Новости РНФ

Ученые модифицируют геном серой крысы

2 days 1 hour ago
 Российские ученые провели генетическое исследование стволовых клеток серых крыс. Предметом изучения стали так называемые плюрипотентные клетки — стволовые, которые по мере роста организма способны развиться в любой другой тип. Генетики хотят заставить эти объекты развиваться по заданному человеком сценарию. Полученные результаты со временем позволят выращивать специальные разновидности крыс для эффективного тестирования определенных видов лекарств, изучать возникновение наследственных болезней на доклинической стадии.

В Институте цитологии и генетики Сибирского отделения РАН впервые в мире изучили микроРНК (внутриклеточные молекулы, играющие важную роль в жизнедеятельности клетки) в плюрипотентных стволовых клетках серых крыс. Генетики нашли 674 известных и 394 новых микроРНК, которые могут влиять на то, каким образом в конце концов разовьется данный элемент организма. Это позволит ученым в дальнейшем более эффективно изучать генетические болезни и мутации.

Плюрипотентные стволовые клетки — это один из наиболее перспективных объектов современной биомедицины. Они позволяют изучать процессы эмбрионального развития, создавать клеточные модели наследственных заболеваний, вести поиск новых фармацевтических препаратов.

— В целом исследование дает нам представление о тех микроРНК, которые характерны для плюрипотентных клеток крысы. Результаты нашей работы дополнили фундаментальные знания о процессах программирования в биологии, что позволит в дальнейшем разработать методы получения плюрипотентных клеток крысы и их культивирования, – пояснил автор исследования, научный сотрудник лаборатории клеточной и тканевой инженерии Института цитологии и генетики СО РАН Владимир Шерстюк.

На практике это позволит более эффективно моделировать на крысах наследственные заболевания для их изучения и тестирования лекарственных препаратов.
Заведующий лабораторией молекулярной биологии и биохимии Первого МГМУ имени Сеченова Андрей Замятнин считает составленный сибирскими учеными перечень микроРНК серой крысы первым шагом к пониманию процессов, происходящих в плюрипотентных стволовых клетках.

— Современные методы, основываясь на данных о том, какие микроРНК синтезируются в конкретной клетке, позволяют рассчитать, какие белковые продукты будут присутствовать в ней в значительных количествах, а какие нет. Имея представление о присутствующих белках, можно выяснить, каковы активные сигнальные пути в этой клетке, то есть какие основные процессы там поддерживаются. Безусловно, подобные знания чрезвычайно интересны, – считает Андрей Замятнин.

Директор Института стволовых клеток Роман Деев также считает работу сибирской группы ученых чрезвычайно интересной и важной.

— Согласно выстраиваемой в настоящее время новой концепции, некоторые заболевания, в том числе наследственные, связаны не только с аномалиями в конкретных генах, но и могут быть вызваны нарушениями процессов образования и роста живых тканей. Понимание молекулярных механизмов регуляции этих процессов в самом начале жизни организма может привести к созданию способов искусственного управления этими процессами. Например, появятся лекарственные средства нового поколения для коррекции наследственных патологий. Или могут быть разработаны новые эффективные методы профилактики некоторых заболеваний.

Результаты работы сибирских ученых опубликованы в научном журнале Scientific Reports. Проект поддержан Российским научным фондом. Исследования начались в 2016 году, они рассчитаны на три года. На эти работы планируется потратить до 18 млн рублей.

Дата публикации: 16 февраля 2018 метки:  СМИ о Фонде и грантополучателях
maria

Сибирские ученые улучшают эффективность химиотерапии

2 days 18 hours ago
 На сегодняшний день один из самых распространенных методов борьбы с онкологией — это химиотерапия.Однако у нее есть серьезный недостаток: в ходе воздействия она уничтожает не только опухолевые, но и здоровые клетки. Ученые Новосибирского института органической химии им. Н. Н. Ворожцова СО РАН предложили использовать специальные химические структуры — мицеллы — чтобы доставлять лекарство точно к опухоли.  

Мы регулярно сталкиваемся с мицеллами в повседневной жизни: именно они являются основой поверхностно-активных веществ, а значит, всевозможных моющих средств, бытовой химии и косметики. Мицелла представляет собой шарообразную группу молекул, ядро которой образуют длинные гидрофобные группы, а поверхность — гидрофильные. Благодаря своей двойной структуре они могут, например, связать воду и жир, которые изначально не взаимодействуют друг с другом, или ломать поверхность бактерий, прорывая их мембрану. 

Мицеллы можно использовать и в лекарственных целях: для этого нужно подобрать гидрофильную часть структуры таким образом, чтобы она была биосовместимой, то есть не разрушала клетки организма и не вызывала иммунный ответ. Идея специалистов НИОХ СО РАН состоит в том, чтобы создать мицеллы, которые будут раскрываться и выпускать заключенное в ядре лекарство, только дойдя до опухоли. Этого можно добиться благодаря тому, что кислотность в пораженных клетках чуть ниже, чем в здоровых тканях: исследователи могут сделать мицеллу, нарушающую свою стабильность при понижении кислотности.

Для этого исследователи собираются использовать мицеллы с дополнительной сшивкой ядра, то есть металлом, который добавляется к гидрофобной группе и делает её более устойчивой.

— Именно эта сшивающая часть и является лекарственной, — говорит старший научный сотрудник НИОХ СО РАН кандидат химических наук Мария Владимировна Еделева. — Пока в качестве модельного вещества используется цинк: он не проявляет противораковую активность, но может сшить мицеллу, сделать её стабильной в растворе, имитирующем кровь, и растворится при понижении кислотности. 

Когда разработка подойдет к стадии доклинических испытаний, цинк можно будет заменить платиной, известной как хороший агент химиотерапии. Гидрофильной частью мицеллы является полиэтиленоксид, а гидрофобной — полистирол. Сейчас ученые уже доказали, что могут создавать полимер, который сшивается металлом и раскрывается при изменении кислотной среды. Специалисты НИОХ СО РАН получили грант Российского научного фонда на это исследование, работа будет продолжаться еще полтора года. 

Дата публикации: 15 февраля 2018 метки:  СМИ о Фонде и грантополучателях
shuliak@rscf.ru

Выразительный результат. Энергетика будущего в мегапроекте

2 days 18 hours ago
 

Корпуса, корпуса, корпуса... От дальней проходной Объединенного института высоких температур (ОИВТ) РАН, у которой я ошибочно оказалась, до главного здания идти минут десять. Примерно так ходила я вокруг да около  темы, о которой мне предстояло писать. Ну, как объять эту глыбу - мегапроект “Фундаментальные основы энергетики будущего” - над которым вот уже три года корпит больше половины сотрудников института? Газетного разворота не хватит на один только список публикаций, плюс перечень выступлений на конференциях, монографии... Как рассказать обо всем и сразу? 

- Выбирайте любую тему, - предложил академик РАН Олег Петров, руководитель направления проекта “Теплофизика экстремальных состояний вещества в новой энергетике”. Для ОИВТ каждая работа по мегапроекту, что выиграл в конкурсе комплексных научных программ организаций Российского научного фонда, значима. Конкуренция среди участников была чрезвычайно высокой: из 150 организаций, подавших заявки, отобрали для реализации лишь 16. Среди них - 12 академических институтов, три университета и Никитский ботанический сад. То есть ОИВТ оказался в достойной компании. Конечно, предложенные нами для разработки научные направления созвучны тематике, по которой в институте идут исследования, но это уже другой уровень. Есть чисто фундаментальные работы и те, которым предстоит уже в ближайшие десятилетия формировать энергетику будущего: это теплофизика экстремальных состояний вещества; создание технологий с использованием альтернативных источников и накопителей энергии; вопросы безопасности новой энергетики; высокотемпературная теплофизика и физика низкотемпературной плазмы; использование современных вычислительных и информационных технологий в задачах новой энергетики. Руководит проектом директор института академик РАН Владимир Фортов. В работе задействованы 242 сотрудника, большая часть из них - в возрасте до 39 лет. За первые два года мы опубликовали свыше 250 статей в журналах, индексируемых Scopus и Web of Science, и набрали больше 400 цитирований. Когда в 2015 году подвели результаты работ института, то обнаружили, что произошел грандиозный рост числа публикаций, - примерно в полтора раза. Это объяснялось появлением статей по проекту Российского научного фонда и продемонстрировало, насколько сильная и квалифицированная команда собрана в институте. Это был очень выразительный результат, ведь продвижение к лидирующим позициям в науке оценивается в первую очередь по публикационной активности.

В чем же причина роста числа статей после начала работы над проектом “Фундаментальные основы энергетики будущего”? “Комплексная программа дала уникальную возможность слаженной работы значительной части научного коллектива ОИВТ РАН. Больше половины научных сотрудников приняли в ней участие, практически все лаборатории по разным тематикам и направлениям”, - пояснил академик РАН О.Петров. 

