Несколько лет назад сибирские исследователи начали успешно замораживать эмбрионы кошачьих, а также научились изучать фазовые переходы липидов и изменения в клеточном дыхании при низких температурах. Сегодня ученые Института автоматики и электрометрии СО РАН и ФИЦ «Институт цитологии и генетики СО РАН» продолжают изучать процессы, протекающие при низкотемпературном охлаждении клеток и совершенствовать методы криоконсервации. Последние исследования расширяют знания о том, как меняется метаболизм замораживаемых эмбрионов, почему липиды приводят к гибели клеток при криоконсервации и от чего зависит оптимальный режим охлаждения. Результаты работ опубликованы в журнале Biophysical Journal.

Криконсервация уже давно стала обычной биомедицинской практикой. Низкие температуры помогают сохранять ткани, сперматозоиды, яйцеклетки и даже состоящие из нескольких клеток ранние эмбрионы. Криоконсервировать человеческий биоматериал оказалось достаточно легко, но заморозка генетического материала млекопитающих, составляющих дикую фауну, в том числе редких и исчезающих видов животных, практикуется гораздо реже и успехи в этой области достаточно скромные. Отогретый после криоконсервации генетический материал может быть использован для восстановления популяций таких животных.

Клетки млекопитающих функционируют в очень узком температурном диапазоне. Несмотря на это, криогенные температуры сами по себе не приводят к повреждениям клеток, так как при этих температурах все процессы в клетках останавливаются. Повреждения, связанные с воздействием холода, в большинстве случаев — результат изменений, протекающих в ходе охлаждения и отогрева биологических объектов. В идеале хотелось бы заморозить все молекулы моментально, как бы остановив биологические часы, и затем в нужное время их включить. Следовательно, успешное сохранение и восстановление клеток во многом зависит от способности контролировать процессы охлаждения и разогрева. Одна из главных задач криоконсервации — поддержание оптимальных условий для переходов между физиологическими условиями и состоянием анабиоза.

Сегодня практикуются два подхода к криоконсервации. Способ программного замораживания путем медленного охлаждения, управляемого образования льда в безопасных для замораживаемых клеток местах криоконтейнера и постепенного обезвоживания минимизирует вероятность кристаллизации внутри клеток. Эта технология требует подбора конкретных протоколов, учитывающих специфичность клеток разных организмов. Основные трудности при охлаждении связаны с фазовыми переходами, которые способны коренным образом поменять клеточную среду. Например, если образец охлаждается слишком быстро, то вода не успеет покинуть клетку и кристаллизуется, образовавшийся в результате этого лед может повредить ее структуру. Необратимые повреждения клеток, но уже по другим причинам, могут произойти при слишком медленном разогреве замороженного образца. Поэтому внимание исследователей зачастую сфокусировано на предотвращении различных криоповреждений, природа многих из них до сих пор недостаточно изучена. Программное замораживание может быть использовано для криоконсервации клеточных суспензий, например сперматозоидов, а также ооцитов и преимплантационных эмбрионов. 

В настоящее время альтернативным методом криоконсервации одиночных клеток и эмбрионов является витрификация. Идея этого способа заключается в добавлении высоких концентраций криопротекторов и максимально быстром (в идеале моментальном) охлаждении до температур жидкого азота. Высокая кинетика охлаждения позволяет избежать образования льда и снизить вероятность некоторых других повреждений.

Однако не все виды млекопитающих сохраняются одинаково хорошо. Не составляет труда разморозить эмбрион мыши, тогда как процент выживаемости после криоконсервации эмбрионов свиньи, если не прибегать к специальным ухищрениям, оказывается очень низким или даже нулевым. Как выяснилось, на успешность процесса криоконсервации и разморозки влияет наличие липидных гранул. Когда в одном из исследований из клеток эмбриона свиньи механическим путем удалили липиды, выживаемость увеличилась почти до 40 %. В то же время эти жирные кислоты необходимы для клеточного метаболизма, а делипидирование оказывает негативное влияние на дальнейшее развитие эмбриона. Возникает закономерный вопрос о том, что же все-таки происходит в ходе охлаждения и отогрева с липидными гранулами такое, что приводит к гибели клеток?

«Криоконсервация зависит от множества физических эффектов, на чем и основано наше сотрудничество с ФИЦ “Институт цитологии и генетики СО РАН”, — рассказал старший научный сотрудник лаборатории спектроскопии конденсированных сред кандидат физико-математических наук Константин Александрович Окотруб. — Для физика здесь особенно интересны температуры фазовых переходов, изменения свойств образующих клетки материалов, в частности их упругие свойства и вязкость. Именно физические свойства лежат в основе изменений, происходящих с клетками при криоконсервации. Даже при витрификации, когда используются предельно высокие скорости охлаждения, молекулы успевают перемещаться, белки и липиды успевают менять конформационные состояния».

Ключевую роль в клетках при криоконсервации выполняют липиды — строительный материал клеточных мембран и энергетический ресурс для развития зародыша. В состав липидов входят жирные кислоты с углеводородными цепочками, обладающими одиночными и двойными связями. В зависимости от количества двойных связей их различают по степени ненасыщенности, которая, в свою очередь, определяет физические и биологические свойства липидов. Различают разные конформационные состояния углеводородных цепочек: упорядоченные, когда вся цепочка вытянута, и разупорядоченные. Изначально при физиологических условиях все липидные гранулы в клетке находятся во флюидном (или, другими словами, жидком) состоянии, а углеродные цепочки разупорядочены. При криоконсервации липиды претерпевают фазовый переход, при котором они переходят в упорядоченное конформационное состояние. 

Сотрудникам сектора криоконсервации и репродуктивных технологий ФИЦ ИЦиГ СО РАН под руководством доктора биологических наук Сергея Яковлевича Амстиславского удалось показать, что на успешность криоконсервации влияет не только количество липидов, но и степень их насыщенности. Наглядным модельным объектом для таких исследований стали кошачьи эмбрионы, ведь они богаты липидами, которые очень чувствительны к охлаждению. Если посмотреть на них через свет, они будут темными, тогда как, например, эмбрионы крыс и мышей — светлые: липидных гранул в них очень мало.

Чтобы изучить происходящие внутри замораживаемых клеток фазовые переходы, ученые использовали спектроскопию комбинационного рассеивания света (КРС) меченных изотопами молекул, позволяющую изучать молекулярные колебания по рассеянию лазерного излучения. При замене водорода на дейтерий меняются частоты колебаний, что хорошо видно в спектрах КРС и позволяет независимо изучать состояние меченых и немеченых. С помощью соответствующих изотопных меток на молекулах можно фиксировать поглощение липидов и химические превращения. Исследователи научились вводить жирные кислоты и модифицировать их состав, примешивая различные липиды, чтобы отслеживать определенную фракцию. «Мы примешивали дейтерированные жирные кислоты разной степени насыщенности, что позволило изучать различные фракции, не добавляя флуоресцентные метки, которые повлияли бы на свойства гранул, — сказал Константин Окотруб. — Так, при дейтерировании масса водородов увеличивается в два раза, а частота их колебаний в молекуле уменьшается. В одной части спектра видны старые липиды, а во второй — привнесенные нами. Таким образом, мы можем наблюдать фазовые состояния тех и других, а с помощью картирования изучать пространственное распределение».

