Пять лет назад, 30 сентября 2013 года, вступил в силу ФЗ №253 “О Российской академии наук, реорганизации государственных академий наук и внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации”. Его принятие стало заключительным аккордом процесса, который стартовал в конце июня, когда правительство внесло в Госдуму документ о ликвидации РАН. Благодаря противодействию научного сообщества исходный законопроект был существенно переработан, однако основные заложенные в него идеи остались – Российская академия медицинских наук и Россельхозакадемия были включены в состав РАН, а академические институты переподчинены специально созданному федеральному агентству.

Как ученые оценивают результаты начавшихся в 2013 году преобразований? Каким им видится дальнейшее развитие РАН, академических институтов, научной сферы? На эти вопросы нам ответили 39 человек, подавляющее большинство из которых являются сотрудниками академических организаций. Из них – 15 академиков, 7 членов-корреспондентов РАН, 12 докторов и 4 кандидата наук.

Свою позицию изложили представители разных групп научной общественности: руководители РАН и академических институтов, профессора РАН, научные сотрудники, представители таких организаций, как Общество научных работников, “Клуб 1 июля”, Профсоюз РАН, организация ученых-соотечественников RuSciTech, молодые ученые. Возрастной диапазон авторов также был достаточно широк. Возможность поучаствовать в опросе предоставлялась всем желающим.

Огромное спасибо всем, кто откликнулся. Общими силами проделана большая работа, наверняка не бесполезная. Получился живой срез мнений о самочувствии академического сообщества в непростой период его жизни. Многие участники представили не только видение сегодняшней ситуации и прогноз на будущее, но и содержательные предложения по дальнейшему развитию академического сектора науки. Хочется верить, что эти идеи будут использованы при подготовке нового закона о РАН. 

Как же оценивают ученые итоги прошедшего пятилетия? Мнения, что называется, разделились. Более половины опрошенных заявила, что реформа произвела разрушительное действие и не дала никакого положительного эффекта. Приведем несколько цитат. “Реформа нанесла серьезный удар по академии и нашей науке, сопоставимый с действиями Никиты Хрущева и Трофима Лысенко”; “РАН без институтов превратилась в аморфный, недееспособный клуб ученых”.

“Академии наук поставили цели, определили задачи, но запретили пользоваться необходимыми для этого инструментами. И на всякий случай дали финансирование, которого явно недостаточно для выполнения даже тех функций, которые предусмотрены законом”.

“РАН существовала как единая система, в которой были ясны перспективы научного роста всех сотрудников. Сильной стороной РАН была ее региональная сеть, объединявшая всю страну. Сейчас она сломана”; “Деградация уровня исследований в области фундаментальной науки в стране продолжается, молодежь в науку не идет, приборный парк устаревает, престижность занятий наукой в обществе падает”.

Большую тревогу ученых вызывает состояние дел в оторванных от РАН институтах. “В процессе встраивания академической науки во властную “вертикаль” деградировало академическое самоуправление. Ученые советы превратились в сугубо совещательные органы”; “Институты сейчас в заложниках, с ними можно делать все что угодно. Статус директоров – безобразный. При многоступенчатой процедуре выборов директор может быть уволен одним росчерком пера в 24 часа. Поводок от учредителя неприлично короткий”; “В институтах утерян дух творческой научной свободы. Поставленные во главе ФАНО финансисты заставили мерить науку в тех единицах, которые им понятны”; “Существовавшие в РАН программы поддержки научной молодежи отменены или сильно урезаны. Карьерная траектория молодого ученого, раньше достаточно четко очерченная, стала размытой и неопределенной”; “Научное сообщество и, главное, научная инфраструктура полностью поставлены под контроль органов государственного управления. С соответствующим падением эффективности”; “Лихорадочное объединение иногда родственных, а чаще вообще никак не связанных (кроме территории нахождения) институтов и создание так называемых ФИЦ привели к тому, что под лозунгом “оптимизации” и “эффективности” разгромлена практически вся наука в регионах”; “Хотя реформа РАН проводилась под флагом улучшения условий труда научных работников за счет освобождения от несвойственных функций, результат получился противоположным. Отчетность увеличилась, в планирование науки проник формализм”; “Реальные научные достижения никого не интересуют, что стимулирует их имитацию”; “Как-то так совпало, что именно в постреформенные годы кончились деньги на приобретение оборудования”; “Главный порок новой системы состоит в том, что она просто не оставляет ученому времени для того, чтобы подумать, поставить очередную задачу, подготовить базу для новой разработки. Все действия должны немедленно давать подлежащий учету результат”; “Реальность реформы оказалась страшнее самых пессимистических прогнозов. Вряд ли кто-то мог предположить, что научным сотрудникам придется планировать выпуск статей на несколько лет вперед, что публикация “лишних” статей есть невыполнение плана, что финансирование исследований будет определяться, исходя из стоимости часа научной работы”.

Некоторые участники опроса высказали мнение о том, что РАН нуждалась в реформировании. “Реформа действительно была нужна – академия показала себя не слишком умелым игроком на административном поле”; “Вне системы “академического феодализма” научные организации и лаборатории могут сравнивать качество результатов, а не соревноваться, у кого академик мощнее”; “Эта структура сложилась бы под собственным весом и безо всяких реформ”; “Новые социально-экономические и нормативно-правовые условия, качественно иной уровень развития информационных технологий – это и многое другое убеждало, что в нашем научном “королевстве” необходимы перемены”; “То, что хозяйственная деятельность и собственность РАН были переданы ФАНО, – это хорошо. Стало меньше возможностей для злоупотреблений. То, что де-факто власть академиков стала меньше, тоже хорошо: цель науки – это поиск истины, а в поиске истины нет верховных жрецов”.

Немало было тех, кто считает, что реформа имеет как отрицательные, так и положительные стороны. Среди плюсов они назвали работу ФАНО – “главный минус”, по версии коллег, критически оценивших итоги прошедшего пятилетия. “Реформаторов нам дали грамотных и умелых, которые даже при очень плохих картах на руках играют хорошо”; “Нельзя не признать, что ФАНО преуспело в деле регистрации находящегося в управлении институтов имущества”; “Агентство взяло на себя часть функций, действительно несвойственных ученым”; “Реструктуризация позволила сохранить научные коллективы и научные направления институтов, создать единый механизм принятия управленческих решений, сформировать единую программу развития”.

Оптимисты выражали уверенность, что преобразования пойдут на пользу РАН и науке. “Изменение условий существования заставило Академию наук не почивать на лаврах, а более активно реагировать на внешние вызовы”.

“Произошло объединение РАН, РАМН и РАСХН, что дает более широкие возможности для мультидисциплинарных проектов”.

“Сам факт реформирования доказывает, что власти понимают значение науки в современном государстве и хотят получить динамично развивающий исследовательский комплекс, вписанный в экономику страны. И не просто вписанный, а являющийся главным драйвером ее развития”; “После выборов нового президента РАН конструктивное взаимодействие Академии наук и власти стало налаживаться. Принят закон, существенно расширяющий полномочия РАН. Наконец, министром науки и высшего образования назначен Михаил Котюков, продемонстрировавший способность находить общий язык с академическим сообществом”; “Академия в лице нового президента и президиума старается повысить статус организации, вернуть утраченный в последние десятилетия авторитет, позитивно взаимодействовать с государственными органами”.

Пессимисты ничего хорошего от будущего не ждут. “В нынешних реалиях ни о каком серьезном развитии РАН, академических институтов и научной сферы речь идти не может. Искалеченной перестройкой и постперестройкой стране наука, по большому счету, не нужна”; “Пока власти не научатся прислушиваться к мнению реально работающих ученых, ничего хорошего нас не ожидает. Опыт последних пяти лет показывает, что надежд на такое развитие событий практически не остается”; “Долгосрочные перспективы развития науки очень сильно завязаны на общую политическую ситуацию в стране. Стабильность, к сожалению, существует только в виде лозунгов в телевизоре”; “Ожидаю дальнейшего усиления бюрократического давления на научные организации и ученых, ликвидацию остатков академических свобод, падение престижа академической науки и, как следствие, истощение человеческих ресурсов”.

Расходясь во взглядах на перспективы, и пессимисты, и оптимисты, и “умеренные”, практически едины в том, что последнее пятилетие можно назвать временем, потерянным для развития. “В целом можно констатировать, что реформы не привели к повышению уровня научных исследований”; “Время ушло на какие-то локально якобы крайне важные, но мелкомасштабные и оттого в итоге бессмысленные телодвижения, сочинение бездны бумаг, многочисленные заседания”; “Реформа еще и не начиналась. Происходили верхушечные перестановки и выяснение, кто кому подчиняется. На уровне лабораторий и тем более отдельных ученых практически ничего не изменилось”; “Реформы не могут и не должны длиться бесконечно. Между тем у нас выросло уже целое поколение исследователей, всю свою научную жизнь проработавших в постоянно меняющихся условиях. Адаптация к новым правилам сильно отвлекает от научной работы, а неопределенность перспектив препятствует закреплению молодежи в академических институтах”; “Прежняя система разрушена, и никто, похоже, не знает, чем ее предполагается заменить. Мы не успеваем привыкнуть к новым правилам игры, как они опять меняются”.

Сходятся участники опроса и в том, что один из главных результатов реформы – рост напряженности в отношениях ученых и власти. “Наиболее сильным впечатлением от реформы РАН 2013 года было впечатление внезапно нанесенного удара, спецоперации. Реформа резко снизила уровень доверия к власти”.