Антиводородоподобный 

Описывать поведение антивещества, не имея в наличии его атомов, основываясь только на экспериментальных данных, научились в лаборатории теплофизических свойств веществ доктора физико-математических наук Бориса Зеленера. Оказалось, атомы антиводорода, полученные в Европейском центре ядерных исследований (ЦЕРН), ведут себя примерно так же, как атомы лития в лаборатории Зеленера. Это удивительно, но, по словам исследователя, закономерно, ведь литий близок к водороду по массе, является водородоподобным атомом, не зря в таблице Менделеева располагается под водородом, и имеет схожую систему уровней движения внешнего электрона в атоме. 

Борис Зеленер - “молодой исследователь”, хотя в ОИВТ с 1969 года. Он долго считал себя чистым теоретиком, пока не потребовалось спроектировать установку, в которой атомы лития после охлаждения силой лазера настолько замедляются, что появляется возможность направлять движение отдельных атомов, наблюдать за их поведением и даже манипулировать ими с помощью света и магнитного поля. Коллектив сотрудников лаборатории предсказал эффекты в таких системах, а также структуру ультра­холодной плазмы. Попытки убедить экспериментаторов, имеющих технические возможности проверить теоретические выкладки на практике, сделать это оказались безуспешными. И тогда Борис Борисович сам перешел в разряд экспериментаторов. В результате по проекту РНФ в ОИВТ РАН построена уникальная установка, не имеющая аналогов в мире. Она позволяет имитировать захват антиводорода в магнитную ловушку. Примерно так же, как это происходит в ЦЕРН. 

- В ЦЕРН в начале экспериментов антивещество исчезало через миллионные доли секунды после его получения в адронном коллайдере. Для того чтобы провести хоть какие-то измерения античастиц, там создали магнитную ловушку, позволяющую продлить жизнь античастиц до десятков секунд. Но парадокс в том, что именно большое магнитное поле не позволяет поймать частицы антиводорода в основном состоянии в количестве, достаточном для исследований. Мы пытаемся найти способ преодолеть эту проблему, чтобы в ловушку попало как можно больше атомов в основном состоянии. Как этого достичь? Менять конфигурацию поля, пытаться воздействовать на античастицы лазером. Если мы сможем решить эту исследовательскую задачу, то наши идеи будут подхвачены экспериментаторами, работающими на установках по захвату антиводорода. Это не только ЦЕРН, но, возможно, еще и НИКА в Дубне, и FAIR в Дармштадте, - пояснил Б.Зеленер. 

- Наша установка представляет собой вакуумную камеру, в которую помещается литий и нагревается до 500 градусов Цельсия, - продолжил Борис Борисович. - Горячий пучок атомов лития разгоняется в трубе до скорости десятков километров в секунду. Мы его резко - до десятков метров в секунду - замедляем с помощью резонансного лазерного облучения. Охлажденные таким образом атомы попадают в камеру, где мы с шести сторон облучаем их резонансным светом, в результате чего из атомов лития получается красный шар диаметром около 3 мм, охлажденный до температуры 0,0003 кельвина. Из него мы создаем плазму и наблюдаем за движением электронов вниз по разным энергетическим уровням к основному состоянию. Процесс движения снижает скорость в присутствии магнитного поля. Наша задача - преодолеть это замедление, потому что именно оно препятствует захвату антиводорода в основном состоянии. Это новый тип чистого рафинированного эксперимента, когда работа идет с отдельными атомами, за которыми мы следим благодаря их низкой температуре. Мы уже опубликовали в рамках проекта немало статей, приводя численные расчеты процесса. 

Проект значительно расширил наши экспериментальные возможности, для реализации планов предоставил такие ресурсы, которых до этого не было. Я имею в виду оборудование и новые вычислительные мощности. В лабораторию теплофизических свойств веществ купили стабильно работающие лазеры с узкой шириной спектральной линии, видеокамеру с чувствительностью 1 пиксель - 1 фотон. Это уникальное оборудование, которое стоит десятки миллионов рублей. Так, благодаря гранту появилась возможность создать уникальную установку по лазерному охлаждению атомов лития и получению ультрахолодной плазмы.

Точный расчет

Какой же крупный научный проект может обойтись сегодня без современных вычислительных и информационных технологий?! Значительная часть работ, связанных с моделированием физико-химических процессов в области новой энергетики, проводится в отделе компьютерной теплофизики доктора физико-математических наук Владимира Стегайлова. 

- В последние десятилетия с появлением суперкомпьютеров стало возможно достичь нового уровня вычислительной точности описания поведения атомов и молекул. Это позволяет не только заглянуть в глубь процессов и явлений, но и создать компьютерные модели веществ, и, образно говоря, оживить их, - рассказал В.Стегайлов. - В рамках проекта мы сразу планировали масштабный фронт исследований. И для их проведения использовали первый в России гибридный суперкомпьютер “Десмос”, основанный на отечественной разработке высокоскоростного интерконнекта - сети “Ангара”. Интерконнект - это набор сетевых адаптеров, объединяющих отдельные вычислительные узлы в единое целое. От свойств интерконнекта в конечном итоге зависит производительность суперкомпьютера. Так, например, для решения наших задач суперкомпьютер должен уметь просчитывать одновременно сотни миллионов взаимосвязанных дифференциальных уравнений, разделив одну задачу между сотнями вычислительных элементов, которые умеют максимально быстро обмениваться между собой информацией. Сейчас суперкомпьютер используется многими исследовательскими коллективами института для работ, выполняемых в рамках проекта “Фундаментальные основы энергетики будущего”. Спектр задач очень широкий: от изучения литий-ионных аккумуляторов до описания фундаментальных свойств вещества в экстремальных состояниях, в частности, математического моделирования свойств плотной плазмы разного состава.

С появлением финансовой поддержки новое дыхание в нашем институте приобрели работы по развитию баз данных о теплофизических свойствах веществ. Их осуществляет отдел кандидата физико-математических наук Игоря Морозова. Дело в том, что колоссальные объемы информации о результатах экспериментов и расчетов нужно не просто упорядочивать, но и оперативно давать им экспертную оценку, после чего они переходят на новый уровень и позволяют без проведения новых экспериментов получать надежные предсказания. В настоящее время в институте сформировано несколько баз данных о теплофизических свойствах веществ и материалов. 

Что касается математического моделирования, то особенно могу отметить один из наших недавних результатов, опубликованный в Journal of Chemical Physics. Мы разрешили противоречие в расчетах самодиффузии в органических жидкостях, сохранявшееся более 40 лет. Развитый нами вычислительный подход дает возможность точно рассчитывать скорости диффузии в органических маслах, используемых в энергетике. Это фундаментальный результат - методика может применяться для масел самого разного состава. Без современных суперкомпьютеров такие исследования невозможны.

О белом и черном

Несмотря на название проекта - “Фундаментальные основы энергетики будущего” - некоторые его результаты уже сегодня пригодны для использования в энергетике. Серьезные наработки, практически готовые к коммерциализации, есть в отделе доктора технических наук Евгения Школьникова - руководителя направления “Новые энергетические технологии с использованием альтернативных источников и накопителей энергии”. В качестве примера - только два материала. 

Снег. В лаборатории энергоаккумулирующих веществ за два года работы по проекту создали установку для получения и транспортировки природного газа в газогидратном состоянии. 

- Визуально газогидрат метана - это обыкновенный снег, который горит, - пояснил заведующий лабораторией Михаил Власкин. - Обывателю может показаться странной идея возить “горящий снег”, а не использовать, например, для транспортировки метана традиционный трубопровод. Но в том-то и дело, что не к каждому месторождению можно подвести трубы. Например, для малых газовых месторождений или для шельфовых, залегающих под водой, экономически выгоднее использовать другие способы транспортировки газа. И здесь газогидраты наряду со сжатым и сжиженным газом становятся еще одной хорошей альтернативой. Преимущество новой технологии - ее прос­тота. Так, если, например, сжиженный газ необходимо хранить при температурах около минус 160 градусов по Цельсию, то для газогидрата достаточно минус 20. А сжатый газ требует высоких давлений в 200-250 атмосфер, в то время как “горящий снег” удается хранить при давлении от атмосферного (760 мм рт. ст.) до примерно 10 атмосфер. В общем, новая технология, видимо, окажется вполне конкурентоспособной по сравнению с уже имеющимися. 

Уголь. Это еще один результат, близкий к коммерциализации. Исследователи лаборатории алюмоэнергетики создали технологию получения активированного угля с характеристиками, значительно превышающими мировые аналоги для использования в суперконденсаторах. 

- Мы научились управлять синтезом активированного угля, точно подбирать режимы, чтобы менять его структуру, комплексно исследовали различные характеристики полученного материала, - рассказала старший научный сотрудник лаборатории кандидат технических наук Дарья Вервикишко. - Лабораторный прототип установки позволяет производить не просто материал с высокими характеристиками, но и со стабильными свойствами, выдерживающими миллион циклов зарядов и разрядов при работе супепрконденсаторов. Важно, что уже сейчас стоимость производства такого активированного угля в пять раз ниже стоимости имеющихся на рынке брендовых продуктов. 

Предотврати взрыв! 

