Новости РНФ

Ранний, но вредный. Урожайность пшеницы можно резко повысить

2 часа 52 минуты ago
 Виновником снижения урожайности, качества зерна и муки является ген, вызывающий раннее прорастание зерна в колосьях. Его отыскали ученые Московской сельхозакадемии им. К.А. Тимирязева, Главного ботанического сада РАН и ВНИИ сельскохозяйственной биотехнологии РАН. Это исследование поможет вывести новые сорта, зерна которых не будут прорастать в колосе, а значит, получать более высокие урожаи.

Ученые изучали гибриды пшеницы и злакового растения пырея. Они живут более двух лет, что дает экономические преимущества, но пока они не могут конкурировать с обычной пшеницей, в том числе и потому, что подвержены тому самому раннему предуборочному прорастанию. Исследования показали, что устойчивость к нему связана с различными вариациями гена Vp-1.

Авторы выделили четыре вариации гена. Их изучение показало, что вариант ThVp-1a встретился у 41 процентов растений, ThVp-1b - у 13 процентов, ThVp-1 - 29 и ThVp-1d у 15 процентов. Именно последний вариант оказался наиболее удачным, самым устойчивым к прорастанию, чем остальные. Если этот ген переносить в пшеницу обычными методами селекции, то можно создавать сорта обычной пшеницы, устойчивые к прорастанию, а значит, существенно повышать урожайность. Результаты работы опубликованы в журнале PLOS ONE. Исследование поддержано грантом Российского научного фонда (РНФ).

Дата публикации: 17 января 2018 метки:  СМИ о Фонде и грантополучателях
shuliak@rscf.ru

Убить и вылечить. Биомедицина побеждает рак, ломая механизм защиты клеток

3 часа 15[2] минут ago
 Среди всех наук сегодня абсолютный лидер по числу публикаций - биомедицина. А в этой "лиге" явный фаворит - запрограммированное самоубийство клеток или апоптоз. Статья о данном феномене публикуется в научных журналах каждые 33 минуты, намного опережая конкурентов. Такой отрыв не удивителен. Ведь речь идет о самом главном для каждого человека, борьбе со старением и многими социально-важными заболеваниями, такими как рак, нейродегенеративные и вирусные заболевания. Одним из ведущих специалистов в мире в этой научной сфере является профессор Каролинского института (Швеция) Борис Животовский, который несколько лет назад возглавил в МГУ им. Ломоносова лабораторию исследований механизмов апоптоза. Молодой коллектив сумел существенно продвинуться в понимании этого явления. А самые последние результаты могут развить новое направление в лечении опухолей. Bыяснилось, что раковые клетки можно уничтожать намного эффективней, ограничив их питание.

- Дело в том, что природа заложила во все наши клетки программу их гибели. Этот механизм самоубийства запускается, если клетка повреждена, например, мутированием генов под действием высокой радиации и должна быть уничтожена, - говорит кандидат биологических наук Гелина Копеина. - Это и есть апоптоз, который запускает смерть "плохой" клетки.

Казалось бы, мы снабжены надежным инструментом борьбы с самыми разными болезнями, в том числе и раком. Увы, все далеко не так просто. Помимо приказа умереть, во всех клетках есть и другая программа - защиты от случайной гибели. И вот здесь раковым клеткам дано преимущество. Они лучше защищаются, чем нормальные клетки, поэтому и могут разрастаться, превращаясь в опухоли. Задача ученых очевидна: надо сломать этот механизм защиты раковой клетки.

Ученые МГУ нашли один из таких способов и объяснили его суть. Ранее в разных лабораториях мира было замечено, что в экспериментах "в пробирке" при сочетании химиотерапии и "жесткой диеты" гибнет намного больше раковых клеток, чем при полноценном питании. Но в чем суть механизма такого роста гибели?

- В наших экспериментах на раковых клетках "в пробирке" мы заметили, что при ограничении питания резко и быстро падает уровень одного из белков, а конкретно белка Mcl-1. И что крайне важно, именно он и обеспечивает клетке защиту от гибели, - говорит еще один участник проекта, аспирант Вячеслав Сеничкин. - Если теперь на клетку воздействовать лекарством, то механизм апоптоза запускается эффективнее и клетка быстрей погибает. По словам авторов, снизить уровень данного белка в организме можно, заблокировав его работу с помощью специальных ингибиторов, не сокращая при этом общий рацион. Открытый эффект крайне важен, так как позволит снизить дозы противоопухолевых препаратов, которые крайне токсичны для здоровых клеток. Исследование поддержано грантом Российского научного фонда (РНФ), результаты опубликованы в журнале BBA General Subjects.

Природа заложила во все наши клетки программу самоуничтожения, если они повреждены - например, мутацией.

Второй не менее важный результат исследований ученых МГУ также связан c повышением эффективности лечения рака и одновременного снижения дозы токсичного лекарства. Они изучали так называемую митотическую катастрофу. Это явление было открыто более 60 лет назад, когда исследовалась реакция клеток на радиацию. Суть в следующем. Если в клетке повреждено много ДНК, то она должна умереть по приказу, войти в апоптоз. Иная картина, если повреждений не так много. Тогда клетка начинает расти, увеличиваясь в размерах до 200 раз, но разделиться на отдельные клетки не может. А дальше у нее есть варианты. Она может просто погибнуть, как многие здоровые клетки, без серьезных последствий для организма. В этом случае включается механизм так называемой аутофагии, когда сама клетка поедает накопившийся в ней "мусор" -- поврежденные структуры. (За его открытие в 2016 году присуждена Нобелевская премия по физиологии и медицине.) А вот если защита от гибели по каким-то причинам сломана, клетка может стать раковой.

- Нам удалось впервые показать, что воздействуя на раковые клетки малыми дозами химиотерапии, можно вызвать митотическую катастрофу, заставив клетки включить либо апоптоз, либо механизм самопожирания, когда клетка начинает сама себя переваривать, - говорят авторы проекта кандидат биологических наук Татьяна Денисенко и аспирант Ирина Сорокина. Исследования этого эффекта позволят существенно снизить дозу очень токсичного для здоровых клеток лекарства.

По словам Денисенко, дальнейшие исследования помогут скорректировать дозы препаратов для определенных видов опухолей, найти тот уровень, когда в клетке запускается убивающая ее митотическая катастрофа.

Это исследование также было поддержано грантом РНФ, результаты опубликованы в журнале Scientific Reports.

Инфографика "РГ": Александр Смирнов/Юрий Медведев

Дата публикации: 17 января 2018 метки:  СМИ о Фонде и грантополучателях
shuliak@rscf.ru

Действие лекарств от рака отследят на уровне отдельных клеток

3 часа 15[2] минут ago
 Ученым удалось в 10 раз снизить порог обнаружения онкопрепаратов в раковых клетках. Работа выполнена в Институте органической химии им. Н.Д. Зелинского РАН. Применение этого открытия позволит анализировать воздействие лекарств на отдельные фрагменты опухоли и разрабатывать программы индивидуальной терапии для онкобольных.

Трудоемкость отслеживания препарата на клеточном уровне — большая проблема для ученых, разрабатывающих лекарства. Как рассказал «Известиям» руководитель лаборатории Института органической химии им. Н.Д. Зелинского член-корреспондент РАН Валентин Анаников, раковые клетки способны неконтролируемо делиться и в них нарушена работа аппарата подавления мутаций. Генетическая неоднородность в пределах одной опухоли может достигать нескольких миллионов мутаций. Эти различия отражаются на метаболизме и поведении клеток, в том числе на их восприимчивости к тем или иным лекарственным препаратам. Фрагменты опухоли различаются между собой даже внутри небольшого участка.

Для исследования клеточных препаратов, извлеченных из тела больного с помощью биопсии, используется масс-спектрометр. Молекулы нужного вещества ионизируют, а затем определяют отношение их массы к заряду. Для разных молекул эта величина будет различной.

— Процесс обнаружения химических веществ и продуктов их реакции на уровне отдельных клеток сталкивался с многообразными трудностями — в частности, это недостаточная интенсивность маркируемого вещества, — пояснил Валентин Анаников.