“Власть показала, что для нее ничего не свято. Все было проделано нарочито грубо и жестоко, по образцам не очень далеких лет, когда арестованному командарму, герою и орденоносцу сходу выбивали зубы, показывая, что его заслуги перед советской властью ничего не значат”.

Ответов на классический вопрос, что делать, было предложено немало – от вполне конкретных, требующих немедленного решения задач до стратегических ходов. Среди последних есть много ярких и вдохновляющих. “Дальнейшее развитие каждого из институтов во многом зависит от решений, принятых самими коллективами: от их способности провести анализ изменений в России и в мире, определиться со стратегией развития организации. Любой кризис – это время возможностей. И, судя по глубине нынешнего, возможностей у нас должно быть хоть отбавляй”; “Реальное улучшение ситуации возможно только при условии активности Академии наук и всего научного сообщества. Если мы не будем настойчиво и аргументированно доносить свою позицию до правительства, то отдельные здравомыслящие чиновники мало что смогут сделать”; “Перспективы развития РАН определяются тем, как будет работать новое министерство. Но очень многое зависит и от научного сообщества. Ученые должны громко заявлять о своем мнении, давать предложения и добиваться их реализации. Они имеют право заниматься своей работой в комфортных и достойных условиях”; “Академия не должна быть “союзником власти”, она должна себя позиционировать исключительно как “спаситель нации”. Знания, интеллект, честь и достоинство должны вернуться в общество и стать главным ресурсом возрождения и будущего величия. Академия должна быть носителем и гарантом этого ресурса”.

Подготовила Надежда Волчкова

Технологии геномного редактирования стремительно входят в нашу жизнь, правда, пока в основном как инструмент научно-исследовательской работы. Осваивают их и отечественные селекционеры. Для чего им нужны подобные технологии и каких результатов удалось достигнуть, рассказывают врио директора ФИЦ «Всероссийский институт генетических ресурсов растений имени Н.И. Вавилова», профессор РАН Елена Хлёсткина и сотрудник лаборатории генной инженерии ФИЦ «Институт цитологии и генетики СО РАН», к.б.н. Софья Герасимова.

– Елена Константиновна, давайте начнем с того, чем геномное редактирование отличается от создания ГМО и какие возможности для селекции оно открывает в целом?

Е. Хлёсткина: – Строго говоря, ГМО – это чисто юридический термин, применяемый для регуляции некоторых аспектов хозяйственной деятельности, и сравнивать его с какими-либо биологическими понятиями не корректно. А геномное редактирование – это комплекс методов по направленной модификации структуры ДНК в клетке. Определение ГМО зависит от страны и ее законов, а суть геномного редактирования абсолютно одинакова во всем мире. Будет закон о ГМО как-то регулировать данный аспект деятельности или нет, зависит от тех людей, которые несут ответственность за юридические решения. Что касается возможностей, особенностью геномного редактирования являются, во-первых, высокая точность и эффективность модификаций, и во-вторых, невозможность отличить эти модификации от естественных мутаций.

Поэтому, даже если данный комплекс методов применительно к растениям будет законодательно ограничен, не будет возможности реально проконтролировать полностью исполнение данного закона.

Наиболее вероятно, это приведет лишь к жестокому контролю над применением метода в подконтрольных государству организациях и ограничению разработок легальными разработчиками. И одновременно наш рынок займут импортные генномодифицированные продукты и семенной материал, потому что заграничные производители находятся вне рамок нашей законодательной регуляции. И самым вероятным результатом ограничения работ по редактированию геномов растений в России станет серьезное конкурентное преимущество у зарубежных поставщиков.

– Получается, если говорить не о мировой селекции в целом, методы редактирования генома сегодня очень востребованы?

Е.Х.: – Дело в том, что геномное редактирование позволяет очень быстро, в пределах одного года, исправлять некоторые характеристики сорта. На эту «шлифовку» генотипа при классических подходах ушли бы годы. Соответственно, геномное редактирование открывает перспективы для быстрого достижения желаемого результата не только по урожайности сорта или другим его характеристикам, важным на рынке, но и дает гибкость и возможность адаптировать сорта к изменяющимся условиям среды, в том числе к смене рас патогенов.

– Какие наиболее актуальные задачи, стоящие перед нашим сельским хозяйством, в частности, в Сибири, можно решать с помощью технологий геномного редактирования?

Е.Х.: – В данный момент технологии геномного редактирования находятся на этапе стремительного развития. Ряд задач, которые до прошлого года даже не рассматривались, в этом году уже становятся совершенно доступными для решения с помощью данных технологий. Очень показательным примером является так называемая «доместикация de novo». Суть концепции в ускоренной доместикации дикого родственника сельскохозяйственной культуры. Дикие родственники культурных растений активно вовлекаются в селекцию, потому что обладают устойчивостью ко многим неблагоприятным факторам и служат донорами «генов устойчивости». Однако простое скрещивание с «дикарем» ведет к получению не элитных сортов, а «полукультурок», которые подчас вообще не сохраняют признаков сорта и теряют многие полезные для человека свойства. Современные знания о геномах диких и домашних растений выявили так называемые «гены доместикации», мутации в которых превращают дикую форму в пригодную для возделывания. Идея «доместикации de novo» состоит в направленном внесении нужных мутаций в «гены доместикации» дикого родича растения и превращения дикаря в культурную форму. Ускоренная доместикация стала одной из главных новостей науки осени 2018 года. У нас перспектива использования «доместикации de novo» была предсказана еще в 2016 году. Сейчас эта идея реализуется полным ходом: 1 октября 2018 года в один день в журналах группы Nature вышли три статьи. Результаты этих работ потрясают воображение тех, кто привык считать процесс одомашнивания растений многовековым: за одно поколение дикий родственник томата превратился в культурный помидор, то же самое было сделано на физалисе.

Если можно за одно поколение «одомашнить» дикую форму, то безусловно, намного менее радикальные, но в то же время весьма ценные модификации можно вносить в уже существующие сорта. В частности, повышать продуктивность, ускорять созревание плодов/семян, увеличивать их срок хранения и повышать их насыщенность ценными микроэлементами, а также снижать аллергенность или улучшать вкус.

Для реализации этих подходов одним из ключевых факторов является наличие информации о генах, контролирующих данные признаки. Над выявлением этих так называемых генов-мишеней усердно трудятся генетики. Особенное внимание они уделяют поиску генов иммунитета растений с тем, чтобы, используя сведения о них, повысить устойчивость возделываемых растений к патогенам и вредителям.

– Софья Викторовна, какими возможностями для развития этого направления располагает ИЦиГ и насколько эти компетенции уникальны в масштабах страны и Сибири?

С.В. Герасимова: – Мы являемся одними из пионеров в развитии этого направления в России как в идейном, так и в технологическом плане. Достигнут первый в стране успешный результат по редактированию сельскохозяйственной культуры, а именно такого сложного с биотехнологической стороны объекта, как ячмень. В ИЦиГ СО РАН сейчас растут потомки первых отредактированных растений ячменя, в которых изменена морфология колоса для более легкого его обмолота и отделения несъедобных жестких пленок от зерна. В научных терминах «пленчатый» ячмень стал «голозерным». Для этого было достаточно одной точечной целенаправленной мутации, которая была внесена нами в геном ячменя при помощи технологии геномного редактирования CRISPR/Cas. На получение первых отредактированных растений с момента начала работ ушел год. Второе поколение мутантных растений не несет никаких чужеродных генов, эти растения не являются трансгенными. Мы лишь воспроизвели событие, встречающееся у злаков в природе: голозерность как признак, возникла в процессе культивирования и является классическим «геном доместикации» у многих злаков. Но хотя мутирование генов – естественный процесс, вероятность получить таким способом нужную мутацию в нужном гене крайне низка. Технологии геномного редактирования позволяют поднять эту вероятность на порядки и нацелиться на нужные гены, не затрагивая другие. Кроме ячменя, мы выбрали для своих исследований еще один очень сложный в биотехнологическом отношении объект – дикие виды картофеля – для реализации впервые возникшей здесь два года назад идеи доместикации de novo. Мы не обладаем таким богатым техническим арсеналом, который бы позволил нам конкурировать с ведущими мировыми лабораториями, реализовавшими идею доместикации de novo (на других объектах) раньше, чем мы. Наша цель – сделать клубни диких видов картофеля съедобными и далее использовать полученные формы в селекционном процессе с тем, чтобы передать культурным сортам картофеля полезные гены иммунитета, не испортив при этом качество клубней.

– В чем заключается суть проекта РНФ, который Вы с коллегами реализуете, и какие результаты уже получены?

С.Г.: – Проект называется «Поиск целевых генов и оптимизация подходов по модификации геномов для получения новых форм злаков с заранее заданными свойствами». В части задачи, связанной с геномным редактированием, суть заключается в постановке этого метода на ячмене с переходом от модельного сорта ячменя к элитным сибирским сортам. Мы запланировали модифицировать два признака: из пленчатого ячменя сделать голозерный и из двурядного – шестирядный. Каждый признак контролируется одним геном, мутация в котором должна привести к желаемому изменению фенотипа. Нам удалось за одно поколение получить голозерные растения модельного сорта из пленчатых, а наши коллеги в Германии опередили нас и сделали шестирядный ячмень из двурядного. Параллельно мы делали работу по подбору элитных сибирских сортов для проведения аналогичных модификаций. Дело в том, что метод подразумевает этап регенерации целого растения из родной клетки, но не каждый сорт имеет такую способность. В результате, мы выделили три самых перспективных сорта, и на клетках одного из них уже показали возможность модификации целевых генов, контролирующих голозерность и шестирядность, методом геномного редактирования.