Водородные взрывы ученые моделируют в 12-метровой сфере-бронекамере в промзоне на севере Москвы. Зачем? Чтобы до тонкостей знать фундаментальные основы их протекания и создать надежные способы их предотвращения на промышленных предприятиях. Непроизвольное выделение водорода в атмосферу, его смешивание с воздухом и самовозгорание с последующей детонацией могут произойти на любом производстве, где он используется в технологической цепочке. Но особенно страшен взрыв этого газа на атомных электростанциях, когда мощная взрывная волна разрушает все вокруг, способствуя, помимо прочего, распространению радиоактивных изотопов. 

- В современной теории распространения горения до сих пор полностью не сформулирована целостная теория, описывающая процессы ускорения пламени и перехода от медленных режимов горения к быстрым, поэтому рассчитать последствия газовых взрывов крайне затруднительно, - поясняет заведующий отделом ОИВТ доктор физико-математических наук Виктор Голуб. - Непросчитанное увеличение температуры, давления и, как следствие, разрушение конструкций при нештатных ситуациях могут привести к масштабным трагедиям с человеческими жертвами и загрязнению обширных территорий радиоактивными и химическими выбросами. Основной инструмент, позволяющий предсказать поведение газовых взрывов, заранее предотвратив возможные риски, - экспериментальное моделирование процесса. 

Ученый пояснил, что на скорость горения могут повлиять разные факторы. Например, в открытом пространстве фронт пламени распространяется по одним сценариям, а в помещении, где происходит взаимодействие со стенами здания, возникают акустические колебания, усиливающие горение. Это способно спровоцировать ускоренную детонацию и взрыв. Вот почему важно знать зависимость параметров воспламенения от концентрации водорода в воздухе, от объемов помещения, от температуры и давления, от наличия пара. 

- На первом этапе мы изучаем распространение фронта пламени в условиях, когда ему не мешают дополнительные преграды, - рассказал Виктор Владимирович. - Внутри бронекамеры - шар диаметром 8 метров наполняем водородно-воздушными смесями и с помощью высокоскоростной фото-видеокамеры и различных датчиков исследуем, как ведет себя пламя в условиях, когда ему ничто не мешает. Определяем виды неустойчивости его фронта, изучаем, как он развивается. Затем добавляем факторы, способные повлиять на течение реакции: меняем пропорции в составе газа, объемы и геометрию. Раньше мы изучали взрывы водородовоздушных смесей в небольших объемах, при условии полного сгорания водорода, теперь многое - иначе. Благодаря участию в проекте Российского научного фонда мы смогли значительно продвинуться в изысканиях. Приведу яркий пример того, как появление в лаборатории нового оборудования совершенно изменило весь ход работы. До проекта мы могли регистрировать динамику фронта пламени только богатых водородовоздушных смесей. Изучать бедные смеси не было никакой возможности, так как в видимом диапазоне фронт пламени не регистрируется. А в бедных смесях на фронте пламени развивается целый набор неустойчивостей, оказывающих огромное влияние на скорость фронта пламени и возможность возникновения детонации. Это как раз и есть самое интересное и важное с точки зрения безопасности. Только сейчас, когда мы приобрели уникальную камеру инфракрасного диапазона, появилась возможность подойти к пониманию того, как развивается неустойчивость в таких смесях, что приводит к взрыву.

То есть ученые вплотную приблизились к решению чисто практической задачи: водородной безопасности на атомных станциях и в многочисленных химических производствах с использованием водорода. Проведенные эксперименты со специальными покрытиями, поглощающими тепло, звук и кислород из воздуха при прохождении фронта пламени, показали возможность сокращения скорости фронта пламени в 2,5 раза и распада, если детонационная волна уже появилась. Все это, безусловно, найдет применение в наукоемких отраслях российской экономики.

Охлаждение металлом

Многие знают, что в системах охлаждения на атомных станциях в качестве теплоносителя - охлаждающей жидкости - используется специально подготовленная вода. Но, оказывается, в научных лабораториях исследуются возможности применения для тех же целей широкого спектра газов и жидкостей. В теплообменных системах быстрых реакторов нового поколения БРЕСТ, термоядерных энергетических реакторов и источников нейтронов вместо традиционной воды в качестве охлаждающей жидкости инженеры и исследователи предлагают использовать тяжелые жидкие металлы. Свойства этих металлов и их физические характеристики изучают исследователи ОИВТ РАН на уникальных стендах, созданных в рамках реализации проекта Российского научного фонда. 

Пятитонный магнит подвешен на опорах с поворотным механизмом, позволяющим выбирать любой угол воздействия магнитного поля на охлаждающую жидкость, моделировать условия, характерные для систем охлаждения в термоядерном реакторе. 

Внутри массивного магнита расположен экспериментальный участок, где по каналам различной формы можно обеспечивать циркуляцию жидкостей - ртути или моделей расплавов солей. Исследователи утверждают, что ртуть - это идеальный металл для проведения таких экспериментов, хотя общеизвестно, насколько токсичны пары ртути для человека. В реальных энергоустановках будут, вероятнее всего, использовать натрий, свинец или сплав свинца и лития. Масса датчиков, расположенных внутри труб, позволяет контролировать множество параметров, характеризующих теплообмен и гидродинамику течений жидкости, такие как, например, температура, скорость и направление потоков. Высокий уровень автоматизации дает возможность проводить измерения дистанционно с высокой точностью.

Как ведут себя потоки расплавленных металлов в электромагнитном поле, как влиять на движение жидкости, какие опасности возникают в связи с высокими тепловыми нагрузками и как предотвращать аварийные ситуации? Над этими вопросами российские и зарубежные исследователи ломали головы с 60-х годов прошлого века, но лишь сейчас, с появлением уникального стенда, у ученых появились новые результаты. 

Модельные эксперименты показали, что под влиянием магнитного поля течение жидких металлов приобретает совершенно особенную структуру, завихрения потока укрупняются и упорядочиваются. Правильное представление о закономерностях течения жидкости в этих условиях способно упростить конструкцию систем охлаждения и увеличить их ресурс. Недостаточное внимание может привести к преждевременному выходу из строя дорогостоящего оборудования, а также к критическим или аварийным ситуациям.

“В своих экспериментах мы создаем условия, которые еще не реализованы технически в реальных термоядерных установках, мы идем дальше существующих технологий, изучаем природу, физику процессов, их фундаментальные основы, необходимые для будущего, - пояснил заведующий лабораторией ОИВТ РАН кандидат технических наук Иван Беляев. - В ИТЭР (International Thermonuclear Experimental Reactor) тепло в основном “снимают” водой, хорошо испытанным традиционным теплоносителем. Мы показываем принципиальную работоспособность жидкометаллических теплоносителей, тем более что в новых типах энергоустановок существует специфический спектр задач, которые нужно решать по-новому”.

Дата публикации: 15 февраля 2018 метки:  СМИ о Фонде и грантополучателях
shuliak@rscf.ru

Молодым ученым Татарстана рассказали о возможностях Президентской программы

2 days 22 hours ago
 С 12 по 14 февраля на базе Казанского государственного медицинского университета проходила первая Школа Научного Ремесла для молодых ученых. Более 100 ученых из ВУЗов и научных организаций Республики Татарстан приняли участие в лекциях и мастер-классах от спикеров из Казани, Новосибирска, Санкт-Петербурга и Москвы. В число лекторов вошла руководитель пресс-службы Российского научного фонда (РНФ) Мария Михалева.

В течение трех дней интенсивной работы участники Школы изучали необходимые для ученых методы и инструменты работы: как грамотно написать научную статью и опубликовать ее в высокорейтинговом журнале, на какие формы поддержки своих исследований они могут претендовать, как продвигать результаты работы в СМИ, правильно выстроить систему научных коммуникаций и многое другое. С молодыми учеными встретились представители ведущих издательств и фондов – Российского научного фонда и Российского фонда фундаментальных исследований.

Руководитель пресс-службы РНФ Мария Михалева рассказала о возможностях для молодых ученых, которые предоставляет Президентская программа исследовательских проектов. Кроме того, Михалева призвала ученых подавать заявки на молодежные конкурсы, а также участвовать в обсуждении нового – инфраструктурного – конкурса Программы, который вскоре будет запущен Фондом.

Дата публикации: 15 февраля 2018 метки:  Новости Фонда
shuliak@rscf.ru

Новосибирские ученые разрабатывают новый метод лечения инсульта

3 days 1 hour ago
 Новосибирские ученые при поддержке Российского научного фонда разрабатывают новый метод лечения инсульта. Первые результаты – в репортаже Максима Денисова. Виктор после инсульта почти не мог ходить без опоры. Экспериментальный курс НИИ молекулярной биологии и биофизики и Международного томографического центра вернул ему эту и другие способности.

Виктор Бако, пациент: «Прибавилась уверенность в движениях. Прибавилась также сила в конечностях. С большей силой могу сжимать и разжимать кисть и пальцы ног».

Каждые полторы минуты кто-то в мире переносит инсульт. В зоне риска – и взрослые, и подростки. Новосибирские ученые, начав исследования работы мозга, похоже, получили оружие для борьбы с этой эпидемией.

