Сбор новостей

Объявление о проведении в 2018 году РФФИ конкурса на лучшие научные проекты междисциплинарных фундаментальных исследований по теме «Фундаментальные проблемы взаимодействия человека с Интернет-пространством: нейрокогнитивные и нейрокомпьютерные технологии…

1 месяц ago

Клетки надо культивировать! Интервью с Натальей Михайловой, заведующей Центром клеточных технологий Института цитологии РАН

1 месяц ago
 Корреспондент «Чердака» поговорил с Натальей Михайловой о направлениях деятельности открывшегося всего год назад в Санкт-Петербурге Центра клеточных технологий — о культивировании клеток в промышленных масштабах и перспективах развития регенеративной медицины.

[Ch.] Расскажите об основных направлениях работы Центра клеточных технологий.

[НМ]: У нашего центра есть несколько направлений деятельности. Одно из них (и самое главное) — это фундаментальные исследования в области клеточной биологии. На основе фундаментальных знаний создаются клеточные продукты и клеточные технологии, которые будут реализованы в медицинской практике.

Второе — это внедрение разработок и технологий, которые мы создаем в лабораториях, в медицину для лечения заболеваний человека. Еще очень важным направлением является подготовка квалифицированных кадров — мы реализуем его пока только своими силами, обучая студентов в лабораториях, или через стажировки научных сотрудников других организаций. Но ведем с вузами переговоры о создании специализированных образовательных программ, потому что работы по молекулярно-клеточной биологии требуют очень высокой квалификации — и не только теоретической, но и практической направленности. Нельзя пригласить студента и думать, что он сразу начнет работать и получать результаты мирового уровня. У него должна быть базовая подготовка клеточного биолога и умение работать с живыми клетками. Это рутинная работа, но она должна делаться квалифицированно. Вторая часть — работа с медицинскими учреждениями и врачами, чтобы и они понимали, что дают новые технологии, что такое клеточные продукты и как с ними обращаться.

Если говорить о фундаментальных исследованиях, то вся наша работа базируется на культивировании клеток животных и человека. Сейчас в основном мы работаем с клетками человека, поскольку они перспективны и важны для регенеративной медицины в будущем.

Фото: Центр клеточных технологий Института цитологии РАН. Источник: Станислав Любаускас / Chrdk

Клетки надо содержать in vitro, культивировать. Эта процедура начинается с того, чтобы в медицинских организациях забрать образец ткани человека и из него получить линии тканеспецифичных клеток. Ведь мы работаем не просто с любыми клетками, а целенаправленно получаем те, которые будем использовать, скажем, для замещения утраченных тканей конкретных органов в дальнейшем. Клетки все очень разные и требуют разных условий содержания. Поэтому фундаментальная задача состоит в том, чтобы создать типовые клеточные тканеспецифичные модели, оценить их биологические характеристики и на их основе создавать клеточные продукты. На этих моделях также можно тестировать лекарства, предполагая, какие молекулярные механизмы могут быть вовлечены в патологические клеточные процессы. Когда мы говорим о болезнях, то мы должны найти те лекарства, которые будут воздействовать на целевые молекулы внутри клетки, менять механизмы или что-то исправлять. В этом случае важно иметь клеточные модели (они должны быть стандартными и храниться в криобанках), они же будут востребованы фармацевтическим компаниями, которые занимаются разработкой лекарств. В этом смысле очень перспективны модели кардиомиоцитов, которые разрабатываются для моделирования сердечно-сосудистых заболеваний.

У нас в работе сейчас находятся клетки кожи — фибробласты и кератиноциты, эндотелиоциты и стволовые клетки различного происхождения. В организме человека, практически в каждом органе, есть свой запас стволовых клеток, которые дифференцируются и работают на то, чтобы восстанавливать эти органы или бороться с теми неприятностями, которые могут возникать у больного. Поэтому перспективно использовать эти тканеспецифичные стволовые клетки, чтобы размножать их в лаборатории, дифференцировать и потом использовать для лечения пациента, когда его организм не справляется. Кроме того, перспективны для фундаментальных исследований индуцированные плюрипотентные стволовые клетки. Это очень молодые клетки с высоким потенциалом дифференцировки в клетки практически любой ткани.

В институте у нас работает с такими клетками лаборатория под руководством член-корр. РАН Алексея Николаевича Томилина. Наш центр также развивает это направление.

Фото: Центр клеточных технологий Института цитологии РАН. Источник: Станислав Любаускас / Chrdk

[Ch.] Для лечения каких заболеваний ваши клеточные продукты можно использовать? Несколько основных наименований вы можете перечислить?

[НМ]: Да. Основные наши разработки начинались с того, что мы лечили пациентов с поврежденными кожными покровами. Один из наших клеточных продуктов был зарегистрирован в России и использовался в клиниках в течение пяти лет (это «Эквивалент дермальный»). Было спасено и вылечено более 500 пациентов. Этот же продукт мы использовали для лечения трофических язв, преимущественно у пациентов с «диабетической стопой»: наша страна занимает первое место по ампутации конечностей, а эти хронические болезни фактически не вылечиваются. Наш клеточный продукт показал высокую эффективность. Департамент здравоохранения города Москвы сейчас заинтересован в том, чтобы перенести эту технологию в Москву, мы только что подписали трехстороннее соглашение вместе с Эндокринологическим диспансером ДЗМ.

Вторая тема — это офтальмологические заболевания. Сейчас мы работаем над решением проблемы, как восстанавливать роговицу глаза. Используем разные технологии и разрабатываем методики, связанные с использованием индуцированных плюрипотентных стволовых клеток. Совместно с Военно-медицинской академией отрабатываем технологии применения клеточных продуктов на экспериментальных животных.

Фото: Центр клеточных технологий Института цитологии РАН. Источник: Станислав Любаускас / Chrdk

Кроме того, мы контактируем с Институтом фтизиопульмонологии, поскольку у них стоят задачи восстановления тканей органов у туберкулезных больных. Это очень важная проблема для большой популяции людей, больных туберкулезом. Мы уже отработали технологию восстановления тканей мочевого пузыря в экспериментах на моделях-животных, результаты опубликованы в престижных зарубежных журналах. Сейчас проводим работы по восстановлению уретры, они еще более важны, поскольку пока нет эффективных методов лечения.