Демонстрация такой возможности и была одной из целей проекта. Сама по себе постановка технологии – лишь полпути к ее широкому практическому применению. Важна информация о будущих генах-мишенях для дальнейшей селекции. На это направлена другая цель проекта – выявление хозяйственно-ценных геномных локусов в сибирских сортах ячменя.

К настоящему моменту выявлен целый ряд локусов, связанных с иммунитетом ячменя и его продуктивностью. Эта информация при определенном развитии исследования будет использована для будущего ускоренного создания сортов ячменя с заданными свойствами, в том числе (но не только) с применением технологий геномного редактирования.

– Как показывает Ваш опыт, насколько сложно на практике заниматься редактированием генома злаков, какие есть "подводные камни" и трудности в этой работе? 

С.Г.: – Мы располагаем достаточным багажом знаний и навыков для выполнения подобных работ, однако, нам пока не хватает технической оснащенности, чтобы проводить такие работы полностью самостоятельно. На определенном этапе работы нам пришлось воспользоваться инфраструктурой наших коллег в Германии (IPK, Гатерслебен). Проблема в том, что растения, которые используются для модификации генома, должны быть выращены одновременно при очень высоком уровне освещения, низких температурах и полном отсутствии патогенов. Такие условия невозможно достичь ни в поле, ни в теплице. Создать такие условия можно только в специализированной изолированной камере с высоким уровнем контроля условий и с высоким уровнем стерильности. Это технически очень сложный и очень дорогой прибор. Если такие приборы будут установлены у нас, мы сможем проводить весь цикл работ по геномному редактированию злаков, и соответственно, масштабному получению сортов с заданными свойствами.

– Как проекты будут развиваться дальше и когда можно ожидать первые отечественные сорта, созданные с применением геномного редактирования? От каких факторов и инстанций зависит скорость этого процесса? 

Е.Х.: – Дальше планируется завершение работ по анализу модифицированных растений ячменя и получению на их основе стабильных линий, сохраняющих свои свойства в поколениях. Нам сейчас необходимо убедиться, что внесенные изменения не ухудшили хозяйственных качеств сорта. Для этого нам нужно размножить наши растения, получить их в достаточном числе, чтобы провести достоверное сравнение с исходным материалом. Говорить об ожиданиях какого-то практического характера пока рано, поскольку не до конца урегулировано применение данных методов для целей сельскохозяйственного производства.

С.Г.: – Кроме того, объем финансирования не позволяет установить необходимую инфраструктуру и обрести независимость в ведении работ такого уровня. Будучи первыми, кто начал разрабатывать идею доместикации de novo, мы не получили своевременного финансирования, потеряли год, что очень много при современных темпах развития методов. И сейчас вышли статьи зарубежных коллег в Nature, с которыми мы не имели возможности конкурировать. Работы мы, все же ведем, но приоритет в этом направлении уже потеряли. Получается, скорость и эффективность нашей работы зависит от того, являются ли подобные исследования приоритетом для структур, распределяющих ресурсы для научных организаций и групп.

Пресс-служба ФИЦ «Институт цитологии и генетики СО РАН»

Как учатся выращивать растения и утилизировать отходы для будущих марсианских и лунных баз, как работает процесс определения загрязняющих веществ в воде с помощью светящихся бактерий, для чего нужно моделирование пешеходного движения? Побываем в лабораториях Красноярского научного центра СО РАН и Сибирского федерального университета и узнаем, какие там сейчас ведутся разработки и исследования. 

Сергей Трифонов, научный сотрудник лаборатории управления биосинтезом фототрофов Института биофизики Красноярского научного центра СО РАН:

— В нашей лаборатории мы работаем под руководством Тихомирова Александра Аполлинарьевича и занимаемся проблемами создания круговоротных массообменных процессов в замкнутых искусственных экосистемах. Зачем это нужно?

Это работы на дальнюю, далекую перспективу, когда будут работать автономные марсианские и лунные базы с людьми на их борту. Перед вами представлена установка, с которой мы работаем в рамках гранта, выигранного в Российском научном фонде. Суть работы заключается в том, чтобы создать уменьшенную физическую модель такой будущей космической базы («космической оранжереи»). Т.е. мы в герметичных камерах выращиваем высшие растения и подаем в эти камеры продукты, полученные различными разрабатываемыми нами способами. В частности, это физико-химический способ (сжигание отходов перекиси водорода) и биологический способ (компостирование растительных отходов с помощью калифорнийских червей и специальной микрофлоры).

Т.е. мы в этих камерах выращиваем растения, подаем туда эти минерализованные продукты переработки отходов, подаем туда газ, который выделяется после утилизации данных отходов, и смотрим, как растения себя чувствуют в таких условиях.

Иными словами, пытаемся понять, нужно ли нам еще каким-либо образом дорабатывать разрабатываемые нами системы и методы утилизации отходов.

Мы подбирали виды растений таким образом, чтобы можно было потом с их помощью добиться полноценной растительной диеты. Конечно, вегетарианская диета в целом в космос не пойдет. Там она еще будет дополнена белковой пищей. Но как бы этой проблемой мы пока что слишком глубоко не занимаемся. Так вот, например, в данной камере представлен возрастной конвейер растений пшеницы. Также здесь у нас растут такие салатные растения, как водяной кресс и солерос. Пшеница была выбрана как основной кандидат, потому что это злаковая культура, богатая витаминами и углеводами, клетчаткой, необходимой человеку. Салатные культуры мы здесь используем для того, чтобы решить одну из тех проблем, которыми занимается наша лаборатория. Проблема заключается в том, что при переработке отходов человека в ирригационные растворы, которыми мы поливаем растения, попадает большое количество NaCl (пищевой соли). Она туда попадает с жидкими выделениями человека. Т.е. вся органика после переработки в наших реакторах практически полностью окисляется, а вся минеральная составляющая остается в растворе. Так вот, если мы будем постоянно добавлять эти минерализованные отходы человека в наш ирригационный раствор, то концентрация NaCl в конце концов достигнет опасных для растений уровней. Поэтому мы отрабатываем способ биологического снижения концентрации NaCl в таких ирригационных растворах. Вот, в частности, выращиваем различные солелюбивые растения и культуры — такие, как водяной кресс-салат и растение солероса. Т.е. мы отрабатываем методику, при которой эти растения будут забирать излишки NaCl из ирригационного раствора, которым мы поливаем пшеницу.

В нашей лаборатории выигрывают и другие гранты, в том числе был выигран грант также РНФ на проведение инициативных исследований молодыми учеными. Он направлен на то, чтобы отработать технологию утилизации санитарно-бытовых отходов как раз в условиях вот таких замкнутых систем жизнеобеспечения. Т.е. суть данного гранта в том, чтобы научиться достаточно быстро и эффективно из санитарно-бытовых отходов получать те самые минеральные удобрения, которые могут быть безопасно вовлечены в массообменные процессы системы, и можно было бы на этих удобрениях вырастить высшие растения.

Иван Денисов, научный сотрудник лаборатории биолюминесцентных биотехнологий Сибирского федерального университета:

— Вопросом о применении биолюминесцентных методов, т.е. использования фермента светящейся бактерии для каких-то прикладных вещей, занимаются уже очень много лет в Институте биофизики в Красноярске и на кафедре биофизики Сибирского федерального университета. Как применять данное явление, биолюминесценцию, свечение живых организмов, для какой-то практической задачи? Был разработан экспресс-метод определения содержания загрязняющих веществ в воде. И, соответственно, в различных водных и водно-ацетонных вытяжках. Как это работает? Почему вообще возможно с помощью фермента светящейся бактерии определять наличие загрязняющих веществ в воде?

Дело в том, что мы с вами состоим в очень большой своей доле из белков. Т.е. это такие биомолекулы, состоящие из аминокислот. У них есть правильная конформация, которая обеспечивает их корректную работу. Т.е. все наши ферменты, которые обеспечивают правильную работу нашего организма, наши строительные элементы, они все состоят из белков. И правильная работа белков определяет наш тонус, правильное здоровье и нашу работу в целом. Когда вредные вещества попадают в живой организм, то они нарушают работу этих ферментов. Т.е. они где-то ингибируют их работу, и у нас, собственно говоря, начинаются проблемы со здоровьем, с нормальной жизнедеятельностью.

Используя ферменты светящихся бактерий, мы можем быстро определить, есть ли в воде какие-то вещества, которые нарушают работу ферментов, или нет. На этом и основан весь принцип ферментативного биотестирования, когда мы используем ферменты светящихся бактерий как модель нашего организма.

Т.е. если плохо ферментам светящихся бактерий — значит, будет плохо и нам. Это не всегда так.