Исследователи предложили новый подход к решению этих проблем. Они синтезировали заряженное вещество — конъюгат — на основе известного противоракового препарата митоксантрон. Новый препарат хорошо растворяется в воде и обладает высокой биологической активностью. Благодаря тому, что вещество было заранее ионизировано, химикам удалось достичь значительного снижения порога его обнаружения. 

— Масс-спектрометр создает однозарядные ионы. А наш препарат уже несет в себе четыре заряда. Прибор становится более чувствителен к такому веществу. Это позволяет отследить меньшее количество препарата в конкретных клетках, — пояснила старший научный сотрудник ИОХ РАН кандидат биологических наук Ксения Егорова.

Умение обнаруживать активное вещество на уровне отдельных клеток позволит медикам подбирать комплексы противораковых препаратов более точно. У больных будут брать клетки опухоли на биопсию и исследовать их с помощью различных предварительно заряженных препаратов. Подбор терапии будет индивидуальным для каждого больного.

— Гетерогенность (разнородность. — «Известия») клеточных популяций повышает их устойчивость к воздействию химических веществ и не позволяет остановить деление вредоносных клеток за короткое время. И если раньше у нас не было возможности исследовать этот процесс, то сейчас мы создали эффективный инструмент для прямого изучения взаимодействия тканей с лекарством. Мы уверены, что понимание механизмов такого взаимодействия выведет исследования на новый уровень и позволит в будущем разработать новые, более эффективные препараты, — заявил Валентин Анаников.

Этап клинического внедрения нового подхода еще впереди, однако сделанное фундаментальное открытие позволит ученым уже сейчас начать работу над созданием более «узконаправленных» препаратов.

— Наш метод поможет подобрать наиболее эффективное лекарство. Он позволит синтезировать препарат, воздействующий на конкретные типы клеток в опухоли. Можно будет посмотреть, в каких клетках он лучше накапливается, какие убивает наиболее эффективно. Но до клинической практики пока еще далеко, — пояснила старший научный сотрудник ИОХ РАН кандидат биологических наук Ксения Егорова.

Как рассказала «Известиям» руководитель Центра персонализированной онкологии Сеченовского университета Марина Секачева, открытие может обеспечить прорыв в индивидуальном подходе к лечению онкобольных.

— Сегодня митоксантрон широко используется в практической онкологии для лечения рака молочной железы, неходжкинской лимфомы, лейкозов, рака предстательной железы. К сожалению, он обладает целым рядом побочных эффектов: особенные опасения вызывает необратимая кардиотоксичность. Создание конъюгата позволит лучше изучить движение и действие препарата на клеточном уровне, что позволяет надеяться на поиск индивидуального персонализированного подхода к лечению, — считает Марина Секачева.

Работа выполнена ИОХ РАН при поддержке Российского научного фонда (РНФ). Проект стартовал в 2014 году и рассчитан на пять лет. Результаты исследования недавно опубликованы в журнале Американского химического общества Analytical Chemistry.

Дата публикации: 17 января 2018 метки:  СМИ о Фонде и грантополучателях
shuliak@rscf.ru

Свет откроет все замки. Новый материал обещает прорыв в солнечной энергетике

4 часа 11[2] минут ago
 Группа ученых из России, Германии и Белоруссии создала новый материал, который сулит прорыв в солнечной энергетике, а также разработке новых биологических систем. Руководитель этого исследования Екатерина Скорб приехала в Санкт-Петербургский университет ИТМО из знаменитого Гарварда, где два года работала у самого цитируемого в мире химика Джорджа Вайтсада. А ранее 10 лет руководила научной группой в Институте Макса Планка (Германия). Почему она сменила научные "мекки" на пока не столь громкий в научном сообществе питерский вуз?

- Во всем мире мобильность ученого давно принятая практика, - сказала она корреспонденту "РГ". - Сейчас здесь созданы условия, которые для меня наиболее приемлемы, чтобы делать науку на мировом уровне. Если в Институте Планка у меня была небольшая группа, то здесь предоставлена лаборатория, оборудованная на самом современном уровне, а значит, масштаб работ может быть намного шире. Кроме того, исследования, которыми я занимаюсь, являются междисциплинарными, надо привлекать теоретиков, математиков, химиков, программистов и т.д. А в вузе недавно создан междисциплинарный кластер, куда вошли в том числе и такие специалисты. Так что есть все условия для серьезных исследований.

Работы Екатерины Скорб сулят серьезные прорывы, причем в самых разных сферах науки, от солнечной энергетики до биохимии. В основе исследований - материал наноструктурированный оксисульфид висмута. По признанию Скорб, он сильно удивил ученых. Дело в том, что сам материал хорошо известен, но ученые решили получить его новым способом. И вдруг произошло почти чудо: поменялась не только структура материала, он обрел принципиально новые и свойства.

Она сменила научные "мекки" - Гарвард и Институт Макса Планка - на "негромкий" питерский вуз

- Как известно, в солнечной батарее при попадании света на фотоэлементы фотоны выбивают электроны, в результате возникает электрический ток, - говорит Скорб. - В нашем материале происходит то же самое, но количество электронов на порядки больше, чем у традиционных систем. Один фотон "порождает" 2500 электронов.

Цифра, прямо скажем, фантастическая. Почему подобное возможно? По словам Скорб, причина в особом свойстве нового материала. По сути, он работает, как диод в электрической сети. Запирает выход для электронов, накапливая их в ожидании прилета фотона. А вот он словно ключ открывает "копилку", и тогда огромный поток электронов уходит в электрическую сеть.

"Сейчас мы ищем варианты, как наиболее оптимально использовать в солнечной энергетике такой гигантский выход", - говорит Скорб.

Другая очень важная сфера применения нового материала - биологические системы. Их можно повергнуть в шок и заставить в корне изменить свою жизненную программу, поместив в мощный заряд электронов. Например, бактерии, которые не способны вызывать реакцию фотосинтеза, так перепрограммировать, что они начнут не только поглощать углекислый газ, но и получать из него какие-то полезные вещества.

Результаты этого исследования оказались настолько интересными, что редакция международного журнала Advanced Materials, где опубликована статья, поместила иллюстрацию из нее на обложку номера.

Исследование поддержано грантом Российского научного фонда.

Дата публикации: 17 января 2018 метки:  СМИ о Фонде и грантополучателях
shuliak@rscf.ru

Новый микромотор позволит немедленно получать результаты медицинских анализов

1 день ago
 Российские ученые создали микромотор для разных микроустройств, который для своей работы использует горение водорода и кислорода в нанопузырьках. За счет использования специального режима электролиза воды скорость работы мотора удалось увеличить в сто тысяч раз. Прибор поможет сделать автономными миниатюрные устройства обработки медицинских анализов, что позволит получать результаты прямо во время приема. Кроме того, разработанный мотор подходит в качестве двигателя для автономных систем точной доставки инсулина и других лекарств. Работа опубликована в журнале Sensors and Actuators B: Chemical и поддержана Российским научным фондом.

В современном мире существует тенденция к миниатюризации различных систем, поскольку, во-первых, микросистемы дешевле для производства, например, микроэлектроника. Во всех микросистемах есть актюатор – мотор, преобразующий электрическую энергию в механическое движение. В макромире мы используем для этой цели двигатели внутреннего сгорания или электромагнитные моторы, но и тот и другой нельзя сильно уменьшить в размерах. Широкое применение микросистем ограничивается отсутствием быстрых и сильных микродвигателей.

Видео: Движение мембраны в микромоторе, похожем на поршень двигателя внутреннего сгорания (вид сбоку). Видео сделано скоростной камерой и замедлено в 667 раз. Источник: Виталий Световой.

