25 миллионов рублей на НИОКР

Фонд содействия инновациям подвел итоги конкурса «Старт-1». По результатам отбора пять проектов из Новосибирской области были рекомендованы к финансированию на общую сумму 25 миллионов рублей. Всего на конкурс было подано более 1800 заявок из 77 регионов России, а поддержку получили 158 проектов.

Конкурс «Старт-1» направлен на поддержку малых инновационных предприятий и стартап-команд на самой ранней стадии. Его ключевая задача — помочь разработчикам трансформировать научные идеи в работающие технологические решения с перспективой коммерциализации. В рамках гранта победители должны провести прикладные научные исследования и экспериментальные разработки, а также оформить заявку на регистрацию прав на интеллектуальную собственность (РИД).

Среди победителей от Новосибирской области — проекты в сфере высоких технологий, медицины и образования не только от компаний, но и от физических лиц. Поддержку получит разработка умного помощника для незрячих «ВидеоНавигатор», SaaS-платформа умного поиска с AI-ассистентом для интернет-магазинов Resosearch, а также образовательный чат-бот для подготовки к ЕГЭ и ОГЭ по истории, использующий технологии искусственного интеллекта. Кроме того, финансирование одобрено для создания доступного отечественного лабораторного оборудования и на разработку лабораторного образца аддитивной системы для прямой прецизионной лазерной печати из газовой фазы.

Директор Новосибирского областного инновационного фонда Алексей Низковский, региональный представитель Фонда содействия инновациям, отметил важность конкурса для новосибирских разработчиков:

«Гранты программы "Старт" — это один из самых эффективных инструментов государственной поддержки для начинающих инноваторов. Они позволяют талантливым командам сконцентрироваться на исследованиях и разработках, не отвлекаясь на поиск "первых" денег. Для Новосибирской области, обладающей мощным научным потенциалом, такая поддержка крайне важна. Она помогает превратить перспективные идеи наших ученых и инженеров в конкурентоспособные продукты, которые в будущем могут завоевать не только российский, но и мировой рынок».

Грант предоставляется на финансовое обеспечение выполнения научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ (НИОКР), включая затраты на заработную плату, аренду помещений и покупку необходимых комплектующих. Эти работы позволят проверить реализуемость заложенных научно-технических подходов и решений. Кроме того, эта стадия поможет оценить возможность создания на последующих этапах продукта, востребованного на рынке. Результаты выполненных НИОКР должны создать предпосылки для привлечения инвестора и софинансирования проекта на следующем этапе.

Конкурс проводится в рамках федерального проекта «Технологии» государственной программы РФ «Научно-технологическое развитие Российской Федерации».

 

Генетическая карта кукурузы

Полную "библиотеку" всех генов кукурузы для сотен линий растений создали специалисты ИЦиГ СО РАН. В ходе работы они изучили набор некодирующих РНК у более чем полутысячи сортов культуры, сообщили в пресс-службе организации. По мнению исследователей, выявленные связи помогут при селекции новых, устойчивых к холоду и засухе сортов кукурузы.

Функции длинных некодирующих РНК (днРНК) в геномах живых организмов до сих пор были плохо изучены, так как считалось, что они не несут в себе инструкции по созданию белков. Долгое время ученые относились к этим молекулам как к "шуму" на фоне изучения РНК, кодирующих белки. Однако на сегодняшний день исследователи установили, что днРНК играют важную роль во многих жизненных процессах.

"ДнРНК являются "регулировщиками" в клетке. Они указывают другим генам, когда включаться и выключаться. Мы их начали изучать, потому что появляется все больше информации об их влиянии на ключевые процессы у растений: рост, развитие и, что особенно важно для сельского хозяйства, устойчивость к засухе, болезням и другим видам стресса", — рассказал младший научный сотрудник Cектора биоинформатики и информационных технологий в генетике ИЦиГ СО РАН Артем Пронозин.

По последним научным данным, днРНК регулируют устойчивость растений к холодовому, солевому и тепловому стрессу и к недостатку кислорода, участвуют в развитии плодов, корней и листьев, а также во многих других процессах роста и развития растений. Поэтому изучение и анализ последовательностей днРНК может дать ученым дополнительную информацию о функциональной роли этих молекул. Однако до сих пор только для небольшой части днРНК их функции были установлены экспериментально, для большинства днРНК они остаются неизвестными.

Чтобы решить эту задачу, исследователи Института цитологии и генетики Сибирского отделения РАН (ИЦиГ СО РАН) воспользовались современной концепцией пан-транскриптома — "генетической карты" всех РНК кукурузы, сделав акцент не на обычных генах, которые кодируют белки, а на длинных некодирующих РНК.

"С помощью разработанной нами программы мы оценили разнообразие последовательностей и эволюционные закономерности днРНК кукурузы. Мы определили гены днРНК, которые являются уникальными для отдельных линий кукурузы, а значит могут быть связаны с адаптацией растений к уникальным условиям среды или стрессу. Полученные знания позволят проводить более точную селекцию растений, выявлять кодирующие и некодирующие гены, отвечающие за регуляцию устойчивости растений к различным видам стресса, а также помогут увеличить количество новых сортов, адаптированных к климатическим особенностям разных регионов нашей страны", — рассказал Артем Пронозин.

Исследование проводилось в рамках консорциума "Курчатовский геномный центр", ведущей научной организацией которого ИЦиГ СО РАН стал в 2025 году, при поддержке гранта РНФ, проект№ 23-12-00103.