У каждого метода измерения есть свои ограничения. Например, есть такие особые ферменты у нас, которые нельзя смоделировать вот этими ферментами светящихся бактерий. Однако 95% загрязняющих веществ будут одинаково действовать что на ферменты светящихся бактерий, что на наши ферменты, обеспечивающие правильную работу организма. При нормальных условиях ферменты светящихся бактерий обеспечивают реакцию свечения, при котором мы видим в нашем приборе, что есть какой-то нормальный уровень свечения. Т.е. идет окисление альфатического альдегида, выделяется свет, мы его регистрируем. Когда мы видим, что света стало меньше, мы делаем вывод о том, что работа ферментов была нарушена. Т.е. оксидоредуктаза не подготовила субстрат для люциферазы. Люцифераза как-то плохо работает и больше не катализирует окисление альдегида. Итак, мы делаем вывод: фермент был поврежден либо его работа была заингибирована каким-то вредным веществом. И мы говорим: «По-видимому, здесь есть вредные вещества». Скорее всего, нужно эту пробу уже везти в химическую лабораторию и определять, какое именно вредное вещество имеет место быть, откуда оно взялось. Либо, если мы заранее знаем, что это предприятие делает выбросы конкретного вещества, загрязнителя окружающей среды, мы можем сделать вывод о том, что была превышена ПДК (предельная концентрация веществ). Если мы знаем, что обычно до превышения ПДК у нас свечение было хорошее, а мы зарегистрировали некое понижение свечения, мы можем сделать вывод о том, что концентрация вредных веществ возросла.

Поскольку метод биотестирования настроен на работу с жидкими пробами, много отдельных задач связано именно с проверкой почвы, воздуха, продуктов питания. Т.е. коллеги на кафедре биофизики сейчас работают над тем, чтобы проверять, как правильно готовить вытяжки из почвы, воздуха и продуктов, дабы проводить биотестирование не только воды или там сточных вод. Отдельная важная для Красноярска проблема — это мониторинг качества воздуха. Т.е. у нас в городе стоят различные анализаторы пыли. Есть передвижная станция. Однако дополнительный метод тестирования позволил бы определять даже такие вещества, на которые датчики пока еще не разработаны в существующих системах тестирования. Но требуется подготовить правильную вытяжку из воздуха. Т.е. есть уже специальная методика по ГОСТу. У них есть набор из 17 или даже более растворов. Они через эти растворы пропускают воздух и затем анализируют уже на специальных аккредитованных анализаторах. Отдельная есть перспектива для исследований именно применения биолюминесцентного метода для анализа таких вот экстрактов.

В этой работе меня вдохновляет идея того, что у людей должна быть возможность проводить качественный анализ, медицинские тесты, некие экологические измерения (например, измерения загрязняющих веществ). И мы с коллегами такие устройства назвали «Сторожок». В английском языке есть такой термин Point of Care — это некое устройство, которое применяется по месту требования пациента, проведения измерения. Т.е. мы можем провести измерения где-то в путешествии — скажем, у озера. Мы можем провести нужный медицинский тест на дому так, как это сейчас делают люди с сахарным диабетом, делая анализ крови на сахар. Я думаю, что в будущем будут существовать устройства, которые позволят проводить вообще все анализы на дому.

И работа над этой идеей, некое движение нас в то самое светлое будущее, когда не нужно будет идти в больницу, общаться с врачами, стоять в очередях, а можно будет дома проверить на различные факторы опасных заболеваний, чтобы вовремя, превентивно, еще до того, как болезнь разовьется, попытаться ее остановить.

Это идея, работа над которой дает мотивацию, что ты работаешь над чем-то таким, что будет существовать в будущем. И эти биосенсоры для определения качества воды — некая понятная вещь, которую можно сделать уже сейчас, сегодня, чтобы затем сделать следующие шаги к медицинским тестам и пр. Потому что если у людей уже будет некая база приборов, которые измеряют свет очень точно, то с помощью этих же приборов можно делать и другие биомедицинские тесты, потому что получается так: измерение света — некоторое связующее звено между химией и физикой.

Получается, что многие тесты, которые основаны на измерении химических веществ, на их концентрации… с помощью биолюминометров химические сигналы могут быть оцифрованы, и мы можем узнать не только информацию о загрязняющих веществах или о каких-то таких экологических параметрах, но и в будущем проводить медицинские тесты. Это идея, которая действительно вдохновляет!

Евгений Высоцкий, к.б.н., заведующий лабораторией фотобиологии, Институт биофизики, Красноярский научный центр СО РАН:

— Светящиеся организмы встречаются как на суше… типичные представители, о которых я уже упоминал, — это светляки, светящиеся черви, светящиеся бактерии, светящиеся грибы, у которых светится в нашей стране только мицелий. Но основное количество светящихся организмов обитает все же в морях и океанах. Т.е. светящиеся организмы распространены как на севере, так и на юге, и в средних широтах. На глубинах, куда не попадает солнечный свет, 90% организмов являются светящимися.

В основе этого явления лежит ферментативная реакция, в которой участвует специфический белок, субстрат, окисление которого, собственно, и приводит к излучению кванта света. Белки разных биолюминесцентных организмов отличаются как структурой, субстратом, который они используют для биолюминесценции, так и аминокислотной последовательностью. Т.е. это совершенно разные белки.

Такое большое разнообразие светящихся организмов говорит о том, что биолюминесценция независимо возникала в разных таксонах в ходе эволюции. Сейчас считается, что биолюминесцентные организмы могут использовать это свойство в качестве защитного механизма.

Например, выделять светящееся облако и в это время убегать от хищника, использовать это умение в качестве камуфляжа. Допустим, некоторые морские организмы имеют расположенные фотофоры на нижней поверхности тела. И хищник, который плывет снизу, фактически видит вроде как голубое небо. Но на мой взгляд, многие признаки вторичны. Т.е. светящиеся организмы уже начали использовать это свойство биолюминесценции для каких-то других поведенческих свойств. Например, светляки, которые привлекают самок своим свечением (т.е. для коммуникации между особями). Скорее всего, первично биолюминесценция возникла как ответ на некий биохимический механизм, который регулирует некие процессы.

Во-первых, существует мнение, что биолюминесценция начала возникать, когда в атмосфере появился кислород. Потому что все биолюминесцентные реакции идут с участием этого вещества. Т.е. происходит окислительная реакция, сопровождающаяся излучением света. Вполне возможно, что это была первичная функция биолюминесценции. Но почему она сохраняется в ходе эволюции? Рядом, в одних и тех же экологических нишах, существуют не светящиеся организмы. Пока это, в общем-то, остается совершенно непонятно. Лаборатория фотобиологии в Институте биофизики занимается двумя типами биолюминесцентных систем. Это биолюминесцентные системы светящихся морских организмов, которые используют в качестве субстрата специфическую органическую молекулу, которая получила название «целентеразин». Эту молекулу субстрата использует разная группа организмов. Но белки, которые используют этот субстрат, в различных организмах имеют различную структуру, различный тип биолюминесценции. И вот одно из направлений наших исследований — это такие биолюминесцентные белки из различных морских организмов. Другое направление — это светящиеся черви.

Я вкратце расскажу о целентеразин-зависимых белках. Что мы с ними делаем? Существует два типа подобных белков. Это т.н. фотопротеины, которые представляют собой стабильный фермент-субстратный комплекс, свечение которого инициируется путем добавления ионов кальция. Другие — это типичные «люциферазы» (ферменты, которые окисляются целентеразином), которые приводят к излучению света. Мы начинаем процесс изучения со сбора морских организмов в различных акваториях — как в морях России, так и за рубежом, выезжая в экспедиции. Дальше мы пытаемся клонировать гены, которые кодируют эти биолюминесцентные белки. А дальше уже в лаборатории мы занимаемся экспрессией, получением достаточно большого количества белка для изучения как самой биолюминесценции (т.е. механизма этой реакции, самих этих белков, роли аминокислотных остатков этих белков в биолюминесцентной реакции), так и пытаемся кристаллизовать эти белки, потому что без этого этапа понять такой детальный механизм функционирования ферментов сейчас практически невозможно.

В лаборатории совместно с нашими зарубежными коллегами мы кристаллизовали несколько наших белков и определили их структуру. Это вот такая фундаментальная задача, которая перед нами стоит и которую мы решаем.

На самом деле, основной интерес биолюминесценции в принципе определяется прикладным значением биолюминесцентных белков для медицины, биологии, клеточной биологии. Потому что фактически биолюминесцентные белки являются инструментом для решения многих задач, которые стоят перед медициной и биологией.

Екатерина Кирик, старший научный сотрудник Института вычислительного моделирования Красноярского научного центра СО РАН, к.ф.-м.н.:

— К области моих научных исследований относится моделирование пешеходного движения. Модели пешеходного движения употребляются часто для решения задач разного рода, и в первую очередь это задача безопасности (как пожарной, так и комплексной).

Когда мы говорим про определение времени эвакуации из здания при пожаре, когда мы говорим про время загрузки больших объектов — спортивных например, когда мы говорим о времени выгрузки больших спортивных объектов, о перемещении людей во время перерыва на объектах, где присутствует большое количество людей, тогда перед организаторами стоит вопрос, связанный с тем, как грамотно распределить ресурсы, точки притяжения людей с тем, чтобы было обеспечено их комфортное пребывание на объекте. Минимизировать скопление в какой-то одной области и при этом обеспечить доступ к тем сервисам, которые организаторы предусмотрели для посетителей данного объекта.

