Внедрение и масштабирование современных биотехнологий – задача развития экономики страны в жестких условиях мировой конкуренции. Научно-образовательные центры (НОЦ), объединяя образовательные и научные организации с бизнесом, помогают успешной реализации новых технологий для создания инновационных продуктов. Экспозиция СиббиоНОЦ на «Технопроме» – пример эффективного взаимодействия науки, образования и бизнеса.   

«В этом году на стенде СиббиоНОЦ мы представляем инновационные решения, технологии и продукцию, отвечающую современным технологическим запросам, разрабатываемую в рамках программы деятельности научно-образовательного центра, – пояснил Евгений Павлов, заместить министра науки и инновационной политики Новосибирской области. - На нашем стенде можно обсудить вопросы сотрудничества, найти решения ваших технологических проблем, а также заключить соглашения. Команда СиббиоНОЦ готова проинформировать о существующих мерах поддержки — как региональных, так и федеральных, и помочь реализовать проекты в сфере биотехнологий, сельского хозяйства и здравоохранения. Мы готовы к сотрудничеству и уверены, что партнерство между реальным сектором экономики, научными учреждениями и инновационными компаниями приведет к успешным результатам!»

В экспозиции СиббиоНОЦ представлены инновационные проекты в сфере сельского хозяйства и медицинских технологий.

Высокотехнологичная разработка от Сибирского научно-исследовательского и испытательного центра медицинской техники (СибНИИЦМТ) - аппарат для консервативного лечения нейропатической формы синдрома диабетической стопы «Волна». Он предназначен для ускоренного заживления трофических язв, образующихся при синдроме диабетической стопы.

Конструкция системы комбинирует несколько видов воздействия с установкой времени каждого из них для достижения максимального терапевтического эффекта.

Проект Medical Mind - восполнение витаминно-минерального баланса компании «ФАРМИКО» направлен на предоставление персонализированных рекомендаций по приему БАДов и витаминов при выявлении индивидуальных дефицитов. Неинвазивный метод сбора информации разработан компанией совместно с НИИ «Гигиены» Роспотребнадзора. Проект нацелен на создание индивидуализированных программ здоровья, обеспечивая повышение качества жизни и снижение нагрузки на систему здравоохранения.

Компания «Визус Лаб» представила разработку препаратов для профилактики и лечения глазных заболеваний. Проект направлен на разработку и создание инновационных препаратов для профилактики и лечения глазных заболеваний, основанных на комплексном подходе. Реализация проекта повысит качество медицинской помощи в РФ; снизит зависимость от импорта и улучшит качество жизни пациентов.

Липосомальная технология обеспечивает более глубокое проникновение активных веществ в клетки и ткани глаза, с биодоступностью до 95 %, повышая эффективность лечения. А бесконсервантные системы уменьшают риск аллергических реакций и повышают безопасность использования препаратов.

Переработка жидких органических отходов методом анаэробного сбраживания – проект ООО ЦСЭ «Оргтехстрой». Технологии анаэробного сбраживания стали стандартом переработки сельскохозяйственных отходов с целью получения биогаза для производства тепловой и электрической энергии и высокоэффективного органического удобрения. При внедрении данной разработки решаются следующие задачи: переработка сельскохозяйственных отходов; минимизация наложения экологических платежей и штрафов со стороны надзорных органов; увеличение урожайности сельскохозяйственных культур с помощью применения биоудобрений; улучшение качества сельхоз продукции – производство экологически чистых продуктов.

Компания «Сиббиотех» представила технологию массового тиражирования высококачественного посадочного материала хозяйственно-ценных растений с целью получения импортозамещающей продукции высокого качества для тепличных комбинатов, плодово-ягодных хозяйств и питомников. Назначение технологии – повышение эффективности и рентабельности производства посадочного материала хозяйственно-ценных растений. Биотехнология позволит в короткие сроки получить большое количество посадочного материала, вне зависимости от сезона.

В Новосибирском государственном университете прошла встреча с президентом группы компаний InfoWatch и со-основателем «Лаборатории Касперского» Натальей Касперской, которая приехала в Новосибирск Она приехала в Новосибирск для участия в конференции «Отечественный софт: путь к технологическому лидерству», в рамках 12-го Международного форума технологического развития «Технопром-2025».

В ходе посещения университета, она познакомилась с работой Центра искусственного интеллекта НГУ, обсудила возможные варианты сотрудничества с вузом и провела встречу с сотрудниками университета, на которой обсудили ряд актуальных вопросов в области информационных технологий и обеспечения технологического суверенитета России.

Предлагаем несколько цитат эксперта относительно вызовов, с которыми сталкивается российская и мировая ИТ-отрасль.

Проблема «черного ящика»

– Когда мы делаем стандартную базу данных, которые собираем и вводим сами, то потом проблема достоверности извлеченной из нее информации обычно не встает, это вопрос качества сбора информации. Другое дело, когда мы выкачиваем эту информацию из разных источников, как собственно формируются те самые big data (большие данные). Здесь мы сталкиваемся с той самой проблемой «черного ящика» в работе искусственного интеллекта.

В чем она заключается. Как работают алгоритмические решения, там есть шаг один, шаг два, шаг три и дальше мы должны приходим к какому-то результату, понимая путь, по которому мы пришли. Но система глубокого машинного обучения, построенная на нейронных сетях, работает в ином формате, который позволяет системе самой как бы делать выбор. Это что значит? Это значит, мы получаем готовый вердикт, но у нас нет подробного описания, каким образом система к нему пришла, а как уже стало понятно из практики, нейросети часто «галлюцинируют», выдают неверные ответы, основанные на искаженных или выдуманных данных.

Например, если вы задаете в чате с ней один и тот же промт, то каждый раз будете получать немного отличающийся ответ. Это забавно, если вести праздный диалог, но совсем не смешно, когда на основе таких неверных ответов принимаются неверные решения. И это серьезно ограничивает использование искусственного интеллекта, по крайней мере, на данном этапе. Пока не будет предложено какое-то решение проблемы, но в данный момент я таких вариантов не вижу.

Кризис больших языковых моделей

– Вы спрашиваете, когда у нас в стране появятся полностью свои большие языковые модели (GLM), не клоны ChatGPT. А я задам встречный вопрос – а они нам вообще нужны, нам надо сосредотачивать силы на этом направлении? Я считаю, что это очень спорный тезис.

Мое мнение, что это направление развития искусственного интеллекта сильно переоценено. Какие задачи они решают, кроме того, что с их помощью студенты выполняют письменные работы?

Сначала, пока тот же ChatGPT обучали на текстах, созданными людьми, он показывал впечатляющий результат, генерировал тексты, близкие к тем, что пишет человек. И была феерия, ура, мы прошли тест Тьюринга, сейчас будем делать все с помощью искусственного интеллекта. Но потом это качество начало снижаться. И это вполне ожидаемо, нейросети обучаются дальше на контенте, который сгенерирован нейросетями же, там копятся ошибки, и они множатся.

Вы помните, есть такая про кривую Гартнера, которая описывает этапы развития технологии. Она предполагает, что вслед за фазой запуска и пиком завышенных ожиданий, следует «пропасть разочарования» – фаза ослабевания интереса по мере того, как реализация не приносит результатов. И генеративные модели искусственного интеллекта уже почти преодолели свой пик, за которым неизбежно последуют разочарование и спад инвестиций.

