Популярным сегодня словом «интернет вещей» обозначается подход, когда окружающие нас устройства получают доступ в сеть и могут сами собирать и обрабатывать данные, принимать и выполнять различные команды и т.д. Компании, предлагающие разные решения и продукты, связанные с этим направлением, есть и в Новосибирске.  Генеральный директор компании «АРТИ-ЭЛЕКТРОНИКС» Сергей Голубицкий рассказал о том, как новосибирские разработки могут помочь в вопросах контроля над коммунальными авариями и организацией дорожного движения, в чем Красноярск инновационнее Новосибирска, и какие инструменты поддержки бизнеса показывают наибольшую эффективность.

Сергей Голубицкий родился в Новосибирске, закончил факультет автоматики и вычислительной техники НГТУ и факультет бизнеса НГТУ по специальности «Антикризисное управление». С 1 курса работал в лаборатории систем передачи данных, которая на тот момент вела разработку соответствующих устройств для шахт Кузбасса. После окончания вуза Сергей Голубицкий работал на позиции директора по ИТ в различных сибирских компаниях. Последние 5 лет развивает собственные проекты.

 – Сергей, ваша компания разработала и выпускает комплекс «Интеграл». Как возникла его идея, и для чего он предназначен?

– Это, по сути своей, модем, который может использовать разные каналы связи, но мы используем преимущественно два. Сначала мы отработали использование радиоканала, а сейчас мы заканчиваем изготовление прототипа, передающего данные по электрическим сетям, эта так называемая технология PLC (Power Line Communication). Если говорить про радио-направление, то на рынке «интернета вещей» существует несколько популярных систем, но они работают «от устройства», т. е. устройство само принимает решение, когда передавать данные. Мы построили систему. где центр, с которым осуществляется связь, сам решает, когда ему нужно запросить данные и какие именно. Это стало возможным благодаря использованию двух наших ноу-хау. Первое – адресное кодирование, которое позволяет управлять процессом передачи данных от нескольких устройств, что позволяет в разы повысить эффективность работы. Второе – исправляющая способность кода на основе наших алгоритмов, благодаря которой можно исправить до 20% ошибок в принимаемом пакете данных. В существующих на рынке системах этого нет, даже потеря одного бита означает, что весь пакет данных идет в «корзину».

С PLC-модемами ситуация еще интереснее. Все решения, представленные сейчас на нашем рынке, строятся на европейских и американских микросхемах и рассчитаны на западные электросети, которые отличаются от наших. В российских условиях они работают с гораздо худшей эффективностью. Так что, независимо от санкций или других внешних факторов, все равно потребовалось бы свое решение, под российские электросети. Именно это мы и сделали. В итоге, импортные аналоги обеспечивают уверенную передачу данных, грубо говоря, в пределах квартиры, а наша разработка на испытаниях успешно передала сигнал в 26-этажной новостройке от верхнего этажа до цоколя и обратно, фактически мы передали данные на высоту в более 50 этажей. Это означает, что с помощью такой системы можно собирать и передавать данные на все устройства в доме, подключенные к электрической сети.

– Где могут применяться такие системы?

– Год назад мы запустили пилотный проект в Краснообске в качестве одного из участников проекта «Цифровая платформа» для этого поселка. Нужно было обеспечить передачу данных с датчиков давления и температуры в теплоузле, расположенном под землей, да еще и в забетонированном помещении. Мы решили эту задачу, используя проводные и беспроводные каналы связи. Изначально заказчик хотел получать данные раз в минуту, наша система передает их каждые пятнадцать секунд и то, это ограничение вызвано возможностями сервера у принимающей стороны.

Сейчас, когда у нас готовится прототип PLC-устройства, уже несколько застройщиков и управляющих компаний Новосибирска выразили желание попробовать его на своих объектах. Некоторые из них уже имеют решения на основе радиосвязи и теперь хотят заменить их на проводную связь.

– Чем вызвано такое желание?

– Большая часть коммуникаций и датчиков, на них установленных, находится в подвалах и под землей, радиосвязь там очень неустойчивая.

– Какие задачи они хотят решать?

– Во-первых, сейчас в новостройках все приборы учета устанавливают снаружи квартир, и мы легко можем обеспечить автоматическое поступление данных с них в управляющую компанию. Также она может собирать информацию с датчиков в подвале, что сейчас делают сами сотрудники компании. Причем, это будут данные, полученные в режиме реального времени и аварийные ситуации будут оперативно выявлены. А если установить на коммуникации «умные» управляющие устройства, через них система сможет столь же оперативно перекрыть трубу или обесточить поврежденный кабель до прихода ремонтной бригады.

– А за пределами коммунального хозяйства такие системы могут быть востребованы?

– На самом деле у них огромный спектр для внедрения, и это понятно уже сейчас. Прошлой осенью мы были на конференции Ассоциации Сибирских и Дальневосточных городов в Красноярске, представили свою систему и возник ряд проектов по ее внедрению. В самом Красноярске работает Центр организации дорожного движения, интегрирующий информацию с самых разных объектов инфраструктуры. Туда поступают данные с камер, установленных на дорогах, светофоров, разных датчиков и т.д. Это помогает достичь более высокого качества организации дорожного движения, и в этом плане Красноярск значительным образом отличается от Новосибирска. В Центре отслеживают ситуацию с городским траффиком практически в режиме реального времени. Но передача этих данных идет через мобильную связь, и когда мы предложили им опробовать наши PLC-устройства, они сразу заинтересовались, теперь ждут, когда мы сможем предоставить им пилотную систему для испытаний. На этой же конференции делегаты из поселка Чегдомын Хабаровского края заинтересовались использованием таких же устройств, но для управления «умным» уличным освещением. С их помощью можно управлять режимом работы светильников, отслеживать их состояние. А недавно ко мне обратился знакомый, который строит большие теплицы, он хотел бы оптимизировать и контролировать системы освещения в них с помощью нашей системы. Потому что от качества освещения прямо зависит, какой урожай ты получишь. И это тоже вполне решаемая задача. Так что область применения для этой технологии очень широкая.