Также есть проблемы остеозамещения. Мы работаем с восстановлением костной ткани и с тестированием различных материалов (матриц-носителей) и имплантов. Это означает, что надо проверить материал импланта на биосовместимость с теми клетками, которые мы на него сажаем, чтобы затем трансплантировать его и оценить эффективность применения. И здесь очень важны материалы, биодеградация имплантов, степень совмещения с клетками и т.д. Все это требует междисциплинарного подхода: мы должны много знать о клетках, материалах, безопасности применения. В центре у нас работает группа, занимающаяся созданием матриц (или, иначе, скаффолдов), которые мы делаем для тканеинженерных продуктов. Это очень важно при создании технологий тканезамещения.

Фото: Центр клеточных технологий Института цитологии РАН. Источник: Станислав Любаускас / Chrdk

[Ch.] Скаффолд — это основа, на которую наносят клеточные продукты?

[НМ]: Да, скаффолд — это матрица, на которую наносятся клетки. Клетки недостаточно просто «закапать» в организм — их надо нанести на матрицу-носитель, а потом перенести в организм в точку приложения. Скаффолд должен обладать определенными параметрами: быть пригодным для определенного типа клеток, эластичностью, жесткостью. Для этого применяются специальные методы измерения характеристик подобных скаффолдов. Хороший скаффолд позволяет клеткам нормально функционировать.

Сейчас, например, мы работаем совместно с Люксембургским центром биомедицины, который заказал нам разработать скаффолды определенных параметров для нейронов. Мы успешно работаем и в этом направлении, проводим поиск оптимальных вариантов.

Клетки недостаточно просто «закапать» в организм — их надо нанести на матрицу-носитель, а потом перенести в организм в точку приложения.

[Ch.] А какие из препаратов уже внедрены в клинику?

[НМ]: Один из препаратов, о котором я коротко сказала, у нас внедрен в клинику — это «Эквивалент дермальный». Он известен и прессе, поскольку был разрешен к применению Минздравом Российской Федерации, потом был период, когда разрешение закончилось, но еще не было правил и регламентирующих установок для его перерегистрации (у него был ограниченный, пятилетний, срок регистрации).

Сейчас новый закон о биомедицинских клеточных продуктах предписывает нам заново провести доклинические и клинические исследования. Очень длинный путь. После этого, получив тот же продукт уже в условиях GMP, чего требует ФЗ-180, можно будет передать в «клинику». Сейчас мы можем использовать этот продукт в очень ограниченных случаях, когда речь идет о жизнесбережении пациентов. Тогда этические комитеты медицинских учреждений могут принимать такие решения. Но для широкой практики пока не можем. Нам понадобится найти финансирование на прохождение всего пути регистрации продукта сначала. Это займет как минимум пару лет, в этот период мы не сможем лечить пациентов, хотя запросы от медиков к нам поступают все чаще, да и средства найти не просто.

[Ch.] Вы можете чуть подробнее рассказать о препарате? Как он действует? Как его получают? Каких больных он может спасать?

[НМ]: Дермальный эквивалент — это аналог кожного слоя, дермы. В нем присутствуют фибробласты человека, а в качестве скаффолда используется коллаген 1-го типа. Это один из базовых белков дермы, ответственный за прочность кожи. В коже человека фибробласты не могут нормально жить без коллагена. Посадив фибробласты на коллаген в соответствующих условиях, мы получаем скаффолд с внедренными клетками. Этот дермальный эквивалент пересаживается на поврежденные участки кожи ожоговых больных или людей с трофическими язвами. Белок скаффолда создает условия для того, чтобы клетки продукта жили и нормально функционировали, синтезировали в рану и другие белковые компоненты, которые стимулируют собственные клетки пациента, чтобы они тоже начинали работать. На ожоговой ране для клеток нет условий к тому, чтобы они чувствовали себя там жизнеспособными, а клеточный продукт стимулирует и ускоряет процессы заживления. Для спасения ожоговых больных скорость заживления ран — критичный показатель.

Мы работаем с ожоговым центром НИИ скорой помощи Джанелидзе в Санкт-Петербурге, Госпиталем ветеранов войн, в котором провели очень серьезные исследования по лечению трофических язв. Показана очень высокая эффективность препарата. Такой жизнесберегающий продукт очень необходим стране. Мы надеемся, что Министерство здравоохранения и Росздравнадзор помогут нам зарегистрировать этот продукт в более «облегченном» варианте и пройти все процедуры.

Фото: Центр клеточных технологий Института цитологии РАН. Источник: Станислав Любаускас / Chrdk

[Ch.] А сам процесс производства какой? Условно говоря, у вас же есть технология, но нет промышленной возможности для промышленного производства?

[НМ]: У нас есть технология, а теперь у нас есть и промышленная возможность, поскольку в центре организовано опытное производство по стандарту GMP. По условиям нового 180-ФЗ, в медицинские учреждения можно передавать только те продукты, которые получены в условиях GMP, в чистых помещениях.

Центр оснащен автоматизированной системой культивирования клеток. Нам теперь не надо нарабатывать огромные объемы дермальных фибробластов для приготовления продукта вручную. Мы всегда это делали вручную и в очень больших объемах, если была такая необходимость, например для пациентов с обширными ожогами. Теперь мы можем получать клетки в автоматическом режиме, замораживать и хранить их в ампулах — создавать резерв клеточного продукта на случай больших пожаров и техногенных катастроф, которые, к сожалению, происходят в нашей стране.

[Ch.] Как вы осуществляете взаимодействие с медвузами? Берете аспирантов?