Актюатор – это камера полмиллиметра в диаметре и 8 микрометров (толщина пищевой пленки) высотой, которая закрыта эластичной пластиной (мембраной). Камера содержит титановые электроды и заполнена подсоленной водой. Если через нее пропустить ток, то образуется газ, который толкает мембрану вверх. Мембрана играет такую же роль, как поршень двигателя внутреннего сгорания в автомобиле. Проблема была в том, чтобы быстро вернуть «поршень» в исходное положение, уничтожив образовавшийся газ. Для этого ученые попробовали быстро (за миллионные доли секунды) менять полярность тока (от одного полюса к другому). В этом случае разложение воды приводило к образованию невидимых глазом пузырьков водорода и кислорода с размером около 100 нанометров. Такие нанопузырьки также толкали мембрану вверх, но после выключения тока исчезали не за 100 секунд, а за тысячные доли секунды. В результате «поршень» можно было двигать вверх и вниз за 1-2 тысячных доли секунды. Быстрое исчезновение газа связывается с горением водорода и кислорода в нанопызурьках, где роль катализатора реакции играет сама поверхность пузырька.

«Прибор, который мы продемонстрировали, хорошо подходит в качестве двигателя для автономных систем точной доставки лекарств, например, инсулина. Он в десятки раз меньше существующих аналогов, в тысячу раз более точный и использует биосовместимые материалы», – подчеркивает Виталий Световой, кандидат физико-математических наук, ведущий научный сотрудник Ярославского Филиала Физико-Технологического Института РАН.

Фото: Схема движения мембраны в микромоторе. Источник: Виталий Световой.

Однако это не единственная область применения разработки. В последнее время широкое распространение получили микрофлюидные системы, манипулирующие микроскопическими количествами жидкости. Они позволяют производить химический, биологический и медицинский анализ, используя для этого крошечное количество жидкости. Созданный актюатор поможет, по словам ученых, сделать такие системы автономными до такой степени, что врач сможет получить результаты анализов пациента прямо во время приема.

Исследование проводили сотрудники Ярославского Филиала Физико-Технологического Института РАН и Ярославского государственного университета имени П. Г. Демидова.

Дата публикации: 16 января 2018 метки:  СМИ о Фонде и грантополучателях
shuliak@rscf.ru

Гипотеза о предпочтении держать детенышей слева подтвердилась на моржах

1 день 23 часа ago
 Биологи Санкт-Петербургского государственного университета подтвердили на моржах и летучих лисицах, что привычка матерей держать ребенка с левой стороны от себя широко распространена в живой природе и характерна для многих млекопитающих. 

Особенность женщин держать младенца именно на левой руке известна давно. Ранее считалось, что это социальное явление, затем появились данные о схожей особенности наших ближайших родственников из семейства гоминид — горилл и шимпанзе.

В предыдущем исследовании петербургские биологи показали, что детеныши млекопитающих, которые мало используют конечности для взаимодействия с потомством (лошади или китообразные), предпочитают смотреть на мать левым глазом. В новой работе ученые на примере тихоокеанских моржей и индийских летучих лисиц попытались выяснить, как используют передние конечности для взаимодействия с детенышем другие млекопитающие. У выбранных животных довольно тесная связь с детьми, поскольку они рожают только по одному детенышу — исследователям легче оценить левосторонние или правосторонние предпочтения, если мать общается только с одним отпрыском.

Ученые в течение нескольких месяцев наблюдали за моржами на острове Колючин в Чукотском море, а также за крыланами на Шри-Ланке. Индивидуальное распознавание моржей проводили с использованием фотоидентификации, а наблюдение за летучими лисицами вели через сканирующий бинокль. Для двух видов проанализировали частоту и продолжительность левого и правого позиционирования детеныша. Оказалось, что предпочтение смотреть на мать левым глазом — общее свойство, характерное для столь далеких видов млекопитающих. По словам авторов, правое полушарие мозга детенышей, обрабатывающее информацию от левого глаза, распознает значимые образы, именно оно доминирует в процессе обработки информации о матери. У моржей и крыланов, как в случае шимпанзе и горилл, положение матери и ребенка взаимовыгодное. Когда родитель «укачивает» детеныша левой конечностью, животные контактируют именно левыми глазами, и это самое комфортное для обоих положение. У людей предпочтение держать ребенка слева появилось потому, что в нем изначально была эта характеристика млекопитающего, а освобожденные в процессе эволюции конечности лишь помогли сделать укачивание левосторонним. Авторы отмечают, что исследование дает возможность больше узнать о том, как работает мозг млекопитающего, а также как проявляется одно из фундаментальных его свойств — асимметрия (латерализация). В будущем эти данные могут помочь, к примеру, в изучении причин детского аутизма и послеродовой депрессии у матерей.

Исследование опубликовано в журнале британского Королевского научного общества Biology Letters.

Исследование поддержано грантом РНФ.

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

Объявлен старт уникальной платформы научно-технологической информации Dimensions

2 дня 2 часа ago
 Компания Digital Science анонсировала старт уникальной платформы научно-технологической информации Dimensions, которая впервые в истории объединила данные по научным грантам, публикациям, отраслевым стандартам и патентам. Работая с «большими данными», Dimensions дает возможность заглянуть в будущее науки и инноваций, решая целый ряд задач перехода к цифровой науке и экономике.

Международная технологическая компания Digital Science запускает платформу Dimensions, разработанную на стыке сотрудничества между шестью портфельными компаниями Digital Science (Altmetric, Digital Science Consultancy, Figshare, Readcube, Symplectic and ÜberResearch) и с экспертным участием более чем сотни университетов и исследовательских фондов со всего мира.

Dimensions открывает свободный доступ к более чем 860 млн. цитат, и делает доступными в один клик более 9 млн. статей из открытых источников множества издательств. 124 млн. ранее разрозненных документов, описания 3.6 млн. грантов на общую сумму $ 1 трл. 200 млрд., выделенных на финансирование фундаментальной и прикладной науки во всём мире, 86 млн. статей и книг, 34 млн. патентов, результаты около полумиллиона клинических испытаний теперь соединены между собой через 3 млрд. 800 млн. взаимных ссылок и контекстуализированы рядом метрик и альтметрик.

Среди Российских партнеров глобального проекта – Российский научный фонд, Фонд содействия инновациям, РАНХиГС, Университет ИТМО, ЮФУ, УрФУ, ДВФУ, МФТИ, КазФУ, ГПНТБ СО РАН, ТПУ, СГАУ им. Королева, эксперты из СПбГУ и АО «Российская венчурная компания».

«Проект Dimensions – своевременный ответ на давно назревший запрос исследовательской отрасли на максимально полную, инклюзивную информационную платформу для глубокого форсайт-анализа научных и технологических трендов», - сообщил Игорь Осипов, CEO компании Digital Science Россия/СНГ и вице-президент холдинга Digital Science в Европе, Ближнем Востоке и Центральной Азии.

«Создание Dimensions – результат совместной работы с учеными, университетами, фондами, издателями. Вместе, мы смогли переосмыслить методы поиска научной и анализа информации на пути к новым открытиям», - говорит Дэниэл Хук, глобальный CEO холдинга Digital Science.

Большинство баз данных и аналитических инструментов сфокусированы на публикациях и цитатах. Dimensions создает новую реальность, интегрируя информацию о выданных грантах, публикациях, цитатах, патентах и динамике клинических исследований в единую картину исследовательского ландшафта – от входящих ресурсов до исследовательских результатов, патентов и трансляции клинических исследований в методы лечения.

Гибридная ценовая модель платформы, где бесплатный доступ для исследователей соседствует со справедливой платой за аналитику и использование дополнительных массивов данных, помогает решать задачи науки и инноваций на принципиально другом уровне. Dimensions полностью интегрирована в существующие издательские системы и работает по принципу «единого интерфейса». «Мы верим, что доступ к научным данным должен быть справедливым и недорогим,- говорит Кристиан Герцог, CEO Uber Research и основатель Dimensions. - Мы строим современный, гибкий научный мир, основанный на партнерских отношениях. С запуском Dimensions, этот мир стал на шаг ближе».

В октябре 2017 года между Российским научным фондом и компанией Digital Science было подписано соглашение о сотрудничестве, на основании которого стороны стали партнерами по развитию.

Сергей Лебедев, заместитель генерального директора РНФ: «Безусловно, престижно быть ученым, который сделал большое открытие или провел исследование, результаты которого получили громкие отклики в обществе и научном мире. В равной степени это может быть отнесено и к инвестору, который заранее такого ученого выделит и своевременно профинансирует, возьмет под свою опеку, а потом получит значительную выгоду, займется коммерциализацией результатов, которые получил ученый, выпустит конкретный продукт. Платформа Dimensions даст инвестору возможность сделать такой выбор быстрее, чем его конкурентам. Считаю, что Dimensions будет полезна в том числе коллегам, которые разрабатывают и реализуют научно-техническую политику нашего государства».