Так что пусть американцы и китайцы развлекаются дальше с языковыми моделями, ловят хайп, который скоро пойдет на спад. А у нас есть более актуальные задачи для искусственного интеллекта, такие как надежные автономные системы управления беспилотниками, использование ИИ в обработке данных медицинских анализов и прочих сферах, где он будет брать на себя рутинную работу, но выдавать рекомендации, а не принимать решения.

Новое поколение кадров для ИТ-отрасли

– Когда западные гиганты ИТ-отрасли в конце прошлого века зашли в нашу страну, они стали очень системно и масштабно работать с образованием, с вузами. И вели эту работу почти тридцать лет. В результате выросло целое поколение «айтишников», которые уверены, что все хорошие продукты в их отрасли есть только на Западе, и они в своей работе ориентированы только на Запад. Поэтому совершенно логично, что после начала СВО эта социальная группа показала уровень лояльности к своей стране гораздо ниже, чем в среднем у населения.

Нам сейчас надо вести перепрошивку мышления у работников сферы информационных технологий, это долгая и сложная работа, но без нее не обойтись, иначе наша ИТ-сфера так и останется вторичной по отношению к иностранным игрокам.

Государство это понимает и Минцифры с этого года запускает проект стимулирования российских ИТ-компаний на более активное сотрудничество с вузами. Компаниям поставлено простое условие – если они не сотрудничают с вузами, их будут лишать аккредитации, а это значит рост уплачиваемых налогов в разы. Причем, это сотрудничество не может сводиться к поставкам в университеты оборудования и программных продуктов. IТ-компании обяжут отправлять сотрудников преподавать в вузы, организовывать стажировки и инвестировать в научно-исследовательскую деятельность.

В этом году этот формат в качестве пилота апробируют на нескольких компаниях и если не будет каких-то скрытых проблем, в следующем году его сделают обязательным для всех компаний с оборотом свыше миллиарда рублей в год. Но он будет затрагивать только IT-компании, которые уже прочно утвердились на рынке, и не коснется стартапов.

Сергей Исаев

Открытие нового класса химических соединений, исследование общих трендов изменения атомных структур карбонатов стало плодом десятилетнего исследования, проведенного доцентом Геолого-геофизического факультета Новосибирского государственного университета Павлом Гаврюшкиным.

Еще в ноябре ученый успешно защитил докторскую диссертацию  «Кристаллохимия карбонатов при экстремальных давлениях и температурах по результатам комплексного теоретического и экспериментального исследования». Защита проходила на ученом совете МГУ им. М.В. Ломоносова и стала результатом комплексного исследования, объединившего усилия как российских, так и зарубежных теоретиков и экспериментаторов. В июне диплом о присвоении ученой степени доктора химических наук Павлу Гаврюшкину вручил лично ректор МГУ академик Виктор Антонович Садовничий.

Субдукция — это геологический процесс, при котором одна океаническая литосферная плита подвигается (геологи говорят «подныривает») под континентальную плиту, погружаясь таким образом в глубины мантии Земли. Этот процесс происходит в зонах глубоководных желобов, проходящих по границам континентов.

Насколько глубоко происходит это погружение, однозначно установить трудно, имеющиеся геофизические и геохимические данные свидетельствуют о том, что субдуцирующие океанические плиты могут достигать нижней мантии и даже границы мантии и ядра. В ходе этого погружения карбонаты, отлагающиеся на поверхностях океанических плит, испытывают колоссальные давления до 125 ГПа и температуры до 300 К. При таких давлениях с минералами происходят самые разнообразные фазовые превращения, включающие плавление и разложение, образующийся при этом диоксид углерода может возвращаться в атмосферу при  извержении вулканов островодужных комплексов, образующихся по границам зонам субдукции. В силу экстремально высоких давлений и температур исследование этих переходов требует специальной техники или же специальных методов моделирования, которое обычно проводится на суперкомпьютерах.

– В рамках своего исследования я поставил цель — определить, как будут изменяться атомные структуры карбонатов в условиях высоких давлений и температур. Структуры, которые они имеют в приповерхностных условиях, хорошо известны и исследуются уже более 100 лет, а вот, что происходит с ним в мантии Земли, особенно в нижних ее горизонтах, стали исследовать сравнительно недавно, и там оставалось множество вопросов. Но чтобы это установить, необходимо либо сжать и нагреть образец карбоната до высоких давлений и температур, либо промоделировать процесс на компьютере. Первый вариант дорогой, трудозатратный и требующий использования синхротронов, прессов, алмазных ячеек и т.д. Второй метод тоже имеет свои ограничения, но всe-таки он более гибкий и менее затратный. В рамках диссертация я и проводил расчеты, и ставил эксперименты. Несколько раз удалось реализовать идеальную схему, когда в расчете получается очень интересный результат и он в точности подтверждается в эксперименте. Так бывает далеко не всегда, но и нельзя сказать, что это редкость. Вообще, теория и расчёты сейчас достигли высокой степени надёжности, и если всё сделано правильно, то им можно доверять при планировании эксперимента. В частности, с помощью расчётов нам удалось рассмотреть широкий спектр карбонатов, включающий Li, Na, K, Mg, Ca, Sr, Ba, Pb, что позволило обобщить на них общие закономерности изменения структуры, которые происходят при высоких давлениях, – рассказал Павел Гаврюшкин.

Исследования проводились на протяжении 10 лет, часть экспериментов, особенно связанных с использованием синхротронного излучения, проводилась совместно с зарубежными коллегами из Японии, Словении, Швеции, США и Германии. Прорывные результаты по синтезу предсказанных ученым ортокарбонатов были получены им совместно с коллегами из университета имени Гете (Германия, Франкфурт-на-Майне) и центра GFZ (Потсдам) . В рамках этого исследования Павлом Гаврюшкиным с коллегами было показано, что в области высоких давлений карбонаты могут реагировать с оксидами, давая ортокарбонты.  Это было предсказано теоретическими методами и впоследствии подтверждено в многочисленных экспериментах.

– Удалось установить, что в карбонатах при большом давлении и высокой температуре происходит перестройка атомов, чем-то подобная той, которая имеет место при превращении графита в алмаз. В карбонате, как и в графите, углерод имеет треугольную координацию, а в ортокарбонате, как и в алмазе, – тетраэдрическую. Мы предполагаем, что реакция образования ортокарбонатов, в частности ортокарбоната магния, не только может быть проведена в идеализированных лабораторных условиях, но может иметь место и в глубинных оболочках Земли, принципиально влияя на глобальный цикл углерода.

Использование расчетных методов позволило целенаправленно двигаться при поставновке эксперимента и сконцентрироваться на перспективных результатах. Были обнаружены новые фазы, стабильные при высоких давлениях, для CaCO3, SrCO3, BaCO3, PbCO3, Na2CO3, K2CO3 и FeCO3, показана возможность образования ортокарбонатов в результате реакции карбонатов и оксидов в области высоких давлений и температур, а также выявлено существование пирокарбонатных структур CaC2O5 и BaC2O5 и ортооксолатных для FeC2O5. Коллеги Павла Гаврюшкина отметили новизну данного исследования для кристаллографии высоких давлений  и его весомый вклад в современную кристаллохимию неорганических соединений, которая была обогащена примерами новых типов структур, содержащих ортооксалатные [O3C–CO3]-группы, пирокарбонатные [C2O5]-группы, и тетраэдрические [CO4]-группы.