[НМ]: Центр, как новая инфраструктура, организован Институтом только в 2017 году, в «штатном» размере он не такой уж большой, но имеет потребности в расширении, поскольку задач много и они трудоемкие. Мы заинтересованы в привлечении и подготовке специалистов. В данный момент у нас работает 12 студентов из пяти вузов Санкт-Петербурга. В этом тоже отражается наша специфика, потому что у нас есть студенты из Санкт-Петербургского университета (с биологического факультета), из Политехнического университета (там есть факультет медицинской физики). У нас есть ординатор из Первого медицинского университета им. Павлова и студенты из Химфармакадемии Петербурга. Они интересуются белками, клеточными моделями, скаффолдами. Востребованность большая. Вузы хотят взаимодействовать с нами по программам подготовки студентов именно для реализации таких направлений.

Фото: Центр клеточных технологий Института цитологии РАН. Источник: Станислав Любаускас / Chrdk

И вот когда нам удастся создать цепочку: вуз — подготовка студентов — научная организация и подготовка медицинских работников, — вот тогда мы можем считать, что вышли на новый уровень разработки и применения клеточных технологий в стране. Если сравнивать, например, западные страны и Россию, то Россия очень отстает по внедрению клеточных технологий. Не потому, что здесь научная мысль работает хуже. Мысли работают одинаково. Но в западных странах уже давно создана система и созданы регламенты, давно работают автоматизированные системы культивирования клеток. Они делают клеточные стандартные продукты и тестируют на них все косметические средства, чтобы оценить их безопасность и эффективность. У них не может косметическое средство выйти на рынок, если оно не прошло аттестацию на клетках кожи, например. А мы долгое время жили так, когда было непонятно, как надо делать, как можно выйти в медицину и принести в нее наши разработки. А все потому, что ученые занимались не свойственными им функциями — ученые должны делать научные разработки, а специалисты по внедрению должны их внедрять. Должно быть разделение функций. Это тоже тормозило внедрение технологий в нашей стране. Сейчас ситуация меняется к лучшему.

[Ch.] Вы не могли бы обозначить какие-то тренды в регенеративной медицине в целом? Как эта отрасль развивается в России? Чего ждать?

[НМ]: Да, регенеративная медицина бурно развивается. Символично, что сейчас у нас в стране организован и проходит конгресс по регенеративной медицине. Благодаря этому мы начали лучше понимать, что происходит у нас в стране. Да, конечно, мы читаем статьи, следим за публикациями. Но целостной картины не было. Теперь мы видим, что очень много организаций этим занимается. Одно направление — анализ так называемого «секретома» клеток: молекул, белков, всего того, что выделяет клетка, — является предметом пристального изучения. Второе — это создание клеточных продуктов. Они создаются многими организациями и направлены практически на лечение всех болезней и органов, ткани которых требуют какой-то коррекции. Большая проблема с легкими и ожогами гортани — это проблемы, которые до сих пор не решены. Мне самой интересны клеточные проблемы, связанные с патологиями, такими как системная склеродермия, например. Это заболевание, которое связано с нарушениями работы клеток кожи (близкая к нам тематика). Ученые еще не нашли механизмов, объясняющих, как их можно лечить. Много работают с нервными клетками. В стране утверждена специальная программа Neuronet, которая работает с болезнью Альцгеймера, Паркинсона. Исследования проводятся на стволовых клетках и клеточных моделях, полученных от больных и здоровых пациентов.

Хочу отметить, что над чем надо серьезно работать — это над безопасностью применения клеток. Мы в центре тоже занимаемся проблемой безопасности, потому что пересаживание продуктов с клетками, которые были in vitro, несет определенные риски. Перед тем как выходить в клинику, надо понимать, безопасно ли это, какие здесь могут быть осложнения, какие методы борьбы с ними. Это должны понимать и разработчики, и медицинские работники.

Фото: Центр клеточных технологий Института цитологии РАН. Источник: Станислав Любаускас / Chrdk

[Ch.] У вас много крупных заказов от медицинского бизнеса?

[НМ]: У нас есть много заказов от медицинских учреждений, но даже есть и такие практические, как протестировать качество перевязочного материала или глазных капель, — для медиков это сопряженные с лечением проблемы. А также есть заказы от известных фармкомпаний на тестирование лекарств на определенных клеточных моделях. Это одно из важных направлений деятельности центра. Мы проводим большую и кропотливую работу для проведения тестирований по стандарту GLP (да, такое вот требование времени). Необходима строгая отчетность, соблюдение стандартных методов исследования, использование соответствующего оборудования и материалов, а главное — соблюдать все эти правила.

Ведь ученые — люди творческие, а при выполнении стандартов творчество вообще-то противопоказано: нужно точно следовать протоколам. То есть надо готовить специалистов с «новым» стилем мышления, менталитета, если хотите. Нам приходится прививать и такой стиль работы.

Заказы от бизнеса, с одной стороны, стимулируют нас делать новые клеточные модели для тестирований, глубже вникать в механизмы функционирования патологических клеток. С другой стороны, мы получаем финансирование на проведение этих исследований (в частности, от Российского научного фонда. — прим.ред.), что позволяет как повышать уровень научных исследований, так и развивать подходы для лечения заболеваний. Мы стараемся держать высокий стандарт качества проводимых исследований для реализации таких проектов и открыты для сотрудничества с заинтересованными компаниями.

Фото: Центр клеточных технологий Института цитологии РАН. Источник: Станислав Любаускас / Chrdk

Редакция благодарит за помощь в создании материала Российский научный фонд.

Дата публикации: 10 июля 2018 метки:  СМИ о Фонде и грантополучателях
maria

Гранты РНФ позволят изучить плодородие Арктики и обезопасить аэропорты

1 месяц ago
 

Российский научный фонд поддержал 12 проектов молодых ученых ТГУ. На реализацию их идей РНФ выделил более 80 миллионов рублей. Финансирование будет направлено в рамках грантовых президентских программ «Проведение инициативных исследований молодыми учеными» и «Проведение исследований научными группами под руководством молодых ученых».

Проект научного сотрудника лаборатории «Методы, системы и технологии безопасности» СФТИ ТГУ Раиля Сатарова предполагает разработку малогабаритной системы обнаружения движущихся объектов за различными преградами.