Марк Штарк, академик РАН: «То, чем мы занимаемся – это интерактивная терапия, построенная на новых знаниях. Это знания о том, как ведет себя мозг в тех или иных условиях, с целью изменить его работу.

Вместе с Виктором в группе добровольцев еще несколько десятков человек, их учат изменять работу мозга. Для этого используют томограф и энцефалограф, которые в реальном времени показывают, как идет лечение.

Андрей Савелов, сотрудник Международного томографического центра: «По сути, погибла ткань, которая выполняла определенную функцию – управление пальцами, речью, чем угодно. Так вот, эти области замещаются другими, которые этим делом никогда не занимались».

Оборудование для диагностики оказалось способно лечить, но для этого нужно понимать как, например, силой мыли регулировать температуру тела, пульс, сердцебиение и даже настроение.

Михаил Мельников, сотрудник НИИ молекулярной биологии и биофизики: «Человек может использовать образы, представления телесных ощущений. Хочет медитировать – пусть медитирует, хочет молиться – пусть молится, лишь бы лично ему помогало».

Одной только силы воли для лечения недостаточно. Ученым важно понять принципы воздействия. Сейчас они, по сути, наблюдают за процессом мышления и уже видят первые результаты. Не исключено, что потенциал диагностического оборудования может оказаться гораздо больше и с помощью нового метода удастся помочь пациентам с другими заболеваниями.

Дата публикации: 15 февраля 2018 метки:  СМИ о Фонде и грантополучателях
shuliak@rscf.ru

Тундра заминирована. Российские ученые пометят взрывоопасные участки Заполярья

3 days 2 hours ago
 Появившиеся на Ямале в последние три года воронки взрывного характера наделали шума на весь мир. Причины их образования настойчиво выясняют исследователи из университетов, академических институтов. Их старания не зряшные: объявлено, что потенциальные "минные поля" в Арктике можно не только обнаружить, пометив на картах, но и предотвратить или хотя бы взять под наблюдение небезопасные для нефтегазодобывающих компаний и жителей тундры природные процессы.

Ученые берутся нанести на специальные карты точки вспучивания грунтов. Это бугристые образования высотой до нескольких метров, которые в зрелом виде хорошо заметны со спутника. Сравнение сделанных в разное время космоснимков высокого разрешения участка, где произошел один из мощных выбросов вечномерзлых пород, показало: появлению воронки предшествовало "вздутие". К такому выводу пришла группа сотрудников геофака МГУ, Института криосферы Земли, Института криологии и криософии Тюменского госуниверситета и инженерно-технологического центра Сканэкс. Экспертов из разных городов объединил тематический грант Российского научного фонда.

Бугров тысячи, но несущих реальную угрозу немного. Исследователи в первую очередь пригляделись к районам, где уже случились выбросы и имеются промышленные и транспортные объекты. Это, к примеру, центральная часть полуострова Ямал. Здесь развернута добыча из гигантского газоконденсатного месторождения Бованенковское, а поблизости расположены еще невскрытые залежи. Это восточное побережье полуострова с морским портом, заводом СПГ и газовыми промыслами. К слову, занятые там рабочие сняли занятный видеоролик: рядом со складированными стройматериалами округлый и чуть выпуклый участок земли напоминает студень, готовый, кажется, поглотить вставшего на него человека.

Что же делать с подозрительными "пузырями"? Вероятно, есть смысл их разбуривать для выпуска излишков скопившегося под землей газа, полагает замгубернатора ЯНАО Александр Мажаров. Опыт с просверливанием бугров проделают летом. Между тем ученые все еще не могут прийти к солидарной точке зрения относительно характера газов, под воздействием тепла скапливающихся под грунтовой толщей и однажды разрывающей ее и выкидывающей на поверхность тундры. Возможно, происходит разложение гидратов на сравнительно малой глубине и их концентрация. К этой гипотезе склоняется большинство.

- Как показали наши недавние эксперименты с гидратообразованием в глинистом грунте, взятом из ямальского кратера, повышение температуры даже на десятые доли градуса может приводить к разложению реликтовых внутримерзлотных гидратов и выделению значительных объемов газа, повышающих давление в породе, - свидетельствует московский профессор Владимир Якушев.

Другие ученые не исключают прорыва к поверхности метана с больших глубин. Для выяснения истины на Ямал едут одна экспедиция за другой. К очередной готовятся участники проекта Тюменского индустриального университета "Повышение эффективности освоения Арктической зоны РФ".

Дата публикации: 15 февраля 2018 метки:  СМИ о Фонде и грантополучателях
shuliak@rscf.ru

Доказана эффективность нового метода диагностики заболеваний мозга

3 days 2 hours ago
 Издательство Nature Publishing Group опубликовало результаты исследований ученых ТГУ, подтверждающие эффективность нового метода диагностики заболеваний головного мозга. Уникальный способ неинвазивной оценки состояния оболочек нервных волокон (миелина) при помощи магнитно-резонансной томографии (МРТ) был разработан под руководством профессора Университета Вашингтона, научного руководителя лаборатории нейробиологии НИИ ББ ТГУ Василия Ярных. В скором времени разработчики намерены адаптировать свой метод под разные типы магнитнорезонансных томографов.

Новая диагностическая технология, позволяющая при жизни анализировать состояние оболочек нервных волокон, основана на получении карт миелина. С помощью специальной математической обработки данных МРТ нейробиологи получают изображения мозга, которые отражают количество миелина подобно тому, как рельеф местности воспроизводится на географических картах.

Чтобы проверить достоверность получаемых карт миелина, нейробиологи ТГУ провели серию экспериментов совместно с коллегами из Института цитологии и генетики СО РАН (Новосибирск), который располагает уникальным научным оборудованием, включая сверхвысокопольный магнитно-резонансный томограф для лабораторных животных.

– Исследования проводились с использованием купризоновой модели, которая применяется во многих странах для доклинических исследований эффективности диагностики и терапии рассеянного склероза, – говорит руководитель лаборатории нейробиологии НИ ББ ТГУ Марина Ходанович. – Мышам вводился токсичный агент, взывающий разрушение миелина в головном мозге, после чего выполнялось магнитно-резонансное сканирование животных по методике профессора Василия Ярных и последующее гистологическое исследование. 

Сопоставление полученных результатов показало, что карты миелина точно отражают его количественные изменения в белом и сером веществе головного мозга. Соответственно, способ диагностики, разработанный под руководством профессора Василия Ярных, является эффективным и безболезненным инструментом для оценки повреждений мозга. Наряду с этим он позволяет контролировать результаты терапии больных, страдающих демилиенизирующими заболеваниями центральной и перифирической нервной системы. Наиболее известными из этих недугов являются рассеянных склероз и боковой амиотрофический склероз.

Метод разработан учеными ТГУ в рамках проектов РНФ и госзадания Минобрнауки РФ. Он может использоваться в диагностических целях и при других заболеваниях, в частности, при инсульте и черепно-мозговых травмах, где проблема заключается не только в гибели нейронов, но и в повреждении оболочек аксонов, что в свою очередь нарушает передачу сигнала между нервными клетками.

Результаты исследований ученых ТГУ опубликованы в одном из наиболее цитируемых международных междисциплинарных журналов – Scientific Reports.  

В настоящее время ученые проводят клиническое внедрение нового метода на базе нескольких медицинских центров. В ближайшем будущем они намерены разработать протокол исследований, адаптированный под разные виды клинических магнитно-резонансных томографов, что поможет врачам точнее диагностировать неврологические заболевания. 

Дата публикации: 15 февраля 2018 метки:  СМИ о Фонде и грантополучателях
shuliak@rscf.ru

Remote jets are clearer now

3 days 2 hours ago
 Astrophysicists at MIPT’s Laboratory of Fundamental and Applied Research of Relativistic Objects of the Universe have developed a model for testing a hypothesis about supermassive black holes that lie at the centers of galaxies. The new model enables scientists to predict how much rotational energy a black hole loses when it emits beams of ionized matter known as astrophysical jets. The energy loss is estimated based on measurements of a jet’s magnetic field. The paper was published in the journal Frontiers in Astronomy and Space Sciences.

Astrophysicists observe hundreds of relativistic jets — enormous outflows of matter emitted by active galactic nuclei harboring supermassive black holes. The matter in a jet is accelerated nearly to the speed of light, hence the term “relativistic.” Jets are colossal, even by astronomical standards: Their length can be up to several percent of the radius of the host galaxy, or about 300,000 times larger than the associated black hole.

That said, there is still a lot we do not know about jets. Astrophysicists are not even sure what they are made of because jet observations yield no spectral lines. Current consensus has it jets are likely made of electrons and positrons or protons, but still, they remain quite a mystery. As researchers obtain new data, a more comprehensive and self-consistent model of this phenomenon is gradually emerging.

The matter orbiting a black hole and falling onto it is referred to as the accretion disk. It plays a crucial role in jet formation. A black hole taken together with its accretion disk and jets (fig. 1) is thought to be the most effective “machine” for converting energy: If you define the efficiency of such a system as the ratio of the energy carried away by the jets to the energy of the accreted matter, it may even exceed 100 percent.