– В теоретической части исследования для определения структуры высокобарических фаз и построения их фазовых диаграмм использовались первопринципные методы предсказания структур, основанные на эволюционных подходах и на случайном способе генерации структур. Энергетическая оптимизация во всех случаях осуществлялась в рамках теории функционала плотности. Для расчета свободных энергий Гиббса использовался метод решеточной динамики в рамках квазигармонического приближения. Динамическая стабильность фаз оценивалась путем расчета дисперсионных кривых фононов. В некоторых случаях также проводилось молекулярно-динамическое моделирование. Для проведения исследований использовались программные пакеты VASP, USPEX, Phonopy, ToposPro. Всё вместе это позволило провести надёжный прогноз новых структур стабильных при высоких давлениях, – рассказал ученый.

Пресс-служба Новосибирского государственного университета

Основная часть экспериментов по синтезу предсказанных структур проводилась при высоких давлениях с использованием источников синхротронного излучения Spring8 (Япония), APS (США), DESY (Германия) и Сибирского Центра Синхротронного и Террагерцевого Излучения (Россия). Эксперименты проводились в алмазных ячейках и в многопуансонных аппаратах.

Для диагностики фаз в области высоких давлений использовался рентгеноструктурный анализ порошковых и монокристальных образцов, спектроскопия комбинационного рассеяния, а также просвечивающая электронная микроскопия. Составы образцов определяли с помощью методов микрозондового анализа и сканирующей электронной микроскопии.

– Полученные нами данные расширяют существующие знания о глобальных процессах, которые происходят в недрах нашей планеты. Теперь мы больше знаем о том, что происходит с карбонатами при их погружении на глубину. Человеку пока удалось добурить лишь до глубины 12,2 км. Такова глубина Кольской сверхглубокой скважины. В расчётах же и экспериментах мы погрузились до глубины 3000 км и сделали прогноз того, что там может происходить с карбонатами. Изучать строение Земли возможно с помощью сейсмических методов, просвечивая толщу звуковыми волнами. Эти методы очень мало говорят о свойствах вещества и ничего не говорят о его составе и строении. Эту информацию нужно получать из эксперимента, из расчета или из природных образцов. Каждый из этих источников информации имеет как серьезные преимущества, так и серьезные недостатки, и только совместное их использование может действительно расширить наши знания о строении Земли. Надеюсь, полученные мною теоретические и экспериментальные данные позволят хотя бы немного продвинуться на этом пути, – заключил Павел Гаврюшкин. 

Во всех ускорителях заряженные частицы должны двигаться в глубоком вакууме (примерно, как тот, который есть на полпути от Земли к Луне). Если вакуумные условия будут хуже, то электроны, сталкиваясь на огромных скоростях с атомами остаточного газа, будут рассеиваться и гибнуть на стенках вакуумной камеры: уменьшится время жизни пучка и увеличится радиационный фон вокруг ускорителя. Чтобы обеспечить проектные параметры установки в вакуумной камере ускорителя, уровень разряжения должен быть на 12 порядков ниже, чем в обычной комнате. Для этого в накопительном кольце синхротрона будут установлены 800 геттерных (газопоглощающих) насосов. Они были разработаны и произведены специалистами Института ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН) совместно с ООО «Оптикон» (г. Новосибирск) и заводом порошковой металлургии АО «Полема» (г. Тула). Создание геттерных насосов – еще одна технология, которую освоили российские специалисты благодаря проекту ЦКП «СКИФ» и заместили тем самым зарубежное оборудование. Технология может быть также полезна и для развития других научных проектов. Так, в настоящий момент физики ИЯФ СО РАН исследуют возможности вакуумных насосов в плазменных установках. Работы носят поисковый характер, но предварительные испытания прототипов геттерных насосов продемонстрировали скорость откачки водорода 1300 л/с, а дейтерия – 700 л/с. Результаты опбуликованы в журнале «Известия РАН».

«За время жизни пучка отвечают вакуумные камеры, которые проходят сквозь все магниты. Это самое незаметное, но очень важное оборудование, – прокомментировал заведующий лабораторией ИЯФ СО РАН кандидат физико-математических наук Александр Краснов. – Именно по замкнутой орбите внутри последовательности соединенных друг с другом вакуумных камер и движется пучок электронов. От характеристик этих камер, а именно от герметичности, уровня разреженности, зависит бесперебойная циркуляция пучка электронов в синхротроне. Концентрация молекул в объеме камеры по всей орбите, а это 477 метров, должна быть на 12 порядков меньше, чем в воздухе в обычной комнате. Поэтому основная сложность изготовления подобного рода устройств заключается в том, чтобы сделать их вакуумноплотными. Кроме того, присутствие интенсивного синхротронного излучения вызывает испарение молекул газа, осевших на внутренней поверхности вакуумных камер. Эти потоки молекул являются основной нагрузкой для систем откачки, поэтому в качестве насосов необходимо применять высокоэффективные геттерные насосы и располагать их достаточно близко друг от друга по всей кольцевой траектории пучка. Более того, эти насосы должны быть компактными, потому что все магнитные элементы расположены настолько плотно, что практически полностью ограничивают доступ к вакуумным камерам».

Специально для синхротрона СКИФ совместно с ООО «Полема» были разработаны и созданы высокоэффективные комбинированные насосы, которые способны создавать вакуум до 10 -11 Торр. Геттерные материалы для них производил завод порошковой металлургии АО «Полема».

«Геттерные насосы обычно подразделяются на сосредоточенные – такие насосы устанавливаются в каком-то конкретном месте вакуумной камеры, и распределенные – представляют собой газопоглощающее вещество, нанесенное на стенки камеры, – прокомментировал старший научный сотрудник ИЯФ СО РАН кандидат технических наук Алексей Семенов. –  На накопительном кольце ЦКП “СКИФ” в основном будут установлены сосредоточенные насосы на базе нераспыляемых геттеров. Они изготавливаются из химически активных металлов, таких как титан, цирконий, ванадий и их сплавы, и обычно формируются в виде прессованных или спеченных порошков. Основным мировым производителем подобных насосов является итальянская компания SAES Getters, их геттеры работают, например, на установках в Европейском центре ядерных исследований (ЦЕРН, Швейцария). На этапе проектирования ЦКП “СКИФ” было понятно, что закупка зарубежных геттеров будет очень дорогой, поэтому мы начали развивать это направление у себя еще в 2020 г.».

Ключевой особенностью геттерных насосов является высокая скорость откачки на единицу объема. Помимо получения сверхвысокого вакуума в синхротронах, геттеры могут найти применение в плазменных установках, в которых необходимо откачивать интенсивные потоки водорода и дейтерия. Специалисты ИЯФ СО РАН проводят поисковые исследования в этом направлении.

«Специфика работы плазменных установок заключается в том, что для подпитки плазмы специалисты напускают туда большой поток газа, только 10% которого используется для образования ионов, а остальные 90% необходимо очень быстро откачивать, – добавил Алексей Семенов. – Для этого в большинстве случаев используются крионасосы. Но сейчас мы можем наблюдать некоторый тренд, который также начали итальянцы SAES Getters – они проектируют геттерные насосы и проводят их испытания для установки термоядерного реактора «DEMO», который в будущем должен вырасти из проекта Международного экспериментального термоядерного реактора ИТЭР. Мы изготовили и протестировали прототип вакуумного насоса на базе нераспыляемых геттеров. Устройства показали скорость откачки по водороду 1300 л/с и по дейтерию – 700 л/с. Разумеется, менять крионасосы на геттеры в существующих в ИЯФе плазменных установках не планируется, но, например, рассмотреть возможность их использования в проекте Газодинамической магнитной ловушки (ГДМЛ), который реализуется в нашем Институте, вполне реально».