 

Скифы и Алтай

Исследования коллектива ученых из России, Украины и Эстонии подтвердили гипотезу о связи скифов с населением, жившим на территории Алтая и соседних регионов более двух тысяч лет назад. Об этом сообщил ТАСС заведующий межинститутской лабораторией молекулярной палеогенетики и палеогеномики Института Цитологии и генетики (ИЦиГ) СО РАН Александр Пилипенко.

"Проблема происхождения и распространения скифской культуры, которая за довольно короткий период возникла и распространилась практически во всем степном поясе Евразии, от Алтая и даже Тувы до северного Причерноморья, обсуждается достаточно давно и в различных аспектах. Основной вопрос для Северного Причерноморья заключался в том, сопровождалось ли наступление скифской эпохи прибытием в регион нового населения из других районов Евразии, или в данном случае происходило лишь изменение культуры. В новом исследовании ученые показали, что внешнее генетическое влияние на население северного Причерноморья в скифскую эпоху все-таки было", - сказал Пилипенко.

Он отметил, что такая возможность в той или иной степени и раньше признавалось генетиками, но современный этап исследований характеризуется новыми технологиями и подходами.

"Авторы исследования провели анализ "полных" ядерных геномов, что дает больше генетической информации. Другая важная особенность работы - анализ разновременного населения одного и того же региона. Этот подход позволяет сравнивать группы, сменявшие друг друга на одной территории в различные эпохи и видеть появление новых генетически отличных групп населения", - добавил Пилипенко, уточнив, что основным наблюдением ученых стало то, что в скифское время в северном Причерноморье появляются генетические компоненты новые для региона, которые, вероятно, связаны генетически с древним населением Южной Сибири, а именно населением скифского времени Алтая и сопредельных регионов.

Врио директора Института археологии и этнографии СО РАН Андрей Кривошапкин сообщил ТАСС, что полиэтничный характер скифской культуры предполагался и ранее, но с большим фокусом на бассейн Днепра по происхождению.

"Роль других территорий не отвергалась, поэтому возможный восточный вектор происхождения скифского мира не неожиданен, если мы не рассматриваем его как исключительный, а как один из", - отметил Кривошапкин.

Статья коллектива ученых из России, Украины и Эстонии под руководством Ричарда Виллемса из Тартуского университета была опубликована в авторитетном журнале Current Biology. Ученые исследовали геномы 31 жителя Евразийской степи, скифов и родственных им сарматов, а также живших до их появления и после их исчезновения народов. 

Аксессуары каменного века

Исследователи из Института археологии и этнографии СО РАН с помощью компьютерной микро-томографии впервые изучили содержимое костяных игольников из неолитических погребений Сибири возрастом в 5 тысяч лет и реконструировали способ их ношения. Результаты исследования получены при поддержке Российского научного фонда и опубликованы в престижном международном журнале Archaeological and Anthropological Sciences.

Несколько игольников — футляров для игл, сделанных из трубчатых костей птиц — были найдены в начале 1950-х академиком АН СССР А.П. Окладниковым на Верхоленском могильнике в Прибайкалье и хранятся сегодня в собрании музея Института археологии и этнографии СО РАН. Два из них оказались заполнены внутри землёй, и потому наполнение игольников сохранилось в том же положении, в каком его оставили 5 тысяч лет назад. Благодаря неинвазивному методу исследования — компьютерной микро-томографии, выполненной в Центре коллективного пользования «Геохронология кайнозоя», — внутри игольников были обнаружены не только костяные иглы, но и бусины из раковины моллюска. Древние охотники и собиратели регулярно пользовались иглами при жизни и поместили игольники в могилы своих сородичей, по всей видимости, чтобы они послужили им и в загробном мире. Но как именно обитатели берегов Байкала, постоянно мигрирующие за добычей, носили игольники с собой?

Дарья Кожевникова, кандидат исторических наук, научный сотрудник лаборатории «ЦифрА» Института археологии и этнографии СО РАН, рассказывает: «Микро-томография позволила нам заглянуть внутрь предметов, и оказалось, что иглы и бусины в игольнике были расположены вдоль центральной оси, не касаясь стенок. Вероятно, между самим игольником и его внутренним содержимым была кожаная полоска-прокладка, истлевшая со временем. Концы полоски, по-видимому, пристегивались к одежде или поясу, и таким образом нужные мелочи всегда были под рукой». 

Открытие позволяет по-новому взглянуть на материальную культуру неолитического населения Сибири, так как подтверждает высокую мобильность древних сообществ и демонстрирует преемственность технологий от неолита до этнографической современности — подобные игольники хорошо известны в регионе у коренного населения XIX — первой половины ХХ веков. Метод микро-КТ открывает новые возможности для изучения археологических артефактов неинванзивным способом, сохраняя артефакты в их первоначальном виде для дальнейшего изучения. 

Дарья Гаркуша

 

Двойственный эффект

В исследованиях на мышах новосибирские ученые показали, что большое количество бактерий Akkermansia muciniphila и Bacteroides acidifaciens в здоровом кишечнике может быть связано с колоректальным раком в будущем. В то же время эти бактерии выполняют в организме много полезных функций и широко используются при создании современных пробиотиков. Статья об исследовании опубликована в Scientific Reports.