Официальный релиз исследовательской платформы Dimensions доступен по адресу: www.dimensions.ai.

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

Химики из МГУ с немецкими коллегами займутся поисками новых антибиотиков

2 дня 2 часа ago
 Сотрудники химического факультета МГУ имени М.В.Ломоносова вместе с немецкими коллегами займутся разработкой новых антибиотиков, которые нарушают синтез всех белков в бактериях. Работа будет проходить в рамках совместного проекта Российского научного фонда и Немецкого научно-исследовательского сообщества (DFG).

Группа антибиотиков, нарушающих синтез бактериальных белков, считается самой многочисленной. Такие лекарства с помощью специальных ферментов ингибируют (замедляют или полностью нарушают) синтез белков, блокируя в них рибосомы и препятствуя считыванию генетического кода. По сути, эти антибиотики просто не дают бактериям развиваться.

«Мы хотим провести широкомасштабный поиск новых антибактериальных молекул посредством анализа около десяти тысяч молекул, найти ингибиторы синтеза белка, изучить механизм их действия на молекулярном уровне и предложить рациональные модификации для увеличения эффективности и снижения токсичности», — рассказал руководитель российского научного коллектива Илья Остерман, кандидат химических наук, старший научный сотрудник кафедры химии природных соединений химического факультета МГУ.

Ученые отмечают, что к их задачам относятся высокопроизводительный скрининг — тестирование многих веществ из заданной химической группы — и изучение механизма действия на биохимическом уровне. Их немецкие коллеги из Гамбургского университета займутся изучением структурных особенностей взаимодействия рибосомы с антибиотиком при помощи криоэлектронной микроскопии и рентгеноструктурного анализа.

Предварительно испытывать разработанные антибиотики авторы будут на бактериях кишечной палочки Escherichia coli как на модельном организме, но рассчитывают, что найденные вещества будут действовать и на другие бактерии, в том числе патогенные.

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

Ученые УрФУ сделают производство лекарственных препаратов более экологичным

4 дня 22 часа ago
 Журнал ChemistrySelect опубликовал работу ученых химико-технологического института УрФУ совместно с химиками Университета Висва-Бхарати (г. Сантиниткетан, Западная Бенгалия, Индия). Научная статья посвящена развитию методов атомной экономии для синтеза лекарственных препаратов.

«Мы рассказали о выявленных нами методах в зеленой химии, которые позволяют синтезировать новые гетероциклические соединения, перспективные для создания некоторых лекарственных препаратов в условиях высокой атомной экономии. Благодаря таким методам, например, синтез некоторых лекарственных препаратов может стать более экологичным и доступным», — рассказал доцент ХТИ УрФУ доктор химических наук Григорий Зырянов.

Исследования проводятся по гранту Российского научного фонда (РНФ писал ранее об этом проекте – rscf.ru), где ученые России и Индии планируют развивать методы зеленой химии для создания новых соединений для нужд медицины и техники. Ранее ими уже было опубликовано другое исследование из данной области, где было предложено использовать катализаторы на основе наночастиц меди в создании медицинских препаратов вместо катализаторов на основе палладия. По словам химиков, это перспективное направление, так как палладий очень токсичен для живых клеток и на данный момент не существует надежных способов удаления его следов из конечного продукта. Также палладий достаточно дорогостоящий, поэтому использование наночастиц меди – экономически и экологически оправданное решение.

«Область работы зеленой химии позволяет эффективно развивать международное взаимодействие химиков. Работая над проектом РНФ, помимо исследований мы с индийскими коллегами публикуем совместные работы, в частности, это журнал ChemistrySelect, которому в этом году присвоят импакт-фактор порядка трех, журнал Green Chemistry c импакт-фактором 9.125 и, наконец, журнал Coordination Chemistry Reviews с импакт-фактором 13.324. Также это обмен учеными и студентами, проведение конференций и, возможно, открытие магистерской программы по зеленой химии», — добавил Зырянов.

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

Характер «короля пластмасс» связали с тактичностью и происхождением

4 дня 22 часа ago
 Коллектив учёных, в том числе из Института синтетических полимерных материалов РАН и МФТИ, выяснил, как «правильность» молекул полипропилена и способ обработки влияют на механические свойства конечного изделия. С помощью этих знаний можно на стадии синтеза задавать материалу нужные свойства: от эластичности до твёрдости. Работа опубликована в журнале Polymer и поддержана грантом РНФ. Помягче или пожёстче?

Полипропилен иногда называют «королём пластмасс», потому что он используется повсеместно. По объёмам производства среди полимеров его обгоняет только полиэтилен. Из полипропилена можно получать материалы с широким спектром свойств: от эластичных резинок до высокопрочного пластика, — немного меняя структуру молекул. Однако взаимосвязь между химическим строением и механическими свойствами по прежнему до конца не установлена.

Полимерные материалы способны к метаморфозам благодаря их строению. Полимеры — это длинные молекулярные цепочки, причём цепочки могут быть разной длины. Если материал представляет собой аморфную кашу из молекул, то он будет очень мягким. Но части цепочек могут сцепляться и образовывать так называемые кристаллиты. Кристаллиты — это участки, где атомы строго упорядочены, как в кристаллах. Кристаллиты служат узлами, скрепляющими цепочки, и чем их больше, тем прочнее сетка из цепочек и тем жёстче материал. Чтобы цепочки связывались, у структуры молекул должна быть определённая особенность.

Фото: полимерные цепочки. Красными кругами выделены кристаллиты. Источник: пресс-служба МФТИ.

Как тактично

Химическая формула полипропилена — цепочка, звеньями которой служит пропилен (пропен). А пространственная структура молекулы определяется тем, как звенья расположены по отношению друг к другу. Если их «хвостики» CH3смотрят в одну сторону, это называется изотактичностью, если по очереди смотрят то в одну, то в другую — синдиотактичностью, а если никакой закономерности нет, говорят об атактичности. Изотактические участки хорошо скрепляются друг с другом, поэтому чем их больше, то есть чем выше изотактичность полипропилена, тем прочнее должен быть материал. Химики-синтетики могут получать полипропилен с определённой степенью изотактичности. Как именно связаны между собой изотактичность и механические свойства материала — вопрос, который поставили перед собой авторы исследования.

Фото: три варианта тактичности: изотактичность, синдиотактичность и атактичность. Оранжевые и зелёные шарики обозначают CH3 и H. Источник: пресс-служба МФТИ.

Фото: пентада полимера. Источник: пресс-служба МФТИ.

Установленный закон

Степень изотактичности полимеров измеряется процентным содержанием пентад. Пентада — это изотактический участок молекулы, состоящий из пяти звеньев. Учёные изучали полипропилен с разной степенью изотактичности: 25, 29, 50, 72, 78, 82 и >95%. Из этого полипропилена получали образцы в виде тонких плёнок толщиной 0,5–0,7 мм двумя способами: в одном случае расплавленный материал закаляли холодной водой, а в другом — медленно остужали со скоростью 3 градуса в минуту. Полипропиленовые плёнки растягивали со скоростью 10 мм/мин с помощью специальной тестовой машины. На основе механических тестов для каждого образца построили кривую деформации. Поведение образцов при деформации зависело от их изотактичности и предыстории. Эту закономерность учёные отобразили с помощью зависимости модуля упругости от степени кристалличности. Чем выше модуль упругости, тем неподатливее материал. Степень кристалличности — это содержание кристаллитов в материале по отношению к аморфной части. Кроме этого, учёные показали, что у закалённых и медленно охлаждённых образцов кристаллиты находятся в разной форме.

Фото: график зависимости модуля упругости Е от степени кристалличности. Буквами Q и S обозначены закалёные и медленно охлаждённые образцы соответственно, M и ZN — разные виды катализаторов, а числа — степени изотактичности образцов. ​Источник: пресс-служба МФТИ.