ГДМЛ – это магистральный проект по физике плазмы ИЯФ СО РАН. Планируется, что ГДМЛ продемонстрирует возможность проектирования компактного, экономически и экологически привлекательного термоядерного реактора на основе магнитных ловушек открытого типа.

«В открытых ловушках, к которым относится установка ГДМЛ, поток водородной плазмы вытекает из центральной секции через магнитные пробки, расширяется вместе с силовыми линиями магнитного поля и попадает на плазмоприемники, при столкновении с которыми ионы плазмы нейтрализуются, – прокомментировал старший научный сотрудник ИЯФ СО РАН кандидат физико-математических наук Сергей Полосаткин. – Повторная ионизация образующегося в результате газа (водорода) может приводить к накоплению холодной плазмы вблизи плазмоприемников, что ухудшает эффективность работы установки. Поэтому образующийся газ должен удаляться системой откачки. В отличие от действующих в настоящее время в ИЯФ исследовательских установок в ГДМЛ планируется работа в режиме очень длинных (до 100 секунд) импульсов, и система откачки должна обеспечить эффективный захват большого потока водорода в течение всего этого времени. Использование в системе откачки нераспыляемых геттеров представляется очень перспективной технологией, а полученные параметры разработанных геттерных насосов позволяют рассчитывать на возможность масштабирования этой технологии для использования в ГДМЛ. При этом, поскольку геттерные насосы, разработанные для проекта СКИФ, изначально предназначены для работы в существенно ином режиме – в сверхвысоком вакууме при малых потоках газа, необходимы дополнительные исследования стойкости геттеров при многократных циклах заполнения водородом и последующей регенерации».

Пресс-служба Института ядерной физики СО РАН

Не так давно газета The New-York Times опубликовала огромное интервью со знаменитым венчурным инвестором Питером Тилем, основателем платежной системы PayPal. Напомним, что Питер Тиль является важным представителем Кремниевой Долины, который внес огромный вклад в развитие и продвижение информационных технологий. В последнее время он активно интересуется политикой и, к удивлению своих коллег по «цифре», открыто поддержал Трампа и его команду (в том числе – финансово).

В нашей стране он известен по своей книге «От нуля к единице: как создать стартап, который изменит будущее».  Впрочем, это не единственная его книга и, скорее, не самая показательная. Более десяти лет назад Питер Тиль стал размещать публикации, в которых выдавал далеко не радужные оценки будущего нашей цивилизации. В упомянутом интервью он полностью подтвердил свои взгляды. Мало того, со своим собеседником он даже попытался обсудить тему власти… Антихриста. Как оказалось, знаменитый миллиардер-технократ придерживается библейских взглядов на мир.  Взгляды эти, как мы успели понять, не совсем канонические, однако при этом они вполне уживается с его профессиональными компетенциями.

Относиться к этим взглядам можно по-разному. Но есть один примечательный момент. Он связан с общей оценкой научно-технического прогресса. И похоже на то, что она вполне объективная. Многие из нас до сих пор пытаются отмахиваться от некоторых совершенно очевидных вещей, пытаясь придерживаться тех нарративов, что были внушены нам со школьной скамьи. Однако реальное положение дел не во всем соответствует этим шаблонам, в чем иной раз стесняются признаться даже заслуженные представители академической науки. Как раз в этой связи откровенные признания знаменитого «цифрового» миллиардера, которого сложно заподозрить в невежестве и архаизме, могут дать нам повод для серьезных размышлений о будущем.

Как уверяет Питер Тиль, мы уже не одно десятилетие находимся в состоянии стагнации. Речь не идет о полной остановке развития. Однако, измеряя скорость изменений предыдущих этапов и сравнивая их с тем, что происходит в последние десятилетия, приходится признать, что темпы научно-технического прогресса сильно понизились. Так, за период с 1750-го по 1970-й годы темпы продвижения вперед были колоссальны. Это был период ускоряющихся изменений. Корабли, поезда, самолеты и автомобили двигались все быстрее и быстрее. Кульминацией этого ускорения стали сверхзвуковой авиалайнер «Конкорд» и лунная миссия «Аполлон». После этого всё пошло на спад, считает Питер Тиль.

Разумеется, нынешнее поколение, помешанное на информационных и цифровых технологиях, готово сразу высказать возражение. Ведь полвека назад не знали ни интернета, ни смартфонов, ни искусственного интеллекта. Так что о каком упадке идет речь?

Как мы понимаем, такому человеку, как Питер Тиль, не нужно объяснять, что такое информационные и цифровые технологии, ибо он сам принимал участие в их развитии. И здесь поражает то, что он не испытывает перед «цифрой» какого-то пиетета. Возможно, именно потому, что смотрит на это дело глазами профессионала, а не рядового пользователя. Он сильно сомневается, что развитие данного направления избавит нас от стагнации. Может ли искусственный интеллект, на который сегодня буквально молятся, радикально преобразить нашу жизнь?

Питер Тиль, похоже, не входит в число фанатов ИИ. Да, утверждает он, технологии искусственного интеллекта способны посодействовать незначительному повышению ВВП. Но из этого не следует, что ускорится сам технический прогресс. Проблема коренится гораздо глубже. И здесь весьма показательно то, что нынешний молодой человек, пялящийся в смартфон, вынужден пользоваться метро, построенном в 1950-е годы. И с тех более новым и совершенным это метро не стало.

То есть существуют вещи более серьезные, более фундаментальные, чем последовательное усовершенствование электронных девайсов и расширение сферы их применения. Информационные и цифровые технологии демонстрируют лишь локальные успехи, в то время как на глобальном уровне намечаются тревожные тенденции.

Как утверждает Питер Тиль, ключевая проблема в том, что у людей закончились идеи. В науке и в академической среде снижается отдача от вложений. С каждым новым разом для получения одной и то же отдачи приходится вкладываться всё больше и больше. Рано или поздно это приведет к тому, что люди сдадутся. Кроме того, узкая специализация содействует особому настрою ума, из-за чего ученые отказываются признать признаки застоя в сфере своей деятельности, поскольку это равнозначно разрушению их самооценки. Скажем, человек полжизни потратил на изучение теории струн. Неужели он признается в том, что она бесполезна? Конечно нет. Однако, что важнее для прогресса – эффективный способ лечения рака или теория струн? Ответ, думаем, очевиден. Как очевидно и то, что эффективного способа лечения рака до сих пор еще не найдено, зато вовсю «процветает» теоретическая физика со своей теорией струн (что преподносится как явный показатель «прогресса» в фундаментальной науке).

Интересно, что схожие тезисы Питер Тиль выдвигал в одной своей публикации 2011 года с весьма красноречивым названием – «Конец будущего». Здесь он обращает внимание на то, что ожидания 1950-1960-х годов оказались слишком завышенными, поскольку технический прогресс их не оправдал. Эта статья примечательна еще и тем, что уже тогда – 14 лет назад – Питер Тиль скептически оценивал «революционные» подвижки в энергетической отрасли, связанные с переходом на «зеленые» источники энергии. На его взгляд, альтернативная энергетика в виде солнца и ветра вряд ли станет дешевой заменой углеводородам. Скорее всего, такой заменой опять станет уголь, полагал Питер Тиль. Он обращал внимание на то, что даже в США почти половина грузовых перевозок по железным дорогам приходится именно на уголь. Следовательно, в XXI веке успешность железных дорог может возрасти только в том случае, если модели транспортировки и потребления энергии вернутся в прошлое.