Nevertheless, a closer look at the system reveals that the second law of thermodynamics still holds: This is no perpetual motion machine. It turns out that part of the energy of the jet comes from the rotation of the black hole. That is, by powering a jet, a black hole spins ever so slightly slower.

In a way, this seeming perpetual motion is more like an electric bike: There is an apparent mismatch between the input energy of the accreting matter — muscle work, in the case of the biker — and the output energy of the jet, or the motion of the bicycle. In both cases, though, there is an additional hidden energy source — namely, the battery powering the bike’s electric motor and the rotation of the black hole.

By accretion, a black hole gains angular momentum — that is, it starts spinning faster. Jets carry away some of this excess angular momentum in what is known as rotational energy extraction. Similar effects are observed in young stars: During the formation of a star, it captures the matter of the accretion disk, which has enormous angular momentum. However, observations show such stars actually rotate rather slowly. All of the missing angular momenta is used up to power the narrow jets emitted by these stars.

Scientists have recently come up with a new method for measuring the magnetic fields in the jets emitted by the active galactic nuclei. In her paper, astrophysicist Elena Nokhrina showed that this method can be used to estimate the contribution of black hole rotation to jet power. Up until now, the formula for the channeling of rotational energy into the energy of the jet has not been tested empirically. Unfortunately, no reliable observations so far have captured black hole rotation rate, which is important for estimating the loss of rotational energy.

A black hole does not have a magnetic field of its own. However, a vertical magnetic field is generated around it by the ionized matter in the accretion disk. To estimate the loss of rotational energy by a black hole, scientists need to find the magnetic flux through the boundary around a black hole known as the event horizon.

“Because the magnetic flux is conserved, by measuring its magnitude in the jet, we also learn the magnetic flux near the black hole. Knowing the black hole’s mass, we can calculate the distance from its rotation axis to the event horizon — its notional boundary. This allows us to estimate the electric potential difference between the axis of rotation and the boundary of the black hole. By accounting for the electric field screening in plasma, it is possible to find the electric current near the black hole. Knowing both the current and the difference of potentials, we can estimate the amount of energy lost by the black hole due to the slowing down of its rotation,” says Elena Nokhrina, the author of the paper and deputy head of the relativistic astrophysics laboratory at MIPT.

The calculations point toward a correlation between the total power of a jet emitted by a black hole and the loss of rotational energy by the black hole. Notably, this study makes use of a recent model of jet structure (fig. 2). Before this model was advanced, researchers assumed jets to have homogeneous transverse structure, which is a simplification. In the new model, the magnetic field of a jet is not homogeneous, enabling more accurate predictions.

Most of the galaxies hosting jets are too remote for the transverse structure of their magnetic fields to be discerned. So the experimentally measured magnetic field is compared with its model transverse structure to estimate the magnitude of the field’s components. Only by taking transverse structure into account is it possible to test the mechanism of black hole rotation powering jets. Otherwise, it would be necessary to know the rotation rate.

The hypothesis that was put to the test in the study states that jet power depends on the magnetic flux and the rotation rate of the black hole. This makes it possible to gauge to what extent a jet is powered by rotational energy. Notably, this theoretical work enables us to estimate how much rotational energy is lost by a black hole without knowing its rotation rate — using only the magnetic field measurements of the jet.

This study was supported by the Russian Science Foundation, grant 16-12-10051.

Дата публикации: 15 февраля 2018 метки:  RSF news
shuliak@rscf.ru

Чистый персик. Ученые создают фрукты без вирусов

4 days 3 hours ago
 Это исследование ученых Никитского ботанического сада стоит в одном ряду с лучшими достижениями наших традиционных лидеров - математиков, физиков, химиков, материаловедов. Хит-парад лучших работ прошлого года составлен специалистами Российского научного фонда. Пройти его экспертизу и выиграть грант крайне сложно. Так что столь высокая оценка работы крымских ученых - знак качества.

Чем же она выделяется среди многих других разработок? Речь идет о насущном - продуктах, которые мы едим. А конкретно о фруктах и эфиромасличных культурах. Их атакуют самые разные вирусы, снижая урожаи и даже убивая сами растения. Давний метод борьбы - химикаты. Их вносят в почву, ими опыляют поля и сады. Однако борьба, по принципу одно лечим, другое калечим, давно стала мировой проблемой.

На смену такому "варварскому" способу сейчас приходит наукоемкий - биоинженерия. В растение вводится специальная генная конструкция, которая противостоит тому или иному вирусу. Но, во-первых, любые манипуляции с генами вызывают отторжение общественности, а, во-вторых, они работают только против одного конкретного вируса. А если у растения "букет" болезней? Тогда под каждое придется создавать индивидуальную конструкцию? Сложно и дорого.

Крымские ученые разрабатывают альтернативный метод, создают растения, в которых вообще нет вирусов. Суть в следующем. Если растение уже заражено, то вылечить его невозможно. Более того, от больного родится больное. Единственный вариант - убить инфекцию в самом зародыше. Идея, в принципе, очевидна, но реализация оказалась очень непростой. Технология найдена после серии многих изощренных экспериментов.

- Метод состоит из нескольких этапов. Мы берем у больного растения вегетативную почку, - говорит заведующая отделом биологии развития растений, биотехнологии и биобезопасности Никитского ботанического сада, доктор биологических наук Ирина Митрофанова. - Затем из нее выделяем так называемую меристему. Это кусочек ткани, в котором всего 5-8 клеток растения. Помещаем его в питательную среду вместе со специальными реактивами, которые убивают вирус. И уже из этого чистого от болезни кусочка выращиваем в теплице здоровый саженец, который через 1,5-2 года высаживаем в отрытый грунт.

Но, казалось бы, вирусы только этого и ждут, чтобы тут же наброситься на "лакомый" кусок. Действительно, так и происходит. Но молниеносной атаки не получается. Дело в том, что вирус не всемогущ, ему нужно накопить силы, чтобы реально начать вредить растению - сокращать урожайность, ухудшать качества. То есть он ведет долгую осаду, обычно около 10 лет.

- По нынешним временам этот срок нас вполне устраивает, - говорит Митрофанова. - Дело в том, что сейчас все технологии ориентированы на интенсивные сады, их возраст максимум 15 лет. Затем все деревья убираются и высаживаются новые саженцы. Так сад обновляется.

Помимо реактивов ученые применяют для чистки растений и термотерапию. Так борются с вирусами, которые устойчивы к высокой температуре. Их атакуют нагревом до 38 градусов С. Но есть настолько стойкие вирусы, которые встраиваются прямо в геном растения, их не возьмешь ни температурой, ни реактивом. Но и на них ученые находят управу. Это криотерапия, охлаждение в жидком азоте до температуры минус 196 градусов С.

Сейчас при Никитском ботаническом саде создаются безвирусные питомники, где высаживают новые сорта 24 культур, включая яблоню, персик, абрикос, хурму, инжир, гранат, фейхоа, маслину.

Исследования проводятся в рамках гранта РНФ.

Дата публикации: 14 февраля 2018 метки:  СМИ о Фонде и грантополучателях
shuliak@rscf.ru

В Приморье ученые оценили опасность выхлопов мотоциклов

5 days 1 hour ago
 Ученые Дальневосточного федерального университета провели исследования, касающиеся влияния выхлопных газов мотоциклов на экологию и здоровье людей.

Как сообщает пресс-служба вуза, с учетом мирового роста производства и продаж мотоциклов, особенно в Азии и Африке, остаточные продукты, не распавшиеся в процессе внутреннего сгорания в двигателях, становятся существенным фактором, отрицательно влияющим на окружающую среду.

Современные двигатели выбрасывают большое количество твердых частиц с высоким содержанием полиароматических углеводородов размером менее 10 микрометров. Многие из них классифицируются как канцерогенные, приводят к мутациям, могут быть опасны пороками развития. При этом мотоциклы и скутеры, несмотря на малый объем двигателей, обгоняют по выбросу в атмосферу подобных частиц даже дизельные автомобили.

Кроме того, по мнению ученых, попадая в атмосферу, частицы абсорбируют солнечные лучи и становятся причиной различных микроклиматических эффектов.

Масштабный исследовательский проект ДВФУ по изучению влияния выхлопных газов на экологию поддерживается Российским научным фондом и рассчитан до конца 2018 года.

В рамках этого проекта ученые ДВФУ ведут и другие работы. Так, некоторое время назад они рассказали о результатах исследования влияния выхлопных газов автомобилей на экологию. Полученные ими данные подтвердили, что и новые, и старые машины - с большим пробегом и износом двигателя, одинаково загрязняют воздух.

Дата публикации: 13 февраля 2018 метки:  СМИ о Фонде и грантополучателях
shuliak@rscf.ru

Тепло поможет обнаружить невидимые разрушения железнодорожных опор

5 days 1 hour ago
 Ученые Томского политехнического университета вместе со специалистами предприятия НТЦ «Техника» предложили методику неразрушающего контроля железнодорожных опор на основе тепловизионного метода. С его помощью можно эффективно, а самое главное, быстро «увидеть» коррозию стальной арматуры, спрятанной за бетонной оболочкой опоры. Разработчики уже провели исследования на 14 реальных железобетонных опорах в Томской области. Результаты исследований опубликованы в журнале Applied Sciences (IF 1,679). 

