Despre opera de biophysicists Krasnoyarsk - prima mana.
Cine a spus că știința rusă trece prin cele mai grave vremuri? După cum se dovedește, acest lucru nu este altceva decât un mit, iar oamenii noștri de știință au absolut orice motiv să se uite la viitor cu optimism. Cel puțin, sa ajuns la această concluzie că corespondentul 1-LINE a venit după o conversație cu Egor ZADEREEEV. lider de stiinta si secretar stiintific al Institutului de Biofizica SB RAS, candidat al stiintelor biologice, vicepresedinte al Societatii Internationale de Studiu a Salinelor.
Yegor Sergheievici a spus publicației noastre despre principalele direcții ale lucrării Institutului de Biofizică, care, în cuvintele sale, se întinde "de la molecule la planetă".
Noi, ca amatori, suntem tăcuți în privința asta și dăm cuvântul omului de știință.
O copie mică a Pământului
În cadrul sistemelor de susținere a vieții închise, lucrarea "BIOS" din institutul nostru a început în anii 1970. Inițial, acest complex a fost destinat stațiilor spațiale. Relativ vorbind, aceasta este o mică copie a Pământului.
În subsolul Institutului, a fost echipat un buncăr de aproximativ 15 x 8 metri, complet etanșat. Într-unul din compartimente, oamenii locuiau, în celălalt - alge și alte plante au fost cultivate pentru a curăța aerul și produce oxigen. În al treilea rând, legumele care au dat alimente participanților la experiment au crescut.
În general, dacă trei persoane se închid într-o încăpere sigilată, vor muri într-o zi din cauza lipsei de aer. Și în complexul institutului, cel mai lung experiment a durat șase luni - oamenii trăiau acolo exclusiv pe ceea ce a fost produs în interior, apa a fost procesată, purificată și din nou furnizată pentru consum.
Până anul trecut, nimeni în lume, cu excepția noastră, Krasnoyarsk, nu a putut repeta acest lucru. Acum un an, chinezii au lansat un proiect similar. Acum se grăbesc activ în spațiu - asta a copiat ceea ce am avut și am obținut același rezultat ca și în anii '70.
La noi, în același timp, aceste lucrări au fost suspendate din cauza lipsei de finanțare și doar acum interesul pentru ele apare din nou.
Acum vorbim despre crearea unui sistem complet autosuficient. În cursul experimentelor noastre vechi, doar 50% din produsele alimentare au fost cultivate într-un buncăr, a doua jumătate - o rezervă sub formă de conserve alimentare. Și acest lucru, desigur, dacă lucrăm într-un mod orientat spre spațiu, creează probleme.
Desigur, nu este atât de ușor să creezi un sistem de 100% autonom de susținere a vieții, cu atât mai mult "copiați" viața pământească. Pe planeta noastră trăim mii de specii de plante, animale - și toate sunt necesare. Și dacă cel puțin să abordați acest lucru și să desfășurați un experiment pe scară largă cu oamenii, că sunteți în acest complex timp de un an sau doi, aveți nevoie de o finanțare serioasă.
Apropo, în forma trunchiată această dezvoltare poate fi aplicată și pe Pământ. În special, Ministerul Apărării a fost interesat de tehnologia noastră în legătură cu dezvoltarea în prezent a Arcticii.
El este viu și strălucitor
O altă direcție pe care o dezvoltăm în mod activ este studiul bioluminescenței sau strălucirea organismelor vii și aplicarea rezultatelor cercetării în practică, în special în medicină.
Dacă se explică pur și simplu, bioluminiscența apare deoarece într-un organism în unele animale există molecule care la îndeplinirea unor reacții chimice radiază lumină.
Lucrul în această direcție a început cu mult timp în urmă - din selecția unor astfel de organisme în expediții și studiul lor.
În timp, genele responsabile pentru formarea moleculelor "luminoase" au fost găsite. Apoi, aceste gene au fost izolate și au învățat să transfere în alte organisme.
Acum, această tehnologie este utilizată în mod activ în medicină (din păcate, nu încă în Rusia). Cum exact? În primul rând, aceste molecule pot fi folosite ca markeri - o altă moleculă este cusută moleculei luminoase, care reacționează, de exemplu, la o anumită boală sau la prezența unui compus chimic.