Перед организаторами порой стоит вопрос о том, как грамотно и правильно разместить точки входа зрителей на прилегающую территорию к большому спортивному объекту. Как грамотно разместить точки выхода? На самом деле оказывается, что это задача, которая требует внимания, причем внимания еще на стадии проектирования, потому что, когда мы уже имеем построенный объект, конечно, применение компьютерного моделирования показывает ошибки, однако исправлять их уже труднее. А когда мы это делаем на стадии проектирования, исправления стоят намного меньше денег и легче эти ошибки исправлять. Тем не менее на стадии проектирования и уже на стадии эксплуатации можно применять компьютерное моделирование для того, чтобы корректировать какие-либо элементы, связанные именно с организацией перемещения людей.

Если соотнести возможность моделировать пешеходное движение с возможностью развития пожара, то мы получаем еще более мощный инструмент для решения задач безопасности. В данном случае мы уже говорим конкретно о пожарной безопасности. Моделирование развития пожара позволяет нам определить, как скоро развивается пожар в здании. Моделирование в данном случае именно эвакуации нам позволяет ответить на вопрос: а сколько времени есть у людей или сколько времени им требуется для того, чтобы покинуть здание? Притом очевидно, если мы говорим про места массового пребывания, путь эвакуации не один — их несколько. Какие-то могут быть заблокированы, и тогда следует организовывать перераспределение зрителей по тем путям, которые оказываются все еще безопасными. Так вот, ответить на вопрос, какие пути будут безопасными, сколько времени они останутся безопасными, сколько потребуется на то, чтобы покинуть тот или иной участок здания во время пожара, — на все эти вопросы можно отвечать с помощью компьютерного моделирования.

У нас с самого начала строится трехмерная модель здания, подкладывается подложка и по ней в точности восстанавливается объект. В данном случае мы наблюдаем модель стадиона на 3000 зрителей. Сценарий был следующий: в фудкорте возникает пожар. Сейчас мы видим закрашенную область — от синего «безопасного» к красному «опасному» состоянию. В данном случае мы видим поле задымления. Т.е. оптическая плотность дыма, которая изменяет свое значение от 0 до 0,12 неперов на метр. Это значение, которое соответствует критическому в соответствии с действующими нормативными документами. Оно считается уже небезопасным для людей. Все, что ниже, является неопасным. И вот, у нас возникает задымление в зоне фудкорта. Начинается эвакуация. Очевидно, что использовать центральные выходы с трибуны мы не можем, потому что они непосредственно ведут в зону задымления. Поэтому люди пользуются боковыми выходами. На первом этапе мы обнаруживаем, что объемно-планировочное решение этого здания таково, что у нас здесь имеется отсечка, здесь стоят двери, которые отделяют одну зону коридора от второй зоны коридора. И эта самая отсечка, двери, спасают зрителей, выходящих через один из боковых выходов, от зоны, в которой происходит непосредственное развитие пожара. А вот с другой стороны ситуация иная: та же самая дверь чуть сдвинута, и зона пожара — развития, где у нас находится очаг и, собственно говоря, происходит массовое задымление, — не отделена от бокового выхода. И что мы видим? Вот уже на 155-й секунде мы видим, что у нас ситуация задымления возникла на путях эвакуации. Предвидеть этот факт о том, что здесь будет задымление в момент начала эвакуации, люди не могли. Очевидным выводом является следующее: вот такое применение, такое явление можно наблюдать заранее, когда мы применяем компьютерное моделирование, исследуем особенности в данном случае объемно-планировочного движения объекта.

И уже путем инструктирования персонала, который работает на объекте, прописывания в инструкции конкретных действий по управлению эвакуацией можно избежать такой ситуации.

Скопление людей само по себе, как таковое, даже без какой-то внешней причины уже само является элементом риска. Потому что какой-либо крик, стрессовая ситуация — кто-то упал, кто-то споткнулся — при таком массовом перемещении может являться причиной организации паники и нерационального движения, перемещения и действий людей. Вот отвечать на вопросы: «Сколько времени будет возможно такое скопление? Где оно может находиться? По причине чего оно может быть таковым?» — можно с помощью компьютерного моделирования пешеходного движения.

Исследователи ФИЦ «Институт цитологии и генетики СО РАН» с помощью технологии геномного редактирования в ходе одного из экспериментов получили мышей, которые абсолютно не страдают аллергией.

Изначально ученые прицельно меняли ДНК в кусочке генома, который часто трансформируется при онкологических заболеваниях, и хотели узнать, что происходит с тремя интересующими нас генами: как они регулируются, как меняется их активность и почему это приводит к образованию опухоли. Однако случилась не совсем запланированная модификация — она привела к тому, что у мышки исчезли тучные клетки. Это клетки иммунной системы, участвующие в ответе организма на аллерген, хотя у них есть и другие функции — например, борьба с глистными инвазиями.

«Конкретно такие животные ценны тем, что дают возможность приоткрыть какие-то новые, неизвестные еще механизмы развития аллергии, — комментирует ведущий научный сотрудник лаборатории генетики развития ФИЦ «ИЦиГ СО РАН» кандидат биологических наук Нариман Рашитович Баттулин. — Этих мышей можно тиражировать, модификация в геноме зафиксировалась и передается следующим поколениям. В более отдаленной перспективе это может помочь найти лекарство от аллергии».

Исследователи предполагают, что, скорее всего, у такой  генной трансформации есть и побочные эффекты — ведь в организме нет клеток, которые можно «безнаказанно» уничтожить. «Пока мы никаких дополнительных изменений не видим, — говорит Нариман Баттулин. — Для лучшего понимания этого нужны дальнейшие эксперименты. Мы будем заниматься изучением мышек без аллергии следующие три года — у нас есть грант РФФИ в размере 5 миллионов, полученный в сентябре».

Кстати, внешне такой зверек — черный, с белым пузиком. «Дело в том, что меланоциты, клетки, которые обеспечивают пигментацию кожи, в норме начинают расселяться со спины, когда эмбрион развивается, и к концу развития животные становятся полностью черными. У полученных нами мышек мелатоциты не успевают полностью покрыть шкурку, и остается белая полоска», — поясняет Нариман Баттулин.  

Технологии геномного редактирования, когда специалисты могут прицельно менять в геноме одни последовательности ДНК на другие, в настоящее время активно внедряются в научную практику. Это очень важно, ведь зачастую те или иные генные мутации, существующие в организме, могут спровоцировать развитие различных заболеваний. Чтобы понять, почему так происходит и как можно лечить недуги, нужно моделировать их на животных или на клеточных культурах.

В свое время Освальд Шпенглер заявлял, что западная цивилизация является единственным мировым локомотивом технического прогресса, и после ее неизбежного (по его мнению) заката технический прогресс канет в лету. Другие, не западные страны, считал он, не обладают внутренней, врожденной тягой к неуклонному техническому развитию, и как только Запад сойдет с исторической сцены, наступит неизбежный технологический упадок, погружение в новое средневековье.

В принципе, доля истины в утверждениях Шпенглера имеется. Сегодня мы наблюдаем, как в странах третьего мира набирает силу религиозный фундаментализм, замешанный на неприятии западных ценностей, в том числе всего того, что так или иначе связано с научно-техническим прогрессом – системы университетского образования, а равно и самой науки  и научной рациональности вообще. Нетрудно догадаться, к чему приведет на практике деятельность религиозных фанатиков. О прогрессе, действительно, придется забыть. И, скорее всего, ослабление культурного и экономического влияния со стороны Запада так или иначе будет приводить именно к такому результату.

Для начала зададимся вопросом: почему именно западные страны смогли встать на путь модернизации? Что в них было такого особенного, чего не было в обычных традиционных обществах?

Преимущество Запада выразилось, в первую очередь, в создании принципиально новых институтов, которые и стали мотором прогрессивного развития. Конкретные достижения в области науки и техники – это уже следствия, результаты. Величайшая иллюзия «догоняющих» стран именно в том и состоит, что прогресс они никак не связывают с этими институциональными преобразованиями. Якобы достаточно усвоить определенные технические достижения, выделить на них средства, как вы тут же попадете в клуб развитых стран или уподобитесь им в материальном отношении. Однако подобные преобразования отнюдь не свидетельствуют о прогрессивном развитии, ибо возникают в результате банального ПЕРЕРАСПРЕДЕЛЕНИЯ  РЕСУРСОВ: взяли из одного места – перенесли в другое (как вариант – купили технологию и воспроизвели готовое). Главная же сущность прогресса заключается не в перераспределении ресурсов, а в повышении эффективности их использования, в общем росте производственного «КПД», в снижении затрат и увеличении отдачи на единицу потраченной энергии и времени. Именно за счет высокой эффективности западные страны опередили страны Востока, где прогресс часто путали (и до сих пор путают) с технической гигантоманией. Строить гигантские пирамиды за счет подневольного населения – еще не значит развиваться. Подобное «развитие» в конечном итоге ведет к экономическому упадку.

Перераспределение – это вообще характерная черта традиционных обществ, в которых гигантские дворцы и храмовые комплексы могут существовать только на фоне многочисленных убогих хижин.

Наращивания материальных ценностей по-другому здесь не происходит. Чем грандиознее проекты – тем больше жертв им приносится, тем больше бросается в топку людских ресурсов. Именно поэтому традиционные цивилизации рушатся на пике своего показного величия – вследствие банального ресурсного истощения.

Безусловно, современная западная цивилизация, чье влияние распространяется по всему миру, несколько сглаживает ущерб от использования указанных архаических практик. Однако насколько велик потенциал развития самого Запада? Поскольку сама Европа вышла из такой же архаики традиционного уклада, есть ли гарантии, что она не вернется туда снова? 

