностикума, вакцины и лекарственного средства от ГЛПС. Результаты переданы в Фонд перспективных исследований РФ, занимающийся противодействием новым угрозам». Также синтезирован новый препарат против гриппа — «Камфецин», активный в отношении штаммов вируса А (H1N1) pdm09, A/PR (H1N1), A/Aichi (H3N2), A/mallard (H5N2), B/Lee. Проведен полный цикл доклинических исследований, Минздрав России буквально на днях дал разрешение на клинические — ими займется упомянутый выше ИФАР. 

 

Если вернуться к помощи заболевшим COVID-19, то межинститутской командой ученых разрабатывается использование комплексов противовоспалительных препаратов с глюкозаминными природными веществами, позволяющих создавать наноразмерные частицы, которые подаются в легкие ингаляционным путем (сегодня идут опыты на лабораторных животных). Такие комплексы обладают способностью закрепиться в месте попадания в легкие и осуществлять длительное воздействие лекарственного агента, эффективно купируя процесс воспаления. Нанопрепараты не имеют аналогов в мировой практике лечения пневмонии и могут служить эффективным дополнением или даже заменой искусственной вентиляции легких.

 

«Сегодня первые шаги Центра компетенций по борьбе с особо опасными инфекциями связаны, безусловно, с пандемией коронавируса, — подчеркнул Нариман Салахутдинов. — Но как стабильно работающая структура он должен быть нацелен на будущие угрозы, на новые инфекции различного генеза — таковых даже на протяжении одной человеческий жизни возникает немало, COVID-19 не первая и не последняя. Для этого нужно столь же стабильное государственное финансирование, и немалое: речь идет далеко не о самой малобюджетной отрасли научного знания. Нам требуются, например, большие количества лабораторных животных и обширные химические библиотеки — не бумажные, а коллекции соединений». 

 

Математическое направление работы Центра «Антивирус» представил член Президиума Сибирского отделения РАН заведующий кафедрой Новосибирского государственного университета член-корреспондент РАН Сергей Игоревич Кабанихин. «В рамках новой структуры есть два основных предмета моделирования: химические вещества во взаимодействиях с патогеном в организме человека и распространение инфекции в пространстве-времени, — рассказал ученый. — Есть, конечно, и третий аспект, который я называю D-COVID-19 (то есть digital — цифровой). Это медийные волны, поражающие и деформирующие общественное сознание с молниеносной быстротой при несоблюдении правил информационной гигиены. Но такая тематика в компетенции Центра пока что не включена».

 

Моделирование эпидемии начинается со сбора статистической информации, которая не всегда бывает полной и достоверной. Сергей Кабанихин считает, что математические методы позволяют корректно заполнять эти пробелы: «В частности, область моих научных интересов — обратные и некорректные задачи, основы теории которых заложены еще в СССР Андреем Николаевичем Тихоновым, Михаилом Михайловичем Лаврентьевым и Валентином Константиновичем Ивановым. Применительно к эпидемиологии в них могут быть не известны коэффициенты уравнений, и даже начальные условия: например, число скрытых вирусоносителей. Без этих данных невозможно корректно моделировать распространение эпидемии. Однако для выявления таких важных, но неизвестных величин каждый день появляется новая информация — сведения о количестве выздоровевших, умерших, тех, кто проходит лечение в клинике или дома. Эти дополнения дают возможность восстановить (с той или иной степенью точности) изначально неизвестные параметры математической модели распространения вируса. А значит, применить ее для анализа дальнейшего развития эпидемии и для предсказания последствий введения тех или иных ограничений». «Если обобщить, то наличие ежедневно поступающей информации позволяет восстанавливать неизвестные параметры для того, чтобы построить более адекватную модель развития эпидемического процесса, — пояснил математик. — В гео- и астрофизике, в фармакокинетике и других областях мы занимались точно тем же — определением неизвестных коэффициентов по дополнительной достоверной информации. В математической эпидемиологии и иммунологии большой задел имеют ученики и последователи Гурия Ивановича Марчука, с которыми мы работаем в постоянном контакте, так же, как и со многими другими коллегами из России и зарубежных стран».