«Многие пытаются улучшать свойства полипропилена, потому что отдача очень большая: его выпускают миллионами тонн. Можно чуть-чуть изменить структуру цепи или начальные условия и получить материал с необходимыми свойствами. Во время синтеза можно задать структуру молекулы, но оказывается, что задавая структуру молекулы, вы задаёте свойства сетки, а задавая свойства сетки, вы задаёте свойства материала. Это самый главный вывод, который мы делаем в статье. Сейчас мы проделываем подобную работу над не менее популярным полимером — полиэтиленом», — комментирует автор статьи, преподаватель МФТИ и ведущий научный сотрудник лаборатории функциональных полимерных структур ИСПМ РАН Максим Щербина.

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

ФИОП Роснано продлевает срок окончания приема заявок российско-израильских проектов в области промышленных НИОКР

4 дня 22 часа ago
 Фонд инфраструктурных и образовательных программ (ФИОП) продлевает срок окончания приема заявок седьмого отбора совместных российско-израильских проектов промышленных НИОКР до 1 марта 2018 года.

В июле 2017 года состоялся запуск 7-го отбора российского-израильских проектов в рамках реализации Межправительственного соглашения с Израилем о сотрудничестве в области промышленных НИОКР. Организаторы конкурса внесли изменения в процесс отбора: расширен отраслевой фокус отбираемых проектов, наряду с нанотехнологиями в отборе могут принимать участие проекты, относящиеся к высокотехнологическому сектору по широкому списку отраслей, которые положительно влияют на развитие новых производств, механизмов и инструментов для реализации потенциала наноиндустрии. В связи с внесением этих изменений было принято решение о продлении срока окончания приема заявок седьмого отбора совместных российско-израильских проектов промышленных НИОКР до 1 марта 2018 года.

Подробная информация о конкурсе, а также требования к подаче заявок представлены на сайте Роснано.

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

Биологи из МГУ совместно с немецким коллегами изучат, как устроены каротиноидные белки цианобактерий

5[2] дней 5[2] часов ago
 Сотрудники биологического факультета МГУ имени М.В.Ломоносова вместе с немецкими коллегами из Берлинского технического университета займутся исследованием механизмов регуляции фоточувствительности у сине-зеленых водорослей (цианобактерий). Работа будет проходить в рамках совместного проекта Российского научного фонда (РНФ) и Немецкого научно-исследовательского сообщества (DFG).

Российские биологи разрабатывают гибридные функциональные конструкции на основе природных и синтетических наносистем, которые нужны, например, для увеличения эффективности фотодинамической и противомикробной терапии. Сейчас фотодинамическая терапия обычно применяется для лечения инфекционных и онкологических заболеваний. При такой терапии врачи применяют вещества, которые под действием света разрушают больные клетки. Кроме этого, биологи из МГУ изучают свойства белковых молекул, которые позволяют клеткам защищаться от повреждения светом.

Проект «Изучение конформационных переходов в фотоактивном оранжевом каротиноидном белке», который ученые из МГУ проводят в сотрудничестве с биологами из Берлинского технического университета, оказался в числе шести победителей российско-немецкого конкурса научных проектов.

«Занимаясь изучением механизмов регуляции в цианобактериях совместно с группой Томаса Фридриха из Берлинского технического университета, мы пришли к пониманию сложности этого процесса и необходимости изучения свойств отдельных белков, участвующих в регуляции», — рассказал руководитель российского научного коллектива Евгений Максимов, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник лаборатории фотобиологии и биофотоники кафедры биофизики биологического факультета МГУ.

В рамках проекта, поддержанного РНФ и DFG, научные группы будут изучать связь структурной организации и функциональных свойств белков, относящихся к семейству оранжевого каротиноидного белка (Orange Carotenoid Protein, OCP). Этот белок позволяет цианобактериям адаптироваться к солнечному свету высокой интенсивности и избежать фотоповреждения. В этом году ученые впервые описали свойства пурпурных и фиолетовых форм таких белков, однако для выявления общих закономерностей этого класса объектов необходимо знать их структуру. При этом многие из белков нельзя изучить с помощью рентгеноструктурного анализа, поскольку третичная структура этих белков характеризуется подвижностью.

Именно по этой причине ученые планируют использовать метод ядерного магнитного резонанса для изучения структуры белка в растворе. 

«В прошлом году наши немецкие коллеги создали бактериальную систему для синтеза белковой матрицы и необходимых каротиноидов. В рамках проекта группа профессора Фридриха продолжит создавать новые белковые конструкции и модифицировать природные аналоги. Наш российский коллектив будет проводить исследования структуры и функций этих конструкций с помощью биохимических и биофизических методов», — заключил ученый.

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

Ученые СПбГУ помогают спасти редких африканских носорогов

5[2] дней 23 часа ago
 Исследователи Санкт-Петербургского государственного университета и Университета Претории создали уникальную базу данных профилей ДНК черных и белых носорогов — редких животных, которые из-за ценных рогов становятся жертвами браконьеров. Генетические паспорта млекопитающих позволяют находить связь между незаконным товаром и местом, где было убито животное. Результаты исследования, поддержанного Российским научным фондом, опубликованы в престижном научном журнале Current Biology.

Черный и белый африканские носороги (Diceros bicornisи Ceratotherium simum) входят в Красный список исчезающих видов Международного союза охраны природы (МСОП), который составляется параллельно с Красной книгой. Главная причина истребления редких животных — их ценные рога, которые используют в народной медицине и ювелирной промышленности. Контрабандный товар особенно популярен в азиатских странах, преимущественно во Вьетнаме и Китае. Обороты незаконной охоты постоянно растут: за последние 10 лет были убиты более чем 7000 особей, а в 2011 году один из подвидов черного носорога — Diceros bicornis longipes — был признан вымершим.

Чтобы решить эту проблему, исследователи Центра геномной биоинформатики СПбГУ им. Ф. Г. Добржанского вместе с коллегами из лаборатории генетики факультета ветеринарии Университета Претории (Южная Африка) разработали систему RhODIS — уникальную базу, где собраны ДНК более чем 20 000 африканских носорогов. Для установления связи конкретного рога с местом, где погибло животное, специалисты СПбГУ исследовали генетические образцы 3085 белых и 883 черных носорогов. Им удалось выявить в последовательностях ДНК животных 23 коротких тандемных повтора (STR), благодаря которым идентифицировать конкретного носорога теперь можно практически по любой ткани: самому рогу, сувениру или даже порошку из кости.

В научной статье описаны девять случаев, когда доказательства, полученные благодаря системе RhODIS, использовались в судебных разбирательствах. Один из процессов, где фигурировали три рога и ткани двух погибших животных, завершился для подсудимого приговором на 29 лет тюремного заключения.

«Сегодня в обществе есть некий скептицизм относительно того, что геномные исследования могут иметь прикладное значение и приносить конкретную пользу, — рассказал Стефан О’Брайен, руководитель Центра геномной биоинформатики им. Ф. Г. Добржанского СПбГУ, глава лаборатории генетического разнообразия в Национальном институте рака (США). — Представленные здесь генетические данные носорогов — это лучший пример того, как лабораторные исследования способствуют совершенствованию законодательства, связанного с охраной животных».

Исследователи подчеркивают, что база RhODIS продолжает пополняться новыми данными, а ее применение не ограничивается поиском преступников. Система поможет избежать близкородственных скрещиваний между носорогами, тем самым поддерживая репродуктивный потенциал сохранившихся особей. К тому же на основе этой базы данных могут быть созданы аналогичные механизмы защиты многих других исчезающих животных.

«Такие исследования никогда не проводили в отношении какого-либо другого вида, находящегося под угрозой исчезновения. Именно поэтому наша работа должна стать ориентиром для научно обоснованной политики сохранения видов», — отметил Стефан О’Брайен.

Дата публикации: 11 января 2018 метки:  СМИ о Фонде и грантополучателях
shuliak@rscf.ru

Ученые в 2018 году оснастят стационар в ЯНАО новым оборудованием для мониторинга мерзлоты

6[2] дней ago
 Стационар "Васькины дачи", расположенный на полуострове Ямал (Ямало-Ненецкий автономный округ), планируют оснастить в 2018 году новым оборудованием для проведения мониторинга вечной мерзлоты. Об этом в четверг сообщил ТАСС ведущий научный сотрудник Института криосферы Земли Тюменского научного центра Сибирского отделения (СО) РАН Артем Хомутов.