«Наша группа на протяжении нескольких лет изучала микробиоту кишечника и то, как она вовлечена в воспалительные процессы. Нам стало интересно исследовать ее роль в развитии рака, связанного с воспалительными заболеваниями кишечника (ВЗК). Однажды, работая с экспериментальной моделью колоректального рака, мы обнаружили, что у мышей одной и той же генетической линии, но полученных из разных вивариев, эта модель развивается по-разному: у одной группы животных опухоли в кишечнике почти не появлялись, у другой, наоборот, их было очень много. Мы предположили, что это может быть связано с различиями в составе микробиоты. Секвенирование 16S рРНК с последующим биоинформатическим анализом продемонстрировало: у животных, развивших меньше опухолей, оказалось больше бактерий Akkermansia muciniphila. Это было логично. По широко известным данным, эта бактерия обладает противовоспалительными свойствами и способствует повышению барьерной функций кишечника», — рассказывает научный сотрудник лаборатории моделирования патологий человека Института молекулярной и клеточной биологии СО РАН (на момент исследования. — Прим. ред.) кандидат биологических наук Ксения Михайловна Ачасова.

Однако ученых смущало одно обстоятельство: в большинстве исследований о взаимосвязи бактерий с колоректальным раком, как правило, изучалась микробиота кишечника животных (или пациентов) с уже развившимися опухолями. В таких случаях всегда есть вероятность, что наблюдаемое состояние — не причина развития патологии, а его следствие. Поэтому исследователи решили изучить состав микробиоты кишечника у мышей до того, как на них воздействовали веществами, стимулирующими опухолеобразование на фоне хронического воспаления. 

«Поскольку мы уже выявили потенциального кандидата, то решили посмотреть именно на A. muciniphila, и оказалось, что в начальной точке эксперимента наблюдалась абсолютно противоположная ситуация: у животных, развивших больше опухолей, было больше этой бактерии на момент, когда они еще находились в здоровом состоянии», — отмечает Ксения Ачасова.

Затем ученые совместно с коллегами из Научно-исследовательского института нейронаук и медицины, Международного томографического центра СО РАН и Новосибирского государственного университета решили расширить исследование. В этот раз эксперимент проводился на мышах той же генетической линии из одного института, но содержащихся и разводимых в разных комнатах (они различались как раз по количеству A. muciniphila в кишечнике). Изучали микробиоту кишечника подопытных животных в трех разных точках: в начальной, то есть в здоровом состоянии, в промежуточной, после того как развилось хроническое воспаление, и в конечной, когда уже ожидалось появление опухолей. 

Исследование показало, что наиболее сильные различия в бактериальном сообществе наблюдались в первых двух точках. Удалось выделить три бактерии, количество которых коррелирует с развитием опухолей. Помимо уже известной A. muciniphila, ими оказались Bacteroides acidifaciens и Desulfovibrio fairfieldensis (эта бактерия известна как маркер микробиоты, ассоциированный с хроническим колитом). Если первые две прогнозировали более выраженное развитие опухолей, будучи распространенными в первой точке, то количество третьей увеличивалось на второй стадии исследования и также коррелировало с опухолеобразованием. Причем возрастание числа D. fairfieldensis при хроническом воспалении положительно коррелировало с количеством A. muciniphila и B. acidifaciens до воздействий. Ученые предположили, что эти эффекты могут быть связаны со сложным взаимодействием внутри сообщества между отдельными видами бактерий A. muciniphila и B. acidifaciens и D. fairfieldensis в контексте воспаления и ассоциированного с ним опухолеобразования.

Пока не известны механизмы, которые объясняли бы, почему так происходит. Есть только гипотезы. Одна из них касается того, как бактерии воздействуют на иммунную систему. Известно, что микробиота вносит огромный вклад в ее развитие и функционирование, в защитные функции кишечника и физиологию эпителиальных клеток. Возможно, в некоторых обстоятельствах A. muciniphila и B. аcidifaciens в ходе воспаления запускают механизмы, которые могут в большей степени способствовать появлению опухолей. Для бактерий рода Desulfovibrio показаны провоспалительные свойства, и увеличение их количества также могло привести к усилению воспалительных реакций.

Другая гипотеза может объяснить происходящее через взаимодействие бактерий в составе микробиоты на уровне метаболитов. «В сообществе между бактериями происходит обмен: некоторые бактерии способны расщеплять сложные вещества и в результате выделять метаболиты, которые могут быть использованы другими бактериями.  Бактерии A. muciniphila и B. аcidifaciens производят короткоцепочечные жирные кислоты, что сопровождается выделением водорода, который может использовать сульфатредуцирующая бактерия D. fairfieldensis, — объясняет Ксения Ачасова. — Однако в рамках данной работы мы не проверяли это предположение в экспериментах».

Ученые подчеркивают, что все имеющиеся на сегодняшний день объяснения взаимосвязи A.muciniphila и B.аcidifaciens с развитием опухолей на фоне воспаления в кишечнике — лишь гипотезы. «На данный момент на основе нашей работы нельзя что-то рекомендовать или делать какие-то однозначные выводы. Однако она может стать основой для дальнейших, более подробных исследований. Микробиота изучается обширно и достаточно давно, и при этом часто новый результат порождает еще больше вопросов. Интересно было бы изучить механизмы, которые лежат в основе взаимодействия между микроорганизмами внутри сообщества, и найти новые способы регулировать микробиоту, — говорит Ксения Ачасова. — Обращать внимание на эти процессы важно еще и потому, что перекрестные метаболические взаимодействия между бактериями часто упускаются из виду при разработке пробиотиков».
Исследование было выполнено при поддержке Российского научного фонда (проект № 23-75-01094).

Материал подготовлен при поддержке гранта Минобрнауки России в рамках Десятилетия науки и технологий.

Диана Хомякова

Фото автора

Идеальная хлорелла

Мы уже неоднократно уделяли внимание производству так называемых «альтернативных» белков в качестве еды будущего. Не так давно у всех на устах была тема искусственного и культивированного мяса, и особенно – тема выращивания съедобных насекомых. Напомним, что даже в Новосибирске появились стартапы по выращиванию сверчков. А на кафедрах некоторых новосибирских вузов (о чем мы также писали) проводят опыты с использованием белка опарышей для приготовления различных блюд (в том числе – десертов).