В общем, с 1970-х годов существенного порыва в сфере энергетики так и не произошло. Сегодня стоимость углеводородов даже выше, чем во время нефтяного кризиса 1970-х. Развитие «мирного атома» на Западе застопорилось, управляемый термоядерный синтез вообще не состоялся, а модные в наше время альтернативные источники энергии сделают энергию еще дороже, еще менее доступной. В этом, похоже, знаменитый миллиардер не сомневался.

Еще одним тревожным сигналам, на его взгляд, становится ситуация в сельском хозяйстве. После революционного прорыва 1950 -1980-х годов, когда урожайность зерновых подскочила на 126%, наметился спад. За последующие годы рост составил всего 47%, и сегодня он едва поспевает за ростом народонаселения.  Рост цен на продукты и даже возможность реального голода – вот та перспектива, которая нам угрожает, полагает Питер Тиль.

Помимо этого, он весьма скептически оценивает прогресс в области медицины и биотехнологий. В 1970 году, напоминает он, Конгресс официально объявил, что через шесть лет будет побежден рак. Однако даже спустя 40 лет мы до сих пор не видим этой окончательной победы. И хотя средняя продолжительность жизни в тех же США немного растет, темпы этого роста снижаются.

Как раз на этом тревожном фоне, отмечает Питер Тиль, произошло ускорение в сфере информационных технологий, которое резко контрастирует с замедлением во всех остальных областях (не менее, и даже более жизненно важных). Именно по этой причине, считает он, невозможно говорить о повсеместном головокружительном прогрессе.

При этом не меньше огорчает другая негативная тенденция – рост неравенства и снижение темпов общего роста доходов в развитых (то есть благополучных) странах. А ведь в конце 1960-х годов известные аналитики утверждали, что к 2000 году США войдут в число постиндустриальных государств. На практике это должно было означать четырехдневную рабочую неделю и семичасовой рабочий день. С учетом праздников и отпусков это должно было привести к тому, что количество рабочих дней должно стать меньше, чем нерабочих. Так на полном серьезе рассуждали полвека назад.

Но что мы наблюдаем в наши дни? Показательный момент: не так давно президент Трамп (которому, напомним, Питер Тиль оказывал финансовую поддержку) прямо заявил о том, что в Америке нужно увеличить количество рабочих дней, без чего она не сможет снова стать «великой». Такие заявления, отметим, звучат в условиях продолжающейся «цифровизации» и внедрения технологий ИИ, которые, по замыслу, должны были высвободить из экономики миллионы людей. И тем не менее, американских трудящихся призывают вкалывать еще больше.

Сама эта ситуация выглядит несколько нелепо и вызывает массу вопросов. Но как раз подобные ситуации вынуждают нас серьезно задуматься над тем, а не переоценили ли мы возможности того же искусственного интеллекта? Ведь если верить Питеру Тилю, взрывной рост информационных технологий кардинально ничего не поменяет – несмотря на популярные страшилки о «восстании машин».

Константин Шабанов

В свое время мы уделили много внимания так называемым вертикальным фермам для выращивания растений. Еще недавно это был весьма модный тренд, который затронул и нашу страну. Озвучивались большие надежды на то, что подобные решения станут широко применяться в городском фермерстве – особенно в случае закрытой светокультуры, где вместо солнечного освещения используются светодиодные лампы, а все основные процессы автоматизируются и управляются с помощью компьютера.

Были даже предложения от изобретателей из новосибирского Академгородка (о чем мы также писали), чтобы объединить такие объекты в единую сеть и управлять ими дистанционно через компьютерную программу. На этот счет делались очень громкие заявления. Казалось, что под выращивание съедобных растений подойдет любое многоэтажное здание, всё остальное – вопрос техники. Однако (о чем мы также писали), бурного развития данного направления не произошло. В закрытой светокультуре, например, обнаружились очень высокие затраты на освещение. То есть экономичные светодиодные лампы ситуацию не спасли, как и использование цифровых технологий.

К чему мы об этом вспомнили? Дело в том, что уже несколько лет в Китае проводится достаточно серьезный эксперимент, связанный с аналогичными многоэтажными фермами. Правда, объектом выращивания в них являются не растения, а… свиньи – самое популярное сельскохозяйственное животное в этой стране. Вот что писала об этом эксперименте пару лет назад газета New-York Times.

Инновационная свиноферма, расположившаяся на окраине города Эчжоу, представляет собой огромное здание высотой в 26 этажей. Рядом строится еще одно такое же здание. Производительность этих двух комплексов должна составить 1,2 миллиона забитых свиней в год. Первые свиноматки прибыли туда еще осенью 2022 года. Так что к нашему дню процесс «вертикального» выращивания свиней идет уже полным ходом.

Весь технологический процесс очень хорошо продуман. Каждый этаж представляет собой отдельный сектор, связанный с этапами жизни растущих поросят. Отдельно выделена зона для беременных свиноматок, место для опороса, места для кормления и откорма. Корм с помощью конвейерной ленты подается на самый верх, где он собирается в больших резервуарах, откуда доставляется в специальные кормушки на нижерасположенных этажах. Корм автоматически распределяется среди животных – в зависимости от их возраста, веса и состояния здоровья.

Помимо автоматики, компьютеризации, датчиков, видеокамер и мониторов, весьма примечательным моментом является переработка свиного навоза. Он используется как вторсырье для производства биогаза, который, в свою очередь, используется для обогрева и выработки электроэнергии. Навоз составляет примерно 25% от массы сухого корма. Так что объемы его достаточно велики для производства нужного количества биогаза.

Как пишут авторы статьи, за последние несколько лет в Китае – в рамках реализации государственной программы - были построены десятки подобных промышленных свиноферм. Изобретатели указанных многоэтажных свинарников надеются на то, что данное изобретение является революционным шагом в области интенсивного животноводства. А значит, этот опыт можно рассматривать как важный ориентир для других стран.

Правда, по мнению некоторых западных наблюдателей выращивание свиней в многоэтажках – очень рискованный эксперимент. И все же китайцы на него пошли. Что их подвигло на такой шаг?

Считается, что толчком к этой инновации послужила эпидемия африканской свиной чумы, из-за которой в 2018 году Китай потерял примерно 40% поголовья свиней. Учитывая, что свинина в этой стране является очень популярным продуктом (на китайцев приходится почти половины мирового потребления свинины), правительство решило привлечь к развитию свиноводства частные инвестиции. В итоге промышленному свиноводству был дан зеленый свет. В 2019 году появилось официальное разрешение на строительство многоэтажных свиноферм. Почему этот вариант показался перспективным, догадаться не сложно. В Китае слишком мало свободных сельхозугодий. Поэтому выстраивание животноводческих комплексов по вертикали является здесь оптимальным решением, и именно в целях экономии земли его и стали воплощать в жизнь.

Фактически, кризис в отрасли стал стартом на ее инновационное обновление. Как отмечают эксперты, по уровню технологического оснащения животноводческих предприятий Китай долгое время отставал от западных стран. Огромное количество свинины производилось по старинке в маленьких частных хозяйствах, вообще лишенных современного оборудования. Однако постепенно количество таких мелких свиноферм стало стремительно снижаться. Эпидемия свиной чумы усилила этот процесс и, как ни странно, создала благоприятные условия для создания крупных высокотехнологичных хозяйств вроде упомянутой высотной свинофермы на окраине Эчжоу. Отметим, что эту ферму создала компания, связанная со стройиндустрией.