«На ооцитах (женские половые клетки, участвующие в размножении. — Прим. ред.) домашней кошки нам удалось показать, что разные липиды в составе липидных гранул претерпевают фазовый переход в упорядоченное состояние по-разному, — объяснил Константин Окотруб. — Насыщенные липиды переходят в упорядоченное состояние раньше ненасыщенных, при этом происходит пространственное разделение липидных фракций по степени ненасыщенности. Насыщенные располагаются вблизи поверхности липидных гранул, а ненасыщенные оказываются внутри. Меняются свойства на поверхности липидных гранул, поэтому различные липиды переходят в упорядоченное состояние неодновременно. Более того, как оказалось, не все липиды возвращаются в исходное состояние после разморозки. Часть насыщенных липидов может оставаться в упорядоченной замороженной фазе даже после отогрева до температур, превышающих физиологические. Мы полагаем, что наблюдаемое перераспределение липидов и их неполное восстановление в жидкую фазу становится одной из причин гибели при замораживании ооцитов и эмбрионов, богатых липидными гранулами».

Помимо изменений, происходящих непосредственно в процессе криоконсервации, комбинационное рассеяние света изотопических меток позволяет изучать влияние криоконсервации на клеточный метаболизм. Эта методика дает возможность увидеть, как меняются помеченные соединения при их попадании в клетку в процессе катаболизма и усвоения. В некоторых случаях это даже позволяет определить, на какие конкретные продукты распалось соединение. Чтобы изучить влияние криоконсервации на дальнейшее развитие эмбрионов, ученые отслеживали поглощение дейтериновой стеариновой кислоты эмбрионами мышей. Оказалось, как программное замораживание, так и витрификация приводят к увеличенному поглощению жирных кислот, что указывает на усиление липидного метаболизма в эмбрионах после криоконсервации по сравнению с эмбрионами, не подвергавшимися низкотемпературному охлаждению. 

Подробное изучение процесса изменений клеток при криоконсервации поможет подобрать оптимальные режимы замораживания для эмбрионов разных видов. Ученые надеются, что в перспективе смогут сохранять и восстанавливать генетический материал всех видов млекопитающих для сохранения дикой природы. Ведь техника криоконсервации эмбрионов и гамет диких кошачьих принципиально такая же, как и у домашней кошки, что было показано в работе С. Я. Амстиславского, Евгения Юрьевича Брусенцева и других сотрудников сектора криоконсервации и репродуктивных технологий ФИЦ ИЦиГ СО РАН, когда отработанный на сперматозоидах домашнего кота протокол криоконсервации был успешно применен к дальневосточному лесному коту. Результаты работ опубликованы в журнале Reproduction in Domestic Animals.

Чтобы в будущем иметь хорошую технологию сохранения генетических ресурсов диких представителей семейства кошачьих, а также, чтобы понять роль липидов при криоконсервации репродуктивных клеток, коллектив исследователей из двух институтов СО РАН, состоящий из физиков и биологов, проводит криогенные исследования на модельных объектах. Это, прежде всего, эмбрионы мыши, получаемые в виварии ФИЦ ИЦиГ СО РАН, и эмбрионы домашней кошки, получаемые с помощью ЭКО в секторе криоконсервации и репродуктивных технологий СО РАН из биоматериалов, которые обычно выбрасываются при стерилизации котов и кошек. Используется органический материал (яичники для получения ооцитов и эпидидимисы для получения сперматозоидов), поэтому, как подтвердили ученые, ни одна кошка и ни один котик в ходе исследований не пострадали.

Глеб Сегеда

Фото автора

В Институте физики полупроводников им. А.В Ржанова СО РАН прошло заседание секции «Физика твердого тела» Международной научной студенческой конференции МНСК-2022. Тридцать студентов из Новосибирска, Санкт-Петербурга, Твери, Томска и Якутска поделились научными результатами. Двенадцать докладов удостоены призовых мест.

Поздравляем Даниила Сарыпова, Максима Рыжкова (дипломы I степени), Валерию Ковзик, Данияра Худайбердиева, Кирилла Капогузова, Дениса Дуракова (дипломы II степени), Илью Скворцова, Ирину Краснову, Дмитрия Сорокина, Александру Вергулес, Анастасию Микаеву, Мехрдада Махмудиана (дипломы III степени) — студентов Новосибирского государственного университета!

Заседание проводилось в смешанном формате, к трансляции конференции мог подключиться любой желающий, но большинство докладчиков представляли свои достижения очно.

Приветствуя участников, директор ИФП СО РАН, заведующий кафедрой физики полупроводников физического факультета НГУ академик Александр Васильевич Латышев подчеркнул:

«Для вас конференция ― это основное мероприятие, на котором можно и нужно отстаивать свои научные достижения. Пока вам непонятно, какие могут быть результаты этих усилий, но я вспоминаю слова нобелевского лауреата, японского ученого профессора Хироши Амано, который выступал в этом зале через год после того, как получил Нобелевскую премию. Отвечая на вопрос, как ему удалось добиться такого успеха, он сказал: “Я просто работал. Сначала сделал установку (в рамках задачи, которую мне поставил научный руководитель), затем ― прототип установки для промышленного производства, следующим шагом ― заменил легирующий элемент”. В итоге была решена грандиозная задача по созданию синего светодиода.

Сегодня, докладывая свои результаты, вы делаете маленькие шаги для решения задач в области электроники, микроэлектроники, твердотельной фотоники. Желаю вам успеха! ИФП СО РАН всегда рад принять новых сотрудников в свой коллектив. Государство поддерживает молодежь, выбирающую науку для профессионального развития ―  открываются молодежные лаборатории, в нашем Институте их две, планируется создание новых. Мы вас ждем, продолжайте работу в науке, в том числе, и в ИФП СО РАН!».

Председатель секции, старший научный сотрудник ИФП СО РАН, доцент НГУ к.ф.-м.н. Дамир Ревинирович Исламов отметил, что многие студенты участвуют в МНСК ежегодно, и качество их докладов растет.

«Студенты, продолжая работать по теме исследования, увеличивают собственный вклад в работу, сообщения становятся лучше, ― как и должно быть. Конечно, всегда появляются новые, менее опытные участники, но в целом все работы ― на хорошем уровне. Из докладов, что были на утреннем заседании, мне запомнилось выступление Дмитрия Сорокина (4 курс, ФФ НГУ) ―  "Электросопротивление графена при взаимодействии с водой". За его работой я наблюдаю второй год, видно, как растет молодой исследователь. В докладе магистрантки первого года обучения (ФФ НГУ) Валерии Ковзик: "Первопринципное исследование электронной структуры оксида гафния, легированного лантаном" я увидел очень хорошее, наглядное графическое объяснение, что происходит при поляризации в сегнетоэлектриках на основе оксида гафния, какие атомы и куда двигаются. Эта иллюстрация пригодится и мне, я попросил у Валерии разрешения на использование».

Для многих участников, МНСК ― ценная (и зачастую) редкая площадка, где можно выступить перед большой аудиторией и услышать вопросы, комментарии, позволяющие найти новые идеи.