О наступлении «нового средневековья» заговорили уже в середине прошлого века, а разговоры о кризисе западной цивилизации ведутся не менее ста лет. Есть ли вообще основания для таких суждений или мы просто имеем дело с маргинальными течениями философской мысли? История, казалось бы, убедительно свидетельствует о том, что цивилизации – смертны, каких бы высот при этом они ни достигали. Взлеты и падения Китайской империи, гибель Вавилонского царства и в особенности – Древнего Рима должны дать основания для таких размышлений: все циклично; и слава, и величие – преходящи. Однако при более детальном рассмотрении мы увидим явное несовпадение некоторых принципиально важных тенденций.

Становление традиционной цивилизации, рост ее могущества фактически совпадают с укреплением жестко централизованной, абсолютистской власти. Централизация позволяет осуществлять концентрацию ресурсов в определенных местах, а также добывать новые ресурсы за счет военной экспансии и грабежа соседей. Так появляется гигантомания и всякого рода впечатляющие объекты и разного рода «культурные достижения», с чем мы обычно связываем уровень развития. Когда на смену маленьким скромным дворцам приходят дворцы огромные и роскошные, мы соотносим такой переход именно с развитием, отмечая его как очевидный прогресс. При этом увеличение нищеты среди простонародья или ограбление других народов мы в свою оценку не включаем.

По существу, Европа шла тем же путем – до XIX столетия включительно. Но, отметим еще раз, что с крушением (или с изживанием) абсолютизма цивилизация здесь не рухнула. Наоборот, сам процесс модернизации, инновационный прорыв осуществлялись в условиях перехода от жесткого централизма и монархизма к формам представительной власти. Как раз на этом этапе аналогия с традиционными цивилизациями заканчивается. Чтобы современным западным странам точно воспроизвести судьбу Вавилона или Древнего Рима, необходимо выполнить одно непременное условие: ликвидировать демократические институты и централизовать власть. В позднем средневековье процессы развивались именно в этой последовательности, когда устанавливались абсолютистские режимы. И по идее, с их разложением и крушением должна была рухнуть и вся западная цивилизация, уступив место каким-нибудь агрессивным варварам. Не исключено, что европейским монархам удалось бы (благодаря концентрации и перераспределению ресурсов) довести уровень благоустройства своих столиц до римского уровня и построить такое же количество впечатляющих общественных зданий, разделив, в конечном итоге, печальную судьбу «вечного города».

Коренное изменение в сознании европейцев произошло только в связи с признанием идеи поступательного исторического развития, в свете чего появился привлекательный образ будущего, противопоставленного мрачному, «отсталому» прошлому. Мы не находим подобного восприятия истории ни у древних римлян, ни у древних вавилонян, ни у египтян, ни у китайцев.

Показательно в этом плане так же и то, что европейские монархи, несмотря на целенаправленное возвеличивание королевской власти, все-таки не рискнули объявить себя живыми богами на манер римских императоров. В принципе, простой народ чисто психологически вполне был готов к такому признанию. Не где-то, а в просвещенной Англии простолюдины долгое время, до XVIII столетия включительно, были уверены в том, будто прикосновение короля исцеляет от золотухи. Однако самим королям подобные почести становились противны. В итоге от сеансов массового «исцеления» пришлось отказаться.

Здесь мы видим весьма показательный тренд, связанный с процессами постепенной десакрализации государственной власти, чего совсем не наблюдалось в Древнем Риме за весь период его имперского «разложения». Во всех традиционных обществах «божественный» статус монарха ревностно защищался до самого конца. И даже если культ обожествленного монарха превращался в откровенный спектакль, к самому ритуалу относились весьма трепетно.

Приведенные факты не совсем вписываются в стройную шпенглеровскую концепцию относительно природы технической цивилизации, ставшей якобы результатом невозобновляемой растраты некоего потенциала, накопленного за предшествующий период. Однако нетрудно заметить, что сам тезис об «истощении» навеян как раз традиционными обществами, достигшими пика могущества. И к ним, как мы показали, этот термин действительно имеет прямое отношение.

В этой связи закономерно возникает следующее предположение: не является ли централизм и абсолютизм главной причиной упадка и гибели древних цивилизаций, причиной истощения ресурсов и следующих за ним социальных катаклизмов – с неизбежным падением материальной и политической культуры? Может, именно абсолютистская модель приводит к окостенению форм и тому негативному результату, который принято связывать с неизбежным разложением и упадком?

Совсем нельзя исключать того, что европейская модернизация как раз и стала самым адекватным ответом на такую угрозу, сложившуюся в эпоху абсолютизма. В противном случае нарастающее социальное напряжение знаменовалось бы всплеском дичайших суеверий, в результате чего «новое средневековье» могло бы запросто наступить к началу XIX столетия.

То, что сегодня техническая цивилизация столкнулась с серьезными вызовами, сомневаться не приходится никому. Речь, прежде всего, идет о решении так называемых глобальных проблем, связанных с последствиями техногенного воздействия на природу. Разрушение экосистемы, загрязнение воздуха, воды и почвы, опустынивание огромных территорий, гигантские свалки технологических отходов, угроза аварий на АЭС, использование вооружений чудовищной разрушительной силы – всё это как будто ставит под сомнение тот путь развития, который был указан странами Запада. Соответственно, под сомнение ставится и сам научно-технический прогресс, якобы не только враждебный окружающей среде, но и несовместимый с подлинной природой человека. Отсюда выстраивается дилемма – либо возврат в доиндустриальное состояние, либо глобальная экологическая катастрофа и массовая гибель всего человечества. Некоторые ученые даже договорились до того (как знаменитый физик Стивен Хокинг), будто уже сейчас необходимо ставить вопрос о бегстве на… другие планеты.

Вместе с тем важно отметить, что сложившаяся ситуация для Запада совершенно нестандартна. Однако, как мы уже заметили выше, ответ на нестандартную ситуацию должен быть таким же нестандартным, «креативным». Именно он и может создать условия для нового прорыва за счет очередной «порции» различных инноваций. Разумеется, однозначно ничего не запрограммировано, и конкретное решение будет зависеть только от конкретных людей. Но само решение – правильное решение – вполне возможно.

Олег Носков

В Международном томографическом центре начали изучать, как взаимодействуют между собой кровеносные сосуды. Поняв это, можно поставить более точный диагноз пациенту, который, например, страдает от головной боли или повышенного давления, и назначить ему правильное лечение.

Холодно, жарко – во время МРТ-исследования пациент может испытывать разные ощущения, и это нормально. Особенно после введения контраста: он как-бы «подсвечивает» ткани, позволяет увидеть мельчайшие изменения – границы, размеры, структуру патологии.

Татьяна Моноенко, корреспондент: «Такой томограф – единственный в Сибири. В чем его преимущества? Скорость сканирования и качество изображения. Это очень важно для тяжелых пациентов, пациентов с клаустрофобией, онкозаболеваниями, инсультами».

При помощи МРТ можно заглянуть еще глубже. Новосибирские ученые совместно с коллегами из московского НИИ неврологии и Института гидродинамики СО РАН начали изучать движение и взаимодействие между собой артериальной крови, венозной крови и цереброспинальной жидкости, которая окружает головной мозг.

Андрей Тулупов, заведующий лабораторией «МРТ-технологии» Международного томографического центра СО РАН: «Важно знать, как они циркулируют, как они взаимодействуют друг с другом – для определения причин заболевания центральной нервной системы, для определения того, как они развиваются, как развивается патогенез заболевания, и для понимания того, как пациента лечить».

Головная боль, слабость, онемение... Врачи отмечают: нарушения кровообращения головного мозга – сегодня у каждого второго. Выявить эти нарушения как можно раньше, понять, какое звено сломалось, помочь врачам выбрать тактику лечения – вот задачи ученых.

Ольга Богомякова, младший научный сотрудник лаборатории «МРТ-технологии» Международного томографического центра СО РАН: «Нужно пациенту оперативное вмешательство или его можно избежать? Поможет ли вообще? Есть ли прогрессия? Будет ли? Спрогнозировать ее: какой будет исход оперативного вмешательства? Сейчас эти вопросы до конца не решены в практике. Отсутствуют стандартные диагностические протоколы, не всегда хирурги с неврологами могут договориться».

В Международном томографическом центре в рамках научных исследований уже начинают набирать пациентов с гидроцефалией, внутричерепной гипертензией, инсультами: уже скоро, говорят ученые, они дадут более полную информацию о взаимодействии артериальной и венозной крови даже на уровне самых мелких сосудов, изменения в которых могут привести к большим проблемам. 

В Институте физики полупроводников им.  А.В. Ржанова  СО РАН прошло первое совещание специалистов института с департаментом промышленности, инноваций и предпринимательства мэрии Новосибирска и промышленными предприятиями города.

«Цель нашей встречи — познакомить руководителей производств и инженеров-технологов с современными разработками Сибирского отделения РАН. Мы планируем проводить такие совещания и на промышленных предприятиях, чтобы наладить более тесный контакт», —  сказал начальник департамента промышленности, инноваций и предпринимательства мэрии Новосибирска Александр Николаевич Люлько.