 

Сергей КабанихинМодели распространения коронавирусной инфекции в первом приближении сегодня созданы в Москве, Санкт-Петербурге, Новосибирске, Красноярске и других центрах, их визуализации иногда попадают в СМИ. Но ученые выступают против преждевременных «математически обоснованных» прогнозов, тем более из рук неспециалистов. «Многое нам пока не понятно, — констатировал Сергей Кабанихин. — Построенный на основе некоторых уравнений график показывает рост распространения инфекции, а фактически процесс приостанавливается или, наоборот, дает более резкий, чем на модели, всплеск. Это связано со сложностью исследуемого явления, которое требует поиска и введения максимального количества факторов воздействия на ситуацию, как прямого, так и косвенного: конкретных деталей режима изоляции и медицинской статистики в том или ином регионе, особенностей транспортных потоков и многих других».

 

«Интересных моделей, связанных с распространением коронавируса, много, — подчеркнул ученый. — Несколько уже размещены в открытом доступе: подставляйте параметры и предсказывайте! Но все эти модели надо проверить, сравнить, понять плюсы и минусы. В перспективе необходима комплексная модель, настроенная для конкретных локаций, городов, регионов. Важно понимать, что это не будут долговременные решения на все времена. Они должны постоянно уточняться, ведь каждый день может вносить какие-либо коррективы. Тогда модель будет постепенно всё более приближаться к адекватной, наиболее точно отражающей динамику COVID-19. Разработка такой комплексной модели и является одной из целей нашего семинара». 

 

«На втором заседании мы обсуждали модель, которая могла бы стать базовой, — поделился С. И. Кабанихин. — Используя известные системы уравнений, можно моделировать ситуацию в каждом регионе, подключать по мере поступления данные о перемещениях людских потоков, уточнения о передаче инфекции, всё более детальные характеристики заболевания. Наши молодые ученые — Ольга Игоревна Криворотько и Николай Юрьевич Зятьков — уже это делают с помощью коллег из других городов и стран. Пока что это проходит под эгидой Математического центра в Академгородке и упомянутого выше Центра “Антивирус”. Ольга Криворотько получила некоторую критику за то, что продемонстрировала на семинаре один из сценариев развития эпидемии, но она привела расчеты для простейшей модели с небольшим количеством данных и с очень серьезным списком ограничений (пока еще не всё учтено, планируется переход на суперкомпьютер и параллельные вычисления). Но были и положительные конструктивные отклики, которые стали началом коллективной работы над совершенствованием этой модели, к привлечению результатов и алгоритмов математической статистики, теории графов, нейронных сетей. Основой является теория обратных задач и новейшие достижения прикладной математики: обратные задачи на случайных графах, идентифицируемость, тензорные разложения, глобальная оптимизация».

 

Для построения моделей важны и характеристики передачи инфекции, из которых основным каналом является близкий контакт (разговор, даже нахождение рядом с инфицированным). «Высокозаразный мелкий аэрозоль с частицами менее 10 микрон способен отдаляться от носителя дальше одного метра и зависать, — сослался математик на недавнюю публикацию американского научного издания The New England Journal of Medicine. — И если крупный аэрозоль, отлетающий в пределах одного метра, попадает только в носоглотку, то мелкий проникает сразу в бронхи и альвеолы, то есть создает больший риск тяжелой пневмонии».  

 

Проблема множественности факторов и постоянного обновления данных усложняет и проблему моделирования поведения вирусов в организме живого существа. «Буквально каждые день приносит новую информацию, — отметил ученый. — Например, стало известно, что коронавирус воздействует не только на дыхательные пути, но и на мозг. Значит, модели функционирования патогена должны быть пересмотрены в сторону диверсификации. Агентов взаимодействия с вирусом в организме очень много, наша внутренняя система с точки зрения математика намного сложнее социальной». С. И. Кабанихин подчеркнул при этом важность создания таких моделей «здесь и сейчас» — например, чтобы осознать критическую дозу внедрения в организм вирусного материала, при превышении которой (с учетом возраста, веса, анамнеза и других параметров) заболевание неминуемо. 