Правда, в последние годы (из-за напряженной внешнеполитической обстановки) внимание к указанным темам заметно ослабло, причем, не только у нас, но и на Западе. Но всё же мы вполне допускаем, что интерес к «альтернативным» белкам в ближайшее время возродится с прежней силой.

В этой связи считаем необходимым еще раз обратить внимание на то, что сам поиск «альтернативной» еды никак не является особенностью наших дней. В свое время мы уже отмечали тот факт, что поиски в данном направлении ведутся почти столетие. Это, если можно так выразиться, одна из «фишек» научно-технического прогресса, основанная на уверенности в том, что поступательное развитие технологий должно привести к повальной индустриализации всех отраслей, включая и производство продуктов питания. Последнее традиционно связывают с сельским хозяйством, делая с помощью самого слова «сельский» неизменный акцент на связь с землей, с почвой. Однако в логике индустриализма рано или поздно должен обязательно наступить, отрыв от почвы, и в этом плане производство еды полностью утратит свой «сельский» характер, став частью предельно урбанизированной промышленной среды. 

Поиск «альтернативных» белков всегда осуществлялся именно в этом контексте. Поэтому на роль альтернативы намеренно подбирали те организмы, которые как раз и можно выращивать в полном отрыве от почвы, в типично заводских условиях. Причем так, чтобы питательная масса в процентном отношении максимально превосходила всё «лишнее» и несъедобное – чего так много у обычных сельскохозяйственных культур или животных, когда на килограмм еды вы получаете несколько килограммов отходов.

В послевоенные годы на роль таких организмов прочили микроскопические одноклеточные водоросли, такие, например, как всем известная хлорелла. Работы с хлореллой (и ей подобными) активно велись как у нас в стране, так и за рубежом. В частности, в 1950-е годы исследования на данную тему проводили в Московском институте рыбной промышленности (на кафедре гидробиологии).

Как подчеркивали ученые в публикациях тех лет, еще в XVIII столетии натуралисты выявили роль микроскопических растительных организмов в питании водных животных, аналогичную роли высших растений для наземных животных. Вызывало удивление то, почему эти организмы так долго оставались вне практического использования человеком за всю его историю. Самое интересное, что одноклеточные водоросли широко использовались в биохимических и физиологических исследованиях, что привело к созданию различных методов их культивирования в малых объемах в условиях лабораторий. Почему бы, спрашивается, не масштабировать эти методы, наладив массовый выпуск одноклеточных водорослей на промышленной основе?

Для начала выясним, чем же микроскопические водоросли так привлекали ученых. Насколько они были пригодны для производства «альтернативной» еды? Судя по публикациям тех лет, та же хлорелла и прочие водоросли из группы протококковых чуть ли не идеально подходили для здорового сбалансированного питания. К тому времени их химический состав был уже хорошо изучен. Как отмечали ученые, эти организмы поражают богатством протеинов. Так, в условиях достаточного азотистого питания хлорелла содержит более 50% протеинов, 35% углеводов (из которых лишь несколько процентов приходится на клетчатку), 5% жира и 10% минеральных солей. По богатству протеинов, отмечали исследователи, протококковые водоросли заметно превосходили лучшие источники растительного белка, употребляемые для кормления сельскохозяйственных животных и культивируемые для пищевых целей.  

Другая привлекательная черта протококковых водорослей связана с их пластичностью, многосторонней реакцией на изменение условий выращивания. Эта реакция вполне может быть направлена по нужному пути. Например, путем изменения газового и минерального питания хлореллы, а также температурных и световых условий, можно добиться разного соотношения протеинов, углеводов и жиров. В итоге одна и та же культура даст биомассу с разным составом указанных компонентов. Допустим, в одном случае будет получен такой состав: 58% белка, 37,5% углеводов и 4,5% жира. А в другом случае получим такое соотношение: 8,7% белка, 5,7% углеводов и 85,5% жира! В столь же широких пределах, подчеркивали ученые, можно управлять сухим весом и содержанием золы, хлорофилла и фосфора.

Впрочем, высокое содержание протеина само по себе не гарантирует полноценности пищи. Необходимо, чтобы протеины содержали определенный набор аминокислот. В этом случае поразительным фактом стало то, что в той же хлорелле содержатся все десять аминокислот, которые должны обязательно присутствовать в пище. Точнее, они составляют примерно 42% состава ее белков. Это означает, что даже при питании одной только хлореллой их будет достаточно, чтобы обеспечить человеку аминокислотную норму! Кроме того, в ней были найдены аспарагиновая и глютаминовая кислоты, гликоколь, серин, аспарагин, аланин, тирозин, глютамин, пролин, гамма-аминомасляная кислота и бета-аланин.

Жиры хлореллы при комнатной температуре остаются жидкими, что связано с высоким содержанием в них ненасыщенных жирных кислот. По составу этот жир близок к другим растительным жирам, обычно употребляемым в пищу.

Углеводы протококковых представляли меньший интерес. Главной положительной особенностью их состава было весьма низкое содержание целлюлозы, которая почти не переваривается человеческим организмом. Среди сахаров отмечалось преобладание глюкозы и фруктозы.

Также выяснилось, что микроводоросли являются исключительным по богатству источником витаминов. Чтобы обеспечить их суточную норму для человека, достаточно 100 граммов сухой хлореллы. В свежих водорослях одного только витамина C содержится столько же, сколько в лимоне!