Как поясняет Раиль Сатаров в аннотации к своему проекту, хотя рентгеновское излучение имеет высокое разрешение и хорошую проникающую способность, из-за вредности для живых организмов его применение в системах поиска и обнаружения людей невозможно. Наиболее предпочтительными являются радиоволновые методы томографии. Результаты работы найдут применение в арсеналах специальных служб ФСБ, МВД и МЧС, в системах безопасности в аэропортах и других общественных местах. 

В числе проектов от ТГУ, победивших в грантовой программе, – биогеохимическое изучение феномена высокой биологической продуктивности растительности в условиях Субарктики. Его результаты могут стать основой для создания агротехнологий в арктической зоне Российской Федерации.

Задача сотрудников Биологического института ТГУ – доказать, что малое количество растительности в Арктике обусловлено не только неблагоприятным климатом. Исследователи уже выяснили, что в еще более суровых условиях ледникового периода позднего плейстоцена на той же широте изобиловали плодородные почвы, а растительной пищи хватало даже для того, чтобы ею могли прокормиться крупные представители мамонтовой фауны. Ученые уже несколько лет говорят о явном дисбалансе между климатическим потенциалом и реальной продуктивностью растительности в арктической зоне и о том, что средопреобразующий потенциал северных экосистем сильно недооценен. Однако науке пока неизвестны основные причины «арктического феномена».

– Наша гипотеза заключается в том, что проблема – в состоянии почв и наличии в них питательных веществ. Нужно вычислить, каких именно веществ недостает растениям и почему благоприятные экосистемы со временем превращаются в бедные, – рассказывает руководитель исследовательской группы, старший научный сотрудник лаборатории биогеохимических и дистанционных методов мониторинга окружающей среды БИ ТГУ Сергей Лойко. – Если окажется, что дело в вымывании макро- и микроэлементов из почвы, можно будет запустить их круговорот при помощи биотехнологий.

Проверяться эта гипотеза будет на территории Ямало-Ненецкого автономного округа. 

В числе тех, кто получит гранты Российского научного фонда, – доцент кафедры библиотечно-информационной деятельности Института искусств и культуры Кристина Кузоро. Суть ее проекта заключается в анализе церковной исторической науки.

Как отмечает автор исследования, эта неотъемлемая и уникальная составляющая часть исторического знания, науки и культуры дореволюционной России незаслуженно оставалась долгое время в тени. Особое внимание Кристина намерена уделить изучению корпоративной культуры духовных учебных заведений. Осмысление этих вопросов позволит повысить качество и престижность духовного образования и церковно-исторической научной деятельности, а также встроить знания, полученные русскими духовными просветителями в XIX – первой четверти ХХ в.в., в современную систему российского образования и науки. 

Дата публикации: 10 июля 2018 метки:  СМИ о Фонде и грантополучателях
maria

Сибирские ученые усиливают интенсивность сигнала МРТ

1 месяц ago
  Метод магнитно-резонансной томографии считается довольно точным и повсеместно используется в медицине, но всё же у него есть существенные ограничения по чувствительности. Получаемый сигнал реально усилить в десятки тысяч раз, что позволит наблюдать недоступные ранее процессы. Подобные способы уже применяются в медицине, но стоят очень дорого — удешевить процедуру пытаются ученые Международного томографического центра СО РАН.

МРТ основано на принципе ядерного магнитного резонанса (ЯМР). Дело в том, что организм человека больше чем на половину состоит из воды и, как следствие, из водорода. Атом водорода содержит протон, который имеет магнитный момент (спин) и меняет свою пространственную ориентацию в том числе при внешних радиочастотных импульсах. Иными словами, при воздействии на исследуемую область электромагнитным излучением часть протонов меняет свой магнитный момент на противоположный, а потом возвращается в исходное положение. В это время система сбора данных ЯМР томографа регистрирует положение в пространстве и изменение состояния спинов атомов водорода.

«К сожалению, только 1 из 10 000 спинов ориентирован таким образом, чтобы давать регистрируемый сигнал ЯМР. Остальные же попросту бездействуют, поэтому мы пытаемся использовать поляризацию параводорода — одного из спиновых изомеров молекулы водорода. Сам по себе параводород не дает сигнала ЯМР — это происходит только при его ведении в реакцию, то есть когда нарушается магнитная эквивалентность атомов водорода. Поместив такую поляризованную систему в организм перед диагностикой, можно добиться повышения интенсивности сигнала МРТ», — рассказывает старший научный сотрудник МТЦ СО РАН кандидат химических наук Кирилл Викторович Ковтунов.

Для поляризации ученые изначально применяли гомогенные системы — когда катализатор и реагирующие вещества (субстрат и параводород) находятся в одной (жидкой) фазе. В качестве гомогенного катализатора специалисты используют комплекс металла, на котором и активируется параводород. Однако проблема системы состоит в том, что отделить гомогенный катализатор от поляризованного продукта практически невозможно, а «отправить» фазу в организм в «чистом» виде нельзя: металл зачастую токсичен для человека.

Тогда сибирские ученые применили гетерогенные каталитические системы, где катализатор и поляризуемый субстрат (биомолекула) находятся в разных фазах, а значит, их несложно отделить друг от друга. В итоге специалисты МТЦ СО РАН впервые в мировой практике смогли использовать нанесенные металлические катализаторы для получения гиперполяризованных веществ с помощью гетерогенного гидрирования (то есть присоединения) параводородом.

«Следующим этапом является перенос или получение поляризации на биологически активных молекулах за счет использования параводорода и подходящих методик: биомолекулы как раз можно будет «увидеть» с помощью МРТ. Это существенно расширит не только применимость метода, но и позволит получить новую фундаментальную информацию о процессах, проходящих в живом организме. К биомолекулам относятся биологически «приемлемые» вещества, уже имеющиеся в организме: метронидазол, никотинамид, этанол и т.д. При естественных содержаниях мы никогда их не увидим — не хватает чувствительности метода. Так что в конечном итоге наша задача — создать контрастные вещества нового поколения», — добавляет Кирилл Ковтунов.

Подобная разработка может использоваться и при МРТ легких: они содержат мало жидкости, а значит, и «сигнализирующих» протонов. Для такого МРТ ученые по всему миру пытаются поляризовать благородные газы — гелий, ксенон — с помощью метода оптической накачки (он заключается в спиновом обмене между благородными газами и рубидием, поляризованным за счет лазерного излучения). Правда, это очень дорого: получение одного литра поляризованного ксенона стоит порядка 200 долларов, гелия — 3 000. Сибирские ученые считают, что технология может работать и на основе дешевого параводорода.

«Для этого можно взять газ пропилен, добавить к нему параводород и гетерогенный катализатор, а на выходе получить пропан — это обычная реакция гидрирования. Поляризованный пропан — газ, который позволяет визуализировать методом МРТ любые свободные пространства, включая легкие. Надеюсь, относительно скоро мы выйдем на клинические приложения и заменим дорогой метод оптической накачки нашим», — заключает исследователь.

Данные исследования поддержаны грантом РНФ 17-73-20030 «Повышение чувствительности и расширение применимости медицинской МРТ за счет использования поляризованных биомолекул».

Дата публикации: 10 июля 2018 метки:  СМИ о Фонде и грантополучателях
maria

Проект КФУ по улучшению работы программ получил грант РНФ

1 месяц ago
 Доцент кафедры алгебры и функционального анализа Таврической академии Крымского федерального университета Федор Стонякин стал победителем грантового конкурса для молодых ученых Российского научного фонда, сообщает пресс-служба КФУ.

Грант выделен на проект создания адаптивных методов для численного решения задач оптимизации и ускорения работы соответствующих программ. Результаты проекта могут быть интересными для решения задач с большим числом переменных, например, при построении транспортных сетей.

"Направления гранта – негладкий анализ и негладкая оптимизация. У нас возникла идея состыковать проблемы решения некоторых классов математических задач. Данная работа лежит в области фундаментальной науки", – приводит пресс-служба КФУ слова Стонякина.

Миссия РНФ — выявление наиболее перспективных научных проектов, наиболее эффективных и результативных ученых, способных сплотить коллектив единомышленников, воспитать молодое поколение российских исследователей, выполняющих исследования на самом высоком мировом уровне.

"Проект КФУ направлен на реализацию Стратегии научно-технологического развития Российской Федерации. Он будет способствовать созданию систем обработки больших объемов данных, развитию машинного обучения и переходу к цифровым технологиям", — пояснили в пресс-службе.

В ходе работы молодому ученому предстоит наладить взаимодействие с крупнейшими научными центрами и вузами страны, чтобы интегрировать результаты проекта в российское и мировое научное пространство.
 

Дата публикации: 10 июля 2018 метки:  СМИ о Фонде и грантополучателях
maria

Человеческая плацента производит провоцирующие воспаление вещества

1 месяц ago
 Сотрудники Первого Санкт-Петербургского государственного медицинского университета им. академика И.П. Павлова и Научно-исследовательского института акушерства, гинекологии и репродуктологии имени Д.О. Отта изучили, какие клетки плаценты человека выделяют соединения из класса интерлейкинов-17 (они же цитокины-17). Ученые пришли к выводу, что эту функцию выполняют плацентарные макрофаги. Судя по тому, как и когда происходит выделение интерлейкинов-17 макрофагами плаценты, можно предположить, что они играют роль не только в иммунных процессах, но и в развитии «детского места». Результаты исследования можно прочесть в статье, опубликованной American Journal of Reproductive Immunology. Работа поддержана грантом РНФ.

В исследовании использовали ткани плацент двух возрастов — 9−12 недель (получены в результате добровольного прерывания беременности) и 38−41 недели (получены в результате обычных родов или кесарева сечения без предшествующих ему схваток). Плаценты детей, чьи матери во время беременности испытали преэклампсию, обострение хронического заболевания, инфекцию или другие проблемы со здоровьем, не брали, как и плаценты плодов с выявленными генетическими аномалиями. Из использованных образцов выделили макрофаги — клетки иммунной системы, поглощающие чужеродные объекты и вырабатывающие ряд сигнальных веществ, в том числе интерлейкины-17. Макрофаги высадили на питательную среду и добавили к окружающему их раствору антитела, которые начинали флуоресцировать (светиться), если соединялись с интерлейкинами-17. Интенсивность флуоресценции оценивали методом проточной цитометрии: с ее помощью исследователи узнали, какие именно интерлейкины-17 выделяются и в каких количествах. Таким же способом определили, рецепторы к каким цитокинам присутствуют на поверхности плацентарных макрофагов.

Выяснилось, что и в первом триместре на сроке 9−12 недель, и непосредственно перед родами плацентарные макрофаги образуют интерлейкины-17 по крайней мере двух разновидностей: IL-17A и IL-17 °F. Однако не вполне понятно, как регулируется выработка этих веществ, так как на самих плацентарных макрофагах практически нет рецепторов к интерлейкинам-17. Если бы они были, тогда, скорее всего, высокая концентрация IL-17 активировала бы их и тем самым «отключала» свое собственное увеличение. Тем не менее количество рецепторов к интерлейкинам-17 может быть небольшим в целях защиты. В экспериментах на культурах иммунных клеток ранее было показано, что IL-17 активируют макрофаги и провоцируют воспалительные реакции. Если этот процесс запустится в плаценте, ребенку может грозить гибель. Поэтому, скорее всего, интерлейкины-17 у беременных практически не принимают участия в иммунных процессах.

Предыдущие исследования показали, что уровень интерлейкинов-17 в крови беременных и не беременных женщин статистически не отличается, а его повышение может привести к преждевременным родам. Но, как показало новое исследование, концентрация IL-17A и IL-17 °F все же меняется в зависимости от срока вынашивания. В первом триместре она значимо выше, а к моменту родов снижается практически до величин, свойственных не беременным женщинам. Авторы статьи предполагают, что в начале беременности эти интерлейкины способствуют миграции клеток эндотелия сосудов. Поскольку последние выделяют стимуляторы роста кровеносных сосудов (проангиогенные факторы), можно сказать, что интерлейкины-17 в первом семестре беременности регулируют появление новых кровеносных сосудов в плаценте.

Еще одна гипотеза о роли IL-17, выделяемых плацентарными макрофагами, — «обучение» иммунных клеток организма матери. По сосудам пуповины IL-17A и IL-17 °F могут попадать в основной кровоток беременной и там встречаться с макрофагами и другими типами клеток, несущими на себе достаточное количество рецепторов к интерлейкинам-17. В результате материнская иммунная система получает возможность лучше справляться с атакующими ее патогенами и эффективнее защищать и женщину, и ее будущего ребенка.

Дата публикации: 10 июля 2018 метки:  СМИ о Фонде и грантополучателях
maria

92-е заседание Управляющего Совета Международного института прикладного системного анализа (International Institute for Applied Systems Analysis - IIASА (ИИАСА)

1 месяц ago

25-26 июня 2018 в г. Баден, Австрия состоялось 92-е заседание Управляющего Совета Международного института прикладного системного анализа (International Institute for Applied Systems Analysis - IIASА (ИИАСА), который был создан в 1972 году по инициативе СССР и США в качестве площадки для внеидеологического взаимодействия между Востоком и Западом.

Госдума приняла закон о расширении полномочий РАН

1 месяц ago

-


Согласно документу, РАН будет прогнозировать основные направления научного развития страны и руководить научной деятельностью в вузах

МОСКВА, 10 июля. /ТАСС/. Госдума на заседании во вторник приняла в третьем, заключительном чтении законопроект, расширяющий и уточняющий направления и цели деятельности, основные задачи и полномочия Российской академии наук (РАН).

Академик Адрианов: «Мы даже не понимаем степени изученности наших близлежащих дальневосточных морей!»

1 месяц ago

-

Большой разговор с биологом Андреем Адриановым об изучении океана, конкуренции за морские ресурсы и о том, зачем нужны ученые

Далее по ссылке:

https://chrdk.ru/sci/adrianov-interview

Установлено время появления в Америке первых собак

1 месяц ago
 Современные собаки попали в Америку не с первыми жителями континента, а гораздо позже — с эскимосами и, затем, с европейцами. Ближайшим родственником древней, ныне не существующей популяции американских собак оказались охотничьи и ездовые животные, жившие в восточной российской Арктике. Об этих результатах международной группы археологов, в составе которой были и российские ученые, рассказывает статья в Science. Исследование поддержано грантом Российского научного фонда (РНФ).

«Исследования, связанные с археологическими находками собак, в последние 20 лет чрезвычайно популярны, что можно связывать, с одной стороны, с увеличением объема коллекций, с другой – с появлением новых технологий и усовершенствованием прежних инструментов. Генетические исследования предполагают очень серьезный математический аппарат, с помощью которого и формируются выводы. Мы можем сопоставлять данные о собаках с данными о человеке. Присутствие генетических линий собак, происходящих с той или иной территории, однозначно указывает о направлении контактов людских популяций, в том числе их миграциях, что особенно интересно в приложении к собакам Американского суперконтинента, в отношении которого существует до сих пор нерешенная проблема о времени и путях его заселения человеком», — рассказал один из авторов исследования, старший научный сотрудник отдела палеолита ИИМК РАН Владимир Питулько.

Собаки привлекают интерес многих исследователей, в частности, генетиков и археологов. Одним эти животные представляют уникальный материал для изучения эволюционных процессов, так как новые породы образуются очень быстро (так, все существующие сейчас породы собак сформировались за последние 300 лет). Другим они дают возможность делать выводы о культуре древних людей. В новом исследовании генетики и археологи объединили свои усилия и сопоставили генетические данные об археологических останках собак с траекториями передвижения древних людей. В результате ученые уточнили данные о том, когда в Америке появился первый человек, и откуда он «привел» за собой первую собаку. Археологической основой исследования стали, в том числе, результаты работы ученых из Института истории материальной культуры (ИИМК) РАН.

Российские археологи проводили исследования о происхождении и времени одомашнивания собак на основе находок на Жоховской стоянке. Она находится на острове Жохова в Северном Ледовитом океане, где около 9000 лет назад жили люди. Результаты работы исследователей оказались полезны и для изучения вопросов, связанных с американскими популяциями собак. Генетический анализ находок российских археологов показал, что у так называемых преконтактных собак (неодомашненных «аборигенов» американского континента, генетически скорее волков, а не собак) был общий предок, живший около 14600 лет назад, у которого, в свою очередь, был общий предок с жоховскими собаками примерно на 1000 лет раньше, то есть около 15600 лет назад.

«С археологической точки зрения этот факт подтверждает возраст и основные черты процесса заселения человеком Нового Света, во всяком случае общепринятый или наиболее распространенный взгляд на проблему. Первые собаки появились в Новом Свете на 6000 лет позже первого появления человека. Эта хронология совместима как с археологическими данными, так и с оценкой генетического расхождения преконтактных собак и предполагает, что собаки были завезены в Америку несколькими тысячами лет позже первых людей. У первопоселенцев собак просто не было, они пришли со следующей волной», — добавил ученый.

Первоначально в Америку попала популяция диких собак, генетически более близких к волкам, и затем она расселилась по всему континенту. После разрушения Берингийского сухопутного моста, соединяющего Старый и Новый Свет, животные остались в изоляции на 9000 лет. Около 1000 лет назад охотники древней эскимосской культуры Туле доставили на континент первых одомашненных собак. Начиная с XV века европейцы привозили новых собак, которые практически полностью заменили исходных местных животных. Наконец, сибирские лайки-хаски были завезены в Американскую Арктику в годы золотой лихорадки. В результате современные американские собаки практически все происходят от различных молодых евразийских пород, а их древний геном оказался утрачен.

 

Дата публикации: 09 июля 2018 метки:  СМИ о Фонде и грантополучателях
maria

В МИФИ ищут новые подходы к созданию батарейки, работающей 100 лет

1 месяц ago
 Специалисты Национального исследовательского ядерного университета "МИФИ" (НИЯУ МИФИ) разрабатывают радиоизотопные источники питания на основе бета-вольтаических источников питания с использованием нанокластерных пленок радиоизотопа никель-63. Это поможет создать безопасные ядерные батареи со сроком службы 100 лет для кардиостимуляторов, миниатюрных датчиков сахара или артериального давления, систем телеметрии удаленных объектов, микро-роботов, а также устройств длительной автономной работы, рассказали РИА Новости в пресс-службе вуза. Результаты исследования опубликованы в журнале Applied Physics Letters. Проблема миниатюризации

Исследования свойств наноразмерных объектов сегодня вызывают повышенный интерес у специалистов из-за тенденции к миниатюризации технических устройств, особенно в области наноэлектроники. Современные достижения в сфере создания микро- и нано-электромеханических систем (МЭМС и НЭМС), объединяющих в одном устройстве наноэлектронику и механические элементы, такие как приводы, насосы или двигатели, могут быть перспективными для создания микроскопических физических, биологических или химических датчиков.

Однако массовому внедрению подобных устройств мешает отсутствие миниатюрных источников питания для энергообеспечения микроэлектромеханических и наноэлектромеханических систем. Сегодня ученые активно исследуют возможность миниатюризации привычных литий-ионных батарей, солнечных батарей, топливных ячеек и всевозможных типов конденсаторов. Однако размеры подобных источников питания пока слишком велики для создания действительно микро- и наноразмерных систем.

Другой подход к проблеме обеспечения питания современных и перспективных МЭМС и НЭМС связан с применением радиоизотопных батарей. Радиоизотопные, они же ядерные, они же атомные батареи – это источники тока, в которых энергия радиоактивного распада метастабильных элементов – атомных ядер – преобразуется в электричество. Они характеризуются большой плотностью энергии на единицу массы и объема. Период стабильного энерговыделения варьируется в широких пределах подбором нуклида. Радиоизотопные батареи могут долго и стабильно работать, их не нужно обслуживать, они бесшумны.

Уникальные свойства никеля-63

Сегодня одним из самых коротких путей превращения энергии ядерного распада в электрическую считается термоэлектрическое преобразование. Однако ученые активно исследуют и бета-вольтаические источники питания, которые представляют большой интерес для практического применения. Дело в том, что при использовании в миниатюрном источнике питания радиоизотопа, излучающего мягкое β-излучение, можно легко создать систему физической защиты пользователя и окружающих объектов от радиации. Поэтому такие источники считаются перспективными для гражданского применения.

Ученые НИЯУ МИФИ исследовали электрофизические свойств нанокластерной пленки никеля и подобрали оптимальные параметры эксперимента для создания эффективного преобразователя энергии бета-распада никеля-63 в электричество. Радиоизотоп никель-63 — один из наиболее перспективных радионуклидов в бета-вольтаике. Этот мягкий бета-излучатель с продолжительным периодом полураспада – 100,1 лет. Поэтому никель-63 — уникальный элемент, который подходит для продолжительного питания систем, не требующих высоких энергетических затрат.

С точки зрения материала, никель также достаточно хороший металл – пластичный, относительно инертный, легко обрабатывается; при работе с ним не нужен контейнер для транспортировки и хранения.

По словам ученых, повышение эффективности существующих преобразователей энергии бета-распада никеля-63  в электричество, а также поиск альтернативных физических систем — крайне перспективные задачи современной науки.

Новые подходы ученых НИЯУ МИФИ

Исследователи создали оригинальную физическую систему, позволяющую провести эффективную генерацию вторичных электронов непосредственно внутри наноструктурированных пленок никеля и значительно увеличить токовый сигнал, вызванный каскадом многократных неупругих соударений β–частиц, сообщил доцент кафедры физико-технических проблем метрологии Института лазерных и плазменных технологий НИЯУ МИФИ Петр Борисюк.

"Эта система относительно простая с точки зрения экспериментальной реализации и представляет собой ансамбль плотноупакованных нанокластеров никеля с градиентным распределением наночастиц по размеру, осажденных на поверхности широкозонного диэлектрика – оксида кремния", –  рассказал он РИА Новости.

В ходе исследования ученые пришли к выводу, что формирование нанокластерных пленок никеля-63 с градиентным распределением наночастиц по размерам открывает уникальную возможность совместить сразу два важных процесса. Во-первых, можно формировать покрытия с фиксированной разностью потенциалов, которая определяется разницей размеров наночастиц в выделенном направлении. Во-вторых, можно осуществлять преобразование энергии бета-распада никеля-63 в ток электронов без использования дополнительных сложных для реализации полупроводниковых систем.

Полученные учеными результаты подтверждают, что формируемые градиентные нанокластерные пленки никеля обладают уникальными свойствами. Область применения радиоизотопных источников с термоэлектрическим преобразованием практически безгранична. Она простирается от ядерных батарей сверхмалых размеров для питания микро- и наноэлектромеханических систем до кардиостимуляторов, миниатюрных датчиков сахара или артериального давления, систем телеметрии удаленных от инфраструктуры объектов, микро-роботов различной специализации и назначения, а также устройств для длительной автономной работы в дальнем космосе, на больших глубинах и в районах Крайнего Севера.

Исследование ученых НИЯУ МИФИ проводилось в рамках гранта Российского Научного Фонда.

Дата публикации: 09 июля 2018 метки:  СМИ о Фонде и грантополучателях
maria

Известия: Молодые ученые получат более 2,2 млрд рублей

1 месяц ago
 

816 молодых ученых со всей России в этом году стали победителями конкурсов Президентской программы исследовательских проектов. Ее проводит Российский научный фонд. Теперь в течение двух лет 503 человека будут ежегодно получать на реализацию научных проектов по 1,5–2 млн рублей. 313 лидерам молодежных научных групп в течение трех лет будут выделять по 3–5 млн рублей. Исследования должны внести существенный вклад в развитие науки. Общая сумма, выделенная на все проекты в 2018 году, составила более 2,2 млрд рублей. 