Он отметил, что место проведения совещания выбрано не случайно — на VI Международном форуме технологического развития «Технопром» мэр Новосибирска Анатолий Евгеньевич Локоть и представители муниципалитета увидели разработки ИФП СО РАН и пришли к выводу, что они могут пригодиться не только в промышленности, но и в городском хозяйстве.

Метод молекулярно-лучевой эпитаксии (одна из основных технологий в развитии современной полупроводниковой электроники), который постоянно совершенствуется в ИФП СО РАН, позволяет создавать новые, не существующие в природе материалы с заданными физико-химическими свойствами за счет наращивания атомов какого-либо вещества на поверхность другого типа.

«На сегодняшний день наш институт является поставщиком материалов для электронной промышленности: это и подложки “кремний на изоляторе” для радиационно-стойкой и экстремальной электроники, и многослойные гетероэпитаксиальные пленки для СВЧ-электроники, и фоточувствительные материалы на основе эпитаксиальных структур твердых растворов теллуридов кадмия и ртути для фотоэлектроники. Все вышеперечисленные технологии были разработаны по заказам промышленных предприятий. Сейчас ИФП СО РАН закрывает бОльшую часть потребности этих организаций в вышеупомянутых материалах», — сказал директор ИФП  СО РАН академик Александр Васильевич Латышев.

Разработку, потенциально применимую в системах досмотра (для обнаружения металлических предметов на человеке с расстояния более шестидесяти метров), представил ведущий инженер филиала ИФП СО РАН «Конструкторско-технологический институт прикладной микроэлектроники» и Института ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН, научный сотрудник аналитико-технологического инновационного центра «Высокие технологии и новые материалы» Новосибирского государственного университета Сергей Александрович Кузнецов: «Мы создали систему сканирования с использованием метода линейно-частотной модуляции, она позволяет получить детальное изображение любого металлического предмета в картонной коробке. Время построения “картинки” исчисляется минутами. Сейчас мы модернизируем систему сканирования, применяя жидкокристаллические технологии для изготовления оптических элементов, способных локально изменить фазу отраженного луча. Это дает возможность в реальном времени сделать систему сканирования луча в пространстве».

Также метод линейно-частотной модуляции позволяет точно определить расстояние до объекта и его скорость и  активно применяется для автомобильных радаров, работающих в диапазоне 76-77 гигагерц — в разработке сотрудников «КТИПМ» применяется радар на 140 гигагерц.

В завершение встречи Александр Люлько сообщил, что департамент промышленности, инноваций и предпринимательства выделил средства на гранты для молодых ученых на выполнение заказных задач для города, и предложил руководству ИФП СО РАН сформировать их в сотрудничестве с мэрией.

«В Москве недавно завершился Первый всероссийский форум “Умные города для устойчивого развития”, я презентовал на нем в том числе и разработки Сибирского отделения.  Интерес к ним очень большой, и многие города готовы выделять деньги для их внедрения», — добавил начальник департамента. 

Ключевая тема фестиваля NAUKA 0+ была объявлена на его торжественном открытии в Доме ученых СО РАН, собравшем школьников и молодежь Новосибирска. Главный федеральный инспектор по Новосибирской области Юрий Владимирович Семенов подчеркнул, что эта тема «…очень точно отражает ту грандиозную задачу, над решением которой трудятся органы власти всех уровней во взаимодействии с представителями науки и промышленности». Начальник департамента государственной научной и инновационной политики Министерства науки и высшего образования РФ Кирилл Евгеньевич Борисов передал заместителю губернатора Новосибирской области Сергею Александровичу Нелюбову  символический свиток-эстафету от Москвы, где фестиваль NAUKA 0+ уже завершился.

«Задача популяризации науки всегда была важной, — отметил мэр Новосибирска Анатолий Евгеньевич Локоть. — Это особый дар: простым человеческим языком объяснять самые сложные вещи». Примером тому градоначальник назвал нобелевского лауреата академика Жореса Ивановича Алфёрова, а присутствующих в зале школьников — будущим и надеждой Академгородка.

Председатель Сибирского отделения РАН академик Валентин Николаевич Пармон обозначил главную задачу фестиваля — добиться понимания молодежью того, что будущее страны зависит от возможности технологического прорыва, а все новые технологии, в свою очередь, базируются на достижениях науки.

«Мы собрались здесь в очень интересное время, — отметил глава СО РАН. — Новосибирск уже официально, первым лицом государства, назван научной столицей России. У нас уникальный конгломерат ученых, возможностей инновационной экономики и прекрасных университетов. Через 61 год после основания Академгородка мы надеемся, что он обретет второе дыхание, значительно увеличит свои масштабы, привлечет талантливую молодежь. Я надеюсь, что за пять лет здесь пройдут революционные изменения», — подчеркнул Валентин Пармон.

Сибирские ученые рассказали школьникам о крупнейших проектах «Академгородка 2.0», которые, по словам председателя СО РАН, согласованы с правительством России — Сибирском кольцевом источнике фотонов СКИФ, Междисциплинарном исследовательском комплексе аэрогидродинамики, машиностроения и энергетики, национальных центрах генетических технологий, центре ТРИЗ (изучение трудноизвлекаемых запасов углеводородов) и СНЦ ВВОД (высокопроизводительные вычисления, обработка и хранение данных). В частности, директор Института теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН член-корреспондент РАН Александр Николаевич Шиплюк остановился на том, какие задачи ученые должны решить для аэрокосмической отрасли, директор Института цитологии и генетики СО РАН член-корреспондент РАН Алексей Владимирович Кочетов — на роли науки о геноме в био-, медицинских и аграрных технологиях будущего, а заместитель директора Института нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука СО РАН доктор экономических наук Леонтий Викторович Эдер — на междисциплинарном подходе к решению проблемы добычи нефтей баженовской свиты.

Особое место в будущем «Академгородке 2.0» занимает Новосибирский государственный университет. Его ректор член-корреспондент РАН Михаил Петрович Федорук пригласил завтрашних выпускников школ и лицеев поступать в НГУ: «Я желаю вам как можно раньше начать приобщаться к науке, потому что ученый — самая удивительная профессия. Настоящей науки не существует без настоящего образования, и наоборот: не случайно спустя всего три месяца после создания Сибирского отделения Академии наук был учрежден и наш университет, основанный на вовлечении студентов в генерацию новых знаний. Если посмотреть на сегодняшний ландшафт Академгородка, то НГУ занимает на нем важнейшую позицию — около 70 % кадрового потенциала научных институтов составляют его выпускники». 

Молодежную аудиторию фестиваля NAUKA 0+ напутствовал заместитель председателя СО РАН академик Василий Михайлович Фомин: «Вы видите, что сделано за 60 лет. В ближайшие дни вам покажут, как выглядит сегодняшняя наука во множестве ее проявлений. Вам суждено ее развивать дальше, работать в Академгородке завтрашнего дня».

Фестиваль науки в Новосибирской области продлится до 26 октября, его программа насыщена днями открытых дверей и экскурсиями, лекциями и дискуссиями, выставками, квестами, научными шоу и другими событиями.

Именно под таким лозунгом ежегодно 20 октября отмечается Всемирный день борьбы с остеопорозом (World Osteoporosis Day). ВОЗ установила эту дату ещё в 1997 году. Хотя с тех пор число пациентов с таким диагнозом лишь выросло, сама болезнь по-прежнему зачастую остается незаметной для человека, пока не приводит к критическим последствиям. Поэтому остеопороз часто называют «тихой эпидемией XXI века». Однако это не значит, что заболевание оказалось вне сферы внимания медицинской науки – проводятся как исследования природы болезни, так и разработка эффективных способов ее диагностики и лечения. О некоторых результатах этой работы пойдет речь на III Академическом саммите с международным участием «Актуальные проблемы ревматологии» – 2018, который пройдет в Новосибирске 8-9 ноября 2018 года. Подробности – в интервью с ответственным секретарем оргкомитета саммита, зам. руководителя НИИ клинической и экспериментальной лимфологии (филиал ФИЦ «ИЦиГ СО РАН»), к.м.н. Максимом Королевым. 

– Максим Александрович, как проявляется остеопороз и почему его считают настолько серьезной проблемой, что даже отмечают Всемирный день борьбы с этим заболеванием?

– Остеопороз – метаболическое заболевание скелета, характеризующееся нарушением прочности кости, ведущее к высокому риску переломов. Собственно, само название берёт начало от двух греческих слов: «кость» и «рыхлый». Долгое время его считали несерьезным. Но, с одной стороны, увеличение продолжительности жизни ведет к его распространению. А с другой, по мере накопления данных об этой болезни и ее последствиях, стало понятно, что ее нельзя недооценивать. Приведу лишь один пример: значительную часть патологических переломов, вызванных остеопорозом, составляют переломы шейки бедра. Речь идет о пациентах разных возрастов, и начиная с 55-60 лет такая травма встречается достаточно часто.

Чем грозит человеку такая ситуация. Для успешного лечения перелома шейки бедра в результате остеопороза пациент должен быть прооперирован в первые два дня. Иначе высока вероятность последующей инвалидности, а 20 % тех, кто не получил специального лечения, умрут через год из-за последствий травмы – застойных пневмоний, тромбоэмболии и т.д.

И уже этот факт делает остеопороз ургентной (требующей безотлагательной медицинской помощи) болезнью. По данным ВОЗ, в Европе летальность, связанная с остеопоротическими переломами, превышает онкологическую (за исключением смертности от рака легкого). А женщины старше 45 лет проводят больше времени в больнице с остеопорозом, чем по поводу сахарного диабета, инфаркта миокарда и рака молочной железы.