Почему руководство упомянутой компании решило вложиться в свиноводческое производство, понять также не сложно: из-за сокращения поголовья цены на свинину на китайском рынке выросли троекратно. Вдобавок ко всему правительство официально заверило участников рынка о поддержке отрасли. Суммируя сказанное, становится понятным, что вложения в подобный инновационный проект обещали быструю окупаемость. Именно так к этому делу удалось подключить частные инвестиции.

Сегодня Китай уже может демонстрировать свои успехи на этом поприще, показывая тем же западным странам передовые образцы современного высокотехнологичного свиноводческого хозяйства. И как нетрудно догадаться, пример высотной свинофермы произвел на сторонних наблюдателей весьма сильное впечатление. Во многом это действительно новое слово в животноводстве. Тем не менее, впечатление у западных наблюдателей оказалось двойственным. Не все восприняли высотную свиноферму с воодушевлением. Послышалась и критика.

Так, обозреватель журнала Forbes написал об этом разгромную статью. По его словам, высотные свинофермы являются кошмаром для людей, для животных и для планеты. Как мы знаем, на Западе давно уже ведется активная кампания по дискредитации интенсивного животноводства (о чем мы писали неоднократно). Поэтому указанная сентенция со стороны обозревателя Forbes вполне предсказуема. Как и следовало ожидать, его особо возмущает «негуманное» выращивание животных, когда они загнаны в тесные клетки и лишаются свободы передвижения. В таких условиях, считает он, животные не только испытывают страдания, но также в большей степени подвержены риску стать жертвой инфекции, нежели в том случае, если бы они росли в просторных условиях обычных крестьянских ферм. Автор статьи нисколько не скрывает своих приоритетов. Он открыто выступает против гигантских свиноферм и ратует за то, чтобы они лишались государственной поддержки. Вместо этого, считает он, надо поддерживать малые и средние животноводческие хозяйства.

В общем, если следовать логике таких авторов, Китаю не нужно было совершать подобные революционные трансформации в свиноводстве. Достаточно было поддержать маленькие крестьянские хозяйства, которые, как мы сказали, с определенного момента стали там стремительно сокращаться.

Понятно, что для особо «прогрессивных» западных авторов животноводство само по себе является «тупиковой ветвью» в сельском хозяйстве. Полагаем, что, если бы в таких многоэтажных фермах китайцы начали выращивать сверчков или мучных червей, положительных отзывов на Западе было бы куда больше.

Со своей стороны, мы постараемся воздержаться от восторженных комментариев по поводу высотных свиноферм. Дело, конечно, интересное и заслуживающее внимания. Но мы уже научены опытом с вертикальными фермами, когда первоначальные восторги сменились более скептичным настроем, так как со временем практика выявила слабые стороны этого направления. Не исключаем, что и с китайскими высотными свинофермами может произойти то же самое. Поэтому лучше уж здесь понаблюдать еще несколько лет, прежде чем делать окончательные выводы.

Николай Нестеров

Несмотря на то что пандемия COVID-19 формально закончилась, продолжают появляться новые штаммы вируса SARS-CoV-2. Лишь немногие антитела, известные ученым ранее, способны нейтрализовать весь широкий спектр его вариантов. Специалисты из Института молекулярной и клеточной биологии СО РАН выявили и исследуют наноантитела лам, активные против различных штаммов коронавируса. Статья об этом опубликована в международном журнале Vaccines.

«Новые варианты коронавируса не сильно опасны, ведь со временем он приспосабливается к человеческой популяции и оптимизирует свое распространение среди людей. Тем не менее стоит четко обозначить, кому именно новые штаммы угрожают сильнее всего. Наиболее опасно заболевание для людей с ослабленным иммунитетом. К ним относятся пациенты с хроническими заболеваниями, онкобольные пациенты, пожилые люди, лица с аутоиммунными расстройствами, принимающие лекарства, подавляющие иммунитет. Большинство здоровых взрослых людей переносят новые варианты вируса относительно легко. Несмотря на это, группа риска всё равно велика: в нашей стране миллионы людей входят в категорию тех, чей иммунитет ослаблен», — рассказывает участник исследовательских проектов лаборатории инженерии антител ИМКБ СО РАН Павел Юрьевич Десюкевич. 

Все вирусы сильно подвержены генетической изменчивости. Антитела в иммунной системе вырабатываются против одного варианта, но постепенно при размножении в организме вирус меняется генетически, и те участки, которые кодировали вирусные белки и узнавались антителами, меняются. В результате вирус постоянно ускользает от действия иммунитета. 

Основная задача ученых — найти антитела, узнающие сразу несколько различных вариантов вируса. Они будут актуальны долгое время и смогут защищать пациентов, независимо от того, какой штамм сейчас доминирует.

«Антитела — это белки, производимые иммунной системой организма для защиты от инфекций. Они имеют специфичную структуру, позволяющую распознавать и связываться с чужеродными агентами, такими как вирусы и бактерии. У человека каждое антитело состоит из четырех белковых цепей: двух легких и двух тяжелых. Эти цепи образуют уникальную форму, которая позволяет антителу точно соответствовать своей цели», — отмечает старший научный сотрудник лаборатории инженерии антител ИМКБ СО РАН кандидат биологических наук Сергей Владимирович Гусельников.

Антитела у лам устроены иначе, чем у человека. Они содержат только две тяжелые цепи, без легких. «Из-за отсутствия второй области распознавание антигена осуществляется всего одной частью. Кроме того, из-за своего меньшего размера они обладают уникальной особенностью: место контакта на чужеродном веществе-антигене не выпуклое, а представляет собой углубления и канавки. Такая структура делает взаимодействие с антигеном более эффективным и специфичным. Чужеродные вещества, включая вирусы, часто пытаются уклоняться от распознавания человеческими антителами, используя различные механизмы маскировки. Однако структуры антител лам делают их менее уязвимыми перед этими механизмами, обеспечивая надежное связывание даже с труднодоступными участками вирусов», — говорит старший лаборант-исследователь лаборатории иммуногенетики ИМКБ СО РАН Павел Павлович Солодков.

Исследователи начали работу с несколькими антигенораспознающими фрагментами антител лам, каждый из которых мог прикрепляться к разным участкам белка коронавируса и обезвреживать определенную группу его разновидностей. Задача состояла в том, чтобы подобрать сочетание нескольких фрагментов антител, справляющееся абсолютно со всеми известными вариантами коронавируса одновременно.

«В отличие от полноразмерных антител, наноантитела не требуют парной сборки тяжелой и легкой вариабельных цепей, что сильно облегчает проведение генно-инженерных манипуляций и делает работу с ними проще и эффективнее. Кроме того, лам можно многократно иммунизировать с контролем дозы и режима введения вирусных белков для стимуляции вирус-специфического иммунитета. В то время как доноров человеческих антител приходится выбирать из очень ограниченного круга людей, одновременно перенесших инфекцию, прошедших вакцинацию и имеющих высокие титры антител», — комментирует старший научный сотрудник лаборатории инженерии антител ИМКБ СО РАН кандидат биологических наук Антон Николаевич Чикаев.