В течение 2-3 лет компания «АРТИ-ЭЛЕКТРОНИКС» рассматривает возможность создания собственного чипсета, который позволит сконцентрировать все текущие разработки в одной схеме и заняться реализацией ОЕМ-решения (контрактного производства продукции). Это позволит компаниям по разработке электронных устройств использовать микросхему, разработанную в Новосибирске. В перспективе компания планирует выход в Азию, Таиланд, Филиппины, Китай.

– В Новосибирской области анонсированы разные механизмы господдержки инновационных проектов. Вы какими-то из них пользовались? Если да, как можете их оценить? Что на практике дало наибольшую эффективность?

– Мы прошли акселерацию «А:старт», стали резидентами бизнес-инкубатора Академпарка. По своему опыту могу сказать, что «А:старт» ─ это очень хороший вариант для тех, кто делает первые шаги на пути технологического предпринимательства. Я к тому времени уже обладал достаточным опытом и получил от участия только возможность попасть в бизнес-инкубатор, что и было главной целью участия. Но, повторю, для начинающих, обладающих минимальным опытом – программа полезная.

Также благодаря этой программе я познакомился с Новосибирским областным инновационным фондом, и мы продолжили сотрудничество. У нас сложилось хорошее взаимодействие, фонд дал нам возможность поучаствовать в выставке Startup Village в Сколково, помог нам изготовить бизнес-план, что позволило потом стать резидентами Сколково (где тоже оказывают сильную консультативную поддержку).

Участвовали мы и в Сибирской венчурной ярмарке. Не скажу, что она нам очень помогла, но определенный полезный опыт мы тоже получили. Зато у нас хорошие результаты по участию в двух «Архипелагах», в частности, после второго мы успешно получили грант от Фонда содействия инновациям, прошли ускоренную программу Fast Track и стали резидентами Сколково.

С прошлого года мы являемся участниками двух комитетов «ОПОРЫ РОССИИ» (комитета по инновациям и комитета по ИТ), и здесь поддержка очень существенная. В частности, мы попали на две встречи с губернатором Новосибирской области, о нашей разработке узнали и заинтересовались сразу несколько региональных министерств. Вообще, я бы сформулировал главное правило так – пользоваться надо всеми инструментами поддержки, заранее сложно предугадать, какой именно «выстрелит». Поэтому надо стучаться во все двери.

ПРЯМАЯ РЕЧЬ

Станислав Болотов, директор ГАУ Новосибирской области «Новосибирский областной фонд поддержки науки и инновационной деятельности»:

─ Сегодня команда Фонда организовала работу так, что инноватору уже не нужно «стучать во все двери». Мы тесно работаем с органами власти и институтами развития, чтобы использовать все возможные инструменты развития. Сотрудничаем с Академпарком, ТПП, Центром «Мой бизнес» и его структурами. Кстати, теперь мы являемся проводником для компаний Академгородка, предоставляя им экспресс-консультации относительно работы Центра «Мой бизнес». Вовлекаем профессиональные сообщества, например, руководители всех профильных комитетов «ОПОРЫ РОССИИ» приняли участия в формировании нашей программы на текущий год. Мы видим в синергии большой потенциал, так как, привлекая партнёров в нашу работу, мы решаем несколько задач одновременно: собираем все возможности в одном месте, расширяем нашу сеть экспертов и обеспечиваем инновационным проектам простое и быстрое получение государственных услуг.

Илья Гнатуша, вице-председатель, руководитель комитета по инновациям и цифровой экономике новосибирского областного отделения «ОПОРЫ РОССИИ», руководитель проекта «Идействие»:

─ В январе текущего года активно обсуждались коммунальные аварии, произошедшие в Ленинском и других районах Новосибирска. Был введен режим ЧС, создан региональный штаб, день и ночь ремонтные бригады устраняли последствия аварии, которая напоминала техногенную катастрофу. В этой ситуации возникнет вопрос: «Что делать?» или «Что нужно было сделать?», чтобы избежать или предупредить катастрофу. Своевременное предупреждение, а значит оперативная реакция на повреждения теплосетей возможна. А в ситуации с большим износом новосибирского сетевого хозяйства это просто жизненно необходимо. На выставке «Технопром 2023» в рамках платформы «ИДЕЯ» был представлен проект «ИНТЕГРАЛ», который получил высокую оценку экспертов. Но несмотря на очевидную технологичность этой разработки, ей до сих пор, к сожалению, не заинтересовались ни специалисты Сибирской генерирующей компании, ни сотрудники мэрии Новосибирска. Может быть, сейчас пришло время.

9 февраля в рамках празднования Дня науки в Институте цитологии и генетики СО РАН прошло сразу несколько мероприятий. Ученые рассказали юным гостям института и взрослым о том, что происходит на переднем крае науки. В этот раз темой лекции стала палеогенетика – научная дисциплина на стыке археологии и молекулярной генетики, занимающаяся исследованиями древней ДНК, содержащейся в биологических останках и ископаемых организмах. Российские исследователи вносят существенный вклад в развитие этой области, достижения в которой недавно были отмечены Нобелевской премией.