 

«В целом Сибирское отделение РАН, независимо от преходящих условий, встало на путь формирования в своей структуре компактных центров компетенций, направленных на проблематику и национальной, и глобальной значимости, — резюмировал зампредседателя СО РАН Сергей Робертович Сверчков. — Напомню о недавнем создании в Сибирском отделении Международного научного центра по проблемам трансграничных взаимодействий в Северной и Северо-Восточной Азии. Я согласен с Нариманом Фаридовичем в том, что такие центры должны ориентироваться на перспективу и работать на опережение, обладать определенным прогностическим потенциалом. Пандемии, экономические кризисы, экологические бедствия и другие угрозы во многом предсказуемы, если государства поддерживают соответствующие научно-организационные инициативы».

 

Андрей Соболевский

 

Фото из открытых источников (1, анонс), Александры Федосеевой (2), предоставлено Сергеем Кабанихиным (3)

 

Источники

Think tank - барьер на пути угроз
- Наука в Сибири (sbras.info), 27/04/2020
СО РАН организовало Центр "Антивирус"
- Континент Сибирь (ksonline.ru), 27/04/2020
В СО РАН организован Центр компетенций по борьбе с особо опасными инфекциями (Центр "Антивирус")
- Сибирское отделение Российской академии наук (sbras.ru), 27/04/2020
Новосибирские ученые создали Центр "Антивирус"
- Сиб.фм (sib.fm), 27/04/2020
Сибирские ученый создали мозговой центр "Антивирус"
- Seldon.News (news.myseldon.com), 27/04/2020
В Сибири разрабатывают аэрозоли против коронавируса
- ГТРК Новосибирск, 27/04/2020
В Сибири разрабатывают аэрозоли против коронавируса
- Seldon.News (news.myseldon.com), 27/04/2020
Сибирские ученый создали мозговой центр "Антивирус"
- Sibnet.ru, 27/04/2020
Новосибирские ученые создали Центр "Антивирус"
- Gorodskoyportal.ru/novosibirsk, 27/04/2020
В Сибирском отделении РАН организован центр компетенций "Антивирус"
- РИА Сибирь (ria-sibir.ru), 27/04/2020
СО РАН организовало Центр "Антивирус"
- 1k.com.ua, 27/04/2020
В СО РАН организован Центр "Антивирус"
- ЧС Инфо (4s-info.ru), 27/04/2020
В СО РАН организован Центр "Антивирус"
- Infopro54.ru, 28/04/2020
В СО РАН организован Центр "Антивирус"
- Seldon.News (news.myseldon.com), 28/04/2020
СО РАН организовало Центр "Антивирус"
- Russia24.pro, 28/04/2020

Облепиха не случайно претендует на звание ведущей садовой культуры Сибири. Про ее ценность написано немало статей и книг, в плодах этого кустарника содержится почти две сотни активных биологических компонентов. А широкий географический полиморфизм позволяет создавать сорта, адаптированные к самым разным регионам Сибири. 

 

Исследования облепихи в Институте цитологии и генетики СО РАН начались еще в 1960-х гг., когда были обнаружены её радиопротекторные свойства. Генетики совместно с коллегами из Новосибирской зональной плодово-ягодной станции им. И.В. Мичурина СО РАСХН создали двенадцать районированных сортов, отличающихся высокой урожайностью, крупноплодностью и отсутствием колючек на побегах или их малым количеством. В настоящее время на основе этой коллекции новое поколение ученых ИЦиГ продолжает вести селекционную работу, задача – создание сортов, отвечающих современным требованиям производителей. В частности, это касается методов сбора урожая: традиционно в России она проводилась вручную, но сейчас все больше предпочтений отдается механизированным способам (прежде всего – срезке плодоносящих ветвей). В силу этого, в производстве отдается предпочтение сортам облепихи, пригодным для интенсивного типа выращивания, с хорошей выживаемостью после обрезки и высокой скоростью роста новых побегов.

 

Но это не единственное направление, по которому ведут работу с облепихой в Институте цитологии и генетики.

– Сегодня основным товарным продуктом, получаемым из облепихи, являются плоды, из которых получают масло и сок, но этим ее потенциал не исчерпывается, - подчеркивает старший научный сотрудник ФИЦ ИЦиГ СО РАН, к. с.-х. н. Георгий Галицын.