Исходно исследователи использовали несколько отдельных антител ламы, каждое из которых нейтрализовало лишь ограниченную группу вариантов коронавируса. Когда эти антитела объединили в единое биспецифическое (двойное) антитело, оно показало способность нейтрализовать намного большее разнообразие вирусных штаммов. Терапия на основе таких антител действует даже при их крайне низкой концентрации, что существенно повышает практическое значение работы. Результаты сопоставляли с лучшими антителами, разработанными учеными по всему миру, и новая комбинация демонстрирует высокие показатели эффективности. 

Для оценки действенности разрабатываемых препаратов ученые проводят тесты на животных моделях (хомяках и мышах) в сотрудничестве с Федеральным исследовательским центром фундаментальной и трансляционной медицины. В этих экспериментах ученые показали эффективность ряда антител человека и ламы в отношении нейтрализации SARS-CoV-2.

«Антитела на основе наноантител ламы — это новое направление, которое набирает популярность в мире; уже существует несколько антител, предназначенных для человека, но созданных на основе наноантител ламы, которые проходят различные стадии клинических испытаний. В нашей лаборатории, в свою очередь, имеется целый отработанный пайплайн (последовательность этапов) для получения таких антител не только к коронавирусу, но и к любым другим патогенам. Сейчас исследование находится на завершающей стадии: осталось провести проверку разработанных антител на последних появившихся вариантах коронавируса», — подытожил Антон Чикаев. 

Хотя ученые добились больших успехов, биотехнологические предприятия пока не спешат применять новую технологию. Исследователи обеспокоены отсутствием интереса с их стороны, ведь коронавирус всё еще активен и требует эффективных решений.

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

Ирина Баранова

Фото автора

Сотрудники Института геологии и минералогии им. В. С. Соболева СО РАН провели серию экспериментов по изучению стабильности метана под воздействием высоких давлений и температур,  соответствующих условиям внутри «ледяных гигантов» — Урана и Нептуна. С помощью алмазных наковален и лазерного нагрева удалось воссоздать состояния метана, при которых зарубежными учеными предполагался его распад на водород и углерод в форме алмаза. Однако детали эксперимента выявили недостатки модели, основанной на предшествующих исследованиях. Статья об этом опубликована в журнале ACS Earth and Space Chemistry.

В начале 1980-х гг. американские ученые, разрабатывая модель строения ледяных гигантов Урана и Нептуна предположили, что соединения-льды, к которым астрономы относят воду, метан и аммиак, в этих планетах находятся в виде глубинной жидкой оболочки. В ходе исследований возник вопрос о состоянии метана — соединения, состоящего из одного атома углерода и четырех атомов водорода — в условиях недр ледяных гигантов, для которых характерны высокие давления и температуры, и в частности о возможности его разложении под воздействием этих параметров на углерод и водород. Ученые допустили, что в ходе этого процесса в недрах Урана и Нептуна могут кристаллизоваться и оседать в виде «дождей» настоящие алмазы.

Теоретическая работа в дальнейшем привела к экспериментам для подтверждения или опровержения этой гипотезы. Алмаз считается самым твердым веществом из известных человечеству, в науке он используется для создания в экспериментах высоких давлений, которые могут превышать миллионы атмосфер. В ходе проведения опытов зарубежные исследователи загружали метан в алмазные наковальни и нагревали его лазером. Так как метан слабо поглощает излучение лазера, необходимо было добавить нагреватель — инертный материал, который бы не вступал в реакцию с образцом, но хорошо поглощал изучение лазера — в качестве такого материала использовали платину. После нагрева метана при высоком давлении в присутствии платины у предшествующих исследователей начинали кристаллизоваться алмазы.

«Мы занимаемся науками о Земле и других планетах, в частности, нас интересует, как вещество ведет себя в условиях высоких давлений — это важно, так как во Вселенной бОльшая часть вещества находится именно в таких условиях. Мы также решили подключиться к экспериментам и проверить, действительно ли возможно образование алмазов из метана при таких условиях. Нас насторожило, что в прошлых работах не контролировалось химическое состояние нагревателя из платины  в момент реакции, то есть его инертность принималась на веру. С использованием источника синхротронного излучения в Гамбурге мы смогли воспроизвести опыты зарубежных коллег и наблюдали образование алмаза при разложении метана в присутствии платины. В то же время оказалось, что в процессе нагрева платина перестает быть инертной и реагирует с метаном. Мы выявили, что этот металл “отбирает” водород у метана, образуя гидрид платины — новое химическое соединение, а оставшийся углерод выделяется в виде алмаза. То есть происходит не просто разложение метана, а новая химическая реакция, которая маловероятна в условиях недр ледяного гиганта», — рассказал старший научный сотрудник лаборатории метаморфизма и метасоматизма ИГМ СО РАН кандидат геолого-минералогических наук Сергей Владимирович Ращенко.

Для подтверждения своих выводов новосибирские исследователи провели другую серию экспериментов, где вместо платины использовали золото в качестве металлического нагревателя, так как достоверно известно, что этот элемент не образует гидридов при высоком давлении. Ученые нагрели метан в присутствии золота под давлением в алмазных наковальнях  и зафиксировали отсутствие кристаллизации алмазов, то есть в таких чистых с точки зрения химических реакций условиях алмазы не образуются.

«Подобные эксперименты невозможны без использования синхротронного излучения, образцы очень маленькие, и нужен пучок размером не больше нескольких микрон. Мы планируем достичь таких показателей на одной из станций первой очереди Центра коллективного пользования “Сибирский кольцевой источник фотонов” — “Микрофокус”. Это позволит достичь новых результатов в этой тематике. Сегодня японские коллеги также проводят эксперименты в области образования алмазов в условиях недр ледяных гигантов. Они добавили к метану кислород в виде воды, также имеющейся на ледяных гигантах, и смогли достичь образования алмазов в естественных условиях недр этих планет. Эти результаты также подтверждаются нашими отечественными коллегами, занимающимися математическим моделированием», — отметил исследователь.

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

Кирилл Сергеевич

Фото автора

Сегодня в рамках нашего цикла, посвященного 10-летию образования ФИЦ «Институт цитологии и генетики СО РАН» расскажем о новом направлении исследований, запущенном в филиале центра – НИИ клинической и экспериментальной лимфологии. Речь идет об использовании клеточных технологий для лечения аутоиммунных заболеваний. Проект выполняется по программе Национального центра мирового уровня по направлению «Биоэкономика», в работе которого участвует ИЦиГ СО РАН.

Клеточные технологии – область медицины, использующая методы работы с клетками для лечения заболеваний и восстановления поврежденных тканей. Изначально ее рассматривали как перспективное направление для терапии преимущественно поверхностных повреждений (например, диабетических язв). В ФИЦ «Институт цитологии и генетики СО РАН, в том числе, лаборатория клеточных технологий НИИ клинической и экспериментальной лимфологии тоже занимаются исследованиями в этой области.

Суть метода заключается в следующем: из клеток крови самого пациента вырабатывается продукт, который затем вводится в пораженные участки с целью улучшения кровотока при отсутствии возможности хирургического лечения или для ускорения регенерации при трофических язвах. Клинические исследования, продолжающиеся в клинике НИИКЭЛ, показали, что срок заживления трофических язв у некоторых пациентов сокращается на треть.

В последние годы стало ясно, что перспективы применения клеточных технологий намного шире. Так, в настоящее время в мире реализуется свыше десятка проектов использования их в лечении онкологических заболеваний, где так же получены первые успешные результаты.