Интерактивности в программу добавила «Мастерская ученого-генетика», где в доступной и увлекательной форме молодые ученые рассказали, как и над чем работают сотрудники Института, дали возможность всем желающим заглянуть в микроскопы и узнать удивительный микромир. Также всем желающим предложили поучаствовать в квесте «ДНК-детектив», попробовать себя в роли сыщика. В процессе игры нужно было определить последовательность и время происхождения различных групп населения по их ДНК. Для того, чтобы докопаться до истины участникам не требовались навыки полноценного эксперта, хватило знаний из школьной программы.

Отметим, что в Музее истории генетики в Сибири ИЦиГ СО РАН открыты двери не только в День науки, но и в течение всего года.

Пресс-служба ИЦиГ СО РАН

В рамках программы «Приоритет 2030» Новосибирский государственный университет активно участвует в испытаниях уникального перспективного метода лечения злокачественных новообразований — бор-нейтронозахватной терапии (БНЗТ). Метод основан на способности избирательного накопления в клетках раковой опухоли стабильного нерадиоактивного изотопа бор-10. После облучения нейтронами в таких клетках происходит ядерная реакция с выделением энергии, что приводит к их гибели.

Один из вариантов применения этого метода — с использованием ускорителей и препарата на основе бора — ведется в консорциуме с Институтом ядерной физики СО РАН. Клинические испытания этого направления БНЗТ на пациентах планируется проводить с 2025 г. на базе НМИЦ онкологии им. Н.Н. Блохина.

Однако только этим вариантом терапии исследователи НГУ решили не ограничиваться. «Сегодня в России фактически единственным производителем ускорителей нужного типа является ИЯФ, а препараты на основе бора в стране не производятся. Это накладывает некоторые ограничения на масштаб внедрения данного варианта НЗТ в практику здравоохранения. Поэтому мы параллельно испытываем еще один вариант, предусматривающий использование реакторов, которые в отличие от ускорителей работают фактически непрерывно, и препаратов на основе гадолиния», — рассказал кандидат медицинских наук, заведующий Лабораторией ядерной и инновационной медицины Физического факультета НГУ Владимир Каныгин.

По словам ученого, реакторов, которые после некоторой доработки можно использовать в медицинских учреждениях, у нас заметно больше и с производством препаратов на основе гадолиния таких проблем нет — они уже достаточно давно и широко применяются в качестве контрастных соединений.

В результате, ученые из НГУ сначала успешно испытали этот подход на лабораторных грызунах в Академгородке, а затем, в сотрудничестве с коллегами из Томского политехнического университета (ТПУ), перешли к испытаниям на крупных животных. Исследователи сосредоточились на собаках и кошках со спонтанными опухолями, которые обычно развиваются в сходные виды рака в тех же органах, что и у людей.

«Главной проблемой стало изучение динамики состояния четвероногих пациентов после проведения курса НЗТ. До недавнего времени томографы, на которых можно обследовать крупных животных, в большом дефиците. У нас в регионе есть только в одной ветклинике и это довольно дорогая услуга, поэтому, если с животным после лечения все хорошо, его хозяева неохотно ею пользуются.  А это сильно замедляло испытания, которые должны проходить в строгом соответствии с принятыми протоколами», — объяснил Владимир Каныгин.

По словам ученого, процесс должен заметно ускориться благодаря тому, что в НГУ с недавних пор тоже есть такой томограф. Он также напомнил, что этот тип исследований является ключевым в тестировании технологий НЗТ перед переходом к следующему этапу — испытаниям на людях. Исходя из результатов прежних испытаний и новых возможностей в плане оборудования, в НГУ рассчитывают сделать этот шаг в самом ближайшем будущем.

12 февраля 2024 года исполняется 90 лет Владимиру Константиновичу Шумному – академику РАН, директору Института цитологии и генетики СО РАН в 1986 – 2007 г.г., президенту Вавиловского общества генетиков и селекционеров в 2004 – 2014 г.г. и члену Президиума и Совета Старейшин Сибирского отделения РАН в настоящее время.

Накануне юбилея библиотека Института цитологии и генетики приглашает познакомиться с выставкой трудов Владимира Константиновича. За десятилетия своей плодотворной научной карьеры академик выступил автором, соавтором и редактором многих книг, монографий и учебников.

Среди представленных на экспозиции изданий – книга «Генетика прирастает Сибирью», посвященная созданию и двум первым десятилетиям истории становления и развития Сибирского отделения Академии наук СССР. Особую ценность книге придает то, что автор был непосредственным и активным участником описываемых событий.

Истории Академгородка, но в более широком хронологическом диапазоне посвящена еще одна книга Владимира Константиновича Шумного – «Заметки генетика». В ней рассмотрена роль основателей СО АН СССР (М.А. Лаврентьева, А.А. Трофимука, Г.И. Марчука, В.А. Коптюга, Н.Л. Добрецова) в формировании интеграционного процесса в научной работе. А также – высказаны личные оценки реформ образования и Российской Академии наук.

К числу наиболее известных научных работ В.К. Шумного относится представленная на выставке монография «Симбиотическая азотфиксация: генетические, селекционные и эколого-агрохимические аспекты», написанная в соавторстве с К.К. Сидоровой и В.М. Назарюком.

С этим и другими книгами юбиляра можно ознакомиться на экспозиции, подготовленной сотрудниками библиотеки института.