Учитывая столь впечатляющий состав, ученые сосредоточились на оценке пищевой пригодности микроводорослей, для чего, начиная уже с 1940-х годов, проводились соответствующие испытания на животных. Опыты, проведенные в США, Англии и Германии на крысах, давали обнадеживающие результаты. Ни в одном случае не обнаружилось никакой токсичности или какого-либо другого неблагоприятного воздействия. Равным образом не наблюдалось и отказа животных от пищи, содержащей хлореллу. Причем, как отмечалось, для прироста веса животных протеин этих водорослей оказался даже более эффективным, чем протеин сухих пивных дрожжей, плесени, грибов, и в особенности – соевой и арахисовой муки. По мнению некоторых ученых, протеин водорослей практически равноценен белку сухого молока.

Разумеется, хлорелла имеет свой особый вкус и запах, в силу чего пришлось бы решать вопрос о способах ее использования в кулинарии. Было отмечено, что при добавлении сухой хлореллы к другим пищевым продуктам ее вкус и запах ничем себя не выдавал. В Японии в 1950-е годы уже разрабатывались рецепты блюд, содержащих приличные количества этой микроводоросли. Таким путем, отмечали ученые, продукты обогащались важными белками, жирами и витаминами. В США, в время проведенных испытаний в Институте Стэнфорда, такие блюда получили положительную оценку.

Естественно, перед исследователями вставал вопрос о наиболее оптимальных технологиях массового производства микроводорослей. Речь шла не только о пищевой промышленности. Хлорелла, например, рассматривалась как ценная кормовая, а также техническая культура. Самое интересное, что к середине 1950-х годов в разных странах уже существовали серьезные наработки относительно способов ее культивирования, подробно описанные в научных журналах тех лет. Наша страна, по сути, пыталась встроиться с это направление, и наши ученые предлагали свои собственные варианты технологий для выращивания водорослей. Речь даже шла о создании целой инновационной отрасли – «водорослеводстве».  

Останавливаться на технических подробностях здесь не имеет смысла, поскольку это узкоспециальная проблема. Важнее обратить внимание на другой аспект данной темы. Его можно назвать «идеологическим». Дело в том, что уже в середине прошлого века в научном сообществе циркулировала мыль о том, будто сельское хозяйство слишком зациклилось на культивировании высших растений, из-за чего игнорируется разнообразие форм и функций растительного мира. Этот стереотип предложено было сломать. Низшие растения, такие, как упомянутые здесь одноклеточные водоросли, обнаруживали явные преимущества перед традиционно возделываемыми культурами. По крайней мере, такие выводы напрашивались на основе проводимых тогда экспериментов.

Впечатляющие результаты окрыляли тогдашних ученых. Несмотря на то, что в 1950-е годы еще не было достаточных данных для анализа экономической составляющей «водорослеводства», существовала уверенность в том, что водоросли станут вполне доступным по цене продуктом. В этом как будто убеждала их высокая урожайность и относительная несложность механизации их производства.

Разумеется, остается вопрос: почему остановился прогресса в этом направлении? Ведь если исходить из того, что было сделано к середине 1950-х годов, в наше время хлорелла уже должна была бы стать «вторым хлебом», а может, даже основным продуктом питания. Выходит, в логике научных рассуждений на этот счет закралась какая-то ошибка. Вполне возможно, нынешние пропагандисты «альтернативного» белка из насекомых совершают ту же самую ошибку. Причем, ошибку фундаментальную, лежащую в основе самой концепции «альтернативной» еды. Пока мы оставляем этот вопрос открытым, однако постараемся к нему вернуться в ближайшее время.

Николай Нестеров

Как управлять атомами

Научный сотрудник Института физики полупроводников им. А.В. Ржанова СО РАН к.ф.-м.н. Алексей Сергеевич Петров награжден премией имени выдающихся ученых Сибирского отделения РАН.  Торжественное вручение прошло сегодня, 19 ноября на общем собрании отделения в 125 годовщину со дня рождения основателя СО РАН академика Михаила Лаврентьева.

Алексей Петров получил премию имени Константина Константиновича Свиташева — за цикл работ «Исследование атомарных процессов на поверхности кремния Si (111) при осаждении германия и олова для разработки методик их in situ контроля при изготовлении структур для наноэлектроники».

Современная электроника работает быстрее и становится компактнее во многом благодаря тому, что её ключевые элементы уменьшаются до нанометровых размеров. Но на таких масштабах даже отдельные атомы играют решающую роль, поэтому контроль поведения поверхности материалов на атомарном уровне определяет свойства гаджетов завтрашнего дня.

Основой большинства микросхем остаётся кремний, поэтому нужно уметь управлять свойствами его ростовой поверхности на всех стадиях создания полупроводниковой гетероструктуры. Требуемую точность при выращивании дает метод молекулярно-лучевой эпитаксии, когда в вакуумных камерах строго контролируется концентрация атомов, скорость их осаждения и другие параметры.

Ученых и технологов, создающих перспективные материалы, интересуют структуры на основе кремния, германия и олова, так как они совместимы с кремниевой технологией производства электроники. При их получении методом молекулярно-лучевой эпитаксии важно понимать, что происходит на поверхности: как адсорбируются осаждаемые атомы, как они двигаются вдоль атомарно-гладкой поверхности, образуют покрытия с требуемыми свойствами.

Возможность наблюдать эти процессы в режиме реального времени у Алексея Петрова с соавторами была благодаря сверхвысоковакуумному отражательному электронному микроскопу — установке, которая есть только в ИФП СО РАН.