«Все железные дороги в России сегодня электрифицированы, вдоль железнодорожного полотна установлено огромное количество опор для проводов и вспомогательного оборудования. Как и у любого объекта, у них есть свой срок службы — 50 лет. По мере истечения срока эксплуатации, опоры приходят в негодность с очевидными негативными последствиями. Единовременно заменить все опоры в стране — нереально. Поэтому сначала нужно определить те, что требует замены в первую очередь. Традиционно для этого предлагают использовать малопроизводительный ультразвуковой метод контроля. Чтобы проверить одну опору таким способом, может уйти день. Мы же предлагаем методику тепловизионного контроля. Здесь сам процесс контроля занимает всего несколько минут, а вместе со всем подготовительным работами на контроль одной опоры уходит около одного часа», — говорит профессор ТПУ, заведующий научно-производственной лабораторией «Тепловой контроль» Владимир Вавилов.

Для проверки опоры вокруг нее размещается индуктор — антенна, нагревающая стальную арматуру внутри опоры. Достаточно нагреть арматуру на несколько градусов выше температуры окружающей среды. Нагретая арматурой опора излучает тепло, которое фиксируют инфракрасные камеры, установленные на расстоянии нескольких метров от опоры. С камер передается на компьютер термограмма — цветное изображение в инфракрасных лучах, показывающее температурное распределение на контролируемой поверхности.

Фото: Термограмма опоры без дефекта (a) и поврежденной (b). Источник: пресс-служба ТПУ

«Достаточно провести контроль нижней части опоры протяженностью около одного метра. Дело в том, что коррозия металла наиболее вероятна в месте контакта с землей. В местах, уже разрушенных коррозией, арматура тоньше, она иначе нагревается, что и отражается на термограммах. Вплоть до того, что тепловой след вообще пропадает при появлении воздушных промежутков и продуктов коррозии», — поясняет ученый.

Для обработки данных специалисты университета также разработали оригинальный алгоритм, хорошо зарекомендовавший себя и в других исследованиях в области тепловизионного контроля.

«Экспериментальная часть этого исследования была проведена на Транссибирской железной дороге с использованием экспериментальной установки для осуществления индукционной инфракрасной термографии. Мы проверили 14 рабочих опор. Данные, полученные с инфракрасных камер, подтверждали ультразвуковыми и виброакустическими испытаниями. В результате проведенных исследований две опоры были заменены», — говорит Владимир Вавилов.

Добавим, эта научная работа была поддержана грантом Российского научного фонда № 17-19-01047.

Дата публикации: 13 февраля 2018 метки:  СМИ о Фонде и грантополучателях
shuliak@rscf.ru

Today’s highest quality composite-piezoelectric developed at NUST MISIS

5 days 1 hour ago
 NUST MISIS scientists jointly with an international group of scientists have managed to develop a composite material that has the best piezoelectric properties today. The research results were published in Scientific Reports journal.

Piezoelectrics are one of the world`s most amazing materials. It is possible to literally squeeze electricity from them. That is, an electric charge appears at the time of the material`s compression (or stretching). This is called the piezoelectric effect. Piezoelectric materials can be applied in many fields – from pressure sensors and sensitive elements of a microphone to the controller ink pressing in ink-jet printers and quartz resonators.

Lead zirconate titanate is one of the most popular piezoelectric materials. However, it has several disadvantages: it is heavy and inflexible. Additionally, lead production often causes great harm to the environment. That is why scientists are constantly looking for new materials with low lead content as well as with less weight and greater flexibility. In particular, the creation of flexible piezoelectric materials (while maintaining the key properties) would greatly expand piezoelectric materials` possibilities both as acoustic membrane and as pressure sensors.

An international team of scientists from the University of Duisburg-Essen (Germany), NUST MISIS, National Research Tomsk State University and the National Research University of Electronic Technology, working with the financial support of the Russian Science Foundation (grant 16-19-10112), has managed to create such a material and analyze its properties. For this, the nanoparticles consisting of titanate-zicronate barium-lead were placed in a complex polymer consisting of vinylidene disluoride and trifluoroethylene. By diversifying the composition of the components, scientists were able to get the most ideal composite.

«The Russian-German group of scientists, including Dmitri Kiselev, a Senior Researcher at the NUST MISIS R&D Center for Materials Science & Metallurgy, has managed to create a composite material based on ceramics and organic polymer whose properties exceed today`s best piezoelectric materials. The research’s experimental part was carried out with an atomic-force microscope in the University of Duisburg-Essen (Germany). Thanks to this scientific collaboration, Dmitri Kiselev has gained skills from the world`s best scanning probe microscope, which he can later apply at NUST MISIS», said Alevtina Chernikova, Rector of NUST MISIS.

According to Dmitri Kiselev, the developed material has a very distinct field of application due to its polymer component: «Composite materials based on polymer and classic ferroelectrics, which have piezo- and pyroelectric properties, have a number of advantages compared to pure ceramics: low density, the ability to manufacture parts of any size and shape, mechanical elasticity, stability of electrophysical properties, and the simplicity and relatively low cost of production. Additionally, the synthesized composite has proved to be excellent at high pressures which makes it an excellent base for pressure sensors».

According to Kiselev, to study the composite they had to modify the standard technique which allowed them to correctly visualize the nanoparticles of ceramics in the volume of the polymer matrix: «In order to capture the electrical signal more clearly, we heated our sample in a certain way from room temperature to 60 degrees Celsius. It allowed us to measure the material’s characteristics very qualitatively and reproducibly. Our method will greatly simplify the work of our colleagues in the study of composites, so I hope that it will be in demand among our colleagues microscopists».

«It is now easier for Russian scientists to carry out world-class measurements as the MFP 3D Stand ?lone (Asylum Research) microscope is now available at the NUST MISIS Center for Collaborative Use, hence why we are now actively collaborating with several institutes from the Russian Academy of Sciences as well as other Moscow universities», Kiselev concluded.

Дата публикации: 13 февраля 2018 метки:  RSF news
shuliak@rscf.ru

Международная акция по проверке естественно-научной картины мира прошла на площадке РНФ

5 days 17 hours ago
 10 февраля в Российском научном фонде (РНФ) прошла международная научно-просветительская акция «Открытая лабораторная», позволяющая проверить свою естественно-научную картину мира. Вместе с ведущим российским ученым Артемом Огановым участники отвечали на вопросы из разных областей науки, а также слушали научно-популярные лекции молодых ученых-грантополучателей.

Акцию посетили семьи с детьми, студенты и взрослые люди, интересующиеся наукой. Участникам-«лаборантам» необходимо было за полчаса пройти тест и ответить на вопросы, которые проверяют понимание устройства базовых явлений жизни из области физики, химии, биологии, астрономии, антропологии и механики. Автомобили в среднем за год выбрасывают больше углекислого газа, чем вулканы? Все вещества состоят из молекул? Какие наблюдения с Земли подтверждают, что именно Земля обращается вокруг Солнца, а не наоборот?

После выполнения заданий ученый-«завлаб», которым на площадке РНФ стал доктор физико-математических наук, профессор Сколковского института науки и технологий, профессор РАН Артем Оганов, помог участникам проверить правильность ответов.

«Лаборанты», которые набрали наиболее количество баллов, получили призы от Российского научного фонда.

Во второй части акции перед участниками выступили молодые ученые, которые занимаются своими исследованиями при поддержке Фонда. Лекцию о борьбе молекулярной биологии и генетики с онкологическими заболеваниями прочитала Анна Кудрявцева, заведующая лабораторией Института молекулярной биологии им. В.А. Энгельгардта РАН, лауреат премии Президента РФ в области науки и инноваций для молодых учёных за 2016 год. Она рассказала о таргетной терапии, направлениях развития терапии онкологических заболеваний и уникальном опыте российских исследовательских медицинских центров в этой области.

Лекцию об искусственном интеллекте и его применении при исследовании свойств Вселенной прочитал Григорий Рубцов, доктор физико-математических наук, заместитель директора Института ядерных исследований РАН, победитель Президентской программы исследовательских проектов, которую проводит Фонд. Позднее видеозаписи их лекций будут доступны на информационных ресурсах РНФ.

Акция «Открытая лабораторная» стала частью празднования Дня российской науки и прошла в десятках населенных пунктов России и 20 странах мира. Акция состоялась при поддержке Министерства образования и науки России, а ее партнерами стали Российский научный фонд и Российская академия наук. Впервые «Открытая лабораторная» прошла в апреле 2017 года в 37 российских городах, а также в Китае и Казахстане.

Дата публикации: 12 февраля 2018 метки:  Новости Фонда
shuliak@rscf.ru

Никитский ботанический сад возвращает себе былую славу

6 days 1 hour ago
 Никитский ботанический сад возвращает себе былую славу всемирно известного научного учреждения. Сегодня здесь ведутся разработки, внедряются современные технологии – они открывают блестящие перспективы. Об этом сотрудники рассказали депутату Госсовета Республики Игорю Буданову.