Пресс-служба Института цитологии и генетики СО РАН

Казалось бы, что может дать исследование найденного археологами гребня. Это не оружие, не произведение искусства, не старинный фолиант с хроникой древних государств. Но и этот предмет обихода может оказаться (и чаще всего оказывается) ценным для науки. Подробности – в новом интервью с ведущим научным сотрудником Института археологии и этнографии СО РАН, профессором НГПУ, д.и.н. Андреем Бородовским.

– Скажите, что выделяет гребни среди других предметов материальной культуры? И что отличает элитарный гребень от обычного, пусть столь же древнего?

– В материальной культуре и мифологии есть целый комплекс предметов, которым приписываются особые, «волшебные» качества. Такие предметы чаще всего делают из органических материалов – рог, кость, дерево, либо из драгоценных металлов. Обладание ими является признаком престижности, сами они могут быть изготовлены с помощью достаточно сложных технологий, с использованием тщательной обработки и высокой детализацией декора, нанесением надписей, которые могут быть соотнесены с ритуальными традициями. А еще такие предметы часто активно вовлечены в интеграционные процессы между различными культурными традициями. Так вот, все эти признаки, в той или иной степени, характерны и элитарным косметическим гребням, известным на территории Евразии в последние четыре тысячи лет.

– Чем такие гребни интересны для археологов?

– С одной стороны, это гигиенический предмет, изучение которого помогает нам восстановить картины повседневной жизни той или иной эпохи, цивилизации и так далее. А с другой, являясь предметом, которому приписывают мифологические свойства (необычные свойства гребней фигурируют во многих мифах, преданиях и сказках), такие гребни выступают важным элементом культуры и ритуалов, помогая уже реконструировать эту область человеческой истории.

– У Вас вышла статья, посвященная элитарным гребням. Можете привести примеры того, какие именно артефакты в ней описываются и в чем их необычность?

– Например, гребень из слоновой кости эпохи бронзы (1700 г. до н. э.), обнаруженный на территории Израиля с надписью из ханаанских букв, которая гласит: «Пусть этот зуб (или бивень) выкорчевывает вшей из волос и бороды». Он как раз хорошо иллюстрирует мое предыдущее замечание: этот гребень явно имел функционально-гигиеническое предназначение и, в то же время, резчик проявил немалое мастерство в нанесении надписи, где ширина букв варьировалась от 1 до 3 мм, это говорит о престижности данного изделия. Такая тщательность и использование довольно редкого материала – слоновой кости, позволяют предположить, что гребень был подарком для какого-то важного лица. Кроме того, сам текст на гребне имеет явные отсылки к священной Торе, в которой слоновый бивень называется «зубом», что может подчеркивать не только статусность гребня, но и его вовлеченность в ритуальную сферу.

– А как в гребнях может отражаться взаимодействие разных культурных традиций?

– Ярким примером того, как в Северное Причерноморье транслировалась культура Древней Греции, является золотой гребень из элитарного кургана Солоха на правобережье Днепра. Была выдвинута гипотеза, о том, что на гребне изображена основная скифская генеалогическая мифологема о трех братьях – Липоксае, Арпоксае, Колаксае, про которую писал еще Геродот. И при всей своей дискуссионности, она имеет право на существование. Сцена вооруженного столкновения, изображенная на гребне, явно имеет хронологические параллели как с глобальными историческими событиями (вторжение савроматов-сармат в Скифию в IV в. до н. э.), так и с локальными историческими сюжетами. Прежде всего, я имею в виду историю о скифском царе грекофиле – Скиле. По описанию Геродота, этот скифский царь был убит своими соплеменниками за чрезмерное пристрастие к греческой культуре.

Надо понимать, что это только одна из возможных трактовок оформления гребня. Но можно с уверенность утверждать, что компиляция в изображении на гребне из Солохи отголосков реальных исторических (династических) и фольклорно-мифологической традиции явно была ориентирована на трансляцию определенной информации. А золото, из которого он был изготовлен, отражает престижные коммуникативные функции и культурные традиции степного круга скифского времени.

Еще один яркий пример таких культурных коммуникаций – деревянный гребень с резным изображением в центре колесницы, колесничего, лучника и щитоносца из элитного сарматского кургана (Таксай I) на территории Западного Казахстана. Наибольшее развитие изображение такой сцены получило в дворцовых колесничных рельефах с изображением «царских охот» или противостояния царя врагам в Ассирии и древней Персии. Скажу больше, сюжет с изображением вооруженного противостояния с колесничим на гребне из Таксая I является своеобразным «мемом», который получил свое широкое распространение вплоть до эпохи эллинизма. Я говорю о знаменитом поединке Александра и Дария, который нашел отражение, например, в знаменитой мозаике из римских Помпей. Для таксайского же гребня характерно сходство изображений резьбы с конской сбруей «ассирийского» облика.

– А эти гребни были привозным товаром, или их изготавливали на месте, и они выступают уже отражением, следствием контактов с другой культурной традицией?

–  Гребень из Солохи очевидно сделан греческими мастерами по скифскому заказу и его оформление опирается на скифскую генеалогическую легенду. А вот гребень из Таксая, очевидно, сделан на месте, из тополя – дерева, которое как раз произрастает на той территории. Но его оформление тесно связано с традицией Междуречья и Персии. И этот симбиоз говорит нам о том, что имели место не просто различные контакты с другими культурами, а более тесное взаимодействие.

– В Вашей статье также говорится о гребне, найденном в Новгороде. Чем он интересен?