Как сообщили «Известиям» в Российском научном фонде (РНФ), для того, чтобы подать заявку на грант в рамках конкурса «Проведение инициативных исследований молодыми учеными», претендент должен был быть не старше 33 лет, но при этом уже защитившим кандидатскую диссертацию. Если ученый хотел переехать и проводить исследования в другом городе, сумма гранта увеличивалась на полмиллиона – с 1,5 млн до 2 млн рублей. Но только 17 из более чем 1,5 тыс. заявителей воспользовались этой возможностью.

Во втором конкурсе — «Проведение исследований научными группами под руководством молодых ученых» — приняли участие 1,2 тыс. кандидатов и докторов наук в возрасте до 35 лет, из них 313 получили поддержку. Это ежегодное финансирование в рамках 3–5 млн рублей. Через три года у исследователей будет возможность вновь поучаствовать в специальном конкурсе на продление проектов и получить финансирование РНФ еще на два года. Для того чтобы получить эти средства, молодые исследователи должны не только предложить интересную идею, но и собрать вокруг себя молодежную научную группу, выступив в качестве руководителей.

— Объем финансирования и длительность проектов позволяют строить амбициозные планы, — сообщил «Известиям» Юрий Стебунов, победитель конкурса руководителей научных групп, сотрудник Московского физико-технического института. — Например, наш проект нацелен на разработку ультратонких многофункциональных материалов нового типа — метаповерхностей на основе гибридных графено-металлических наноструктур. Они нужны для создания высокочувствительных химических и биологических сенсоров, а также нейроимплантов, нейропротезов и нейрочипов.

Как пояснил ученый, гибридные метаповерхности на основе графена позволят эффективно контролировать и стимулировать нейроны одновременно, как с помощью оптических, так и электрических сигналов. Такие совместимые с организмом человека наноинтерфейсы станут основой для соединения мозга с компьютерными системами, как для управления роботизированными системами, так и взаимодействия с системами машинного обучения и искусственного интеллекта.

В РНФ отметили, что в целом по сравнению с прошлым годом количество поддержанных ими проектов увеличилось. Сами молодые ученые говорят, что для них это весьма привлекательная возможность осуществить задуманное и провести исследование самостоятельно, порой впервые возглавив научный коллектив.

— Это будет мой первый грант в качестве руководителя проекта. Для меня это уникальный шанс для роста и в научном, и в карьерном плане: первый шаг во «взрослый» научный мир после защиты кандидатской диссертации, – рассказала «Известиям» победитель президентской программы в конкурсе инициативных проектов, сотрудник Института биоорганической химии им. М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН Зинаида Осипова. Ее проект посвящен исследованию люминесценции, то есть свечения грибов. Это свойство может помочь при создании лекарств: по свечению можно будет понять, как действующее вещество распределяется по организму. 

— Свечение грибов происходит за счет окисления молекулы люциферина на воздухе при катализе белком люциферазой. Эта реакция, как и другие аналогичные реакции люминесценции светлячков и морских организмов, может быть использована в биомедицинских исследованиях для разработки новых аналитических тест-систем, поиска лекарственных кандидатов и изучения важных процессов при исследовании различных заболеваний, — пояснила Зинаида Осипова.

Однако не всем ученым удается получить гранты после первой поданной заявки.

— Мне впервые удалось выиграть в конкурсе проектов РНФ. Мой проект получил поддержку с третьей попытки, — рассказала «Известиям» победитель конкурса инициативных проектов президентской программы, сотрудник Института цитологии и генетики Сибирского отделения РАН Оюна Кожевникова.
Она изучает, как аутофагия — процесс доставки частей клеток на утилизацию — влияет на развитие неизлечимой болезни глаз — возрастной макулярной дегенерации. Много пожилых людей теряет зрение именно в результате этой болезни. 

— Нарушение процесса аутофагии приводит к накоплению поврежденных органелл и неработающих или токсических белков. Механизмы нарушения в сетчатке с возрастом и их вклад в развитие и прогрессию заболевания остаются слабо изученными. Имеющиеся результаты получены в основном на культурах клеток и противоречат друг другу. Мы полагаем, что на основании экспериментальных данных будет получена принципиально новая информация о вкладе аутофагии в развитие болезни, что позволит выявить возможные молекулярно-генетические мишени для поиска новых средств ее лечения и профилактики, — уточнила Оюна Кожевникова.

В основном проекты-победители связаны с физическими, химическими и инженерными науками. Исследований в области биологии, наук о Земле, гуманитарных, социальных, математических и сельскохозяйственных — меньше, однако, многие задачи, стоящие перед учеными, имеют междисциплинарный характер. Большинство получивших поддержку исследований направлено на получение новых знаний в сфере персонализированной медицины, цифровых технологий и ресурсосберегающей энергетики.

Президентская программа исследовательских проектов разработана по поручению главы государства для содействия формированию в России передового сектора фундаментальных и поисковых исследований, пользующихся мировым признанием, и поддержки лучших российских ученых. Инициативой ее создания послужила встреча президента с исследователями — участниками программы «мегагрантов». Все проекты должны внести существенный вклад в развитие науки и создать задел для решения задач так называемых «больших вызовов», обозначенных в Стратегии научно-технологического развития России.

Дата публикации: 09 июля 2018 метки:  СМИ о Фонде и грантополучателях
maria

Дети вакуума. Интервью вице-президента РАН, астрофизиком Юрия Балеги

1 месяц ago

О загадках вселенского масштаба и о том, какое среди них место занимает человек, мы . беседовали с научным руководителем крупнейшей в России Специальной астрофизической обсерватории РАН (Карачаево-Черкесия), вице-президентом РАН, астрофизиком Юрием Юрьевичем Балегой.