Еще в конце прошлого века новосибирские ученые обратили внимание на неплодовую часть кустарника, вместе с сотрудниками Новосибирского института органической химии СО РАН они провели биохимическое исследование листьев. Как оказалось, листья являются источником целого спектра ненасыщенных жирных кислот, обладающих антиоксидантными и противораковыми свойствами. Позже в другом исследовании (совместно с Институтом химии твёрдого тела и механохимии СО РАН) был разработан способ выделения из побегов облепихи ценного гормона - серотонина. Выявлено, что наиболее технологичным сырьём для выделения серотонина являются однолетние побеги облепихи, а наиболее подходящее время для их заготовки - с октября по март.

 

Следующим шагом в этом направлении стали отбор форм облепихи, имеющих обильную биомассу и хороший прирост, а также разработка новых технологий выращивания и сбора облепихи для получения именно биомассы побегов и листьев. В результате, в селекционном саду ИЦиГ> создана экспериментальная плантация, выращенная специальным методом, с которой собираются опытные партии одревесневших и зелёных побегов.

 

И наконец, завершающим шагом стало изготовление опытной партии ферментированного чая (в том числе – пакетированного) из зеленых побегов облепихи совместно с чайной компанией «Природные ресурсы Сибири».


– Говоря современным языком, мы реализовали проект полного цикла: начав с чисто научных задач изучения биохимического состава листьев и побегов кустарника, выделили полезные для человека вещества, а затем разработали полный цикл выращивания, сбора и переработки зелёной биомассы облепихи, - подытожил Георгий Галицын.

Ученые обоснованно надеются, что для нового вида фиточая найдется место на рынке, а значит – будет интерес со стороны потенциальных производителей. В настоящее время перед учёными стоит задача создания сортов, востребованных в промышленном садоводстве, и совершенствование технологий выращивания и переработки облепихового сырья, как ягод, так и биомассы. Есть готовность двигаться дальше на пути изучения ягодного кустарника, который называют одной из «визитных карточек» Западной Сибири.

 

Источники

Над идеальной облепихой бьются новосибирские генетики
- Gorsite.ru (all.gorsite.ru), 23/04/2020
Напиток для радости: Новосибирские ученые создали фиточай из облепихи
- Царьград ТВ (tsargrad.tv), 23/04/2020
Чай с серотонином
- Академгородок (academcity.org), 23/04/2020
Чай с серотониномSeldon.News (news.myseldon.com), 23/04/2020
Радостный чай создали ученые в Новосибирске
- Ndn.info, 23/04/2020
Радостный чай создали ученые в Новосибирске
- News-Life (news-life.pro), 23/04/2020
Радостный чай создали ученые в Новосибирске
- RU24.pro, 23/04/2020
Радостный чай создали ученые в Новосибирске
- Russia24.pro, 23/04/2020
Облепиха: использовать весь потенциал
- Сельскохозяйственные вести (agri-news.ru), 23/04/2020
Новосибирские ученые разработали технологию производства облепихового фиточая
- Новости сибирской науки (www.sib-science.info), 23/04/2020

Российские ученые впервые выяснили, что, если добавить фтор в органические материалы, они лучше проводят вещества и ярче светят. Полученные результаты можно использовать для дизайна новых органических полупроводников и производства лазеров и более ярких гибких экранов.


Результаты исследования опубликованы в журнале ACS Applied Materials & Interfaces. Исследование поддержаногрантом Российского научного фонда.


Экраны наших мобильных телефонов и телевизоров сделаны из органических светодиодов (OLED). Но борьба за улучшение качества, стоимости, компактности и гибкости техники продолжает идти. Сейчас ученые возлагают надежды на органические светоизлучающие транзисторы. Эти устройства соединяют в себе функции управления электрическим током (транзистора) и излучения света, которую выполняет светодиод. Поэтому важно найти оптимальные полупроводниковые материалы, способные выполнять обе задачи. Они могут быть изготовлены в виде тонких кристаллов и пленок, принимающих нужную форму и излучающих свет по всей поверхности благодаря перемещению зарядов по веществу. Но у органических полупроводников есть проблема сбалансированного транспорта электронов, заряженных отрицательно, и дырок, имеющих положительный заряд и притягивающих свободные электроны. При их встрече ток превращается в свет. Проблема связана с различием уровней энергии высшей занятой молекулярной орбитали, на которой находятся дырки и электроны, и низшей свободной соответственно. Если уровень энергии высшей орбитали слишком высокий, а низшей — слишком низкий, то заряды с электродов не могут войти в полупроводник. Из-за этого свет, который он излучает, будет распределяться по поверхности неравномерно. Так как у органических полупроводников гибкая структура, ученые предложили, что добавление в их состав молекул фтора может менять уровни энергии. Ведь атомы фтора способы оттягивать к себе электроны других атомов.