– Новгородский гребень демонстрирует моду на импортное сырье – самшит, который произрастает только на Кавказе. Причем, это не единичная находка - в археологических материалах древнего Новгорода самшитовые гребни встречаются с XI по XIV века. Такая продукция на протяжении длительного времени поступала на Русь волжским путем – вторым по значимости (после знаменитого «пути из варяг в греки») торговым маршрутом того времени. Но на этом гребне нанесены явно местные надписи, что позволяет делать вывод о том, что новгородские мастера закупали именно самшит как сырье, а не только готовые изделия из него. Причем, надпись не просто связывает гребень с конкретным владельцем, начертание его имени, восходящее к древнеславянскому имени Завид, могло также иметь магический смысл, кроме обозначения права собственности. Такой смысл эпиграфики на самшитовом гребне из древнего Новгорода позволяет его также рассматривать как «волшебный предмет». Кстати, и материал для изготовления мог быть выбран с тем же смыслом: самшит традиционно рассматривался как надежный оберег от злых чар, сглаза и порчи.

Сергей Исаев

Сотрудники Сибирского института физиологии и биохимии растений СО РАН (Иркутск) проанализировали биохимический состав диких яблонь, растущих на территории Восточной Сибири и Дальнего Востока. Полученные данные в будущем позволят селекционерам выводить новые сорта яблок, а также усовершенствовать плоды яблони домашней: сделать их более полезными и доступными в разных климатических условиях. Статья об этом исследовании опубликована в журнале Plants.

«Мы с коллегами выполняли большую скрининговую работу для диких видов рода Malus: Malus baccata, Malus mandshurica, Malus chamardabanica и Malus sachalinensis, характерных для обширной территории Восточной Сибири и Дальнего Востока. Механизмы биосинтеза и накопления биологически активных веществ и приспособления к климатическим колебаниям относительно хорошо изучены только у яблони домашней, а данные о диких видах малочисленны и разрознены. В связи с этим они показались нам наиболее интересными и перспективными для изучения. В селекционных работах при формировании знакомых нам сортов яблони домашней признаками для отбора служили в первую очередь размер плодов и их вкусовые качества, сладость. Наличие других полезных веществ, таких как аскорбиновая кислота, не были приоритетными. Несмотря на то что яблоки не считаются богатыми витамином С, это компенсируется широким употреблением этих плодов в свежем виде. Мелкоплодные виды яблонь известны особым “сибирским” привкусом и не очень пригодны для потребления, однако они могут служить источником полезных генов при разработке новых сортов. Для того чтобы использовать “дикарей” в селекции, требуется максимально развернутая информация о метаболических процессах и их взаимосвязи», — рассказала ведущий инженер лаборатории физиолого-биохимической адаптации растений СИФИБР СО РАН Злата Олеговна Ставицкая. 

По словам ученых, состав плодов крайне динамичен. На него влияют климатические условия: влажность, количество теплых ночей в вегетационный период, количество солнечных дней, минеральный состав почвы. Всё это действует на накопление тех или иных веществ. 

Углеводы — первичный продукт биосинтеза и один из основных компонентов растительных тканей. Образование углеводов происходит под воздействием солнечного света в листьях в результате процесса фотосинтеза, из которых по флоэме — проводящей ткани растений — раствор сахаров в транспортной форме (например, сахароза и сорбитол) распространяется по всему растению, попадая в вегетативные и генеративные органы, где происходит дальнейший метаболизм транспортных сахаров в запасные: глюкозу и фруктозу. Также они могут включиться в другие метаболические процессы, зависящие от нужд растения в конкретный момент времени, например в образование аскорбиновой кислоты. Начало, скорость и эффективность биосинтеза витамина С определяется интенсивностью работы нескольких генов, специфичных для каждого из путей. Содержание в плодах яблонь аскорбиновой кислоты зависит также от активности ферментов, ответственных за процессы ее рециркуляции. 

«Сегодня мы можем утверждать, что дикие виды Malus baccata, Malus mandshurica, Malus chamardabanica и Malus sachalinensis, произрастающие на территории Прибайкалья и Дальнего Востока, отличаются очень высоким содержанием аскорбиновой кислоты в тканях плодов и могут быть использованы в качестве источника генов для улучшения гибридных сортов, растущих в этих областях. Пектин во всех изучаемых нами плодах содержит большое количество кальция — важнейшего элемента для формирования плодовой структуры: он играет значительную роль в уменьшении растяжимости клеточных стенок и повышении их прочности», — отметила исследовательница. 

Эта работа — часть большого исследовательского проекта, включающего изучение гибридов и сортов яблони домашней, адаптированных к сибирским климатическим условиям. Помимо исследований, связанных с аскорбиновой кислотой, сотрудники СИФИБР СО РАН проводят анализ динамики накопления растворимых сахаров, пектинов, изучают взаимосвязь их метаболических путей с устойчивостью к низким температурам. С помощью этих знаний, в том числе, можно определить, какие именно гены и связанные аллели — различные формы одного гена — обеспечивают высокий уровень содержания витамина С в яблоках. Это позволит в перспективе разработать аллель-специфические маркеры, которые будут помогать более быстрому внедрению в сорта генетических признаков высокого содержания витамина С путем селекции. 

«Итогом нашей работы хотелось бы видеть появление ассортимента яблок, которые были бы не только вкусными, но и полезными, с высоким содержанием витамина С», — добавила Злата Ставицкая. 

Кирилл Сергеевич

Российская академия наук отмечает 300-летие. Она была учреждена 8 февраля 1724 года по распоряжению Петра I указом правительствующего Сената. Так эта дата стала Днём российской науки.