«Это мое второе выступление на конференции, первое тоже было на МНСК, год назад. Главный результат мероприятия для меня ― наращивание опыта публичных выступлений, а также (при подготовке доклада) ― подведение итогов научной работы, оценка того, что сделано. Подготовка, пожалуй, самое сложное: нужно выбрать, что включать в доклад, объяснить непонятные моменты. Чтобы доклад получился хорошим, стоит отрепетировать несколько раз свое выступление перед коллективом лаборатории. Так можно увидеть проблемные точки, получить советы, что можно исправить», ― поделилась магистрантка ФФ НГУ Валерия Михайловна Ковзик, обладатель диплома МНСК II степени.

Студент 4-го курса бакалавриата ФФ НГУ Даниил Игоревич Сарыпов, получивший диплом I степени, считает, что главное в докладе ― «Рассказать так, чтобы было ясно всем. Я на это трачу очень много времени, начинаю подготовку за 3-4 недели. Во время выступления стоит сосредоточиться на содержательной части ― на том, что ты рассказываешь, а не на том, кому ты рассказываешь. Это позволит чувствовать себя уверенно, справиться с эмоциями».

Доклад Даниила: «Электронный транспорт в многоканальном квантовом точечном контакте» (научный руководитель к.ф.-м.н. Дмитрий Похабов, лаб. № 24 ИФП СО РАН). Даниил добавил, что пришел на практику в лабораторию на третьем курсе, и с тех пор именно там развивается, как исследователь.

«Главный научный сотрудник лаборатории № 24, заведующий кафедрой общей физики НГУ д.ф.-м.н. Артур Григорьевич Погосов ― руководитель научной группы, в которой я сейчас работаю. Он вел у нас лекции на втором курсе, мне понравилась его манера объяснять, я сразу почувствовал, что это человек компетентный, у него есть чему поучиться. Я взглянул на тематику исследований данной группы и понял, что попробовать стоит», ― рассказал Даниил.

В этом году, после двухлетнего перерыва, на МНСК возобновились пленарные доклады, для секции «Физика твердого тела» доклад «Газофазный синтез графена и его теплофизические приложения» прочел заведующий лабораторией Института теплофизики СО РАН к.ф.-м.н. Дмитрий Владимирович Смовж.

Заседание секции завершилось онлайн-докладами иногородних участников и работой жюри.

Пресс-служба ИФП СО РАН

Владимир Путин в режиме видеоконференции провёл совещание по вопросам развития Арктической зоны Российской Федерации.

В своем вступительном слове он отметил: «Решение социальных, экономических, инфраструктурных задач в этом важнейшем регионе, реализация здесь масштабных инвестиционных проектов – это всегда было и остаётся для нас приоритетом. На арктических территориях проживают и трудятся сотни тысяч наших граждан, сконцентрированы практически все направления национальной безопасности нашей страны: экологическое, ресурсное, военно-политическое, технологическое.И сразу подчеркну, сейчас, с учётом разного рода внешних ограничений и санкционного давления, всем проектам и планам, связанным с Арктикой, нам необходимо уделять особое внимание: не откладывать их, не сдвигать вправо, а напротив, на попытки сдержать наше развитие мы должны ответить максимальным наращиванием темпов работы как по текущим, так и по перспективным задачам».

По словам Путина, вместе с проблемами, для нас открываются альтернативные сценарии, варианты и новые окна возможностей.

Одна из таких возможностей - Северный морской путь (Севморпуть). Глядя на стоимость морского фрахта, который взлетел до небес и на стоимость топлива, экономия на 2-3 тыс. км пути по Севморпути выйдет знатная. Например, на путь из Северной Европы в Китай по СМП среднему контейнеровозу нужно потратить 25 дней и около 600 тонн судового топлива. Маршрут через Суэцкий канал займёт 35 дней и около 900 тонн топлива. Экономия не только во времени, но и в деньгах. В среднем – $0,7-0,8 млн. за рейс.

Второе окно возможностей – это современные новые поселения, связанные и с добычей природных ископаемых, и с обслуживанием СМП. Когда на Ямале начали разработку газового месторождения у поселка Сабетта в 2002 году, то в нём проживало 19 человек. Сейчас это 30-тысячный населённый пункт с международным аэропортом. Добыча газа и производство СПГ дала старт этому городу в Арктике. И сложно найти ещё какое-то поселение в России, которое за последние тридцать смогло вырасти практически с нуля до численности в десятки тысяч человек.

И третье актуальное направление – экологическое. Это, к примеру, очистка Арктики от старого железа и прочих отходов жизнедеятельности человека. Пример этой проблемы. В 2012 году Русское географическое общество совместно с Фондом полярных исследований полностью очистило территорию острова Земля Александра. В ходе работ на нем было собрано, очищено и спрессовано 47,5 тысячи стальных бочек общей массой 1892 тонны (кстати, по нынешним ценам этот металлолом потянул бы на $1 млн.). Утилизировано 1744 тонны различных горюче-смазочных материалов. А всего было собрано вывезено 4119 тонн различного металлического лома и 4797 тонн прочих твёрдых отходов.

Как бы ни грохотали пушки, научную жизнь в нашей стране никто не отменял. Ученые продолжают встречаться и делиться своими идеями. Особенно если это касается актуальных экономических проблем. Совсем недавно в нашем городе в стенах Сибирского института управления (филиал РАНХиГС) состоялось экспертное обсуждение некогда самой злободневной темы – построение «зеленой» экономики в условиях энергетического перехода. Мероприятие проходило в рамках III Международной научно-практической конференции «Современные тренды экономического развития: национальные цели и приоритеты», состоявшейся 17-18 марта этого года.  

Разумеется, конференция готовилась до известных событий на Украине, и потому участники не учитывали некоторые поправки на «военную» ситуацию. Для «зеленой» экономики это особенно важно, поскольку определенное количество требований на этот счет исходит с «противоположной» стороны, которая сегодня оказалась в лагере наших геополитических противников (и чуть ли не открытых врагов). Поэтому не совсем понятно, как сложится ситуация после окончания вооруженного конфликта. Будет ли руководство нашей страны учитывать в будущем те нормативы и правила, что исходят со стороны ЕС и коллективного Запада в целом? Пока что здесь царит полная неопределенность. Именно поэтому целый ряд вопросов можно на данный момент, что называется, «попридержать» до окончательного прояснения ситуации.

Однако есть вопросы, которые остаются актуальными и жизненно необходимыми независимо от внешнеполитической обстановки. Мало того, чем выше накал конфликта, чем сильнее неопределенность в экономике, тем больше возрастает их актуальность. И все потому, что эти вопросы прямо вытекают из практики. Речь идет о внедрении в жизнь обычного россиянина некоторых важных «зеленых» технологий, способных не только привнести качественные изменения в сферу нашего быта, но и дать каждой семье некоторое подспорье для выживания (буквально) в непредсказуемо меняющихся экономических условиях.

Этим вопросам был посвящен доклад старшего научного сотрудника Института теплофизики СО РАН, руководителя проекта «Экодом» Игоря Огородникова. Мы уже неоднократно писали о практической работе этого ученого, который активно пропагандирует тему экологического домостроения в совершенно разных аудиториях и демонстрирует конкретные практические результаты. На этот раз Игорь Огородников представил итоги своей работы аудитории профессиональных экономистов.