"Летний сезон 2017 года выдался не таким экстремально теплым, как в предыдущем 2016 году, но активное развитие процессов, меняющих облик тундровых ландшафтов, не затормозилось. В центральной части полуострова Ямал продолжают разрастаться термоцирки (углубления на склонах - прим. ТАСС) из-за вытаивания широко распространенных там залежей подземных льдов. Благодаря поддержке Российского центра освоения Арктики и департамента по науке и инновациям ЯНАО стационар "Васькины Дачи" оснащен полностью оборудованным балком, пригодным для проживания во время проведения работ на стационаре. Весной 2018 года планируется дооснащение стационара во время проведения работ по изучению снежного покрова", - сказал он.

По словам собеседника агентства, проведенные весной 2017 года исследования выявили повышенное содержание хлора в озерной воде.

"Это требует дополнительного, более детального изучения и отбора новых проб. Кроме того, продолжается работа по изучению воронок газового выброса. Последующая работа над проектом, финансируемом Российским научным фондом, предполагает создание теоретической модели образования воронок, оценку территории Центрального Ямала по вероятности образования воронок в будущем", - пояснил Хомутов.

Ранее сообщалось, что на Ямале с 2014 года были найдены несколько воронок в районе Бованенковского месторождения, все они полностью затоплены. Причина образования кратеров - выброс газа из-под земли. Летом 2017 года ученые обнаружили еще две воронки: одну в 34 км от села Сеяха и еще одну в 20 км от поселка Ярута.

Специалисты предупреждают, что воронки представляют опасность для оленеводческих бригад и вахтовых поселков, а также для автотрасс, железных дорог, трубопроводов.

Дата публикации: 11 января 2018 метки:  СМИ о Фонде и грантополучателях
shuliak@rscf.ru

В ИАС РНФ доступны для заполнения формы финансовых отчетов по грантам

6[2] дней 18[2] часов ago
 Информируем, что в соответствии с заключенными грантовыми соглашениями организации, через которые осуществляется финансирование поддержанных РНФ проектов, обязаны ежегодно в срок до 1 февраля представлять в Фонд отчет о целевом использовании средств гранта по установленным формам.

Возможность оформления отчетов о целевом использовании средств гранта доступна координаторам организаций в Информационно-аналитической системе РНФ (https://grant.rscf.ru).

По вопросам подготовки отчетов можно обращаться в Фонд по адресу report@rscf.ru .

Дата публикации: 10 января 2018 метки:  Новости Фонда
maria

Физики нашли оптимальные параметры материалов для сверхпроводящей электроники

1 неделя ago
 Исследователи из Института теоретической физики (ИТФ) имени Л.Д. Ландау обнаружили область параметров, в которой сверхпроводники из «плохих» металлов работают с минимальными потерями. Разработка пригодится для создания защищенных от помех кубитов – ключевых элементов квантового компьютера. О своей работе авторы рассказали на Зимней школе-конференции, проходившей в ИТФ. Препринт работы можно найти здесь.

Физики исследовали сверхпроводники, сделанные из «плохих» металлов – их называют неупорядоченными сверхпроводниками. В отличие от «хороших» металлов с почти идеальной кристаллической решеткой, в таких веществах решетка очень сильно нарушена. Чем больше неупорядоченность, тем выше сопротивление вещества и тем хуже оно проводит электрический ток. Обычно при охлаждении проводящие свойства металлов улучшаются, то есть их сопротивление падает. Однако сильно неупорядоченные «плохие» металлы ведут себя нетипично: чем ниже температура, тем их сопротивление больше. Но после достижения некоего критического значения сопротивление таких «плохих» металлов начинает резко падать и вещество переходит в сверхпроводник.

Физики говорят, что у подобных сверхпроводников очень маленькая плотность сверхпроводящих элементов. Эта величина обратна индуктивности – своеобразной электрической «инерции», которая определяет, насколько будет силен магнитный поток, создаваемый протекающим в системе электрическим током. Сверхпроводники с очень большой индуктивностью – необходимый элемент сверхпроводящей электроники. С их помощью предполагается, например, создать метрологический стандарт тока – по аналогии со стандартом напряжения*. Кроме того, такие элементы пригодятся в конструировании защищенных от всевозможных шумов кубитов – ключевых элементов квантового компьютера. Чтобы квантовый компьютер эффективно работал, важно, чтобы кубиты оставались в состоянии так называемой квантовой запутанности. Однако из-за различных помех, которые неизбежно возникают в устройстве, это состояние очень быстро разрушается. Сверхпроводящие элементы с высокой индуктивностью помогут снизить вероятность того, что запутанность будет разрушаться.

Но чтобы использовать такие элементы для разработки сверхпроводящей электроники, необходимо, чтобы в сверхпроводящем элементе с большой индуктивностью не было активного сопротивления – то есть потерь энергии при протекании тока. «Для этого необходимо, чтобы в сверхпроводнике не было внутренних колебаний (осцилляторов), которые могут возбуждаться на относительно низких – порядка гигагерц – частотах. Это именно тот диапазон, который интересен для практического применения. Если в сверхпроводящем состоянии у материала есть такие колебательные моды, то при приложении излучения в нем будут возбуждаться колебания, что неизбежно приведет к потерям», – объясняет один из участников исследования заведующий сектором квантовой мезоскопии ИТФ имени Л.Д. Ландау профессор Михаил Фейгельман.

С увеличением степени беспорядка в сверхпроводнике количество низкочастотных осцилляторов, «опасных» появлением энергетических потерь, увеличивается. Фейгельман и его коллега Лев Иоффе, сотрудник ИТФ имени Л.Д. Ландау и руководитель Международной лаборатории физики конденсированного состояния Высшей школы экономики рассчитали, до какой степени можно увеличивать неупорядоченность проводника, чтобы добиться большей индуктивности и одновременно не терять заметной доли энергии на возбужденных колебаниях.

«Нам удалось выяснить, где надо остановиться по мере увеличения сопротивления «плохого» сверхпроводника, чтобы индуктивность получалась достаточно большой, а потери еще не возникли, – рассказывает Фейгельман. – Наша работа показывает, что существует фундаментальный предел, который ограничивает возможность получать сверхбольшие индуктивности». В будущем расчеты физиков помогут создать обладающие большой индуктивностью материалы из неупорядоченных сверхпроводников для использования в сверхпроводящей электронике.

* Стандарт напряжения создан на основе джозефсоновского контакта – двух слоев сверхпроводника, разделенных нанометровым слоем изолятора. В 1962 году британский физик Брайан Джозефсон предсказал, что в такой конструкции в изоляторе возникнет сверхпроводящий ток. Он появляется благодаря возникновению куперовских пар электронов, которые туннелируют сквозь барьер – то есть преодолевают его, несмотря на то, что, по законам классической механики, их кинетической энергии для этого недостаточно. Туннелирование имеет квантовую природу, и законы квантовой механики разрешают подобные процессы.

«Зимняя школа-конференция по локализации, взаимодействиям и сверхпроводимости» (а также описанное исследование – rscf.ru) проходила в ИТФ имени Л.Д. Ландау при поддержке гранта Российского Научного Фонда. 

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

Древнейший славянский список Рождественского богослужебного канона вновь обретен благодаря космическим технологиям

1 неделя ago
 В Государственном историческом музее на Красной площади в Москве хранится одна из древнейших сохранившихся записей праздничного богослужебного канона на Рождество Христово. Он уникален не только своею древностью, но и использованием при его создании (вероятно, в Болгарии в XI веке) первой славянской азбуки — глаголицы. Фрагмент этой древней пергаменной рукописи был выявлен еще в начале ХХ в. Однако до появления новейших технологий прочесть его было практически невозможно: в конце XIV в. текст был смыт для того, чтобы эти листы пергамена можно было использовать вторично. Поверх практически невидимых глаголических букв был написан другой богослужебный текст, который был более актуален для выполнившего его сербского писца. Древние тексты на пергамене, смытые или стертые для повторного использования писчего материала, называются палимпсестами. Они существуют в разных средневековых языковых письменных традициях, однако подобные славянские памятники очень редки. Глаголица, созданная около 863 г. первоучителем славян св. Кириллом (Константином Философом), — более древний славянский алфавит, чем современная кириллица, и активно использовалась в балканских славянских землях в последней трети IX–XI вв.