В этом исследовании физики и химики из Института синтетических полимерных материалов (ИСПМ) имени Н.С. Ениколопова РАН, МГУ имени М.В. Ломоносова, Института спектроскопии РАН и Новосибирского института органической химии СО РАН изучили свойства тиофен-фениленовых со-олигомеров — цепочек из колец тиофена и фенилена, в которые добавили фтор. Тиофен — пятичленный цикл с двойными углеродными связями и серой, а фенилен — остаток шестичленного также непредельного углеводорода бензола, у которого два углерода напротив не имеют водорода и потому могут образовывать связи в полимерной цепи. Именно эти вещества взяли для проведения исследований, так как они обладают высоким уровнем светоизлучения и поддерживают транспорт носителей заряда обоих знаков — электронов и дырок.

Ученые синтезировали и исследовали четыре молекулы-цепочки, состоящие из тиофеновых и фениленовых фрагментов. Исследователи проводили реакцию замещения: реагент с неподеленной парой электронов, то есть соединение фтора и углерода, «атакует» группу водород фенилена и замещает ее. В результате ученые получили олигомеры, содержащие один, два или три фрагмента со фтором, и для сравнения исследовали олигомер без добавления фтора. Для того чтобы оценить влияние фтора на структуру, ученые вырастили кристаллы из синтезированных соединений и проанализировали при помощи рентгеновских лучей. У кристаллов олигомера без фтора есть четкая слоистая структура, а в кристаллах частично фторированных олигомеров молекулы одного слоя проникают в другие, причем чем больше атомов фтора содержит каждая молекула, тем выше уровень проникновения. Кроме того, повышение концентрации фтора уменьшает расстояния между молекулами, это способствует эффективному транспорту зарядов.

Чтобы определить, как фторирование влияет на перенос заряда и светоизлучение, исследователи изучили подвижность носителей заряда. Для этого измеряли зависимость тока от напряжения в разных режимах работы транзистора. Оказалось, что фтор увеличивает подвижность электронов. Олигомеры, содержащие один или два фторированных фениленовых фрагмента, показали наиболее сбалансированный транспорт зарядов, так как такое количество атомов фтора уменьшает энергию высшей занятой молекулярной орбитали до нужного значения.

«Во время исследований мы выяснили, что фторирование — эффективный подход к созданию новых органических полупроводников. Замещение части атомов водорода на атомы фтора может обеспечить оптимальное сочетание излучающей способности материала и проводящих свойств», — отметил руководитель проекта по гранту РНФ Дмитрий Паращук, доктор физико-математических наук, профессор кафедры общей физики и волновых процессов физического факультета МГУ.

Результаты работы могут быть использованы для получения других олигомеров с необходимыми свойствами. Умение контролировать эффективность излучения света и проводимость веществ упростит процесс создания новых оптико-электронных приборов, органических транзисторов и лазеров.

Химический синтез олигомеров и изучение их молекулярных свойств выполнили сотрудники ИСПМ РАН. Теоретическое исследование переноса заряда сделали в Институте спектроскопии РАН. Испытание транзисторов и рентгеновский анализ проводили с привлечением экспериментальной базы МГУ. Электрохимические исследования провели в Новосибирском институте органической химии СО РАН.

Источники

Фтор в органических полупроводниках поможет создать ультратонкие и гибкие экраны
- Новости сибирской науки (www.sib-science.info), 10/03/2020
Фтор в органических полупроводниках поможет создать ультратонкие и гибкие экраны
- Открытая наука (openscience.news), 06/03/2020
hot-articles: Fluorinated thiophene-phenylene co-oligomers for optoelectronic devices
- НИОХ СО РАН (web.nioch.nsc.ru), 05/02/2020