Что нужно сделать для того, чтобы «зеленые» технологии заработали в современной экономике? Ученый-физик, имеющий большой практический опыт, так определяет свою позицию по данному вопросу: «Мы исходим от конкретного человека. Если каждый из нас, решая свои конкретные жизненные задачи, займется «зеленой» экономикой, то и произойдет определенный сдвиг в этом направлении». С точки зрения ученого, принципиально важной предпосылкой для такого перехода является строительство индивидуального жилья и производство продовольственной продукции в самих подворьях. Как отметил ученый, в нашей стране ежегодно осуществляется до одного триллиона рублей инвестиций в индивидуальное строительство. Параллельно население производит своими руками на 2,5 триллиона рублей продовольственной продукции. Для экономиста – весьма показательные цифры. По факту, обычные граждане производят в нашей стране примерно четверть продуктов питания.

По словам Игоря Огородникова, еще с середины 1990-х годов он и его коллеги-единомышленники стали отбирать технологии, соответствующие указанным процессам. Эти технологии можно спокойно включить в «зеленый» курс, не вступая в противоречия с интересами людей. Правда, есть некоторые препятствия на государственном уровне, поскольку не всё здесь согласуется с позицией Минстроя РФ. Тем не менее, уверяет Игорь Огородников, существуют механизмы, позволяющие реализовать указанные направления. Особое внимание уделялось технологиям, уже проверенным практикой. Далее, все отобранные технологии должны были иметь отечественное происхождение. И не потому, что они хуже развиты за рубежом. Просто необходимо было учитывать наши климатические условия и наш менталитет.

Что входит в перечень предлагаемых для внедрения технологий? Прежде всего, это касается различных автономных систем, главным образом – систем теплоснабжения. На этом сделан особый упор, поскольку Россия – достаточно холодная страна, а Сибирь – в особенности. Иными словами, мы не можем здесь копировать европейский или американский опыт, где системам теплоснабжения не придается решающего значения. По этой же причине в наших условиях несколько иное отношение к таким «популярным» возобновляемым источникам энергии, как солнце и ветер. На Западе, например, солнечная панель является непременным атрибутом «зеленого» жилища. То же самое касается и ветряков.

У нас же, отметил Игорь Огородников, «зеленая» электрическая генерация не рассматривается как базовая. Например, в наших условиях солнечную энергию предпочтительно преобразовывать в тепло, используя соответствующие технологии концентрации и аккумуляции солнечной энергии. С чем это связано?

Всё очень просто. «Когда солнце используется как источник энергии для электрической генерации, - разъясняет Игорь Огородников, - то здесь коэффициент преобразования составляет где-то 15 – 20%. На наш взгляд, этого мало. Экономическая эффективность и устойчивость солнечных панелей возникнет только тогда, когда указанный показатель будет не ниже 25%. А вот коэффициент преобразования солнечной энергии в тепло составляет порядка 90%. Так что если посчитать эффективность внедрения разных технологий, то выбранный нами подход показывает достаточно серьезные преимущества в наших условиях».

Ученый напомнил аудитории, что приводимые им цифры не являются кабинетной абстракцией. Упомянутые им технологии были опробованы на территории острова Ольхон на Байкале (о чем мы неоднократно писали). Там же была опробована и технология утилизации органических отходов, когда «продукты» человеческой жизнедеятельности и жизнедеятельности домашних животных являются (по сути) сырьем для восстановления плодородия почв. Фактически, речь идет о некоем локальном фрагменте «экономики замкнутого цикла», о которой так много говорят на Западе сторонники «зеленого курса».

Парадоксально, но именно сейчас «зеленый курс» начинает корректироваться под влиянием объективных обстоятельств, вызванных, в первую очередь, кризисом на энергетическом рынке Европы. Проект «Экодом», разрабатываемый новосибирскими учеными уже не одно десятилетие, как никогда ранее соответствует текущему моменту. И будет еще более востребован в ближайшей перспективе, когда энергетический «голод» совпадет с продовольственным дефицитом (который уже сейчас предрекают эксперты).

Сегодня мы наблюдаем, как западные лидеры призывают своих граждан готовиться к непростым временам и ограничить потребление как энергии, так и продовольствия. Однако вряд ли намеренное ограничение связано с прогрессом. Актуальность проекта сибирского «Экодома» в том, что он исходно был нацелен на выполнение двух фундаментальных жизненно важных требований: энергетической безопасности и продовольственной безопасности. По большому счету, для обычного человека «Экодом» - это «моя крепость» в современном мире. Причем, в наиболее суровой части этого мира – в Сибири.  

В то же время эти технологические приемы, как заметил Игорь Огородников, применимы для любой природно-климатической зоны. А это означает, что разработка новосибирских ученых вполне может иметь мировое значение, поскольку то, что испытано в сибирских условиях, спокойно подойдет и для Африки.

Олег Носков

Появление «молекулярных ножниц» – системы геномного редактирования CRISPR/Cas9 – привело к бурному всплеску генетических технологий. Впервые особый локус CRISPR у бактерий обнаружила группа японских ученых еще в 1987-м. Понадобилось более 20 лет, чтобы разработать искусственную систему CRISPR, дополненную белками Cas, для направленного редактирования генома. За внедрение новых методов генетической инженерии в 2020 году получили Нобелевскую премию по химии Дженнифер Дудна и Эммануэль Шарпантье. Однако, как и во время любой революции, за кадром осталось много вопросов, требующих пристального изучения.

“Мы отдельно говорим о системах репарации ДНК и системах геномного редактирования. Но любые инструменты геномного редактирования сначала повреждают ДНК. Как себя при этом ведут системы репарации, прекрасно развитые в организме? Между двумя этими системами – «черный ящик», о событиях в котором ученым ничего не известно. Словом, интригующих идей для проверки было много”, – рассказывает директор Института химической биологии и фундаментальной медицины (ИХБФМ) СО РАН член-корреспондент РАН Дмитрий Пышный.

Начать настоящие поисковые исследования, не имеющие аналогов в мире, коллективу ИХБФМ СО РАН позволил грант Российского научного фонда. Проект «Модификация нуклеиновых кислот и репарация ДНК как источник новых инструментов управления геномами» помимо научной новизны отличается удивительной многоплановостью.

– В институте сложились несколько научных школ, направленных на исследование процессов репарации ДНК. Это школы Ольги Ивановны Лаврик, Дмитрия Олеговича Жаркова. Отличными компетенциями с точки зрения физико-химического анализа белково-нуклеиновых взаимодействий обладает группа Никиты Александровича Кузнецова, – продолжает руководитель проекта Дмитрй Пышный. – Помимо взаимодействия систем репарации и геномного редактирования мы решили исследовать, к чему приведет модификация нуклеиновых кислот, которые помогают CRISPR/Cas распознавать нужный ген. Хотя это и не очень афишируется, но генетики знают: молекулярная машина, вносящая изменения в геном, работает не всегда корректно. И проблема повышения точности – одна из самых наболевших. Сбалансированные усилия химиков и энзимологов (энзимология – наука о ферментах) могут ее решить с помощью модификации РНК-проводников, которые как раз отвечают за узнавание нужного участка. К тому же группа Никиты Кузнецова планирует освоить синтез довольно длинных одноцепочечных нуклеиновых кислот для создания новых генетических конструкций. Одновременно мы хотим попытаться по-другому выстроить систему редактирования, возможно, создать новые молекулярные машины, способные распознавать участки ДНК и вносить направленные изменения в структуру генома. Грант рассчитан на 4 года, думаю, за это время нам удастся создать какие-то гибридные молекулы для геномного редактирования, которые несут в себе блоки и домены разных природных объектов.

«Цинковые пальцы» и «молекулярные ножницы»

– Генетические технологии родились на рубеже 1970-х и 1980-х годов, когда биологи научились точно перемещать фрагменты ДНК из одного места в другое. Параллельно благодаря развитию химии синтеза олигонуклеотидов стали получать участки ДНК необходимой последовательности, – рассказывает заведующий лабораторией геномной и белковой инженерии ИХБФМ СО РАН член-корреспондент РАН Дмитрий Жарков. – Сейчас под генетическими технологиями подразумевается изменение генетического материала непосредственно в живых клетках. Первые инструменты для этого появились еще в 1980-х годах: были открыты белки класса «цинковых пальцев», способные узнавать определенные последовательности ДНК. Затем ученые обнаружили у бактерий, вызывающих болезни растений, белки класса TALE, которые также узнают нужные последовательности в геноме хозяина и меняют активность генов. Однако эти инструменты были не очень удобными для геномной инженерии: на каждую последовательность, которую мы хотели изменить, приходилось синтезировать новый белок. Поэтому статьи о том, что благодаря новой системе CRISPR/Cas можно специфически узнавать участок ДНК с помощью небольшой молекулы РНК и вносить разрывы непосредственно в геном клеток человека, вызвали фурор среди генетиков. Произошла настоящая научная революция: появился универсальный небольшой и просто синтезируемый инструмент. Это можно считать началом современного бума генетических технологий. С помощью направленной РНК мы вносим разрыв в нужное место ДНК, в этот разрыв можно либо встраивать требуемые фрагменты ДНК, либо выключать какие-то гены при обратном сшивании с мутацией.

Появилось много примеров применения системы, начиная с нашумевшей и этически неоднозначной работы китайского ученого Хэ Цзянькуя по редактированию генома девочек-близнецов еще на стадии эмбриона и заканчивая созданием породы свиней, устойчивых к африканской чуме. Но какие бы прекрасные отзывы ни поступали о новом инструменте, к его использованию в медицине по-прежнему есть существенные препятствия.

Дело в том, что все известные на сегодняшний день системы геномного редактирования обладают определенной нецелевой активностью. И если мы можем закрыть глаза на то, что вновь выведенный сорт кукурузы будет нести какие-то дополнительные мутации, отличные от запрограммированных, то совершенно недопустимо, чтобы такие мутации возникали в ДНК пациентов при геномной терапии. А единственный способ проверки на сегодняшний день – глубокое секвенирование генома, что очень дорого и не годится для массового применения. Ученые всего мира сегодня работают в двух направлениях. Во-первых, пытаются модифицировать активный модуль, чтобы придать системе CRISPR/Cas новые функции. Во-вторых, стараются повысить точность работы системы и избежать изменений в других фрагментах ДНК. Подходы к этому могут быть самые разные. В частности, явно недостаточно исследован такой: менять не сам белок, а химическую структуру нуклеиновой кислоты, которая с ним связана. Возможно, модифицируя нуклеиновые кислоты, нам удастся повысить точность геномного редактирования. Учитывая, что в нашем институте самая сильная в России нуклеотидная химия, неудивительно, что было решено попытаться это сделать в рамках проекта РНФ.

С хирургической точностью

Классические методы генетической инженерии подразумевают, что исследователь использует биоматериал, содержащий геномную ДНК или мРНК, и с помощью хорошо описанных процедур клонирует целевой ген, с которым работает дальше. Это достаточно легко сделать, если речь идет о человеке или мыши. А как быть с организмами экзотическими или теми, которые уже не существуют?

– Проблема получения биологического материала, содержащего ДНК такого организма, крайне сложна, – комментирует заведующий лабораторией генетических технологий ИХБФМ СО РАН доктор химических наук Никита Кузнецов. – Именно поэтому актуально наше направление проекта синтез протяженных олигонуклеотидов с целью их дальнейшего применения в новых подходах к созданию генов.

Сегодня олигонуклеотиды синтезируют химическим способом, имеющим ограничения по длине синтезируемого фрагмента. Ферментативный метод синтеза олигонуклеотидов, который мы разрабатываем, позволит в разы увеличить длину синтетических фрагментов ДНК. Для этой цели мы используем один из ферментов человека – терминальную дезоксирибонуклеотидилтрансферазу, способную присоединять нуклеотиды к любому доступному 3′-концевому фрагменту ДНК. Однако в организме присоединение нуклеотидов происходит случайным образом. Мы планируем заставить фермент работать так, чтобы олигонуклеотиды присоединялись в определенной, заданной исследователем последовательности. Для этого нужно после каждого присоединения останавливать работу фермента с помощью модифицированных нуклеозидтрифосфатов. В нашем институте был предложен вариант модификации нуклеозидтрифосфата, никогда в мире не применявшийся для такого типа реакций с ферментами. Этот подход мы и тестировали в первый год работы над проектом. По химической части продвижение очень серьезное. Но было установлено, что природный фермент оказался слишком «нежным» для работы: плохо переносит высокие температуры, быстро инактивируется. Поэтому наша задача в ближайшее время связана с получением высокоактивного устойчивого к температурному воздействию фермента. Используем два взаимодополняющих подхода. Во-первых, путем молекулярного моделирования проверяем десятки вариантов мутантных форм фермента человека, которые могут обладать нужными свойствами. Отобранные таким способом варианты будут получены методами сайт-направленного мутагенеза и затем проверены в реальных условиях. Во-вторых, ищем в природе похожий по свойствам, но устойчивый к высоким температурам фермент. Например, как у бактерий, живущих в гейзерах или горячих источниках. В этом направлении идет активная работа. Кстати, данный фермент применяется в некоторых тест-системах, направленных на изу-чение воздействия различных веществ на ДНК. И, запуская ферментативный синтез протяженных фрагментов ДНК, мы параллельно способствуем развитию диагностических систем.

– Недаром даже в названии проекта звучит «создание новых инструментов», – подчеркивает Дмитрий Пышный. – Основной интерес мы видим в применении этих инструментов для геномного редактирования, но их можно использовать и в других областях. Как отвертку, образно говоря. Нуклеиновая кислота – универсальный объект молекулярной биологии. И инструменты, методы, алгоритмы, ферменты, нами созданные, должны широко применяться. Когда мы говорим о биотехнологической части проекта, необходимо детально изучить сам процесс работы фермента, чтобы понять, как можно ее оптимизировать.

– В 2021 году благодаря средствам гранта мы купили прибор для изучения быстропротекающих ферментативных процессов Quench-flow RQF-3 (KinTek Corp., USA) – он позволяет останавливать ферментативную реакцию в нужный момент времени, начиная с 5 миллисекунд после старта. Детальное изучение механизма действия фермента требует такой специфической техники, – добавляет Никита Кузнецов.

Искусственное вне конкуренции?

Внесение любых изменений в геном живого организма сопровождается включением систем репарации ДНК, отвечающих за стабильность, сохранность, целостность генетической информации. В основу проекта легла простая идея: посмотреть in vitro и in vivo, как система геномного редактирования CRISPR/Cas конкурирует с имеющимися в клетке системами репарации, работающими, кстати, чрезвычайно эффективно.

– CRISPR/Cas – искусственная система, она вносит специфические мутации в геном. И системы репарации, которые состоят из ансамблей белков, вроде бы должны ей мешать работать. Эту гипотезу обязательно нужно проверить во избежание возможных сложностей для направленного воздействия системы СRISPR/Cas, – поясняет заведующая лабораторией биоорганической химии ферментов ИХБФМ СО РАН академик Ольга Лаврик. – В нашей лаборатории исследуются соответствующие белки репарации, которые в клетке очень эффективно взаимодействуют с разрывами ДНК, – ДНК-лигазы и поли-(АДФ-рибоза)-полимеразы. За первый год работы над проектом мы посмотрели с помощью биохимических экспериментов взаимодействие этих «сенсоров» разрывов с системой CRISPR/Cas. Удивительно, но первые результаты показывают, что искусственная система очень успешно конкурирует с естественной.

Наше объяснение этих результатов: система CRISPR/Cas для эукариотических клеток не родная, природа их не готовила к взаимодействию с ней. Могу провести аналогию с биосинтезом белков: клетка очень точно включает в синтезируемый белок на рибосоме требуемую природную аминокислоту, замены никогда не происходит. Но стоит ввести в систему биосинтеза искусственный синтетический аналог аминокислоты, этот аналог включается в синтезируемый белок. Механизмы контроля не распознают неизвестного «пришельца». Сейчас нам эту гипотезу надо проверить в живых клетках. Более того, проведем сравнительный анализ: уже сделали клетки, в которых искусственно убрали определенные ник-сенсоры, – белки, распознающие разрыв ДНК. Посмотрим, отличается ли работа «молекулярных ножниц» в присутствии белков репарации и в случае их отсутствия. Достоверных данных об этом пока нет, хотя идея буквально лежит на поверхности. Поэтому, чтобы удержаться на передовых рубежах, надо работать быстро и эффективно.

Если мы и впрямь докажем, что клетка не опознает искусственную, хорошо работающую с ДНК систему CRISPR/Cas, это будет прекрасный вывод в плане перспектив геномного редактирования. Но точку в исследованиях ставить рано. Поскольку в этой системе есть РНК-проводники, надо изу-чить, как на геномное редактирование влияют различные РНК-связывающие белки.

– Дело в том, что геномное редактирование зависит от самих РНК-проводников, задающих его направленность, поэтому нам нужно создать алгоритм целевой модификации этих РНК-гидов, чтобы обеспечить максимально надежную и точную работу молекулярных машин геномного редактирования, – продолжает Дмитрий Пышный. – Это одна из задач, пока не проработанных в мировой науке. И поддержка Российского научного фонда здесь очень своевременна – нам удалось привлечь финансирование на то, чтобы проверить именно идеи. Причем идеи междисциплинарные. В рамках государственного задания, как правило, финансируются более традиционные направления. Но чтобы не отставать от мировой науки, нужны программы, позволяющие создать что-то для использования в реальном секторе экономики. В ходе реализации проекта мы ожидаем получить действительно новые инструменты для геномной инженерии, которые найдут применение и в медицине, и в биотехнологиях, и в сельском хозяйстве.

Ольга КОЛЕСОВА

По таежным лесам, горным хребтам, раздольным степям и вязким болотам проходит конная экстремальная экспедиция «От Полюса холода до Белокаменной», стартовавшая в Оймяконском улусе Якутии. Два путешественника Догуйдан Винокуров и Мичил Неустроев решили испытать удивительные возможности якутской лошади и других аборигенных пород, а также привлечь внимание к конному туризму в России. Экспедиция проходит под эгидой Русского географического общества и посвящена 100-летию образования Якутской АССР. Вчера путешественники достигли столицы Сибири - города Новосибирска, где планируют провести неделю.

Маршрут экспедиции протяженностью в десять тысяч километров проходит по территории 15 регионов России. В основном он пролегает по старым конным тропам, в обход федеральных трасс. В историю конного туризма этот переход войдёт как один из самых экстремальных. Наиболее трудными были несколько участков похода в Якутии: отрезок в 360 километров от села Ючюгэй до п. Теплый Ключ Томпонского района так, как стояли сильные морозы более –50 градусов и продувал пронизывающий ветер, а также сложным оказался отрезок почти в 400 км от с. Сунтар до г. Олекминска с обширными болотами и крайне скудной кормовой базой для лошадей. Стоит отметить, что на этих отрезках пути нет ни одного населенного пункта на протяжении сотен километров.

Догуйдан Винокуров и Мичил Неустроев – умелые наездники. Догуйдан с детства помогал отцу в коневодстве и ходил с ним в тайгу. Мичил Неустроев также занимался коневодством в с. Ючюгэй, а по образованию он экономист. Их друзья по походу – три коня Хонгор, Хастах и Сунтар. Порода якутских лошадей отличается морозостойкостью, выносливостью и свободолюбивостью.

«Участники похода Догуйдан Винокуров и Мичил Неустроев демонстрируют силу воли и характера, воодушевляют других на путешествия и большие достижения. Мы рады поддерживать эту экспедицию. В истории открытий лошадь сыграла большую роль, она сопровождала наших путешественников в самых сложных походах, была символом верности, бесстрашия и духа свободы. Люди всегда относились к этому умному животному с особенной симпатией, о чем свидетельствуют и сказки народов России. И хочется, чтобы данный поход привлек внимание к культурным традициям якутского народа, коневодству и развитию конного спорта и туризма», - отметила пресс-секретарь Новосибирского регионального отделения Екатерина Вронская.

На всех этапах маршрута путешественникам оказана поддержка со стороны Русского географического общества, региональных администраций, конных клубов. Участники экспедиции встречаются с общественностью, школьниками и студентами. Конечная цель – к июню 2022 года достичь Москвы и принять участие в национальном якутском празднике Ысыахе, который в этом году посвящен 100-летию автономии Якутии.

18 апреля в 15:00, в Новосибирском государственном университете (ул. Пирогова, 1, ректорский корпус, каб. 212) состоится заседание Интеллектуального клуба НГУ, посвященное теме «Суперкомпьютерный центр и задачи, которые он может решать для промышленности».

Программу создания в Новосибирском государственном университете суперкомпьютерного центра и предложения промышленным партнерам для сотрудничества в его рамках представят:

- ректор НГУ Михаил Петрович Федорук

- директор Института вычислительной математики и математической геофизики СО РАН Михаил Александрович Марченко

- директор Суперкомпьютерного центра НГУ «Лаврентьев» Алексей Григорьевич Окунев.