Институт истории естествознания и техники имени С. И. Вавилова РАН провёл специальное исследование, приуроченное к юбилею, и назвал 50 наиболее значимых открытий и изобретений, сделанных российскими учёными за минувшие три столетия. Aif.ru отобрал 10 самых важных из них.

Теория о «природе Земли»

Основы отечественных наук о Земле заложил Михаил Ломоносов. В «Слове о рождении металлов от трясения Земли» (1755 год) он впервые показал, что минералы рудных жил группируются в естественные ассоциации. Иначе говоря, если в горной породе обнаружили один минерал, то рядом, скорее всего, окажутся и другие из этой группы. Учёный первым смог объяснить их происхождение.

Также Ломоносов дал первую классификацию тектонических движений, т. е. землетрясений. Он разделил «земные трясения» по скорости и силе:

«...когда дрожит земля частыми и мелкими ударами»;

«...когда, надувшись, встает кверху и обратно перпендикулярным движением опускается»;

«...колебание бывает весьма бедственно, ибо отворенные хляби на зыблющиеся здания и на беднеющих людей зияют и часто пожирают»;

«... когда земля из-под строения якобы похищается, и оные подобно как на воздухе висящие оставляет и, разрушив союз оплотов, опровергает».

В трактате «Первые основания металлургии или рудных дел» Ломоносов изложил идею вечной изменяемости природы и развития Земли и ввёл понятие длительности геологического времени. Он первым в истории науки поставил вопрос о различном возрасте гор на планете.

Причиной землетрясений Ломоносов называл «подземный жар» и отводил глубинным процессам решающую роль в формировании лика Земли. Многие его догадки и гипотезы опередили своё время.

Периодический закон химических элементов

Творчество Дмитрия Менделеева поражает тематическим многообразием. Учёный занимался широким кругом актуальных проблем науки, техники и экономики, но главным его научным достижением является открытие Периодического закона химических элементов. В наиболее полном виде он был сформулирован в начале 1871 года: «Физические и химические свойства элементов, проявляющиеся в свойствах простых и сложных тел, ими образуемых, стоят в периодической зависимости ... от их атомного веса».

Существует популярный миф, что таблица химических элементов Менделееву приснилась. Об этом упоминает в мемуарах профессор Иностранцев, якобы слышавший от самого Дмитрия Ивановича, что тот увидел таблицу во сне. Но сам химик впоследствии отрицал это. «Я над ней, может, двадцать пять лет думал, а вы полагаете: сидел, и вдруг пятак за строчку, пятак за строчку, и готово...!» — рассуждал он в интервью газете «Петербургский листок».

Открытие вирусов

В отличие от бактерий, описанных ещё в 1676 году основателем научной микроскопии голландцем Антони ван Левенгуком, вирусы увидеть непросто. В обычный микроскоп тех времён разглядеть их было нельзя.

Открытие вирусов произошло благодаря табаку и русскому учёному Дмитрию Ивановскому. Его интересовала болезнь, которая поражала листья табака, что резко снижало его урожаи. В 1892 году Ивановский опубликовал статью «О двух болезнях табака», где изложил результаты своих исследований в Крыму.

Полагая, что недуг вызывается бактериями, ботаник хотел осадить эти микробы на специальном фильтре. Но оказалось, что патогены слишком малы — фильтр не был способен их задержать, и экстракт заражённых листьев табака сохранял инфекционные свойства. Учёный предположил, что в нём сохраняются производимые бактериями токсины.

Спустя 6 лет голландец Мартин Бейеринк провёл серию аналогичных экспериментов и придумал название новому инфекционному агенту — «вирус» (от лат. virus — яд). Но приоритет Дмитрия Ивановского в открытии вирусов не оспаривается. Благодаря ему появилась новая область биологии — вирусология.

Открытие условного рефлекса

За этот научный труд наш великий физиолог Иван Павлов получил Нобелевскую премию. Исследования проводились в Императорском институте экспериментальной медицины.

С 1901 года Павлов со своим сотрудником Толочиновым изучал возбуждение слюнных желез. Его интересовало, как слюна выделяется в ответ на самые разные сигналы извне — вид и запах еды, обстановку, в которой подаётся пища (например, звуки). Такое слюноотделение он назвал условным рефлексом.

Павлов подробно изучил механизм этого явления. Согласно его теории, условные рефлексы — проявление высшей нервной деятельности. Их открытие оказало огромное влияние на дальнейшее развитие нейрофизиологии, а также на разработку ряда медицинских практик, в том числе связанных с лечением неврозов и некоторых психических заболеваний.

Учение о биосфере и ноосфере

Академик Владимир Вернадский описал биосферу как оболочку планеты, созданную живым веществом, которому учёный придал космический и геологический смысл. Живые организмы служат преобразователями солнечной энергии (фотосинтез) и энергии химических связей (хемосинтез) в минералы, горные породы и структурные подразделения земной коры.

Собственную энергию живого вещества учёный назвал биогеохимической энергией жизни. Своё открытие он обнародовал в докладе «Начало и вечность жизни» в 1921 году, а через 5 лет вышла книга «Биосфера», в которой Вернадский сформулировал эту теорию и ответил на многие сопутствующие вопросы.

Теория биосферы стала фундаментом наук о Земле. Выйдя на международный уровень, теория Вернадского легла в основу множества программ — таких, например, как «Человек и биосфера» (программа ЮНЕСКО). Знания о биосфере используются для решения экологических проблем.

Низкотемпературная сверхпроводимость и сверхтекучесть жидкого гелия

В 1937 году Пётр Капица открыл, а в 1941 году Лев Ландау теоретически обосновал явление сверхтекучести — исчезновение вязкости жидкого гелия при сверхнизких температурах (вблизи абсолютного нуля). То есть если гелий охладить до так называемой критической температуры (минус 270,98 °С при давлении 0,05 атмосферы), у него полностью пропадает трение.