Как оказалось сегодня, древний текст можно восстановить. Такую задачу поставили перед собой научные сотрудники Института космических исследований (ИКИ) РАН и Государственного исторического музея (ГИМ). Для цифровой визуализации и реконструкции глаголического палимпсеста было решено применить методы и компьютерные алгоритмы, развитые и используемые в астрофизике и мультиспектральном зондировании Земли из космоса. Работа над текстом началась недавно и продолжается сейчас. В мире сохранилось лишь около полутора десятка древних глаголических рукописей и их отрывков, поэтому полное прочтение нового архаичного памятника станет событием в мировой славистике.

По следам исчезнувших текстов

Разные материалы по-разному поглощают, рассеивают и переизлучают падающий на них свет. С помощью приборов это можно наблюдать и за краями оптического диапазона, видимого человеческим глазом. Это физическое явление лежит в основе метода мультиспектрального анализа, который давно используется в разных областях науки: как в космических исследованиях, так и для изучения артефактов в крупнейших музеях мира.

В частности, в случае с палимпсестами важную роль играет разница в составе чернил, которые каждый писец изготавливал самостоятельно. Даже если в видимом свете цвет чернил кажется одинаковым, то, например, ультрафиолетовый свет они будут отражать по-разному. Если невидимый глазу ультрафиолет отражают биологические материалы (папирус, пергамен, бумага) и некоторые минералы, содержащиеся в пигментах чернил и красок, то они могут светиться разным цветом и «проявиться» в видимом диапазоне. Напротив, инфракрасное излучение с более длинной волной проникает вглубь материала, причём в разных диапазонах степень этого проникновения отличается. Это дает возможность разделить разные чернила и по химическому составу, и по тому, насколько глубоко они проникли в пергамен или бумагу. Наконец, сила нажима на перо разными писцами различна, поэтому глубина продавливания также является признаком, который может помочь восстановить оригинальный текст. Для этого необходима последующая специальная программная обработка оцифрованного материала, полученного в разных световых диапазонах.

Мультиспектральная съемка широко применяется при исследовании различных памятников письменности и искусства. В 2003–2010 гг., в частности, американские ученые из Рочестерского технологического института (Rochester Institute of Technology) использовали её для прочтения палимпсеста Архимеда. Разработанная ими технология мультиспектральной фотосъемки и последующей математической обработки цифровых изображений была адаптирована специалистами ИКИ РАН для визуализации древнего глаголического палимпсеста (ГИМ, Хлуд. 117) и других угасших текстов древних рукописей из собрания ГИМ.

Сама съёмка, в целом, достаточно проста.

«Для освещения используется 12 узкополосных сверхъярких светодиодов, излучающих с длиной волны от 365 нм (ультрафиолет) до 940 нм (инфракрасный) с шагом 40 нм, — рассказывает Александр Андреев, главный специалист ИКИ РАН. — Мы ведём съёмку относительно бюджетной зеркальной цифровой камерой, модифицированной под поставленные задачи: чтобы расширить спектр чувствительности матрицы на ближний УФ- и ИК-диапазоны блокирующий светофильтр заменили на оптически прозрачное стекло. Кроме того, часто используется макрофотосъемка».

Далее начинается обработка полученных изображений с помощью различных математических методов. Михаил Жижин, главный специалист ИКИ РАН, объяснил, что  в этом проекте были последовательно применены корегистрация (попиксельное совмещение) и канонический вариационный анализ для подготовки визуализации смытого текста палимпсеста. Последний позволил «разнести» оставшиеся пиксели мультиспектрального изображения по трем классам (новый текст, смытый древний текст и фон), максимально используя информацию о спектральных свойствах известных пикселей. Выбор материала обучения для вариационного анализа производился вручную с помощью интерактивной программы, в которой эксперт выбирал на изображении страницы палимпсеста пиксели, принадлежащие одному из трех классов.

На окончательном этапе визуализации угасшего текста строилось новое цветное изображение, где различия между новым текстом, угасшим текстом и фоном были максимально контрастны. 

«Древнейший список славянской богослужебной минеи»

В результате мультиспектральной съемки в разных режимах были обследованы все 8 листов, на которых предполагалось найти палимпсест (Хлуд. 117, л. 7–14). На одном из них (л. 7) каких-либо букв пока обнаружить не удалось, на части листов (л. 8–10) из-за сильной утраты нижнего текста и значительной загрязненности поверхности пергамена глаголические буквы читаются лишь частично, на последних 4-х листах (л. 11–14) древний текст сохранился лучше всего.

Елена Уханова, старший научный сотрудник Отдела рукописей ГИМ, рассказала, что прочтенный ею и транслитерированный кириллицей глаголический текст позволяет сделать вывод о том, что палимпсест представляет собой древнейший список славянской богослужебной минеи — книги, содержащей текст служб праздникам и святым на каждый день года. Более того, это единственный такой список, сохранившийся на глаголице (до сегодняшнего дня известен лишь один угасший бифолий из более поздней глаголической минеи XI–XII вв., найденный в 1975 г. в монастыре св. Екатерины на Синае).

Как удалось установить, листы пергамена, использованные для изготовления палимпсеста, были взяты из первоначальной рукописи не последовательно, а из разных ее частей: текст на л. 13 представляет собой отрывок канона на Рождество Христово (25 декабря), на л. 11 и 14 находятся стихиры и канон св. Иоанну Златоусту (13 ноября),  на л. 12 — стихиры Архангелу Михаилу (8 ноября).

Проведенный палеографический анализ визуализированных букв приводит к выводу, что данный палимпсест представляет собой один из древних глаголических памятников, и его мелкая круглая глаголица, выполненная двумя писцами, вполне сопоставима с почерками древнейших известных глаголических рукописей — Зографского (конец Х в.) и Мариинского (начало XI в.) Евангелий. Лингвистический анализ памятника позволяет отнести его, вероятно, к XI в., вряд ли позднее его середины (начавшаяся во второй трети XI в. эллинизация богослужения Болгарской церкви привела к его обязательному переходу с церковнославянского языка на греческий и отказа, в частности, от славянских списков богослужебных миней).

Текстологический анализ этого списка показывает, что глаголический палимпсест представляет собой особую древнюю версию славянского перевода византийского канона на Рождество Христово и других служб, а две стихиры Михаилу Архангелу уникальны и не имеют аналогий среди известных в науке текстов. Это обстоятельство делает полное прочтение Хлудовского глаголического палимпсеста еще более важным для дальнейшего изучения древнейшего славянского культурного наследия.

В рамках сотрудничества ИКИ РАН с Государственным историческим музеем созданная рабочая группа из научных специалистов этих учреждений провела исследования по визуализации утраченных текстов и декорации нескольких уникальных памятников древнерусской книжности. Почти сразу удалось сделать несколько открытий: прояснить угасшую дату создания новгородского Лобковского Пролога (1282 г.), визуализировать на верхней крышке подносного экземпляра первопечатного Апостола Ивана Фёдорова 1564 г. уникальный прижизненный портрет Ивана Грозного, выполненный в технике тиснения по коже, рельеф которого на сегодняшний день почти полностью угас. Работа над Хлудовским палимпсестом началась лишь недавно, и сегодня она продолжается.