Основным результатом из цикла, поданного на конкурс, Алексей считает работу, где удалось показать возможность управляемого создания на поверхности кремния участков с разной зонной структурой. То есть, говоря упрощенно, — формирования нанометровых участков, где можно управлять поведением электронов и протеканием тока.

«Это интересно как для технологии изготовления полупроводников ―  можно формировать последовательность открытых и закрытых участков для протекания тока, так и для базовой физики — влияние примесного покрытия на структуру границы раздела кристалл-вакуум», — поясняет ученый.

Алексей добавляет, что цикл исследований включал несколько работ с 2020 г., но на конкурс были поданы три из них, опубликованные за последние три года. Статьи объединяет общая цель — понять, как атомы германия и олова взаимодействуют с поверхностью кремния и как это можно использовать для управления свойствами будущих наноэлектронных структур.

«В ключевой работе, вышедшей в журнале Applied Surface Science в 2023 г. приведены самые яркие результаты с точки зрения наглядного представления физики процессов при нанесении металлических покрытий на поверхность кремния. В исследовании мы впервые показали, как может перераспределяться олово по поверхности в процессе осаждения, как оно может перемешиваться с атомами кремния, всегда присутствующими на ростовой поверхности. Продемонстрировали, как оловянное покрытие меняет структуру поверхности кремния.

Уже в этой работе сделали предположение, что, меняя скорость осаждения олова и температуру подложки, можно варьировать структуру формируемого примесного покрытия. То есть менять свойства двумерного оловянного покрытия от чисто металлических к полупроводниковым из-за увеличения доли кремния в нём», — подчеркивает победитель конкурса.

Работы Алексея Петрова с коллегами открывают возможности совершенствования технологии молекулярно-лучевой эпитаксии, более точного контроля полупроводниковых слоёв во время роста и формирования новых, гибридных структур на основе кремния, олова и германия. На основе последних могут быть сделаны приборы высокочастотной электроники, сенсоры нового поколения, элементы перспективной логики.

В конкурсе молодых ученых на премии имени выдающихся ученых Сибирского отделения Алексей участвовал впервые. Он отмечает, что главной сложностью при подаче заявки стала необходимость ограничиться недавними работами. «Важно было показать, как три разные работы складываются в единый цикл. Для полноты картины хотелось бы включить и статьи 2020–2021 годов, но правила допускали только публикации последних трёх лет.

Кроме того, требовалось всё компактно изложить на двух страницах так, чтобы и суть работы была ясна, и не потерялись важные результаты. При принятии решения о подаче заявки определяющим для меня фактором было наличие публикации в Applied Surface Science — одном из топовых журналов по тематике наших исследований», – поясняет молодой ученый.

Пресс-служба Института физики полупроводников СО РАН

Фото Надежды Дмитриевой

 

Химия в борьбе за урожай

Кто из нас не знает об «историческом» XX съезде КПСС, состоявшемся в феврале 1956 года? Этот съезд знаменит тем, что на нем было положено начало разоблачению так называемого «культа личности» Сталина. Страна, можно сказать, шагнула в другую эпоху, с которой у нас связывают не только первую советскую «оттепель», но также и полеты в космос.

Но был еще один аспект той эпохи, затронувший советских сельхозпроизводителей. Нет, мы говорим сейчас на об увлечении кукурузой и продвижением ее в средние широты страны (хотя это тоже было). Важным сдвигом стало утверждение новой, если можно так выразиться, философии сельского хозяйства, где ключевую роль стала играть химическая промышленность.

Напомним, что незадолго до войны и после нее в стране реализовывалась одна масштабная стратегия, известная как «Сталинский план преобразования природы» (о чем мы в свое время писали подробно). В этом плане, направленном, ни много, ни мало, на создание благоприятных климатических условий в отдельных сельскохозяйственных регионах страны (прежде всего – в южных степях), отразились некоторые доиндустриальные подходы к сельскому хозяйству, в основных чертах соответствующие современным принципам так называемого «органического» земледелия.

В то же время развитие промышленной базы сельского хозяйства (включая и химическую промышленность) диктовало принципиально новые подходы к организации процесса, но в рамках упомянутого «Сталинского плана» химизация и прочие индустриальные методы еще не рассматривались в качестве панацеи от всех проблем. Однако с середины 1950-х здесь наметился определенный поворот, и фактически получилось так, что вместе с культом личности отбросили и этот амбициозный сталинский план. Точнее, отодвинули в сторону те принципы и ориентиры, на которых он покоился.

Принято считать, что химизация земледелия воплощает некие поступательные и вполне закономерные шаги в сторону масштабной индустриализации сельскохозяйственных практик. Похоже, именно так и считали тогдашние идеологи этого направления, поэтому связывали с повальной химизацией будущее сельского хозяйства.

Директива XX съезда КПСС как раз четко и недвусмысленно обозначила эту тенденцию. Ключевые решения по сельскому хозяйству, принятые на предшествующих съезду пленумах ЦК КПСС, сформулировали огромную программу, где именно «химия» была поставлена во главу угла. Речь шла о строительстве большого количества новых предприятий туковой и инсектофунгицидной промышленности, о расширении ассортимента химической продукции для сельского хозяйства. Согласно шестому пятилетнему плану развития Народного хозяйства СССР на 1956 – 1960 гг. объем минеральных удобрений к 1960 году должен был составить 19,6 млн. тонн, а в дальнейшем, к 1964 году, намеревались дойти до уровня 28 – 30 млн. тонн. Параллельно количество основных сельскохозяйственных ядохимикатов собирались увеличить в течение нескольких лет в несколько раз, а также расширить их ассортимент.  