Сверхтекучесть и особенно сверхпроводимость — «горячие» направления в современной физике. У веществ с такими свойствами обнаружилось множество практических применений. Например, скоростной транспорт на магнитной подушке. Или квантовые компьютеры, над созданием которых сейчас работают во многих странах мира, в том числе в России.

Работы советских учёных в области физики низких температур были отмечены Нобелевскими премиями. Ландау получил её в 1962 году, Капица — в 1978-м.

Атомный проект СССР

Решающую роль в создании ядерного и термоядерного оружия в нашей стране сыграли четверо физиков: Игорь Курчатов, Юлий Харитон, Яков Зельдович и Андрей Сахаров.

Ими было предложено два варианта атомной бомбы. Механизм взрыва заключался в цепной реакции деления активного вещества — плутония-239 или урана-235. В результате научных работ в СССР появились атомная промышленность и первая (плутониевая) атомная бомба, испытанная в 1949 году.

Затем началась работа по созданию термоядерной бомбы. В 1961 году было испытано самое мощное взрывное устройство за всю историю человечества — «Царь-бомба». Советский Союз продемонстрировал свой потенциал в создании ядерного вооружения неограниченной мощности.

Таким образом, военный конфликт с нашей страной стал невозможен. То, что сейчас мы находимся под надёжным ядерным щитом, — заслуга в первую очередь учёных Академии наук.

Расшифровка письменности майя

Цивилизация индейцев майя — одна из древнейших и наиболее развитых цивилизаций Америки. На юго-востоке Мексики, Гондураса и Гватемалы сохранились остатки более 100 городов майя с каменными сооружениями.

До наших дней дошли несколько рукописей и множество надписей на камнях и керамике на языке майя. Характер их письменности вызывал споры среди специалистов. Прорыв в этих исследованиях совершил молодой советский учёный Юрий Кнорозов в начале 1950-х. Он смог расшифровать письменность майя — составил перечень иероглифических знаков, определил их значение, понял смысл словосочетаний, предложений и текстов в целом.

В 1950–1970-х годах Кнорозов дешифровал и перевёл на русский язык четыре сохранившиеся иероглифических кодекса майя. В 1990-е он впервые съездил в Гватемалу и Мексику, где ему вручили высшие награды этих стран.

Открытие берестяных грамот в Новгороде

В 1929 году под руководством археолога Артемия Арциховского началось планомерное изучение Великого Новгорода — одного из старейших городов древней Руси. После войны раскопки приобрели грандиозный размах, в них принимали участие десятки людей. Археологи часто находили обрезки бересты, служившей на Руси материалом для письма.

Впоследствии, с 1950-х годов, открытия берестяных грамот происходили практически каждый сезон. Сейчас их известно уже более 1000 штук. Эти грамоты, как правило, представляли собой краткие бытовые записки, написанные рядовыми, незнатными людьми. Их изучение потребовало комплексного подхода, использования методов сразу нескольких наук.

В результате историки узнали неизвестные аспекты культуры, личных отношений, повседневной жизни, быта жителей Новгорода и других русских городов Северо-Западной и Северо-Восточной Руси. Открытие берестяных грамот имело огромное значение для русского языкознания — оно позволило исследовать ранее недоступный пласт живого, повседневного русского языка XI–XV веков.

Разработка полупроводниковых гетероструктур

Эти структуры являются одним из важнейших достижений в электронике. Они представляют собой конструкции из нескольких слоёв различных полупроводниковых материалов с отличающимися свойствами.

История открытия связана с именем советского физика Жореса Алферова. В 1963 году он получил первый патент в этой области. Эксперименты показали великолепные результаты: гетероструктуры значительно улучшали эффективность работы полупроводниковых устройств.

Открытие сыграло огромную роль в развитии современной электроники, заставило пересмотреть классические подходы к полупроводникам. Гетероструктуры стали использоваться повсеместно — при создании лазеров, светодиодов, мощных высокочастотных транзисторов, средств связи и других устройств.

В 2000 году Алфёров получил Нобелевскую премию по физике.

Накануне Дня российской науки Указом Президента Российской Федерации орденом Почета за большой вклад в развитие отечественной науки, многолетнюю плодотворную деятельность и в связи с 300-летием со дня основания Российской Академии наук был награжден научный руководитель ФИЦ «Институт цитологии и генетики СО РАН» академик РАН Николай Александрович Колчанов.

Николай Александрович Колчанов - основатель российской школы биоинформатики и системной компьютерной биологии. Под его руководством разработаны информационно-компьютерные методы для решения задач биоинформатики и системной компьютерной биологии, созданы методы реконструкции сложных молекулярно-генетических систем, обеспечивающих функционирование клеток, тканей, органов и организмов как в норме, так и в условиях стрессовых ответов на факторы окружающей среды, разработаны методы моделирования морфогенеза растений.

Сегодня академик Колчанов – общепризнанный авторитет в области молекулярной генетики, биоинформатики, нанобиоинженерии. Автор и активный участник создания программно-информационных комплексов для решения актуальных задач в различных областях биологии, медицины, биоинформатики и системной компьютерной биологии. Научный руководитель Института цитологии и генетики СО РАН, одного из крупнейших федеральных исследовательских центров за Уралом.

Поздравляем Николая Александровича с заслуженной наградой и желаем дальнейших достижений на ниве научной и профессиональной деятельности.