Более 11 тысяч сортов плодовых и 9 тысяч технических культур – уникальные коллекции Никитского ботанического сада. Всё это достояние бережно хранят и приумножают сотрудники учреждения. За последние несколько лет здесь многое изменилось. Возрождение началось в 2014-м, с момента получения гранта Российского научного фонда. 

Сейчас здесь ведётся громадная работа по воссозданию мощных тепличных хозяйств, благодаря поддержке властей всех уровней удалось обновить материальную базу и самого Сада, и его отделений.  Учёные занимаются развитием фундаментальных и прикладных исследований.

Своими планами и достижениями коллектив легендарного ботанического сада поделился с депутатом Госсовета Республики Игорем Будановым. Такие встречи с представителями власти за последние несколько лет стали привычной практикой.

Дата публикации: 12 февраля 2018 метки:  СМИ о Фонде и грантополучателях
shuliak@rscf.ru

Российские ученые создают сверхточные часы

6 days 1 hour ago
 Ученые из МГТУ и Физического института РАН разрабатывают сверхточные лазерные часы. Предполагается, что они найдут применение в современных радиотехнических системах (ГЛОНАСС, оборудование связи и радиолокации и др.). Новый прибор будет определять время в 10 раз точнее существующих эталонных измерителей — это позволит, в частности, повысить качество геолокации.

Специалисты МГТУ имени Баумана и Физического института имени Лебедева РАН (ФИАН) создали высокостабильный генератор импульсов для использования в сверхточных часах. В основе разработки — оптический лазер.

— По габаритам и надежности работы создаваемый генератор не уступает зарубежным аналогам, — рассказал «Известиям» автор разработки, завлабораторией стандартов частоты ФИАН Михаил Губин.

Сейчас ученые проводят эксперименты с созданным прибором в Главном метрологическом центре Государственной службы времени и частоты. Испытания показали, что новый прибор позволит определять время значительно точнее, чем цезиевые и рубидиевые часы, которые применяются сейчас для эталонного его измерения. У последних погрешность составляет около 10–14 с (за 3 млн лет, если бы прибору удалось проработать так долго, он ошибется не более чем на одну секунду). Разработка российских ученых позволит измерять время на порядок точнее — до 10–15 с. Есть у новой технологии и другие преимущества:

— Применяемые сегодня рубидиевые и цезиевые часы достигают номинальной точности очень долго, иногда для достижения эталонного показателя требуется порядка месяца. Часы на основе нашего генератора будут выходить на рабочий режим в десять раз быстрее, — рассказал «Известиям» начальник лаборатории стабилизированных лазерных систем НОЦ «Фотоника и ИК-техника» МГТУ им. Н.Э. Баумана Владимир Лазарев.

Одна из возможностей, которые сулит столь значительное повышение точности измерения времени, — это улучшение качества геолокации. По словам независимого эксперта в области навигационно-информационных технологий Андрея Лысенко, сейчас аппараты орбитальной группировки ГЛОНАСС отсчитывают и синхронизируют между собой время, используя бортовой эталон-измеритель. Он фиксирует строго периодические колебания атомов цезия и рубидия под действием СВЧ-поля. Но скорость этих вибраций ограничена рамками СВЧ-диапазона и недостаточна для наносекундного уровня контроля.При этом погрешность по шкале времени в одну наносекунду приводит к ошибке в геолокации на 30 см.

— Здесь и может найти применение лазер, на световое излучение которого атомы реагируют в сотни тысяч раз быстрее. В перспективе часы с улучшенной «разрешающей способностью» позволят кардинально повысить точность навигационного сигнала, — уверен эксперт.

Результаты работы российских ученых опубликованы в журнале QuantumElectronics.

Проект рассчитан на три года и реализуется при поддержке Российского научного фонда (РНФ). Финансирование проекта суммарно составит около 18 млн рублей.

Дата публикации: 12 февраля 2018 метки:  СМИ о Фонде и грантополучателях
shuliak@rscf.ru

РНФ объявляет о начале общественного обсуждения концепции инфраструктурного мероприятия Президентской программы исследовательских проектов

6 days 3 hours ago
 

Российский научный фонд предлагает ознакомиться с подходами к формированию четвертого – инфраструктурного – конкурса Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими, в том числе молодыми учеными.

Предложения и замечания к документу в свободной форме просим направлять на электронный адрес: programma@rscf.ru в срок до 10.00 (мск) 19 февраля 2018 года.

Подходы к формированию инфраструктурного конкурса Президентской программы исследовательских проектов Дата публикации: 12 февраля 2018 метки:  Новости Фонда
shuliak@rscf.ru

К 2020 году скутеры будут загрязнять воздух больше, чем остальной наземный транспорт

1 week 1 day ago
 Ученые провели аналитическое исследование морфологии и химического состава твердых частиц в выхлопных газах мотоциклов. Исследование международного коллектива ученых с участием сотрудников Дальневосточного федерального университета финансировалось грантом Российского научного фонда. Статья с результатами опубликована в журнале Toxicology Reports.

Даже оснащенные системой дожигания вредных газов современные двигатели мотоциклов становятся источником выброса большого количества твердых частиц с высоким содержанием полиароматических углеводородов (ПАУ) размером менее десяти микрометров. Твердые частицы такого размера, в зависимости от химического состава, считаются самыми вредными для здоровья человека и окружающей среды, что подтверждается исследованиями. Мотоциклы и скутеры, несмотря на малый объем их двигателей, обгоняют по выбросу в атмосферу подобных вредных частиц даже дизельные автомобили.

ПАУ – опасные химические вещества, серьезные загрязнители атмосферы, токсичные для человека. Многие их соединения классифицируются как канцерогенные, приводящие к мутациям или чреватые пороками развития для различных микроорганизмов. ПАУ могут находиться в атмосфере в виде аэрозольных взвесей неопределенно долго потому что они нерастворимы в воде и микроорганизмам трудно их перерабатывать.

Исследование проводилось для транспортных средств, эксплуатируемых на территории Приморского края. Изучению подверглись 44 единицы мотоциклов, скутеров, квадроциклов, а также водных мотоциклов, оснащенных разными типами двигательных и топливных систем. В результате выяснилось, что четырехтактные инжекторные двигатели мотоциклов более безопасны в экологическом плане, чем двухтактные и карбюраторные. Также учеными ДВФУ высказано предположение, что к 2020 году двухтактные двигатели скутеров станут в Европе более серьезным источником загрязнения, чем все остальные наземные транспортные средства вместе взятые.

Основываясь на полученных данных, авторы делают вывод о существенно недооцененной опасности двигателей мотоциклов для окружающей среды. Учитывая мировой рост производства и продаж мотоциклов, особенно в Азии и Африке, остаточные продукты, не распавшиеся в результате процесса внутреннего сгорания в двигателях мотоцикла, становятся серьезным фактором, влияющим на экологию. В статье также отмечается, что частицы размером от 0,5 до 2,5 микрометров играют решающую роль в распределении солнечного света. Абсорбируя солнечные лучи, они становятся причиной различных микроклиматических эффектов.

«Необходимо проводить дальнейшие исследования токсических эффектов ПАУ, которые содержатся в выхлопных газах мотоциклов и оказывают негативное воздействие на здоровье человека и благополучие окружающей среды, – заявил Кирилл Голохваст. – Результаты будущих исследований могли бы помочь не только пониманию существующих рисков для человека и природы, но и разработке новых стандартов эффективного контроля выброса в атмосферу подобного рода частиц».

Дата публикации: 09 февраля 2018 метки:  СМИ о Фонде и грантополучателях
shuliak@rscf.ru

MSU biologists: Bryozoans, brachiopods, and phoronida originate from the common ancestor

1 week 1 day ago
 An associate of the Faculty of Biology of Lomonosov Moscow State University studied the nervous system of adult phoronida using modern methods and presented new facts in the long-lasting discussion about the taxonomy of invertebrates proving that phoronids, barchiopods, and bryozoans are relatives despite earlier arguments. The results of the work were published in Scientific Reports. The study was carried out within the framework of the "Noah's Ark" project supported with a grant of Russian Science Foundation (RSF).

Phoronida is a poorly studied phylum of invertebrates. Although it only contains about a dozen of species, these animals are widely spread and can be found in all areas of the World Ocean except for the Antarctic region. Phoronids live everywhere from littoral (the area near the shore) to 400-600 meter depth. The size of tne body varies from six millimeters to 50 centimeters. The soft boby is covered by the chitinous tube, which is embedded into soft or hard substrata. The anterior end of the body bear the lophophore - a tentacular structure, which is exposed into water and used for many functions such as collection of food particles, brooding, sensory, etc.