Таким путем формировалась и укреплялась материальная база химизации сельского хозяйства, что считалось тогда безусловным благом для страны. Прогресс в этом деле был очевиден. Так, в 1940 году отечественный ассортимент минеральных удобрений состоял из 11 видов, в 1953 году – из 14 видов, а ближе к 1960-му году – из 25 видов. Причем, сюда уже входили концентрированные и сложные удобрения, нейтрализованные виды фосфатов и нитратов, не содержащие хлора калийные соли, а также микроудобрения.

Расширение упомянутого ассортимента не в последнюю очередь диктовалось широкой географией возделываемых сельскохозяйственных культур. Например, кислые почвы северных областей СССР (нечерноземной полосы) требовали физиологически щелочных или нейтральных форм удобрений. Во многих случаях они не нуждались в воднорастворимых формах питательных веществ. Для таких почв вполне подходили и труднорастворимые удобрения.

Разнообразие возделываемых культур также сказывалось на расширении ассортимента минеральных удобрений. Так, широко распространенный и довольно дешевый хлористый калий не подходил для картофеля, винограда и цитрусовых, поскольку ионы хлора отрицательно влияли на вкусовые качества плодов. Поэтому возникла необходимость наладить производство сульфата калия, а также других калийных солей, в том числе сульфата калия-магния. Магний показывал наибольшую эффективность на легких песчаных и супесчаных почвах.

Другой пример. Сахарная и кормовая свекла на большинстве почв показывает высокую чувствительность к натрию. Поэтому было рекомендовано использовать в качестве удобрений природные калийные соли, в состав которых входит натрий. Например, сильвинит и смешанные натрийсодержащие соли.

Большие надежды возлагались на гранулированные удобрения, например, на гранулированный и нейтрализованный суперфосфат, гранулированную аммиачную селитру и так далее. В таком виде можно было снизить гигроскопичность и слеживание удобрений во время хранения. С ними было намного удобнее работать и вносить их в почву. В соответствии с тогдашними планами, до 60% суперфосфата и аммиачной селитры намеревались производить исключительно в гранулированном виде.

Последним достижением в области агрохимии считалось создание микроудобрений, применяемых в незначительных количествах (буквально несколько килограммов на гектар посевной площади). В данном случае речь идет о борных, медных, марганцевых и иных удобрениях, регулирующих процессы обмена, роста, плодоношения и других жизненно важных функций растений. Производство микроудобрений также планировалось расширить.

Большое значение придавалось концентрированным удобрениям, содержащим в 2-3 раза больше питательных элементов, чем у обычных удобрений. Это, опять же, диктовалось географией, огромными расстояниями от мест производства до мест использования. Концентрированные удобрения в этом случае позволяли экономить на перевозках и на таре. Согласно Директиве XX съезда КПСС по шестому пятилетнему плану, ставилась задача довести производство концентрированных фосфорных удобрений до одного миллиона тонн в год. Такие объемы давали возможность ежегодно экономить на железнодорожных и автомобильных перевозках несколько сот миллионов рублей.

Также возрастал интерес к жидким и сложным удобрениям для некорневых подкормок. Процесс их производства осваивался как у нас, так и за рубежом. Не меньший интерес вызывали так называемые органоминеральные удобрения, для производства которых использовались торф, бурый уголь, растительная клетчатка и другие природные материалы и промышленные отходы. И что не менее показательно: в те годы ставился вопрос об использовании для закрытого грунта (теплиц) углекислоты, выделяющейся в составе отходящих газов промышленных печей.

Параллельно, как мы понимаем, росло производство ядохимикатов для борьбы с вредными насекомыми, грибковыми инфекциями и сорняками. К концу 1950-х годов уже предлагался достаточно большой список соответствующих препаратов. В научно-популярной периодике тех лет публиковались фотографии, демонстрирующие разные способы использования ядов в сельском хозяйстве: обработка плантаций с помощью ранцевых опрыскивателей, опрыскивание с помощью самолетов, с помощью наземной спецтехники. Естественно, подобную борьбу с вредителями осуществляли в передовых хозяйствах, дающих наглядные примеры «прогрессивной» работы для всех остальных хозяйств. Химическая обработка откровенно преподносилась как самый передовой и научно обоснованный метод (даже если речь шла о широком использовании ДДТ). Соответственно, специалисты выражали уверенность в том, что роль химии в сельском хозяйстве будет неуклонно расти.

Впрочем, нельзя сказать, что ученые демонстрировали в этом деле какой-то безумный фанатизм. Даже убежденные сторонники химизации не списывали со счетов органические удобрения, разумно полагая, что в стране с развитым животноводством им обязательно найдется место на колхозных полях. Такой природный материал, как торф, также принимался во внимание. Мало того, вполне допускалось расширение посевов естественных «собирателей азота» -  клевера, люцерны, люпина и других.

Как мы понимаем, чрезмерное использование химии вызывало у представителей науки вполне ожидаемые опасения, которые проговаривались на протяжении 1960-х и 1970-х годов. Были даже исследования (о чем мы писали) гармоничного сочетания химических методов с методами «органическими», а равно и исследования, направленные на то, чтобы в ряде случаев вообще отказаться от химических препаратов (о чем мы также писали).

Теоретически, ученые должны были выявить некую золотую середину, позволявшую избегать крайностей. Это был вполне обоснованный поиск, способный привести к предельно эффективным с точки зрения экономики, и в тоже время максимально безопасным для природы сельскохозяйственным методикам. В рамках научного поиска такой вариант был вполне возможен.