В Институте химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН изучили уникальный фермент репарации, который способен напрямую удалять повреждения и восстанавливать структуру нуклеотидов ДНК и РНК без помощи других ферментов. Полученные данные могут быть использованы для разработки противоопухолевых лекарственных препаратов, а также подбора персонализированного лечения заболеваний, связанных с повреждением геномной ДНК. Результаты работы опубликованы в журнале International Journal of Molecular Sciences.

Фермент, находящийся в центре внимания ученых, имеет сложный механизм действия и не до конца ясно, как он взаимодействует со своей ДНК-мишенью. Пользуясь комбинацией биохимических и биофизических методов, ученые впервые исследовали структурную динамику фермента ALKBH3 в растворе. Им удалось выявить ключевые аминокислотные остатки (главные компоненты белков), взаимодействующие с ДНК, охарактеризовать их роль в ферментативном процессе, и установить, как влияет их удаление на динамику структуры всего белка.

В дальнейшем полученные данные могут быть использованы для разработки лекарственных препаратов, направленных на подавление нежелательной активности фермента ALKBH3 в клетках злокачественных опухолей. Также они находят применение в персонализированной медицине, так как  могут быть использованы в определении активности этого фермента в живой клетке. Если мы знаем уровень активности ферментов репарации у конкретного человека, то можем давать прогноз о развитии тех или иных патологий, связанных с повреждением геномной ДНК.

 «Информацию о контактах между ферментом и поврежденной ДНК-мишенью обычно получают методом рентгеноструктурного анализа кристаллов белка. Такие кристаллы зачастую невозможно получить для структурно подвижных ферментов, содержащих слабо упорядоченные домены, каким и является диоксигеназа ALKBH3. Мы впервые показали, что снижение реакционной активности мутантных (искусственно измененных) форм диоксигеназы напрямую связано с понижением количества бета-складок и увеличением доли альфа-спиралей в структуре» - рассказывает Любовь Канажевская, научный сотрудник Центра масс-спектрометрического анализа ИХБФМ СО РАН, руководитель гранта РНФ № 22-24-00699.

Исследование новосибирских ученых дает новую перспективу для изучения пространственной организации фермента ALKBH3, который не удается закристаллизовать связанным с ДНК-мишенью. Полученные учеными данные помогают лучше понять, как реализуются механизмы защиты нашей наследственной информации.

Пресс-служба Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН

Российский научный фонд (РНФ) поддержал грантом продолжение исследований мутаций в гене контактин-6 (CNTN6) для лучшего понимания их роли в нейрогенезе человека и механизмах возникновения умственной отсталости. Ранее ученые Института цитологии и генетики СО РАН, показали, что CNTN6 в нейрогенезе человека начинает работать на самых ранних стадиях, а также, что размер мутации в этом гене очень сильно влияет на степень тяжести этой патологии.

«То, что крупные мутации приводят к драматическим последствиям, натолкнуло нас на мысль, что внутри гена могут быть функционально значимые элементы генома, которые влияют на ход нейрогенеза и на изучении которых и надо сосредоточиться», - рассказала руководитель нового проекта, младший научный сотрудник ИЦИГ СО РАН Татьяна Шнайдер.

Внимание ученых привлекли участки генома, известные как HAR-элементы (от английского Human accelerated regions). Эти области генома начали исследовать только в последние годы, и уже установлено, что они не претерпевали особых изменений на протяжении всей эволюции позвоночных. Но у человека эти участки стали меняться с большой скоростью. Функционально большинство HAR являются энхансерами (регуляторные участки генома, стимулирующие активность генов) и располагаются преимущественно вблизи генов, регулирующих раннее развитие, в том числе головного мозга.  Это и стало основой для гипотезы о том, что HAR-элементы стали одним из главных механизмов эволюции мозга, приведшей к развитию у предков современного человека речи и абстрактного мышления.

Два таких элемента есть в гене СNTN6. Для изучения их роли в нейрогенезе человека исследователи удалили из генома клеток участки, содержащие HAR, и вырастили из них церебральные 3D-органоиды (т.н. мини мозги) - трехмерные ткани, которые по строению очень близки к отдельным частям настоящих органов. Первые результаты показали, что эффект от удаления получается довольно серьезным. Сейчас, в ходе проекта, поддержанного новым грантом, команда исследователей во главе с Татьяной Шнайдер хочет более детально изучить и описать, как «выключение» каждого элемента влияет на процесс нейрогенеза и может быть вовлечено в механизм развития умственной отсталости.

«На данном этапе это преимущественно фундаментальная наука. Но понимание механизмов возникновения и развития сложных и малоизученных патологий является необходимым условием для того, чтобы в будущем научиться с ними бороться», - подчеркнула ученая.

Также она отметила, что благодаря особенностям гена CNTN6, моделирование заболеваний, вызванных мутациями в этом гене, позволяет изучать патологические механизмы сразу двух типов наследственных болезней. Первый – энханcеропатии, это недавно выделенная группа наследственных заболеваний, связанных с мутациями некодирующих участков ДНК - энхансерах. Второй тип заболеваний связан с вариацией числа копий генов, когда у пациента вместо положенных двух копий (по одной от каждого родителя) образуется три, или наоборот – всего один ген. Вероятнее всего, подавляющее большинство описанных клинических случаев, связанных с мутациями CNTN6, имеют характерные признаки обоих типов патологий. Теперь у ученых есть два года на то, чтобы внести большую относительно влияния этих изменений в гене на процесс нейрогенеза у человека.

Пресс-служба Института цитологии и генетики СО РАН