Atunci când o probă de sânge (alte țesuturi corporale) este combinată cu reactivul nostru, este posibil să se detecteze prezența în probă a unei cantități mici de o anumită substanță. Acest lucru se bazează, în special, pe noile metode de diagnosticare a unor boli virale sau oncologice și în primele etape, când toate celelalte metode de diagnosticare nu funcționează.
În plus, se dezvoltă în mod activ o astfel de direcție ca bioimaginarea. Această tehnologie constă în introducerea aceluiași medicament direct în organism. Cu ajutorul dispozitivelor speciale, se identifică unde este localizată boala.
În plus, studiile recente de laborator care vizează modificarea formei, structurii acestor proteine, permit crearea unor teste care dau o reacție nu la nivelul "da-nu", ci mai dificilă, permițând, de exemplu, identificarea câtorva hormoni diferiți.
Există o aplicație foarte simplă și aplicată a acestei descoperiri - biotesturi a stării mediului. Astfel de sisteme exprese reacționează la prezența contaminanților în aer, apă, sol, fără a se "adânci" în compoziția lor. Ei doar raportează dacă există sau nu toxine. Acum, la Universitatea federală din Siberia, tinerii biofiziciști au dezvoltat un dispozitiv portabil care funcționează pe acest principiu și este disponibil pentru aproape toată lumea. Apropo, am avut un contract pe termen lung cu Bayer, potrivit căruia trebuia să luăm compuși pentru a identifica anumite substanțe.
În general, pentru descoperirea proteinei fluorescente în anii 1960, Premiul Nobel a fost acordat omului de știință japonez Osama Simomura, care a lucrat timp de ceva timp la Krasnoyarsk. Deschiderea sa este acum folosită pe scară largă și diversificată, regiunea crescând activ, în această sferă, tot timpul descoperă ceva nou.
Plastic pentru inimă
Producția și utilizarea biopolimerilor este acum unul dintre cele mai populare subiecte.
Folosim zilnic toate materialele plastice, se pare că totul este făcut din ele. Dar acestea sunt sintetizate din plastic, obtinute artificial.
Și între timp există și o bioplastică - una care este produsă în corpul unor bacterii. Diferența sa principală față de sintetizat este că, după un timp, se dezintegrează, descompunându-se în carbon și apă.
În Institutul de Biofizică, cercetarea în această direcție a început în anii 1980. Bacteriile care produc plastic și condițiile în care o produc cel mai activ au fost studiate.
În etapa următoare a apărut întrebarea - unde se utilizează bioplastica?
Primul lucru care vine în minte - în producția de pachete, pachete pentru, de exemplu, șampoane. Imaginați-vă că astfel de pachete sau pachete ele însele se descompun, dispar.
Este clar că produsele fabricate din astfel de materiale vor fi semnificativ mai scumpe decât plasticul sintetic. Și este puțin probabil că ar exista mulți care vor să plătească pentru șampon de două ori mai mult, pur și simplu pentru că sticla de sub ea o dată se topeste fără urmă. Dar bioplastica a găsit o altă aplicație - în sfera în care prețul materialului nu contează: în medicină.
Din nou - primul lucru care vine în minte este firele operaționale, care în cele din urmă se risipesc de la sine. Dar, în realitate, acest lucru este departe de cele mai interesante. În cazul în care este mai interesant - utilizarea de organe plastice sau alte obiecte în chirurgie, și în special în transplantologie. Din bioplastice pot fi făcute vase, matrice osoasă, alte "copii" ale organelor interne.
Acum, proprietățile principale ale celulelor stem sunt deja cunoscute: orice organ poate fi "crescut" de la ei, deoarece aceste celule nu sunt "specializate". Acum ei au învățat să "facă" tulpina din celula obișnuită, iar din ea - ceea ce este necesar. Astfel, am ajuns foarte aproape de posibilitatea cultivării artificiale a organelor. Și dacă putem crea o matrice a unui organ care se va "acumula" cu celule stem, atunci vom obține un organ care poate fi transplantat unei persoane.
Aceasta, desigur, este o perspectivă îndepărtată. Dar, deja, biopolimerii sunt utilizați în producția de acoperitoare de țesuturi, stenturi, care la momentul potrivit "pleacă" din corp fără urmă. Și se pot descompune la o anumită rată.