К сожалению, логика хозяйствования не всегда согласуется с научными знаниями. Широкое внедрение индустриальных подходов формировало свою логику действий, где оптимизация покоилась на иных основаниях, не всегда совпадающих с научным пониманием агротехники. И в этом плане повальная химизация земледелия воспринималась как предельно простой и понятный способ эксплуатации сельскохозяйственных угодий. По этой причине злоупотреблений «химией» было не избежать. С позиций сегодняшнего дня данное обстоятельство очень хорошо осознается, и возрождающийся интерес к «органическим» методам можно рассматривать как попытку скорректировать упомянутую крайность. Получит ли она научное обоснование на этот раз, время покажет. 

Константин Шабанов

За вклад в науку

В год 10-летия образования Федерального исследовательского центра «Институт цитологии и генетики СО РАН» сразу четырем его сотрудникам вручили государственные награды.

Указом Президента Российской Федерации В.В. Путина №836 от 14.11.2025 за большие заслуги в научной деятельности и многолетнюю добросовестную работу награждаются

–  главный научный сотрудник ИЦиГ СО РАН, профессор, д.б.н. Михаил Павлович Мошкин медалью ордена «За заслуги перед Отечеством» II степени

– главный научный сотрудник ИЦиГ СО РАН, профессор, д.б.н. Наталия Гориславовна Колосова почетным званием «Заслуженный деятель науки Российской Федерации».

Также, Указом Президента Российской Федерации В.В. Путина №844 от 17.11.2025 за большие заслуги в научной деятельности и многолетнюю добросовестную работу главный научный сотрудник ИЦиГ СО РАН, к.б.н. Сергей Евгеньевич Пельтек награждается медалью ордена «За заслуги перед Отечеством» II степени.

Этим же указом почетное звание «Заслуженный врач Российской Федерации» присвоено старшему научному сотруднику НИИ терапии и профилактической медицины (филиал ИЦиГ СО РАН), к.м.н. Светлане Николаевне Дума.

Поздравляем всех награжденных с достойной оценкой их вклада в развитие российской науки и медицины!

Пресс-служба Института цитологии и генетики СО РАН

 

Материалы для ЭКО

Компания «Лабмейт» сделала важный шаг на пути к улучшению репродуктивного здоровья в России, разработав высокотехнологичные расходные материалы для вспомогательных репродуктивных технологий (ВРТ). Эти материалы соответствуют международным стандартам и превосходят зарубежные аналоги благодаря внедрению инновационных технологий и адаптации под требования российского медицинского рынка. «Лабмейт» планирует снизить зависимость российских клиник от импортных поставок, открыть новые возможности для лечения бесплодия и повысить доступность процедур ВРТ для миллионов россиян, стремящихся стать родителями. 

Высокотехнологичные расходные материалы для ВРТ — это специализированные медицинские изделия и инструменты, используемые на разных этапах вспомогательных репродуктивных процедур. От их качества зависит безопасность и жизнеспособность биоматериалов.

За два года команда проекта «Лабмейт» разработала прототип по международным и российским стандартам, запустила автоматизированное производство, провела внутрилабораторные и предсерийные испытания и уже в 1 квартале 2026 года ожидает регистрацию медицинских изделий в Росздравнадзоре. ВРТ от «Лабмейт» уже прошли апробацию в ведущих клиниках: Национальный центр акушерства, гинекологии и перинатологии им. академика В. И. Кулакова, Группа компаний Мать и дитя, медицинский центр «Авиценна». Продукт успешно прошёл тестирования на устойчивость материалов к жидкому азоту, биосовместимости материалов с эмбрионами, ооцитами и пр. Заморозка клеток посредством использования продукции «Лабмейт» также прошла успешно. 

Особое внимание стоит уделить разработанным компанией наконечникам, которые предназначены для работы с ооцитами и эмбрионами. Эти инструменты, диаметром всего от 0,08 мм, произведены по уникальным технологиям, что позволяет врачам и ученым с максимальной точностью манипулировать хрупкими клетками. Носители и соломины, в свою очередь, действуют как защитные оболочки, которые поддерживают целостность клеток в процессе витрификации и размораживания, предотвращая их от нежелательных повреждений. Планшеты выступают в роли терморегуляторов, обеспечивая равномерный температурный режим, и, как следствие, максимальную сохранность биоматериалов, – это самое важное условие для дальнейшего использования клеток в терапии и исследованиях.

Команда проекта столкнулась с рядом сложностей в организации таких процедур тестирования безопасности изделий, как определение эмбриотоксичности с помощью MEA-теста и проверка на наличие эндотоксинов с использованием LAL-теста. Главной трудностью стало отсутствие четких и регламентированных методик для этих процедур. Выходом послужила разработка индивидуального комплекта оборудования и проведение научно-технической экспертизы, позволяющей подтвердить надежность методов и обеспечить высокие стандарты безопасности для изделий.

Директор ООО «Лабмейт», руководитель проекта Рената Чурилова:  

«Такие испытания крайне важны, так как они определяют токсичные вещества, которые могут быть опасны для эмбрионов и пациентов, подвергающихся процедурам ВРТ. В настоящее время испытания на эмбриотоксичность и наличие эндотоксинов проводятся в основном для сред и растворов. Мы же одни из первых начали проводить такие испытания именно для медизделий из полимеров. Эти тесты являются обязательными для того, чтобы продукция могла быть выведена на рынок».

Компания «Лабмейт» является участником проекта Сколково и резидентом бизнес-инкубатора Академпарка. На сегодняшний день степень готовности производства близка к коммерческому запуску, первые изделия проходят финальные клинические тестирования, а медицинское сообщество с нетерпением ждёт выхода материалов для ВРТ российского производства на рынок. 

 

Страницы

Подписка на АКАДЕМГОРОДОК RSS