– Остеопороз называют «тихой эпидемией», его действительно так трудно выявить?

– Согласно официальной статистике, в наши дни уже свыше 200 млн человек в мире страдают от остеопороза. Но это те, кому поставлен такой диагноз, и чаще всего это происходит, когда уже произошел первый патологический перелом, который, по сути, является даже не признаком заболевания, а его осложнением.

– Что такое патологический перелом?

– Это травма, которая возникает в условиях, когда ее по идее быть не должно. Классический пример – перелом вследствие падения с высоты собственного роста. Или резкого наклона, кашля, несильного удара о край стола. У человека с нормальным состоянием скелета все это перелома вызывать не должно, а вот если кости поражены остеопорозом, они вполне могут сломаться.

– Получается, до момента перелома каких-то явных признаков возникновения заболевания нет?

– Остеопороз проявляется в том, что кости начинают быстро терять кальций и другие элементы прочности. Но при этом уровень кальция в крови пациента остается нормальным. Поэтому заболевание можно обнаружить с помощью специальных методов диагностики, главным из которых является рентгеновская костная денситометрия. Но установок для проведения такого обследования не так уж и много, например, в Новосибирске их несколько, одна имеется в клинике нашего института. Есть также специально разработанный опросник – шкала FRAX (Fracture Risk Assessment Tool) ©, но ее применяют тоже не повсеместно. Еще один признак связан с вызываемыми остеопорозом компрессионными переломами позвонков, которые вызывают снижение роста. Если человек в течение года потерял в росте четыре сантиметра и более – можно практически со стопроцентной уверенностью говорить о наличии у него остеопороза.

– Можно ли выделить какие-то группы риска или сюда относятся все люди старше определенного возраста?

– Что касается первичного остеопороза, то, согласно данным ВОЗ, помимо собственно старения организма, развитию остеопороза могут способствовать нарушение и несбалансированность питания, курение, злоупотребление алкоголем, дефицит витамина Д, недостаточное потребление кальция, недостаточная физическая активность и еще ряд факторов. Но важно не забывать, что есть еще и т.н. вторичная форма заболевания, когда остеопороз выступает как осложнение при развитии других заболеваний. Как раз ее изучением и занимаются в НИИКЭЛ.

– О каких именно заболеваниях идет речь? И почему вы сосредоточились на этой форме остеопороза?

– Это ревматологические заболевания – например, ревматоидный артрит, болезнь Бехтерева и эндокринные: сахарный диабет, болезнь Иценко-Кушинга и др. И с этим связана одна важная проблема. На фоне этих заболеваний остеопороз развивается у людей среднего возраста и даже у молодых. Болезнь Бехтерева, к примеру, развивается преимущественно в возрасте 20-30 лет, пик возникновения ревматоидного артрита приходится на 40 лет.

Это тот возраст, когда физиологически остеопороз развиваться не должен. Поэтому методы диагностики, о которых я говорил ранее, таким пациентам подходят плохо: шкала FRAX© рассчитана на людей старше 40 лет, а для обработки результатов денситометрии у молодых нужны не классические, а специальные критерии, которые на сегодня еще плохо валидированы.

Очевидно, что для своевременной диагностики вторичной формы заболевания нужны новые методы. Решением этой задачи и занимаются в настоящий момент наши сотрудники. Эта работа поддержана Министерством науки и высшего образования РФ в рамках программы поисковых научных исследований.

– Можете рассказать об этой работе подробнее?

– Мы поставили себе задачу понять на момент постановки первичного диагноза, а угрожает ли вторичный остеопороз в принципе пациенту. Поскольку возникает он не всегда, а профилактика остеопороза стоит достаточно дорого и имеет свои побочные эффекты. И применять ее надо лишь в случае, когда это действительно необходимо. Такой подход укладывается в рамки персонифицированной медицины, определяя индивидуальную стратегию лечения для каждого конкретного пациента.

– И каким образом можно этого достичь?

– Мы взяли за основу метод диагностики с помощью иммунно-генетических маркеров. Биомаркеры имеют ряд очевидных преимуществ: они не меняются в течение жизни, не зависят от уровня активности заболевания, в то же время провести такой анализ не сложно с технологической точки зрения, и он достаточно дешев, чтобы его проведение было оправданным. Речь идет в основном о генах цитокинов, мы обследуем их полиморфизм (речь идет о 14-16 точках) и на основе полученной информации создаем сложный диагностический алгоритм, который с большой долей вероятности позволяет прогнозировать риск развития остеопороза, в том числе, вторичного. Располагая такой информацией, врач в дальнейшем может делать осознанный выбор стратегии лечения, добавляя в нее профилактику остеопороза или нет. Этот метод очень сильно отличается от классических подходов популяционной генетики, когда обследуется большая группа людей, пять-десять тысяч человек, и выводы делаются для некой популяции. Но проблема в том, что эти выводы практически невозможно применить к конкретному пациенту. Наш же метод напротив нацелен на отдельного пациента и в этом его главное достоинство с прикладной медицинской точки зрения.

Георгий Батухтин

Новосибирские ученые разработали новый метод и полуавтоматическое оборудование для подготовки проб для радиоуглеродного анализа на ускорительном масс-спектрометре. Созданная установка на порядок дешевле традиционно эксплуатируемой (сотни тысяч рублей вместо нескольких миллионов). Подробности опубликованы в журнале International Journal of Mass Spectrometry.

Методом ускорительной масc-cпектрометрии производится сверхчувствительный и точный анализ содержания редких долгоживущих изотопов, в частности радиоуглерода 14С. Измерение его концентрации используется для радиоуглеродного датирования в археологии и геологии, а также находит применение в экологии, криминалистике, биомедицинских исследованиях. Например, с помощью меток 14С определяется метаболизм новых лекарственных препаратов в ничтожно малых концентрациях (не оказывающих воздействия на организм), чтобы отобрать наиболее перспективные продукты.

Партию образцов тщательно готовят перед тем, как поместить в масс-спектрометр для подсчета атомов радиоуглерода, содержащихся в каждой пробе.

Археологи, геологи, медики могут принести на анализ фрагменты костей, пробы почвы или биоматериал. Из них предстоит выделить только углерод: для этого образец нужно сжечь, «поймать» выделившийся углекислый газ и «превратить» его в графит.

«Наша установка уникальна. Принцип ее работы и технология сборки созданы усилиями сотрудников Института катализа им. Г.К. Борескова СО РАН и Новосибирского государственного университета: старшим научным сотрудником кандидатом химических наук Алексеем Григорьевичем Окуневым, научным сотрудником кандидатом химических наук Петром Николаевичем Калинкиным, научным сотрудником кандидатом химических наук Антоном Игоревичем Лысиковым и инженером Дмитрием Викторовичем Кулешовым. Основная “фишка”: выделение CO2 из потока продуктов сгорания с помощью сорбента CaO, который при температуре в 600 оС полностью улавливает углекислый газ, — это так называемая селективная сорбция. В классическом методе пробоподготовки ставят громоздкие ловушки для остальных газов, а CO2 остается в системе. Вторая изюминка — полное и быстрое сжигание образца с помощью специального катализатора дожигания. Традиционно образец сжигают в присутствии оксида меди, такой метод не обеспечивает полное сгорание пробы», — рассказывает научный сотрудник лаборатории пробоподготовки и изотопного анализа Института археологии и этнографии СО РАН кандидат химических наук Ксения Александровна Сашкина.

Впервые установка была запущена в 2013 году, после этого она модернизировалась, для нее создавалась компьютерная программа, чтобы обработка образцов требовала минимального участия оператора. Затем, с 2015 по 2018 годы, велась как работа в штатном режиме, так и плановые испытания, которые показали хорошую воспроизводимость метода. 

«Сейчас таких приборов всего два: один находится в ЦКП “Геохронология кайнозоя” и используется для установления возраста археологических и геологических образцов, второй — в ИК СО РАН — для работы с “живыми” образцами биомедицинских исследований. Самая дорогая часть стенда — вакуумная система, насос с его импортными комплектующими, остальные детали отечественного производства», — объясняет инженер лаборатории радиоуглеродных методов анализа НГУ Дмитрий Викторович Кулешов.

Производительность одного такого прибора на данный момент составляет 20 проб в сутки, что делает его особенно перспективным для анализа биомедицинских образцов, большое количество которых нужно обрабатывать за ограниченное время.

Например, в 2016 году на лабораторных мышах было проведено исследование влияния аэрозолей (имитирующих городской воздух), «загрязненных» твердыми наночастицами полистирола с радиоуглеродными метками. Группе ученых из институтов СО РАН, НГУ и компании «Тион» удалось определить, что полистирольные наносферы накапливаются преимущественно в легких, в меньшей степени в печени, почках и головном мозге. Период выведения из легких составлял около полугода, что составляет крайне долгий срок с учетом жизни мышей.

«Установки, аналогичные нашей, мы можем делать и под заказ, они востребованы для подготовки проб к анализу на ускорительном масс-спектрометре, а он пока единственный в России. Я думаю, что сотрудники Института ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН могли бы производить и портативные масс-спектрометры, например для медицинских центров, и, конечно, тогда будет пользоваться спросом и наша разработка», — поясняет Ксения Сашкина.

Надежда Дмитриева