Фото: Лист 13 об. из Хлудовского палимпсеста (ГИМ, Хлуд.117), снятый при дневном свете. Изображение ИКИ РАН, ГИМ

Фото: Лист 13 об. из Хлудовского палимпсеста (ГИМ, Хлуд.117), снятый в различных диапазонах ультрафиолетового света. Изображение ИКИ РАН, ГИМ

Фото: Лист 13 об. из Хлудовского палимпсеста (ГИМ, Хлуд.117). Результат компьютерной обработки цифровой фотографии л. 13 об., полученной при мультиспектральной съёмке. Нижний древний текст окрашен светло-зеленым цветом, верхний текст конца XIV в. — красным. Изображение ИКИ РАН, ГИМ

Эти исследования были поддержаны грантом Российского научного фонда (РНФ) № 17-18-01399 «Ключевые памятники древности и средневековья из собрания Исторического музея: прочтение неисследованных явлений истории современными естественнонаучными методами». Презентация Исторического музея с первыми результатами визуализации Хлудовского палимпсеста также уже отмечена специальным Дипломом жюри XIX Международного фестиваля музеев «Интермузей» (25–29 мая 2017, Москва, Центральный выставочный зал) «За успешное взаимодействие с ведущими исследовательскими центрами РАН».

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

Томские учёные используют левитацию для 3D-печати

1 неделя 1 день ago
 Научные сотрудники Томского госуниверситета создали установку для левитации мелких частиц, чтобы усовершенствовать ультразвуковую 3D-печать, узнал 8 января корреспондент Сиб.фм из сообщения на сайтеТГУ.

Радиофизики ТГУ сделали установку для левитации в акустическом поле мелких частиц, например пенопласта. При помощи специально созданной программы левитируемыми частицами можно управлять — двигать их из стороны в сторону.

На основе этой технологии к 2020 году учёные разработают новый метод ультразвуковой 3D-печати, который может быть применим для химически агрессивных растворов или веществ, разогретых до высоких температур.

«Первый этап — это контролируемая левитация частиц, затем на этой основе мы создадим метод манипуляции группой частиц, чтобы собирать из них трёхмерные объекты. При попадании в звуковое поле и в процессе осаждения частицы порошкообразного вещества перегруппировываются, падают по требуемым траекториям и осаждаются в определённо заданный рисунок. Слой за слоем частицы будут осаждаться в какую-либо фигуру», — рассказал руководитель проекта, профессор ТГУ Дмитрий Суханов.

Проект осуществляют в рамках гранта Российского научного фонда, на него было выделено порядка 15 млн рублей.

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

Экспресс-метод выявления нитратов в продуктах разработали в ТПУ

1 неделя 1 день ago
 Ученые Томского политехнического университета (ТПУ) разработали экспресс-метод анализа продуктов питания и напитков на содержание тяжелых металлов, микроэлементов, нитратов и антиоксидантов с помощью сенсоров из модифицированного оргстекла, сообщает во вторник пресс-служба ТПУ.

"Ученые ТПУ предложили экспресс-способ визуального анализа продуктов питания – главным образом овощей и фруктов, а также напитков – на содержание тяжелых металлов, микроэлементов, нитратов и антиоксидантов. Для анализа используются небольшие прозрачные сенсоры из модифицированного оргстекла", – говорится в сообщении.

Уточняется, оргстекло (полиметилметакрилат) модифицировано таким образом, что приобретает 3D-структуру и позволяет помещать в себя другие реагенты, взаимодействующие с тяжелыми металлами, нитратами, антиоксидантами или микроэлементами. При контакте с полезными или токсичными веществами прозрачный бесцветный полимер меняет цвет.

"Реагенты включены прямо в прозрачную пластинку… В данном случае полимер — лишь ячеистый контейнер для реагента. На сегодняшний день такой подход превосходит мировой уровень… Контроль продукции на тяжелые металлы, нитраты, пестициды можно проводить на месте закупки или прямо в поле у производителя", – цитирует пресс-служба научного руководителя проекта Михаила Гавриленко.

Отмечается, что стоимость полимерного датчика не превышает нескольких десятков рублей, что в 20-30 раз дешевле традиционного метода спектрофотометрии. Для проведения анализа достаточно положить пластинку в кашицу измельченного продукта. И если, например, в яблоке есть нитраты, пластина станет желто-коричневой, а если тяжелые металлы, то покраснеет – тем больше, чем выше их содержание.

Метод визуального контроля качества продуктов, разработанный в ТПУ, аттестован Росстандартом и внесен в реестр Федерального информационного фонда по обеспечению единства измерений. Исследования поддержаны Российским научным фондом (РНФ), Российским фондом фундаментальных исследований (РФФИ) и Фондом имени Д.И. Менделеева.

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

Ученые КФУ планируют повысить эффективность добычи нефти с помощью уравнений

1 неделя 1 день ago
 В САЕ «ЭкоНефть» приступили к созданию математической модели процессов в нефтяных пластах. В 2017 году сразу несколько научных коллективов САЕ «ЭкоНефть» вошли в число победителей Президентской программы Российского научного фонда. Обладателями гранта тогда стали и ученые НИЛ «Высокопроизводительные распределенные системы», предложившие на конкурс проект по повышению эффективности добычи высоковязкой нефти "Математическое моделирование многофазной многокомпонентной неизотермической фильтрации в деформируемых пористых средах".

Напомним, в рамках проекта предполагается сначала создание математической модели, а уже потом целого программного комплекса на ее основе. На данный момент в НИЛ «Высокопроизводительные распределенные системы» завершают подготовительный этап, в ходе которого удалось определить наиболее перспективный вектор для исследований. По словам руководителя проекта, кандидата физико-математических наук, старшего научного сотрудника научно-исследовательской лаборатории «Высокопроизводительные распределенные системы» КФУ Эдуарда Храмченкова, математическое моделирование процессов в нефтяных пластах сейчас активно изучается, и многие ученые уже пытаются решить эти задачи, используя разные методы.

"Набор уравнений примерно похож, но есть нюансы: мы учитываем влияние деформации пористой среды на ее проницаемость и фильтрационные свойства. Когда вовлекаются несколько процессов и они взаимосвязаны, происходит тепловое расширение, вещество течет быстрее, изменяется состояние механической среды, появляются деформации, в трещиноватых средах - трещины. Основная сложность направления заключается в том, как правильно связать и учесть эти процессы в уравнениях", - поделился ученый.

В Казанском университете решением задачи о течении жидкостей в пористых средах с учетом переменных температур  занимаются еще с 50-х годов прошлого столетия, когда были открыты нефтяные месторождения и потребовалось моделирование. Постепенно изучались однофазное течение жидкости, потом двух-, трехфазное, с химическими эффектами. Сегодня идет поиск так называемой thermal-, hydromechanical-, chemical-coupled модели, которая объединила бы в себе химические, тепловые, механические процессы, то есть все эффекты в одной. Каждый процесс описывается своим набором уравнений, задача состоит в том, как эти уравнения связать с учетом подхода ученых КФУ.

Исследования математических моделей сегодня ведутся в двух направлениях: промышленном, которое занимается моделированием конкретных нефтяных, геотермальных источников, и научном, то есть построением универсальной модели и программного комплекса, который будет ее реализовывать. Именно этим и занимаются молодые ученые, хотя и не исключают, что в дальнейшем возможно практическое применение программного комплекса. Самым актуальным для Татарстана является построение модели при сложном процессе SAGD-методе парогравитационного дренажа. Адекватная математическая модель в таком случае позволит сократить издержки на его проведение, просчитать наиболее оптимальные стратегии применения. 

Первыми значимыми результатами ученые готовы поделиться спустя полгода: именно тогда будет построена математическая модель, после этого ученых ждет наиболее сложный этап исследования - построение численной схемы. По словам руководителя проекта, сложности носят математический характер, так как модель нелинейная, уравнения зависят друг от друга, необходима их корректная постановка. Расчеты будут вестись, в том числе, на высокопроизводительном кластере Казанского университета. После этого готовую численную схему нужно будет запрограммировать. В результате ученые представят программный продукт, предназначенный для расчетов: научный код будет принимать конфигурацию пласта, его свойства и выдавать данные для средств визуализации.

Это именно математически-программистская задача: построить модель, численную схему, запрограммировать ее и рассчитать. По словам Эдуарда Храмченкова, экспериментальных исследований пока не планируется, но в дальнейшем для параметрического наполнения и верификации необходимы будут и усилия геологов.

Дата публикации: 09 января 2018 метки:  СМИ о Фонде и грантополучателях
shuliak@rscf.ru
Выбранный
2 часа 24 минуты ago
Подписаться на лента Новости РНФ