В заседании клуба также примут участие руководители и технические специалисты промышленных предприятий и инновационных компаний Новосибирска.

Представителям СМИ требуется аккредитация по телефону телефон: 373-11-99 (Алексенцева Оксана Владимировна) или письмом на o.aleksentseva@nsu.ru.

На протяжении ряда лет ученые Института цитологии и генетики СО РАН успешно исследуют паразитических червей рода Opisthorchis. Как известно, они являются возбудителями описторхоза – заболевания, хроническое течение которого может приводить к ряду крайне тяжелых повреждений печени, поджелудочной железы и жёлчного пузыря. Сам паразит может оставаться в организме человека довольно продолжительное время. В России описторхоз входит в число самых распространенных гельминтозов.

Ранее ученым удалось секвенировать геном возбудителя заболевания, лучше понять, как секретируемые продукты гельминтов взаимодействуют с клетками организма-хозяина, получить данные, помогающие лучше прогнозировать последствия заражения, но и создавать препараты, противодействующие воздействию паразита на организм носителя.

А недавно результаты исследований позволили взглянуть на червя-паразита с новой стороны. Известно, что одной из отличительных черт описторхоза является непрекращающееся заживление тканевых повреждений желчных протоков. Паразиты наносят повреждения, а затем стимулируют их быстрое восстановление, что необходимо для их питания.

«Благодаря экспериментальным данным нашей исследовательской группы и данным зарубежных коллег - нами была выдвинута гипотеза, что белки, входящие в состав тела паразита и его секретируемый продукт, могут обладать ранозаживляющими свойствами», рассказала научный сотрудник ИЦиГ СО РАН Анна Ковнер.

Ситуации, когда раны не заживают или возникают вновь, встречаются чаще, чем может казаться. С этой проблемой сталкиваются пациенты, страдающие сахарным диабетом, а также рядом других аутоиммунных заболеваний, болезнями системы кровообращения, получившие механические и ожоговые травмы, а также пожилые люди.

В настоящее время, только число больных сахарным диабетом в Российской Федерации превышает 5 млн человек. Почти четверть из них приобретут (или уже приобрели) незаживающую язву диабетической стопы в течение жизни. В Новосибирской области данное заболевание также занимает одну из лидирующих позиций.

 «Большинство этих пациентов получают стандартную помощь, которая при критическом состоянии заключается в удалении отмирающей ткани. Мы предполагаем, что использование белков описторха в будущем может помочь корректировать или вовсе избежать подобных тяжелых состояний», - отмечает Анна Ковнер.

Поэтому поиск потенциально новых лекарственных средств в области репаративной медицины - является крайне значимым направлением научных исследований.

Данный проект выиграл грант от Российского научного фонда (проект РНФ №22-25-20018) и теперь в течение двух лет ученые получат три миллиона рублей от РНФ и правительства Новосибирской области на решение данной задачи. За это время ученые, используя лабораторных мышей, должны получить экспериментальные данные, как белки описторха влияют на различные процессы заживления ран. Полученные результаты могут стать значимым связующим звеном между фундаментальной биологией и репаративной медициной в области ранозаживления.

Пресс-служба ИЦиГ СО РАН

В августе прошлого года в Новосибирске произошло одно очень важное событие, оставшееся практически незамеченным для широкой общественности. На территории микрорайона «Березовый» был успешно реализован пилотный проект, которому в свое время мы посвятили несколько публикаций. Речь идет о нашей отечественной технологии «Smart Grid» - совместном детище специалистов Кафедры автоматизированных электроэнергетических систем НГТУ и специалистов новосибирской компании «Модульные Системы Торнадо».

Над этим проектом трудились не один год, и его судьба, честно говоря, до последнего времени оставалась для нас интригующей загадкой (учитывая значение данной разработки). Примерно пару лет назад начались тестовые испытания системы. И вот сейчас можно с уверенностью сказать, что команда разработчиков добилась очевидных успехов. Созданная ими система, что называется, полностью воплотилась «в железе» и показала все необходимые практические результаты. Как сказал один из ключевых представителей этой команды - заведующий кафедрой автоматизированных электроэнергетических систем НГТУ профессор Александр Фишов, внедрение системы прошло хорошо – именно так, как и обещали разработчики, и даже лучше!

Значимость данного события трудно переоценить. Фактически Новосибирск стал лидером по части реализации технологии, имеющей стратегическое значение для энергетической отрасли (причем, в мировом масштабе). Напомним еще раз суть вопроса. Локальные «умные сети» являются своего рода новым словом в деле развития малой (распределенной) энергетики, в которой используются генерирующие объекты мощностью до 25 МВт. До последнего времени указанное направление оставалось на заднем плане, будучи не в силах конкурировать с большой энергетикой. Как правило, малые объекты долгое время рассматривались в качестве автономных изолированных систем энергоснабжения, не имеющих выхода в общую сеть. Это обстоятельство существенно снижало эффективность их использования. Прежде всего, это касается обслуживания жилищно-коммунальной сферы, где весьма высоки суточные перепады нагрузок. Далеко не все силовые агрегаты успешно справляются с такими скачками. Иной раз происходят незапланированные остановки машин, что создает большие неудобства потребителям.

Именно по этой причине малые электростанции лучше всего прижились в производственной сфере, где потребление электроэнергии происходит более-менее равномерно. Как мы уже сообщали год назад, в нашей стране в последнее время владельцы промышленных предприятий показывают возрастающий интерес к малой энергетике. В жилищном секторе на этот счет больших сдвигов как будто не происходит, поскольку самым надежным способом энергоснабжения до сих пор считается подключение к общим внешним сетям, где условия диктуют региональные сетевые монополисты. Снабжение электричеством небольших поселений или городских микрорайонов с помощью малых электростанций – вариант весьма рискованный с технической точки зрения. Так можно было со всей уверенностью утверждать еще полгода назад – до указанного события…

Новосибирск в этом плане пошел на прорыв, когда концерн «Сибирь» (не найдя понимания со стороны сетевого монополиста) решился на такой рискованный шаг, построив малую газовую электростанцию мощностью 12 МВт для энергоснабжения микрорайона «Березовый». В свое время данное решение вызвало шквал скептических оценок и критики как со стороны представителей региональной сетевой компании, так и со стороны некоторых «экспертов», свято верящих в неоспоримые преимущества большой энергетики.

И надо отметить, что поначалу критика не была безосновательной. Справедливости ради скажем, что процесс энергоснабжения жилого массива от малого объекта не всегда происходил гладко. Случались и перебои с подачей электричества (по упомянутым выше причинам). Однако необходимо отдать должное руководству концерна, где учитывали такую важную вещь, как научно-технический прогресс и, судя по всему, положительно оценивали интеллектуальный и производственный потенциал нашего города (лично мне это доподлинно известно благодаря непосредственному общению с главными представителями руководства компании). Как раз концерн «Сибирь» выступил в роли заказчика инновационной разработки, способной совершить революцию в сфере энергоснабжения.

С точки зрения специалистов, оптимальным решением для малых объектов могло бы быть их «включение» в общую сеть. Однако здесь существуют свои технические сложности, и если решать задачу традиционным путем, то стоимость такого решения становится неподъемной для заказчика. Достижение наших разработчиков именно в том и заключается, что они предложили технологию, приемлемую как с точки зрения надежности, так и с точки зрения стоимости. Это означает, что после успешного ввода созданной ими системы в эксплуатацию ее уже можно спокойно тиражировать. А это значит, что малая энергетика получает «зеленый свет» для широкого использования. И в этом качестве она уже в состоянии конкурировать с большой энергетикой.

Экономические преимущества объектов малой энергетики, подчеркивает Александр Фишов, заключаются в том, что они могут возводиться за счет частных инвестиций, поскольку срок окупаемости таких объектов составляет, приблизительно, 5 – 7 лет. Теоретически в любом крупном городе можно создать целую сеть малых электростанций, заложив тем самым основу для регионального энергетического рынка, когда потребитель получает энергию непосредственно у производителя, минуя посредников в лице сетевых монополистов. Для этого не требуется каких-то огромных капитальных затрат, а равно как и привлечения государственных субсидий. Во всяком случае, рассматриваемая нами система была создана исключительно на деньги «частника», без всякой государственной финансовой поддержки.

В стратегическом плане это означает, что за счет малой энергетики мы в состоянии преодолеть дефицит электроэнергии, опираясь лишь на возможности малого и среднего бизнеса. Причем, учитывая возрастающую конкуренцию на этом рынке, мы вполне можем рассчитывать и на приемлемые для потребителей цены. Имея в наличии газовую трубу, вы получаете техническую возможность реализовать проект по строительству малой электростанции. А с газом в нашей стране пока проблем нет.

Понятно, что монополистов не вполне устраивает такая тенденция. Но это уже вопрос внутренней политики. На чьей стороне выступит власть, мы узнаем позже. В то же время, указывает Александр Фишов, не стоит рассматривать малую энергетику в роли антагониста большой энергетики. Последняя, считает ученый, никуда не денется. И наилучшим вариантом здесь будет «мирное существование» того и другого (примерно, как в случае «мирного существования» железнодорожного и автомобильного транспорта). По мнению Александра Фишова, масштабы применения объектов малой энергетики в нашей стране просто колоссальны. И работы здесь – непочатый край. По большому счету, созданная «умная сеть», доказавшая свою надежность на практике, актуальна не только для нашей страны. Как бы это пафосно ни звучало, инновационная разработка новосибирских специалистов актуальная для всего мира.

Напомним, что пару лет назад на нее уже «положили глаз» в Китае. Со стороны китайских властей нашим специалистам делались весьма заманчивые предложения о «тесном сотрудничестве». Тем не менее, сотрудничества не сложилось. «Мы все-таки должны быть патриотами своей страны», - объяснил позицию наших разработчиков Александр Фишов.

Как будет воспринято это достижение на местах, также сказать трудно. В свое время региональные власти озвучивали свой интерес к данному пилотному проекту. Хотя не совсем понятно, есть ли в правительстве Новосибирской области внятная программа развития малой энергетики. Позиция мэрии Новосибирска по данному вопросу тоже остается не вполне ясной (если она вообще имеет место). Впрочем, разработчиков такое положение дел особо не смущают, ибо они давно к нему морально готовы. Основная надежда возлагается ими на активность нашего малого и среднего бизнеса.

Хотя именно сегодня актуальность данного направления возрастает для наших властей как никогда, поскольку инновации такого рода помогают преодолеть последствия энергетического и экономического кризиса. Не говоря уже о том, что разветвленная сеть малых энергетических объектов куда лучше страхует систему энергоснабжения от военных ударов, нежели большая энергетика, более открытая и уязвимая для «высокоточного оружия» противника. Как бы ужасно ни звучали подобные ремарки, нам все-таки необходимо делать некоторые поправки и на международную обстановку.

Николай Нестеров

Среди задач, сформулированных на Общем собрании Сибирского отделения РАН 30 марта, актуальностью выделялась консолидация сибирского научного потенциала для обеспечения технологического суверенитета России. Это подчеркнул в своем докладе председатель СО РАН академик Валентин Пармон. Многое было сделано в 2021 году в плане создания уникальных научных инструментов, установок класса мегасайенс – Центра коллективного пользования «СКИФ» и Национального гелиогеофизического центра. СО РАН постепенно объединяет усилия с ведущими научно-технологическими организациями страны: бор-нейтронозахватную терапию рака сибирские институты разрабатывают вместе с московским НМИЦ онкологии им. Н.Н.Блохина, Супер С-тау фабрику (установку для исследования элементарных частиц) создают с Российским ядерным центром (РФЯЦ – ВНИИЭФ) в Сарове. Продолжает президиум отделения выстраивать сотрудничество и с индустриальными партнерами: «Норникелем», «Газпромом», Объединенной двигателестроительной корпорацией, АФК «Система» и другими. Так, одним из самых значимых проектов Научно-исследовательского центра по проблемам экологической безопасности и сохранения благоприятной окружающей среды СО РАН стали организация и проведение уже второго сезона Большой Норильской экспедиции. Финансовую и организационную поддержку БНЭ взял на себя «Норильский никель».

“Очень важно, что вся информация по этой экспедиции опубликована, – подчеркнул академик Пармон. – В 2022 году стартовал новый масштабный проект СО РАН и «Норникеля»: Большая научная экспедиция по исследованию биоразнообразия и состояния экосистем на промышленных площадках компании и всех прилегающих территориях”.

К наиболее значимым научным результатам и разработкам, способствующим развитию опережающих технологий, председатель СО РАН отнес циклолет «Циклон», созданный в Институте теплофизики, моноклональные антитела для нейтрализации вируса SARS-CoV-2, полученные в Институте молекулярной и клеточной биологии, распознавание и перевод тибетских рукописей с помощью искусственного интеллекта (Институт монголоведения, буддологии и тибетологии СО РАН в сотрудничестве с Новосибирским государственным университетом и МТС).

Вопрос импортозамещения поднимался и на заседаниях Объединенных ученых советов отделения, и в дискуссии на Общем собрании. Генеральный директор корпорации «Информационные спутниковые системы им. академика М.Ф.Решетнева» (ИСС) член-корреспондент РАН Николай Тестоедов рассказал, что 88% микроэлектроники в производимых спутниках – отечественного производства, оставшимся комплектующим находят замену. К сожалению, не так радужно обстоят дела в других отраслях. Член-корреспондент РАН Владимир Каширцев подчеркнул, что из-за санкций страна осталась без некоторых редкоземельных элементов. Причем на территории России есть запасы этих полезных ископаемых, но необходима разведка месторождений, ранее необоснованно свернутая в силу увлечения сырьевыми ресурсами.

Рассказали о проблемах и ученые-аграрии. Оказывается, семена самых распространенных овощей сегодня засеваются в основном импортные. Как раз на этом фронте могут помочь ученые СО РАН – в институтах есть соответствующие наработки. В ближайшее время их инвентаризацию проведут на заседании президиума.

В заключение заседания академик Валентин Пармон выразил надежду, что 2022-й станет для СО РАН и академии в целом годом прорыва, и отметил особую важность научной дипломатии и научного сотрудничества в сложившейся ситуации.

Ольга КОЛЕСОВА