Есть такие примеры и в России - сотрудники лаборатории иммунной инженерии Сеченовского университета и Института фундаментальной и клинической иммунологии РАН создают уникальное T-клеточное средство: генетически модифицированные Т-лимфоциты, способные распознавать и уничтожать опухоль без вреда здоровым тканям. Предклинические исследования уже прошли успешно, клинические испытания запланированы на 2026–2027 годы.

А в НМИЦ гематологии запущены клинические исследования отечественного CAR-T-препарата под названием «Утжефра» для лечения рецидивов или рефрактерных B-клеточных новообразований крови. Первая фаза уже завершена: одна пациентка полностью ответила на терапию и перешла в амбулаторное наблюдение.

Совсем недавно ученые НИИКЭЛ задумались о еще одном направлении применения клеточных технологий –лечении аутоиммунных заболеваний, при которых организм начинает распознавать собственные клетки как чужеродные. Иммунная система начинает атаковать их, вызывая повреждения органов и тканей. Спектр таких заболеваний очень широк (системная красная волчанка, системные васкулиты, системный склероз, ревматоидный артрит, анкилозирующий спондилит и др.). Речь идет о достаточно распространенных и тяжелых болезнях, развитие которых может привести к инвалидности или даже летальному исходу. Последнее время даже выделяют отдельную характеристику течения заболеваний – Difficult-to-treat, или «трудных в лечении». 

«К тому же есть ряд пациентов, которым не помогают даже современные генно-инженерные препараты. Современная клеточная терапия обещает изменить эту ситуацию и дать этим пациентам шанс на достижение ремиссии заболевания», - объяснил руководитель проекта, научный сотрудник ИЦИГ СО РАН, к.м.н. Виталий Омельченко.

Одним из ключевых направлений стали CAR T-клетки, уже доказавшие эффективность в онкологии. Сейчас их модифицируют так, чтобы они могли «гасить» чрезмерную активность иммунных клеток, вызывающих воспаление. Первые клинические испытания показывают, что такая стратегия может приводить к длительным ремиссиям при ряде аутоиммунных заболеваний. На основе ранее полученных результатов перспективным является использование антиВ-клеточных препаратов, т.е. убирающих целевые клетки, которые продуцируют антитела, что позволит остановить аутоиммунные процессы. Для этого ученые намерены взять Т-клетки пациента, модифицировать их так, чтобы получились CAR T-клетки (применяемые в онкотерапии), которые будут атаковать определенные В-клетки, пока не уничтожат их полностью, в том числе, в местах недоступных для воздействия других препаратов.

Другой перспективный подход — использование регуляторных Т-клеток (Tregs). Это особый подтип лимфоцитов, которые в норме контролируют иммунный ответ, чтобы он не выходил из-под контроля. Учёные уже научились выделять Tregs из организма пациента, размножать их в лаборатории и «обучать» распознавать конкретные ткани.

Сотрудникам НИИКЭЛ предстоит провести полный цикл работ - от подбора панели рецепторов до проведения доклинических и клинических испытаний, и к 2030 году пролечить созданными у себя биомедицинскими клеточными продуктами первых пациентов и внести соответствующие рекомендации по данному виду высокотехнологической медицинской помощи в национальные клинические рекомендации.

Уложится в эти достаточно жесткие сроки они рассчитывают, используя как уже прошедшие испытания разработки в области онкотерапии, так и собственный опыт. «Мы ведем одновременную работу по двум направлениям. С одной стороны, смотрим, можно ли адаптировать для лечения аутоиммунных заболеваний ранее созданные клеточные продукты, но очевидно, что не всё, что создавалось для борьбы с онкологией, подходит для наших целей. Поэтому параллельно, создаем полностью свой продукт, который изначально будет нацелен именно на наши задачи», - пояснил Виталий Омельченко.

Институтом уже подписано соглашение о сотрудничестве с двумя другими организациями в Новосибирске, которые исследуют CAR T-клеточную терапию, это Институт молекулярной и клеточной биологии и Научно-исследовательский институт фундаментальной и клинической иммунологии. Также мы рассчитываем на поддержку Новосибирского государственного университета, где в рамках программы Приоритет-2030 недавно открылась лаборатория, разрабатывающая реагенты для производства CAR T-клеток.

Сегодня клеточная терапия аутоиммунных заболеваний во всем мире делает только первые шаги, находясь на стадии лабораторных исследований и первых клинических испытаний, но уже полученные результаты дают надежду на то, что в будущем лечение аутоиммунных болезней перейдет в новую персонализированную фазу, преодолевая неэффективность стандартной терапии. И в числе пионеров этого направления – ученые НИИКЭЛ (филиала ИЦиГ СО РАН).

Команда разработчиков из Новосибирска представила инновационное решение для промышленных беспроводных сетей - направленные вибростойкие антенны, работающие в диапазонах 2,4 ГГц и 5 ГГц. Разработка стартапа «Радио́рум» предназначена для организации стабильной связи на промышленных объектах с особыми требованиями к качеству сигнала. Оборудование прошло пилотные испытания на двух стратегически важных предприятиях и установлено на месторождениях в Заполярье и Якутии, демонстрируя стабильную работу в экстремальных условиях.

Разработанные антенны обладают рядом уникальных характеристик:
— Высокое усиление и поддержка технологий MIMO 3x3 и 4x4 (в отличие от распространенных MIMO 2x2 или SISO);
— высокая развязка между портами антенны (>30 дБ);
— низкий уровень бокового и обратного излучения;
— виброустойчивая конструкция;
— рабочий диапазон температур от -50°C до +60°C.

В отличие от традиционных антенн, которые рассеивают энергию в нежелательные направления, антенны Радиорум направляют электромагнитные волны точно в заданную зону. Такая фокусировка позволяет не только улучшить качество связи, но и значительно снизить энергопотребление — экономия достигает 40% по сравнению с обычными системами.

«Мы создаем такие антенны, которые своим лучом засвечивают определенную область и создают там максимально возможную напряженность поля, что существенно повышает энергетику радиоканала», - прокомментировал Вадим Соколов, директор ООО «Радиорум».

Разработка особенно востребована для карьеров и горно-обогатительных комбинатов, нефтегазовых месторождений, крупных промышленных предприятий, для управления техникой и обеспечения бесперебойной устойчивой связью.

«По нашим расчетам, на один карьер требуется порядка 800 антенн. Это и всенаправленные, и направленные антенны. И направленные из них составляют порядка 30%. Но под разные задачи нужны разные антенны. Мы получаем запросы предприятий и дорабатываем решения под эти запросы», - добавил Вадим Соколов.

Полный цикл производства радиооборудования находится в Новосибирске. Это позволяет оперативно оказывать техподдержку пользователям, настраивать удобные логистические связи и устанавливать конкурентоспособные цены.

«Наше оборудование соответствует промышленным стандартам по механической и электрической прочности, в ближайших планах нашей команды — сертификация и внесение нашего оборудования в реестр Минпромторга, - отмечает Соколов. - При этом мы сохраняем ценовую конкурентоспособность и готовы оперативно адаптировать решения под конкретные задачи предприятий».

Компания планирует расширить линейку продукции до 30 специализированных моделей и выйти на рынки СНГ в 2026 году. Финансовую поддержку проекту оказал Фонд содействия инновациям по программе «Студенческий стартап». С целью дальнейшего привлечения инвестиций проект участвует в Сибирской венчурной ярмарке-2025, которая пройдет в рамках форума «Технопром» в МВК «Новосибирск Экспоцентр».

Материал предоставлен: Новосибирский областной инновационный фонд