În cadrul aceleiași proprietăți se bazează proiectul nostru comun cu institutul agrar privind livrarea deliberată a îngrășămintelor. Datorită biopolimerilor, îngrășămintele hrănesc locul la viteza necesară și în volumele potrivite. Prin același tip în medicină, capsulele sunt utilizate din biopolimer pentru livrarea vizată a medicamentelor. Acest lucru este mai eficient și mai sigur.
O altă mare direcție este "naturală".
Noi, în special, explorăm lacurile sărate din regiune și din regiunile învecinate - da, chiar cele pe care ne place să ne odihnim: Shira, Bele, alții.
Ele sunt de mare interes pentru biologi - totul: locuitorii lor, modul în care trăiesc în cursul anului, cum reacționează la poluanți, cum afectează viața lacului în ansamblu.
Încercăm să descriem toate acestea, să construim modele matematice care descriu toate modelele aferente.
Spuneți-vă că pentru apele saline este normală, când nivelul apei se schimbă foarte mult - de fapt, acestea sunt situate în principal acolo unde există multe evaporări și precipitații mici. Și acest lucru schimbă nivelul de salinitate și din acest motiv - "compoziția" organismelor care trăiesc în lac, calitatea apei etc.
Prin urmare, folosim lacurile noastre Siberian mici ca obiecte de model, pe care este posibil să studiem regularitățile și să anticipăm ce se va întâmpla cu lacurile sărate ale Pământului în principiu.
O cale lungă spre piață
Câți ani vor trece între cercetarea de laborator și lansarea produsului pe piața de masă - este greu de spus.
Aici, să spunem, aceiași biopolimeri. Studiul lor a început în anii 1980 - deși fără o "vedere" pentru utilizarea în medicină. Ei s-au angajat activ în anii '90. Am hotărât că acest lucru este un mod neabătut de productiv și că cercetarea ar trebui continuată și tocmai în ceea ce privește industria medicală - la începutul secolului. Acum biopolimerii au ajuns deja la clinici - adevărate, nu în masă, ci experimentale.
Aceasta este, în acest caz, întregul ciclu de lucru în această direcție este de treizeci de ani, dacă în legătură cu medicina - mai mult de zece.
În general, retragerea de droguri pe piață - este de miliarde de dolari. Dar, înainte de oamenii de știință, din fericire, această sarcină nu merită. Furnizarea accesului la piață pentru dezvoltarea lor ar trebui să fie stat sau de afaceri. Oamenii de știință lucrează pe un front larg și sapă peste tot. Acum se vorbește despre start-up-uri inovatoare, tehnoparks - sunt chemate să ridice idei științifice. Deși se crede că un proiect "trage" din zece - dar plătește costurile tuturor celorlalte.
În general, termenii de cercetare sunt în scădere - dar chiar și aici un anumit investitor joacă un rol. Exemplul nostru de cooperare cu Bayer: au făcut o comandă - și am îndeplinit-o în trei ani. Deși nu toate studiile pe care le-au finanțat, rezultă rezultatul așteptat.
La fel cu sistemul nostru "BIOS". La acea vreme, creatorul științei academice din Krasnoyarsk Academicianul Kirensky sa întâlnit cu Regina - a spus Leonid Vasilievici, că un astfel de sistem este necesar să-l ieri. Bineînțeles, finanțarea proiectului a fost deschisă imediat și au început lucrările. Dar, din primele experimente, ca să spunem așa, cu „galeata“, în care algele crescut pe unicelular, în fața căruia oamenii sa așezat timp de câteva ore în respirația lui, pentru a crea un sistem integrat de sprijin de viață a durat 5 ani. Și acesta este un rezultat foarte bun. Chinezi, cu facilități moderne și entuziasm tradițional, a creat un sistem de mai mult decât am avut în anii '70.
Dar cel mai important - dacă experimentul a început, este la fel de mult ca și ar trebui să fie: experiența poate da rezultate mai repede decât este posibil în principiu.
Ei bine, aspectul material joacă un rol, bineînțeles. De exemplu, în Krasnoyarsk acum nu există nici un vivarium cu animale de laborator care să îndeplinească cerințele pentru cercetarea medicală. Acest lucru este numai în Novosibirsk. În Krasnoyarsk, însă, problema creării unui vivarium este doar discutată.
Același lucru este valabil și pentru echipamente. Dar dacă există resurse - materiale, umane - atunci totul se va face.
Intervievat de Yulia Starinova
Materiale conexe
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: