Возможности карбоновых полигонов

Отвалы и хвостохранилища горно-обогатительных предприятий могут стать не только объектом рекультивации, но и инструментом борьбы с изменением климата. Исследователи Новосибирского государственного университета установили, что хвосты Ак-Довуракского месторождения хризотил-асбеста (Республика Тыва) уже на протяжении десятилетий связывают атмосферный углекислый газ, а их долгосрочный потенциал удаления CO2 может достигать 141 кг на тонну материала. Результаты исследования опубликованы в журнале International Journal of Greenhouse Gas Control.

Минеральная карбонизация — процесс, при котором атмосферный CO2 связывается в результате взаимодействия с горными породами и минералами, образуя стабильные карбонаты. Сегодня этот процесс рассматривается как одно из наиболее перспективных природоподобных решений для борьбы с изменением климата. Огромные объемы подобных пород сосредоточены в отходах горнодобывающей промышленности, однако их реальный вклад в поглощение углекислого газа до сих пор остается недостаточно изученным.

Авторы провели комплексные минералогические, геохимические и изотопные исследования образцов хвостов обогащения хризотил-асбеста, отобранных на разных глубинах отвалов Ак-Довуракского месторождения. Было установлено, что на поверхности отходов сформировались карбонатные корки толщиной до 20 см, состоящие преимущественно из гидромагнезита, а изотопный анализ подтвердил, что углерод в этих минералах имеет атмосферное происхождение. Это означает, что изученные отвалы уже несколько десятилетий выступают естественным поглотителем углекислого газа.

По оценкам исследователей, средняя скорость естественного поглощения составляет около 0,3 кг CO2 на квадратный метр в год. При этом авторы отмечают, что полученные значения являются консервативной оценкой и реальные объемы связанного углерода могут быть выше. Расчеты также показывают, что в долгосрочной перспективе отходы способны связать до 141 кг CO2 на тонну материала в растворенной форме и до 94 кг CO2 на тонну — в виде стабильных карбонатных минералов. Чтобы оценить возможности практического использования этого потенциала, ученые смоделировали несколько сценариев интенсификации естественной минеральной карбонизации. Результаты показали, что применение методов ускорения выветривания и карбонизации, включая механическую активацию поверхности, управление геохимическими условиями выветривания и биологические методы, способно существенно повысить эффективность удаления CO2, открывая перспективы создания климатических проектов на объектах горнодобывающей промышленности.

– Сегодня горнопромышленные отходы рассматриваются не только как экологическая проблема, но и как потенциальный инструмент борьбы с изменением климата. Наше исследование показывает, что отходы горного производства скопленные в отвалах и хвостохранилищах могут выполнять функцию естественных поглотителей углекислого газа, а грамотное управление такими объектами способно существенно увеличить их климатический эффект, — отмечает директор Климатического центра НГУ, кандидат физико-математических наук Георгий Лазоренко.

Полученные результаты имеют важное значение как для России, так и для мировой климатической повестки. Россия обладает одной из крупнейших в мире ресурсных баз ультраосновных пород и значительными объемами накопленных отходов их добычи и переработки, которые потенциально могут использоваться для долговременного удаления углекислого газа из атмосферы. Одновременно подобные отвалы и хвостохранилища распространены в ряде других стран мира, поэтому разработанные подходы к оценке и повышению эффективности минеральной карбонизации могут быть использованы при реализации международных климатических проектов и развитии технологий Carbon Dioxide Removal (CDR).

Пресс-служба Новосибирского государственного университета

Фото предоставлено пресс-службой НГУ

Лошади из плейстоцена

Сотрудники Института молекулярной и клеточной биологии СО РАН получили новые генетические данные о лошадях Оводова, обитавших в Южной Сибири в эпоху плейстоцена и мигрировавших на территорию Северо-Восточного Китая на рубеже плейстоценового и голоценового периодов. Выяснилось, что китайские лошади Оводова голоценовой эпохи имеют гораздо больше генетических связей с сибирскими плейстоценовыми лошадьми Оводова, чем с китайскими лошадьми того же периода. Голоценовые лошади Оводова Северо-Восточного Китая — прямые потомки южносибирских животных. Исследование об этом опубликовано в журнале Quaternary Science Reviews.

Лошадь Оводова (Equus ovodovi) — вымерший вид неодомашенной лошади, существовавший в эпоху плейстоцена и окончательно исчезнувший на рубеже в начале голоценового периода. Первые остатки Equus ovodovi обнаружил сибирский палеозоолог Николай Дмитриевич Оводов в 1969 году в Хакасии — в гроте Проскурякова, а также в алтайской пещере Логово Гиены. По современным данным, последние сведения о жизни лошадей Оводова датируются тремя тысячами лет назад на территории Северо-Восточного Китая. Ученые предполагают, что по внешним характеристикам лошадь Оводова была ближе к зебрам и ослам, чем к домашним лошадям.

Миграция животных из Южной Сибири в Северо-Восточный Китай на рубеже плейстоцена и голоцена в большей степени связана с климатическими изменениями. Основная волна переселения лошадей отмечается около 10—12 тысяч лет назад, что соответствует завершению последнего ледникового периода и началу потепления климата. Именно повышение температуры исследователи называют основной причиной ухода Equus ovodovi с сибирских территорий в китайский регион. Конкуренция между видами и влияние человека также послужили факторами окончательного вымирания лошадей Оводова, однако в гораздо меньшей степени, чем изменение климатических условий.

«Полученные филогеографические паттерны — данные о распределении генетических линий на территориях Сибири и Китая — свидетельствуют о том, что миграция лошадей Оводова шла в южную сторону. Когда мы сравнивали генетическое разнообразие и степень дифференциации популяций лошадей с территории Северо-Восточного Китая и Южной Сибири, мы определили бо́льшую филогенетическую близость между сибирскими лошадьми Оводова позднего плейстоцена и китайскими голоценовыми лошадьми, которая во много превосходит родство плейстоценовых и голоценовых китайских лошадей Оводова. Это объясняется в первую очередь переселением лошадей в связи с климатическими изменениями. Генетические данные поддерживают гипотезу о том, что часть голоценовых лошадей Китая — потомки южносибирских лошадей Оводова», — рассказала научный сотрудник лаборатории цитогенетики животных Института молекулярной и клеточной биологии СО РАН кандидат биологических наук Мария Александровна Куслий.

В числе инструментов новосибирских биологов — митогеномный и филогенетический анализы. В лаборатории ученые получают последовательности митохондриальной ДНК лошадей и сравнивают их в соответствии с выбранными эволюционными моделями замен с помощью специальных зондов из ДНК близкородственных современных видов, например современной домашней лошади. По словам ученых, по митохондриальной ДНК у лошадей Оводова наблюдается гораздо больше родства с зебрами, а по полногеномному анализу Equus ovodovi близки и к зебрам, и к ослам.

«Мы проводим статистические, популяционно-генетические и другие анализы, благодаря которым вычисляем степень дифференциации между популяциями. Построенные популяционные кривые показали несколько резких спадов численности лошадей Оводова в позднем плейстоцене и голоцене, один из которых соответствовал масштабной экспансии человека в Азию — около 30 тысяч лет назад, а второй — быстрым климатическим изменениям в начале голоцена. Однако влияние человека на жизнь и переселение лошадей Оводова было менее значимо, чем изменения климата, которые и послужили основным фактором миграции лошадей», — отметила Мария Куслий.

Кирилл Сергеевич

Изображения предоставлены исследовательницей 

Микробиом против старения

Микробиом кишечника еще недавно был темой скорее для фундаментальной науки, а сегодня все чаще обсуждается как одно из ключевых направлений будущей медицины. На 15‑й Международной мультиконференции BGRS/SB‑2026 профессор, заведующий лабораторией генетики микроорганизмов Института общей генетики РАН д.б.н. Валерий Даниленко представил обзор того, как исследования микробиома меняют представления о лечении нейродегенеративных, депрессивных и других хронических заболеваний – и почему это направление напрямую связано с продолжительностью и качеством жизни человека. По словам ученого, речь идет уже не о частной научной теме, а о новой технологической платформе для медицины и профилактики.

Главная идея этого направления в том, что кишечная микробиота – это не просто набор бактерий, помогающих переваривать пищу. Сегодня ее все чаще рассматривают как особую систему, тесно связанную с мозгом, иммунитетом и обменом веществ.

«Микробиом кишечника человека определяет когнитивные способности и психическое здоровье человека в значительной степени», – подчеркнул Даниленко. Иначе говоря, состояние микробиоты может влиять не только на воспаление или обмен веществ, но и на то, как человек адаптируется к стрессу, как работает его нервная система и как быстро стареет организм.

Особенно важно это для болезней, которые пока плохо поддаются лечению. Болезнь Альцгеймера, болезнь Паркинсона, депрессивные расстройства, многие психоневрологические нарушения – все это, как подчеркивает ученый, не сводится к одной причине и одной «поломке» в организме. Это многофакторные заболевания, в которых задействованы целые сети генов, иммунные реакции, обменные процессы и состояние различных органов. Именно поэтому классический подход «одна мишень – одно лекарство» здесь часто работает ограниченно. «Это мультифакторные болезни, обусловленные изменениями функционирования целых генных систем во многих органах и системах человека», – сказал Даниленко.

На этом фоне микробиом становится особенно интересной мишенью. Бактерии кишечника синтезируют множество веществ, которые прямо или косвенно влияют на воспаление, иммунный ответ, работу нервной системы и даже на механизмы, регулирующие активность генов. Часть этих процессов идет не через мутации, а через так называемые эпигенетические механизмы – то есть через более тонкую «настройку» работы генома. Для обычного человека это можно объяснить так: дело не только в том, какие гены у нас есть, но и в том, как именно они включаются и выключаются в течение жизни. И здесь микробиом, по словам ученого, играет гораздо большую роль, чем предполагалось еще несколько лет назад.

Именно поэтому исследования в этой области напрямую связаны с темой активного долголетия. Если многие возрастные и нейродегенеративные нарушения зависят не только от наследственности, но и от обратимых биологических процессов, значит, появляется шанс на их коррекцию. Речь не о «таблетке от старости», а о более реалистичной цели: замедлить ухудшение состояния, отсрочить тяжелые проявления болезни, продлить период активной жизни и сохранить ее качество. В России эта логика вписывается и в более широкий государственный контекст: в выступлении Даниленко напрямую упоминался национальный проект «Продолжительная активная жизнь», принятый в рамках государственных приоритетов.

Одна из самых заметных практических ветвей этой науки – создание так называемых фармабиотиков. Если пробиотики знакомы многим как «полезные бактерии» из аптеки, то фармабиотики – это уже следующий уровень. Это живые биотерапевтические препараты, бактериальные компоненты или продукты их обмена, которые подбираются под конкретный терапевтический эффект. «Фармабиотики – это лекарство», – по сути так формулирует различие сам Даниленко в своем докладе. Речь идет о штаммах бактерий, белках, ферментах и низкомолекулярных веществах, которые могут снижать воспаление, влиять на иммунную систему и модулировать работу нервной системы.

Для медицины это означает переход к более точным и природоподобным вмешательствам. В теории такие препараты и функциональные продукты питания могут использоваться не только при заболеваниях кишечника, но и в постковидной реабилитации, при восстановлении после операций, при хроническом воспалении и, что особенно важно, в профилактике и сопровождении нейродегенеративных заболеваний. Уже сейчас исследования показывают, что нарушения микробиома связаны с воспалительными процессами, окислительным стрессом и изменениями, характерными, например, для болезни Паркинсона и депрессии.

Даниленко подчеркивает: будущее этого направления – в объединении биологии, медицины, биоинформатики и искусственного интеллекта. Микробиом – это колоссальный массив данных. В кишечнике человека живут триллионы бактерий, а число их генов во много раз превышает число генов человека. Чтобы извлечь из этого массива практический смысл, нужны метагеномика, анализ генных сетей, машинное обучение и технологии поиска биомаркеров. Именно поэтому исследования микробиома сегодня становятся одной из самых междисциплинарных областей современной науки.

Отдельный акцент в докладе был сделан на том, что Россия не просто участвует в этой гонке, а в ряде направлений находится среди лидеров. В стране уже создан консорциум «Нейромикробиом», объединивший семь университетов и научных организаций, включая Институт общей генетики РАН, Центр неврологии и Институт цитологии и генетики СО РАН. По словам Даниленко, российские исследователи были среди первых, кто занялся системным описанием «сигнатур» микробиома в норме и при заболеваниях, а также применением машинного обучения к анализу связи микробиома и депрессивных расстройств. Это особенно важно в условиях технологического суверенитета, когда новые лекарства и биомедицинские платформы становятся не только научной, но и стратегической задачей.

«Уровень научно‑технологического развития в использовании микробиома позволяет совершить переход к созданию принципиально новых лекарственных препаратов и продуктов питания на их основе», – заявил Даниленко. В этой формуле, по сути, и заключен смысл всей новой области. Микробиом перестает быть только объектом наблюдения и становится источником диагностических инструментов, лекарственных решений и персонализированных подходов к сохранению здоровья.

Если прогнозы исследователей оправдаются, в ближайшие годы медицина может получить новый класс средств, которые будут работать не против отдельного симптома, а против системных нарушений, лежащих в основе старения и хронических заболеваний. И тогда путь к более долгой и качественной жизни действительно будет проходить через кишечник – точнее, через понимание того, как устроен и работает наш внутренний микробный мир.

Сергей Исаев

Изображение создано нейросетью

Досрочная отставка

Российская академия наук расторгла трудовой договор с председателем СО РАН Валентином Пармоном, который ранее не смог оспорить свою дисквалификацию. Исполняющим обязанности главы отделения стал директор Института теплофизики СО РАН, академик Дмитрий Маркович. 

15 июля 2026 года президент РАН Геннадий Красников подписал распоряжение об отставке Валентина Пармона, возглавлявшего СО РАН с 2017 года.

Причиной увольнения стало постановление мирового суда Советского района Новосибирска от 26 июня 2026 года по делу о дисквалификации председателя СО РАН. Академик пытался опротестовать это решение, но 14 июля апелляция прошла не в его пользу.

«Прекратить 15 июля 2026 г. трудовой договор от 23 сентября 2022 г. № 5997, заключенный с председателем федерального государственного бюджетного учреждения «Сибирское отделение Российской академии наук» академиком РАН Пармоном Валентином Николаевичем, на основании пункта 8 части первой статьи 83 Трудового кодекса Российской Федерации (дисквалификация или иное административное наказание, исключающее возможность исполнения работником обязанностей по трудовому договору — «Континент Сибирь»)», — говорится в распоряжении, подписанном Геннадием Красниковым.

В решении суда говорилось о дисквалификации Пармона на полгода. Один из сотрудников СО РАН, близкий к руководству отделения, в разговоре с «Континентом Сибирь» усомнился в вероятности возвращения академика в должность: по его словам, для этого потребуется процедура новых выборов.

Валентин Пармон впервые возглавил СО РАН в 2017-м, в 2022-м был переизбран. Полномочия Валентина Пармона истекали в 2027 году. По возрасту он уже не мог претендовать на новый срок.

В день отставки Валентина Пармона президент РАН подписал распоряжение о назначении с 16 июля исполняющим обязанности председателя СО РАН академика Дмитрия Марковича. Он будет руководить отделением до избрания нового главы.

Валентин Пармон не ответил на звонок «Континента Сибирь».

«Континент Сибирь» сообщал, что мировой суд Советского района Новосибирска дисквалифицировал академика на полгода за повторное нарушение статьи 17.7 КоАП РФ (невыполнение законных требований прокурора, следователя, дознавателя или должностного лица, ведущего производство по делу об административном правонарушении).

Редакция сообщала, что из постановления судьи Советского района Новосибирска следует, что прокуратура Советского района требовала у СО РАН информацию и копии документов о командировочных расходах одного из сотрудников. Согласно постановлению, Пармон попросил отсрочку в выполнении запроса, затем предоставил часть документов, а позже заявил ходатайство о признании ответа на запрос недействительным. При этом защитник академика ссылался на ошибки рядовых сотрудников при подготовке документов, которых позже привлекли к дисциплинарной ответственности. В итоге прокуратура сочла, что ее требование не исполнили в полном объеме, а суд в дальнейшем взыскал с Валентина Пармона 1,8 млн рублей.

Фото Михаила Перикова из архива «Континента Сибирь»

Рекорд по стартапам

Стали известны победители конкурса Фонда содействия инновациям «Студенческий стартап» Платформы университетского технологического предпринимательства за 2026 год. В этом году 26 проектов, представленных студентами НГУ, получат грант в объеме 1 млн рублей. Это в два раза больше, чем в прошлом году, и является рекордным показателем за все годы участия НГУ в конкурсе. Всего за период 2022-2026 гг. 93 студенческих проекта от НГУ стали победителями конкурса. Всего от Новосибирской области грантовую поддержку получат 136 участников, по числу победителей НГУ в регионе занимает второе место. 

Среди победителей конкурса больше всего проектов представлены студентами Экономического факультета — 6; на втором месте Факультета естественных наук — 5. Всего в этом году на конкурс было отправлено 54 заявки, после этапа формальной экспертизы осталось 46, из них победителями стали 26 проектов. Таким образом, более 50% участников одержали победу, что также является историческим рекордом для НГУ.

Рассказывая о том, что обеспечило столь высокие результаты, Алексей Старостин, руководитель Центра предпринимательских инициатив НГУ, отметил, что была организована системная поддержка на всех этапах подготовки к конкурсу, начиная с информирования и заканчивая индивидуальными консультациями на этапе очных защит.

— Мы в январе-феврале начали информационную кампанию, проводили мастер-классы, в том числе в ходе нашего акселератора Catalyst организовывали отдельный мастер-класс, посвященный тому, как писать заявку на конкурс. С марта проводили еженедельные мероприятия по разбору проектов, которые уже подали заявки, чтобы подготовить их к очной защите. Эти мероприятия у нас продолжались вплоть до конца очной защиты, то есть до конца мая. Мы проговаривали с ребятами все основные моменты, на которые надо обратить внимание при защите, причем прорабатывали не только в группах, но и индивидуально, — прокомментировал Алексей Старостин.

— Стартап-студия НГУ — университетский венчурный фонд, инвестирующий в технологические проекты, созданные при участии студентов и сотрудников НГУ, рассматривает проекты победителей к дальнейшему инвестированию, — рассказала Мария Галямова, генеральный директор Стартап-студии НГУ.

Что касается сфер, которые затрагивают проекты, то рекордсменом по числу заявок-победителей является биотехнологии, также очень широко представлена тема использования и внедрения цифровых инструментов, включая искусственный интеллект, в разных областях.

Пресс-служба Новосибирского государственного университета

Фото - пресс-служба Правительства НСО

"Умная подсветка"

В Сибирском государственном университете телекоммуникаций и информатики (СибГУТИ) разработан контроллер для линейного освещения лестницы, представляющий собой многофункциональную систему, способную адаптироваться к условиям окружающей среды и поведению пользователя. Устройство позволяет регулировать яркость, скорость зажигания и включения светодиодов, активировать дежурный режим и автоматически изменять интенсивность подсветки в зависимости от уровня внешнего освещения. Это обеспечивает не только комфорт, но и существенную экономию электроэнергии.

Разработка выполнена на кафедре вычислительных систем университета под руководством доцента Юрия Майданова совместно со студентом направления «Фундаментальная информатика и вычислительная техника» Вадимом Макиенко в рамках курса «Интернет вещей» при поддержке академического партнера вуза «Кампуса инноваций Samsung».

В основе контроллера лежит микроконтроллер, ШИМ-драйверы, датчики движения на инфракрасном излучателе, датчики освещенности на фоторезисторе, программа освещенности. Программная часть реализована на языке C++ и рассчитана на управление подсветкой до 20 ступеней с возможностью определения направления движения человека.

Принцип действия следующий: система заранее просчитывает все параметры – яркость для каждой ступеньки и последовательность их загорания, и в дальнейшем подставляет готовые значения, а также исключает необходимость повторных вычислений и обеспечивает высокую стабильность работы.

Одним из ключевых преимуществ контроллера является его энергоэффективность.

«Экономичность проекта определяется не только техническими параметрами, но и его удобством. В случае обычных выключателей человек может забыть отключить свет, что приводит к нецелевым расходам электроэнергии. В разработанном контроллере такая ситуация исключена, так как подсветка активируется строго на ограниченное время, а датчики освещенности точно определяют ее включение», – рассказал Вадим Макиенко.

Все необходимые параметры настраиваются через мобильное приложение и веб-интерфейс, делая систему доступной для конечного пользователя без привлечения специалистов.

Технически устройство отличается рядом уникальных решений. Ступени лестницы подключаются к ШИМ-драйверам в нестандартном порядке 4, 16, 3, 2 и так далее. Это потребовало разработки специальной таблицы соответствий между логической и физической нумерацией для корректного отображения анимации подсветки.

В отличие от традиционных решений, где светодиоды монтируются над лестницей, в данной системе они интегрированы в конструкцию ступеней. Загорание происходит последовательно, с изменением яркости по алгоритмическому закону, создает эффект световой волны, повышает безопасность перемещения и придает интерьеру эстетическую завершенность.

«Уникальность проекта заключается в использовании доступных, простых компонентов, большой запас мощности контроллера практически гарантирует долговечность устройства. Программное обеспечение обеспечивает линейное и плавное загорание ступенек», – отметил Юрий Майданов.

В долгосрочной перспективе устройство может стать частью экосистемы «умного дома». Его можно настраивать с помощью голосового помощника или умной колонки. Это сделает управление подсветкой еще более удобным, позволяя активировать параметры простой голосовой командой.

На основе полученного решения создан демонстрационный стенд. Абитуриенты могут увидеть практическую направленность учебного процесса в СибГУТИ.

Изображение предоставлено пресс-службой СибГУТИ

Расшифровка «логики жизни»

Как мы же сообщали ранее, 6-11 июля этого года в новосибирском Академгородке состоялась очередная, 15-я по счету Международная мультиконференция «Биоинформатика регуляции и структуры геномов/системная биология» (BGRS/SB – 2026). Примечательным моментом на этот раз стало то, что в данном мероприятии приняли участие «знаковые» представители биологической науки – «знаковые» в том смысле, что их работа приближает нас к принципиально новому пониманию сущности живой материи, а если шире – к новому пониманию самого феномена жизни.

Таким участником, бесспорно, является академик РАН Вадим Маркович Говорун – ученый с мировым именем, возглавляющий ФБУН НИИ системной биологии и медицины Роспотребнадзора. Его пленарный доклад был посвящен концепции «минимальной клетки», которая напрямую затрагивает фундаментальные вопросы системной биологии. Вокруг этой темы давно уже ведется оживленная дискуссия на мировом уровне, и наши ученые играют здесь далеко не последнюю роль. Несмотря на то, что в эту полемику включены профессиональные биологи высочайшего класса, мы не можем обойти ее стороной ввиду того, что она затрагивает очень важные мировоззренческие проблемы. Фактически, полемика разворачивается на стыке естествознания и философии. И как раз философские аспекты дискуссии для нас крайне интересны.

Напомним, что концепция «минимальной клетки» (Minimal Cell) развивалась мировым научным сообществом где-то с середины прошлого века. В данном случае речь идет о живом организме с минимальным «набором» компонентов, необходимых для функционирования живой системы. Первые теоретические вопросы на эту тему были подняты американскими биофизиками еще в 1940-50-е годы. С определенных пор в их поле зрения попали микоплазмы – одноклеточные бактерии, не имеющие клеточной стенки. Из-за этой особенности они занимают промежуточное положение между бактериями, вирусами и грибами. Несколько видов таких микоплазм паразитируют в организме человека. Отсутствие оболочки делает их неуязвимыми для многих привычных антибиотиков, которые уничтожают бактерии, разрушая их клеточную стенку.

Именно микоплазма стала главным естественным прообразом минимальной клетки, поскольку обладает самым маленьким геномом среди всех самовоспроизводящихся организмов, живущих на Земле. В 1984 году американский биофизик Гарольд Моровиц назвал микоплазмы «атомом водорода для биологии». В данном случае он провел параллель с периодической таблицей химических элементов, где первое место занимает атом водорода, дающий некое базовое представление об устройстве атома как такового. По мысли Моровица, микоплазма может служить такой же базовой моделью для определения «минимальных» принципов жизни.

Чтобы было понятно: кишечная палочка имеет более четырех тысяч генов, геном человека – более 20 тысяч. Тогда как бактерия Micoplasma genitalium обходится всего 482-мя генами, что совсем не мешает ей жить и прекрасно приспосабливаться к внешним условиям. Изучая эти бактерии, ученые пришли к выводу, что если убрать из микоплазмы еще некоторую часть генов, то можно будет экспериментально нащупать своего рода «границу жизни», то есть выявить минимальный «генетический чертеж» живого организма.

С началом секвенирования геномов бактерий в 1995 году команда Крейга Вентера из американского Института JCVI начала осуществлять математический анализ, чтобы выявить такой «минимальный геном». В 2010 году они начали предметную работу по созданию синтетической минимальной бактерии и в 2016 году представили результат своей работы – полностью искусственную минимальную клетку, геном которой состоял из 473-х генов. Это был самый маленький генетический код живого организма, созданного в лабораторных условиях.

Казалось бы, американские ученые совершили небывалый прорыв. Однако к данному эксперименту со стороны других ученых-генетиков возникло много вопросов. Так, функции примерно 30% генов, без которых искусственная «минимальная клетка» не могла жить, до сих пор остаются совершенно непонятными для ученых. Это означает, ни много, ни мало, что современная наука до сих пор не до конца понимает даже базовые механизмы поддержания простейших форм жизни. Команда Вентера, осуществляя химический синтез ДНК минимальной клетки, нашла идеальный баланс не столько с помощью предварительных вычислений, сколько чисто эмпирическим путем (то есть методом проб и ошибок), создав для этого сотни комбинаций генов - до тех пор, пока не появился жизнеспособный вариант.

Российская школа системной биологии (включая школу академика Вадима Говоруна) предложила альтернативный взгляд на проблему минимальной клетки. Технический триумф команды Вентера вполне справедливо был поставлен под сомнение в силу особенностей используемой методологии и ее философского основания. Данный подход к проблеме жизни был назван «технократическим» и «редукционистским», который на самом деле уводит от истинного понимания принципов организации живой клетки.

По мнению российских ученых, Вентер осуществил подмену понятий: он синтезировал не живую клетку, а ДНК, вставив ее подобно «генетической флэш-карте» в готовую живую цитоплазму родственной бактерии-реципиента. То есть вся сложнейшая белковая система, включая мембраны и рибосомы, были взяты из природы. Без живой клетки-хозяина синтетическая ДНК Вентера так и осталась бы мертвым химическим полимером. Подлинное создание «искусственной жизни» предполагает сборку клетки буквально с нуля, вместе с созданием метаболических систем и мембран.

Откуда такое расхождение во взглядах на проблему? Здесь как раз затрагиваются вопросы мировоззренческого плана. Подход команды Вентера основывается на механистическом принципе: «если система может работать без какой-то детали, значит эта деталь – лишняя». Российские биологи, в том числе – Вадим Говорун, критикуют такой подход за слепое перенесение законов инженерного конструирования на живую материю. С их точки зрения живая клетка – это не есть аналог радиоприемника. Эволюция микоплазм, считают они, шла не по пути выбрасывания «ненужных деталей», а по пути создания динамической пластичности. Вентер, удалив в лабораторных условиях «лишние» (как он считал) гены, создал на самом деле биологического инвалида, неспособного адаптироваться к малейшим изменениям среды обитания или стрессам.

Команда Вентера эмпирически установила, что микоплазма гибнет в случае удаления 149 конкретных генов, но почему так происходит, объяснить не смогла. По мнению российских ученых, американские экспериментаторы зашли в этот тупик потому, что в силу редукционистских убеждений рассматривали гены как изолированные «кирпичики». Что касается российской школы, то она делает упор на взаимодействии всех белковых компонентов в системе живого организма. Поэтому наши ученые считают, что непонимание почти трети генома клетки, объявленной «минимальной», является методологическим тупиком.

Для российских генетиков концепция «минимальной клетки» не сводится к поиску химического лимита ДНК. Она направлена на поиск фундаментальных законов организации живой материи. По убеждению наших ученых, секрет жизни кроется не в минимальном количестве нуклеотидов, а в системных (и пока еще плохо изученных) принципах взаимодействия молекул внутри клетки.

Поэтому, пока команда Крейга Вентера занималась механическим урезанием ДНК, российская школа системной биологии под руководством Вадима Говоруна разрабатывала метод комплексного изучения данных из разных «слоев» молекулярной информации организма (так называемый «мультиомиксный анализ» природных моделей). Такой подход позволяет увидеть целостную картину происходящего в клетке или в организме – от «генетического чертежа» до финального обмена веществ.

В отличие от «минимальной клетки» Вентера, оказавшейся на практике весьма дорогостоящим лабораторным артефактом, российские исследования микоплазм как «минимальных» систем дали мощный толчок для развития прикладной медицины и биотехнологий. В частности, метагеномные исследования микробиоты кишечника под руководством академика Говоруна формируют основу для трансляционной и персонализированной медицины в нашей стране. Эта тема достаточно объемная и сложная сама по себе, а многие ее аспекты понятны только специалистам.

Тем не менее, совершенно очевидно, что важные практические результаты, полученные нашими учеными-биологами, четко увязаны с их мировоззренческим фундаментом, точнее, с той парадигмой, в рамках которой изучается живая материя. К примеру, для команды Вентера жизнь клетки определяется жестким линейным кодом ДНК (инструкцией). Российские биологи рассматривают клетку как динамическую систему, жизнь которой определяется нелинейной сетью физико-химических процессов и самоорганизацией. Как отметил сам академик Говорун в своем выступлении, жизнь – инвариантна, и самое тяжелое для науки – понять, что она возникает по-разному, вне определенных химических реакций.

И что самое удивительное: концепция «минимальной клетки» ведет к смене парадигмы для биологов. Но, как это ни парадоксально, в этом видится возвращение к старым биологическим традициям.

Николай Нестеров

Фото - из архива ИЦиГ СО РАН

Гибридный адсорбент

Сотрудники Института физики прочности и материаловедения им. В. Е. Панина СО РАН (Томск) и Совместного российско-вьетнамского тропического научно-исследовательского и технологического центра (Ханой) разработали гибридный адсорбент на основе полимерных микроволокон и наноструктур оксида алюминия и серебра для фильтрации воды от вредных бактерий. Материал продемонстрировал стопроцентную эффективность при очистке воды с высоким бактериальным загрязнением из источников города Ханоя. Результаты исследования опубликованы в журнале «Физика и химия обработки материалов».

Из-за урбанизации водоемы, расположенные внутри и близ городов, подвергаются всё возрастающей антропогенной нагрузке, которая сопровождается и бактериальным загрязнением. Основными источниками этого загрязнения выступают бытовые сточные воды: стоки больниц, прачечных, предприятий пищевой промышленности и других. Эта проблема усугубляется и тем, что многие водоемы используются для питьевого водоснабжения и в сельскохозяйственных целях.

Особую опасность для здоровья людей могут представлять микробные загрязнения на территориях с высокой плотностью населения, к которым относится и столица Вьетнама Ханой. Примерно 96 % сточных вод города сбрасываются в реки без очистки, причем в реку То Лич поступает более двух третей этих стоков. Несмотря на то, что сейчас власти Ханоя прилагают усилия по очистке воды, ее качество всё еще остается низким, она непригодна в качестве питьевого источника и не может использоваться даже для бытовых целей. Так, исследование проб водопроводной воды в дошкольных учреждениях и начальных школах Ханоя показало, что она часто загрязнена колиформными бактериями и/или кишечной палочкой. Поэтому в городе есть необходимость доочистки и обеззараживания водопроводной воды до безопасного уровня. Существует также потребность обеспечивать качественной питьевой водой жителей отдаленных районов и людей, пострадавших от стихийных бедствий. 

Одно из возможных решений этих проблем предложили сибирские ученые. В лаборатории физикохимии высокодисперсных материалов ИФПМ СО РАН под руководством доктора технических наук Марата Израильевича Лернера была разработана технология одноступенчатой иммобилизации наноразмерных структур на микроволокнах целлюлозы. Исследование показало, что наноразмерные структуры оксида алюминия, модифицированные наночастицами серебра, демонстрируют высокую антимикробную активность в отношении штаммов кишечной палочки, золотистого стафилококка и метициллин-резистентного золотистого стафилококка.

Особенность материала — это использование гетерофазных частиц, каждая из которых содержит и серебро, и алюминий. При окислении таких частиц в присутствии микроволокон на поверхности последних образуются наноструктуры AlOOH/Ag в виде тонких листов с включением наноразмерных кластеров серебра.

Такой материал удерживает бактериальные клетки за счет электростатического взаимодействия. «Наши адсорбенты имеют положительный заряд в широком диапазоне рН. В первую очередь они адсорбируют бактериальные клетки за счет электростатического притяжения отрицательно заряженной клетки к положительно заряженным листам AlOOH. После физической адсорбции благодаря серебру происходит дезактивация бактерий. При этом серебро остается закрепленным на листах AlOOH и практически не вымывается при фильтрации воды. В результате бактерии дезактивируются только при контакте с материалом, что снижает токсичность серебра для окружающей среды», — отмечает старший научный сотрудник ИФПМ СО РАН доктор технических наук Ольга Владимировна Бакина.

Испытания технологии проходили в лаборатории Совместного российско-вьетнамского тропического научно-исследовательского и технологического центра (Тропический центр) во Вьетнаме на пилотной фильтрационной установке. Для исследования использовали пробы воды из реальных загрязненных источников Ханоя. 

Результаты показали, что материал на основе полимерных микроволокон с иммобилизованными частицами AlOOH/Ag в динамических условиях адсорбировал 100 % микроорганизмов из всех проб воды. При фильтрации воды из реки То Лич происходило ее полное осветление и пропадал неприятных запах канализационных стоков.

«Наш метод обладает рядом преимуществ, таких как сочетание высокой эффективности и скорости фильтрации, отсутствие токсичных побочных продуктов (которые образуются, например, при хлорировании). Его применение достаточно просто и не требует специальных стационарных систем — установок обратного осмоса. Еще одно преимущество — широкий спектр действия. Наши фильтры эффективно удаляют любые штаммы бактерий, даже антибиотикоустойчивые. Также испытания показали возможность многократного применения материала без снижения эффективности очистки», — рассказывает Ольга Бакина.

Ученые отмечают, что такой фильтр не представляет опасности для человека. «В связи с тем, что этот материал угнетает бактерии только при непосредственном контакте (после электростатической адсорбции), его опасность для человека минимальна, что подтверждают испытания токсичности водных вытяжек. При проведении испытаний не обнаруживалось ингибирование роста фибробластов — чувствительных клеток, используемых как модель оценки цитотоксичности in vitro», — комментирует Ольга Бакина.

В России этот адсорбент может использоваться в системах очистки сточных вод в качестве последней ступени вместо обработки ультрафиолетом, а также в качестве компонента антибактериальных фильтрующих материалов для фармацевтики и пищевой промышленности. Во Вьетнаме на его основе можно создавать недорогие сорбенты для очистки воды от красителей и пестицидов, а также биоразлагаемую упаковку с антимикробными свойствами для продукции сельского хозяйства (например, для сохранения свежести фруктов и риса). Кроме того, такие сорбенты можно применять в составе влагопоглощающих и противогрибковых материалов для защиты одежды и жилых помещений в условиях тропического климата. 

Сейчас ученые работают над усовершенствованием технологии. В частности, планируется расширить спектр наночастиц для иммобилизации, чтобы уйти от благородных металлов. Исследователи хотят апробировать гетерофазные системы, такие как Cu/Zn, Fe/Zn, Fe/Cu. Также для расширения возможностей композитов специалисты собираются использовать двойные системы, содержащие ферриты металлов (соединения оксидов железа с оксидами других металлов. — Прим. ред.). Кроме того, осуществляются шаги по переходу от лабораторного синтеза к непрерывной схеме получения гибридного материала путем иммобилизации наноструктур на рулонных целлюлозных нетканых полотнах.

«Сейчас мы совместно с вьетнамскими партнерами подаем заявку на проект, направленный на создание композитных материалов с фотокаталитической самоочищающейся поверхностью для разложения органических загрязнителей (антибиотики, гормоны) под действием солнечного света. Важным аспектом остается также проблема биоразлагаемости, миграции наночастиц в окружающую среду и разработка методов регенерации отработанных материалов с возможностью повторного использования целлюлозной матрицы», — отмечает Ольга Бакина.
Исследование осуществляется в рамках государственного задания ИФПМ СО РАН, проект FWRW-2026-0004.

Диана Хомякова

Фото предоставлены исследователями 

От алмаза до метеорита

Доцент кафедры минералогии Санкт-Петербургского государственного университета Олег Верещагин выступил с лекцией, что такое минералы, как они образуются, почему до сих пор открываются новые разновидности и чем отличается «земная» минералогия от космической.

По его словам, важная причина интереса к предмету проста: минералы не только научно интересны, но и визуально красивы. «Большинство людей могут не представлять, что такое минерал, но, если сказать “изумруд”, “рубин” или “алмаз”, картинка возникает сразу», – отмечает он. Красота, однако, только первый слой. За ней стоят сложные химические и физические закономерности, которые минералогия пытается описать.

Современное рабочее определение, с которым Олег Верещагин познакомил слушателей, звучит так: минерал – это природное химическое соединение с кристаллической структурой. Важны три момента: состав, структура и природное происхождение. Именно их должен доказать исследователь, который подает заявку на регистрацию нового минерала.

При этом исторически определение было менее строгим, что породило ряд исключений. В списке, утвержденном Международной минералогической ассоциацией, значатся, например, опал – аморфное вещество без кристаллической решетки – и даже ртуть, которая при обычных условиях жидкая. Эти «артефакты» связаны с тем, что минералогия как наука очень древняя, а пересмотры классификации не всегда успевают за развитием методов.

Верещагин объяснил, что минералы не только открывают, но и дискредитируют – пересматривают статус по мере накопления данных. Показательный пример – лонсдейлит, минерал, названный в честь исследовательницы. Его долго считали самостоятельной модификацией углерода, отличной от алмаза и графита.

«Последние работы показывают, что, по всей видимости, отдельного минерала нет, а есть сильно искаженный алмаз с прослойками графита», – рассказал ученый. Возникает дилемма: с научной точки зрения название следовало бы снять, но оно уже закреплено в литературе и связано с конкретным человеком, и сообщество не всегда готово к таким решениям.

Правила наименования новых минералов тоже отражают баланс научной точности и традиции. Первооткрыватели предлагают название сами – в честь ученых, людей, связанных с геологией, иногда организаций или месторождений. Комиссия отдельно голосует по двум вопросам: признавать ли минерал новым и утверждать ли предложенное название. Бывали случаи, когда имена вызывали дискуссию: например, попытки назвать минерал в честь добывающей компании воспринимались как реклама, а имена спорных политических фигур отвергались. «Минералов гораздо меньше, чем биологических видов, и сообщество более узкое, поэтому чаще выбирают имена людей, действительно связанных с минералогией», – пояснил Верещагин.

Сколько минералов существует в природе, неизвестно. Сегодня описано около 6000 видов, а в год по миру открывают порядка сотни новых. «Точное число – повод для спекуляций: в определении нет ни слова о размерах кристалла», – отметил он. Современные аналитические методы позволяют изучать микроскопические и даже субмикроскопические участки. Один кристалл, состоящий из зон разного состава, формально может включать несколько различных минералов. Многие открываемые сейчас разновидности имеют размер меньше микрона – в тысячу раз меньше миллиметра. Иногда новые минералы можно увидеть невооруженным глазом, но такие находки редки.

Наиболее резонансные открытия связаны с глубинными оболочками Земли и космическими объектами. Один из минералов, обнаруженный в алмазе и предположительно распространенный в больших объемах в недрах планеты, был описан в журнале Science – для минералогии это исключительный случай. Сегодня внимание ученых привлекают образцы, доставленные с малых тел Солнечной системы. «Сейчас очень интересны миссии к кометам и астероидам, таким как Бенну и Рюгу. Там 90 процентов исследований – это минералогия», – продолжил Верещагин. Эти данные помогают понять, откуда взялись элементы на Земле и как могли формироваться предпосылки для жизни.

Космические тела с минералогической точки зрения сильно отличаются от земной коры. В метеоритах количество минералов обычно на порядок меньше, чем на Земле, но встречаются типы, которых мы здесь не наблюдаем. Причина в других условиях – прежде всего в другом уровне кислорода и воды. На Земле высокая окислительная среда и наличие биосферы радикально меняют набор возможных соединений. «Мы привыкли, что кремний связан с кислородом – кварц, полевые шпаты, силикаты. А в некоторых видах метеоритов есть силициды, соединения, где кремний без кислорода и связан с металлами», – пояснил лектор.

По словам Верещагина, достоверных данных о минералогии других планет пока мало: образцы с Луны получены из ограниченных районов, вещество Марса изучается в основном по метеоритам, а многие космические породы трудно однозначно привязать к источнику. Тем не менее уже понятно, что за пределами Земли существует несколько «семейств» минералогических условий, отличных от нашей планеты. Отдельная область его работы – исследование железных метеоритов, где основой служит самородное железо, практически не встречающееся на Земле из‑за окислительные среды. Результаты показывают, что часть «космических» минералов может формироваться и в земных условиях, хотя редко и в специфических обстановках.

Таким образом, минералогия, по словам Олега Верещагина, остается живой и развивающейся наукой: новые минералы продолжают открывать, старые – пересматривают, границы между земной и космической минералогией становятся все более проницаемыми, а кристаллы – от гигантских до субмикроскопических – рассказывают истории о том, как устроена наша планета и окружающий ее космос.

Сергей Исаев

Фото - https://ru.wikipedia.org/

Нужна база

Лаборатория разработки высокотехнологичных лекарственных препаратов Новосибирского государственного университета, которая базируется в новом кампусе НГУ, совместно с НИИ клинической и экспериментальной лимфологии (НИИКЭЛ — филиал Института цитологии и генетики СО РАН — работы финансируются НЦМУ) работает над созданием инфраструктуры для развития CAR‑T клеточной терапии в России. Первые результаты этой работы представлены на 15‑й Международной мультиконференции «Биоинформатика регуляции и структуры геномов / системная биология» BGRS/SB‑2026.

Речь идет не о запуске какой-то отдельной разработки, а о формировании целой экосистемы инструментов, реагентов и сервисов, необходимых для доклинических и клинических исследований в области CAR‑T терапии. Работы по данному направлению в том числе финансируются в рамках стратегического технологического проекта НГУ «Биомедицина» программы «Приоритет-2030».

По словам заведующего лабораторией разработки высокотехнологичных лекарственных препаратов НГУ, к.б.н. Сергея Кулемзина, команда сосредоточена на создании методологической и биохимической базы для специалистов, работающих с CAR‑T клетками.

— Мы занимаемся созданием экосистемы или, если хотите, инфраструктуры для CAR‑T клеточной терапии в интересах отечественных исследователей, разработчиков и производителей, которые развивают это направление у нас в стране. Инфраструктура, о которой я говорю, — это не здания и оборудование, а совокупность реагентов, методик и сервисов, которая делает исследования, разработку и будущее клиническое приложение в области CAR‑T терапии менее зависимыми от внешних поставок и более устойчивыми в долгосрочной перспективе, — пояснил он.

В России уже есть более десяти научных групп, которые проектируют новые варианты клеточной терапии, но доступ к специализированным реагентам и сервисам по‑прежнему ограничен и часто зависит от зарубежных поставок.

Одним из направлений работы НГУ и партнеров стало создание реагентов для детекции химерных антигенных рецепторов и разработка более эффективных способов вирусной доставки генетического материала в Т‑лимфоциты. В частности, группа Кулемзина создала собственный реагент для мониторинга CAR‑T клеток в крови пациента методом проточной цитометрии.

Такой реагент позволяет оценивать, как размножаются CAR‑T клетки после введения препарата, и сопоставлять их долю в крови на разных этапах лечения. Ранее для этих задач использовались дорогие зарубежные наборы, доступ к которым усложнился из‑за санкционныхи логистических ограничений.

Новый отечественный реагент, по данным исследователей, показывает сопоставимое качество и стабильность при значительно меньшей стоимости.

— Мы проверили его активность — он работает ничуть не хуже западного аналога и будет ощутимо дешевле, по моим оценкам, речь идет как минимум о сокращении затрат более чем в пять раз, — отметил Кулемзин.

Другой пример — развитие сервисов по созданию лентивирусных векторов для доклинических исследований. Для производства CAR‑T клеток необходим лентивирусный вектор, который доставляет генетическую кассету химерного антигенного рецептора в Т‑лимфоциты. Крупные фармацевтические компании могут выпускать большие партии таких векторов для масштабных клинических программ, однако исследовательским группам на этапе доклиники часто требуются относительно небольшие промежуточные объемы, доступные по сервисной модели.

Команда НГУ разрабатывает комплекс методов, который позволит ученым передавать последовательность химерного антигенного рецептора и получать на выходе готовый лентивирусный вектор нужного объема для экспериментов на животных. В рамках этого подхода проводится химический синтез гена, клонирование в плазмидный вектор, сборка и очистка вирусных частиц, контроль качества и отгрузка исследовательским коллективам. Такая сервисная инфраструктура должна упростить запуск доклинических проектов и снизить зависимость от заказов в зарубежных компаниях.

Проект по развитию инфраструктуры CAR‑T терапии реализуется в кооперации нескольких научных центров.

— Прежде всего это Лаборатория разработки высокотехнологичных лекарственных препаратов НГУ, но мы очень тесно работаем и с НИИКЭЛ, и с Институтом молекулярной и клеточной биологии СО РАН. Мы уверенны, что важно максимально коллаборировать, — подчеркнул Кулемзин.

На конференции BGRS/SB‑2026 доклад НГУ и НИИКЭЛ стал одним из примеров того, как биоинформатика, молекулярная биология и клиническая практика объединяются для развития передовых терапевтических технологий.

Страницы

Подписка на АКАДЕМГОРОДОК RSS