All animals with the lophophore (Phoronida, Brachiopoda, and Bryozoa) were traditionally gathered into one large group called Lophophorata. However, animals of these three phyla look completely different: bryozoans are similar to cnidarian polyps and sometimes form moss-like carpets (that is why they are also called moss animals); Phoronida resemble annelid worms, and brachiopods have shells that make them look like clams. Even the organs that unite them, the lophophores, are organized differently from each other: some have just a crown of tentacles, in others tentacles are located spirally or form a helicoidal coils. But all these animals have sessile type of life, are attached to substrate, and feed in similar manner.

For many years, scientists have been arguing whether these types are related. In the past 20 years genetics and molecular biology were included into the range of zoological methods. The genomes of bryozoans were slightly different from those of Phoronida and brachiopds, and biologists started to believe that the former type was unlikely to be closely related to the latter two. Still, they did not know how to regard bryozoans. Some considered them as sister group of all bilaterians (the animals in which the right and the left halves of the body are similar), and some included them into united group with other small colonial animals.

Elena Temereva used modern methods of immunocytochemistry and studied the innervation of the lophophore and tentacles in adult phoronid Phoronis ovalis. Comparative analysis of the organization of the lophophore nervous system in species of oall three phyla of Lophophorates has revealed the presence of homological nerve elements in the lophophore and allowed to conclude the homology of the lophophore.

"Based on these data we've supposed an idea that Phoronida and moss animals had originated from the common protophoronid ancestor. This conclusion based on morphological data contradicts the results of molecular and genetic studies conducted by other scientists," said Elena Temereva, doctor of biology, professor of Russian Academy of Sciences, and leading research associate of the department of invertebrate zoology at the Faculty of Biology, MSU.

The scientist studied the lophophoral nervous system using transmission electron microscopy, and immunocytochemistry and laser confocal microscopy.

"This work establishes the phylogeny of bryozoans. It is a conceptually important achievement for the understanding of the whole animal kingdom system and reconstruction of early evolutionary pathways of Bilateria," concluded Elena Temereva.

Дата публикации: 09 февраля 2018 метки:  RSF news
shuliak@rscf.ru

MSU-based scientists discovered a molecular timer based on stalling ribosomes

1 week 1 day ago
 A molecular biologist from Lomonosov Moscow State University together with foreign colleagues discovered a special mechanism of protein synthesis regulation that they called a "molecular timer". It controls the number of protein molecules produced by a cell and prevents the generation of extra molecules. When activated with drugs, such a timer may help efficiently combat cancerous tumors. The study was supported with a grant of the Russian Science Foundation (RSF), and its results were published in Nature journal.

Genetic information coded in DNA is copied into the molecules of messenger RNA (mRNA), and after that proteins are synthesized on it. Each amino acid of a protein corresponds to three nucleotides (one triplet) in mRNK. An organelle responsible for protein synthesis is called a ribosome. It is a molecular machine that consists of a bigger and a smaller subparticles (each comprised of ribosome RNA and numerous proteins). A signal to end protein synthesis is given by three stop codons. In the majority of living bodies these are UGA, UAA, and UAG (U -- uracil, A -- adenine, G -- guanine). A molecule of mRNA is always longer than the reading frame -- an element that contains genetic information about a protein. The elements that do not code any protein-related information are called untranslated (or non-coding) regions. In mammals they are often much bigger than reading frames and contain up to thousands of nucleotides. Given that mRNA synthesis is an energy-consuming process, scientists have been wondering about the purpose of these huge untranslated regions.

Today we know that non-coding regions regulate the life cycle of mRNA. Unlike DNA, mRNA molecules are destroyed in the cell after some time. Some of them live quite long after synthesis, and others break down in a couple of minutes. Untranslated regions of mRNA often play a big role in this process.

Another important function of such regions is the regulation of protein synthesis. There are many examples of non-coding mRNA regions being bound with regulatory proteins (or short RNA) that either suppress or stimulate protein synthesis, thus allowing the cell to turn protein synthesis on a certain mRNA molecule on or off. It is an important function, as depending on the environmental conditions a cell needs a certain set of proteins. Any abnormalities in synthesis regulation may cause uncontrollable protein generation. For example, deregulation of proteins in charge of cell division may lead to endless growth of new cells, which is characteristic for cancer.

Having studied the regulation of mRNA translation of Amd1 enzyme, a key element in the biological synthesis of polyamines (polymers containing amine groups), a team of scientists from University College Cork, Harvard Medical School, Lomonosov Moscow State University, and the Department of Human Genetics at the University of Utah found out a new mechanism of protein synthesis regulation.

"We've known for a long time that it is hard for ribosomes to synthesize the sequences of certain triplets," explains Dmitry Andreev, a senior research associate of Belozersky Science and Research Institute of Physical and Chemical Biology, MSU. "Therefore, when encountering such a sequence, a ribosome may get stalled on an mRNA molecule. This causes all following ribosomes to stop as well, as they cannot jump over their stalled buddy, and protein synthesis is suspended. In the course of our studies of Amd1 regulation we discovered a stalling signal. We were interested, why it was located after the stop codon of Amd1 reading frame. What was it doing there?

The fact is that the translation mechanism should prevent any errors in protein synthesis as wrong proteins may cause harm to the cell. However, its precision is limited. A ribosome that reaches a stop codon may read it as an aminoacid by mistake and move further, synthesizing a longer protein. The probability of this happening is quite low: according to the scientists, it amounts to a fraction of a per cent. Still, the reading of the stop codon was a key to understanding the new Amd1 mechanism regulation.

The mechanism was discovered using ribosome profiling - a method based on mass identification of the nucleotide (genetic) sequence of mRNA fragments that react with ribosomes. The methodology allows for studying protein synthesis in a cell on the full genome level. Later on the mechanisms was studied with the use of traditional reporter constructions - clusters made of a gene in question and a reporter gene that shows the level of gene expression in a cell. The reporter genes in this case were luciferase (an enzyme that triggers a reaction causing light emission) and green fluorescent protein (GFP).

The team found out that approximately one in 60 ribosomes moves through the stop codon of Amd1, but after some time it stalls on the "wrong" sequence. This is not bad as is, but the next ribosome that moves through the stop codon stalls behind it. The ribosomes queue until the line reaches the stop codon. As soon as it happens, the production of protein stops.

"We called this regulation mechanism a molecular timer," says Andreev. "Such an mRNA molecule has a built-in mechanism that regulates the number of synthesized protein molecules very precisely. Even if ribosomes frequent this mRNA, the reading of the stop codon and further stalling (the molecular timer) will switch protein synthesis off after a number of cycles".

It should be mentioned that Amd1 has oncogenous properties. It has already been demonstrated that its excessive production in a cell may lead to the growth of very aggressive and metastasizing tumors. If we learn to turn on the timer that regulates its synthesis (for example, potentiate the reading of the stop codon) with drugs, this may become a new therapeutic approach. Some medicinal drugs based on the activating of stop codon reading are already being developed, and one of them has been approved in Europe for treating Duchenne's dystrophy.

Дата публикации: 09 февраля 2018 метки:  RSF news
shuliak@rscf.ru

Oxidation Behavior of Crude Oil and SARA Fractions

1 week 1 day ago
 

Rheological and Thermochemical Research Lab is currently engaged in air injection experiments. One of the types of experiments tackles mechanisms of oxidation reactions of aliphatic and aromatic hydrocarbons. During the last several months, the Lab has managed to conduct tests of oxidation of SARA fractions (saturates, aromatics, resins, and asphaltenes). Differential scanning calorimetry, adiabatic calorimetry, and thermogravimetric analysis coupled with Fourier transform infrared spectroscopy have been among the used methods. SAU EcoOil's research is funded by the Russian Science Foundation.

Project leader, Leading Research Associate Yuan Chengdong comments, “The comparison has shown that the oxidation behavior of crude oil and its SARA fractions is very different. We deeply analyzed the difference in oxidation behavior and tried to establish some connections between them.  For example, saturated hydrocarbons oxidize well under low temperatures. And asphaltenes, conversely, emit more heat under higher temperatures. It tells us that the oxidation behavior is directly linked to the ratio of SARA fractions in oil. Knowing this ratio, we can choose optimal ways of oil extraction.”

The results were partly covered in Oxidation Behavior of Light Crude Oil and Its SARA Fractions Characterized by TG and DSC Techniques: Differences and Connections. The next part of the research is to test light, medium and heavy oils through thermogravimetry. Here, apart from oxidation behavior, main stages and products of in-situ combustion reactions have been studied. As it appeared, light and heavy oils greatly differ during early stages of oxidation, but their kinetics become much closer during high-temperature oxidation. The findings have been submitted for publication.

“During the research, we also have a lot of problems, because it is not an easy job. You know that the composition of crude oil is very complex, and the reaction it more complicated. But we are trying to solve all the problems. We are scientists. We are born to solve problems. I hope our research will make some contributions to the successful application of air injection techniques (including high pressure air injection and in-situ combustion) in different types of reservoirs,” continues Yuan.

Another promising direction is study of oxidation of pure hydrocarbons. First takeaways are expected later this year.

Дата публикации: 09 февраля 2018 метки:  RSF news
shuliak@rscf.ru
Checked
2 hours 15 minutes ago
Subscribe to Новости РНФ feed