Селекция сельскохозяйственных культур занимает важное место в научно-исследовательской деятельности Института цитологии и генетики СО РАН на протяжении всей его истории. О новых направлениях этой работы рассказываем в очередном материале цикла, посвященного 10-летию образования ФИЦ ИЦиГ СО РАН.

Население Земли постоянно растет и, соответственно, растет спрос на сельхозпродукцию, а поскольку количество пахотных земель ограничено, необходимо повышать объем урожая, который на них собирают. Раньше эту задачу решали с помощью механизации работ, потом – за счет использования удобрений. Но их применение тоже имеет свои ограничения, поэтому на рубеже веков на первый план вышла работа по селекции новых, более продуктивных сортов, что не всегда возможно достичь с использованием только классических, проверенных веками методов.

Параллельно началось изменение климатических условий, которое требует быстрого реагирования. И снова методы традиционной селекции здесь не сильно подходят, поскольку они подразумевают работу над сортом в течение десятилетия и более. А это слишком долго в условиях меняющегося климата.

В результате, лучшие результаты получают те, кто сочетает в селекционной работе классику и современные генетические и клеточные технологии. «Основными среди них на сегодня являются маркер-ориентированная и геномная селекция, геномное редактирование и дигаплоидные технологии. Сотрудники ИЦиГ применяют в своей работе все вышеперечисленные технологии», – рассказала главный научный сотрудник лаборатории молекулярной генетики и цитогенетики растений ИЦиГ СО РАН, член-корр. РАН Елена Салина.

Первые две технологии основаны на том, что ученым известно некоторое число генов растения, связанных с конкретным его признаком (например, размером колоса или сроками колошения). И они могут определить, есть эти гены в растении, или нет. Отличаются друг от друга они числом маркеров: маркер-ориентированной селекции отбор идет по небольшому количеству маркеров к хозяйственно-ценным генам, обычно от одного до десяти, а в геномной – отбор ведется по геному и число маркеров от 15 тысяч и более. Но в обоих случаях в результате получается более целенаправленный отбор растений на ранних этапах селекции.

Это очень удобно, например, в работе с генами устойчивости к различным патогенам, потому что не всегда эти болезни проявляются в полевых испытаниях в полную силу и сложно правильно оценить защитный потенциал у новой линии.

Дигаплоидные технологии – это набор методов, который позволяет стабилизировать уже в первом поколении гибрида набор генов, полученных от родителей. В традиционной селекции отбор ведется в нескольких поколениях, чтобы убедиться, что необходимый признак закрепился в потомстве, полученном в результате гибридизации. А линии дигаплоидных растений уже после первого поколения являются непосредственными кандидатами в сорта, так как в них эти признаки уже закреплены.

После открытия метода редактирования Crispr/Cas9 стало очень быстро развиваться геномное редактирование, не обошла эта тенденция и селекционеров.

«Люди, далекие от селекции, склонны преувеличивать возможности и простоту применения редактирования генома. На самом деле, это очень сложная задача – правильно выбрать участок ДНК, который будет подвергаться редактированию. Напомню, что геном пшеницы в 5 раз превышает геном человека. Полное его секвенирование длилось много лет и только недавно завершилось, а работы по интерпретации результатов будут длиться еще долго. И это сильно ограничивает сегодняшние возможности мировой науки в его использовании для создания новых сортов. Тем не менее, это очень перспективная технология, поскольку, позволяет изменять или отключать практически любой ген и тем самым открывает большие возможности для создания экспериментальных моделей и улучшения свойств сельскохозяйственных культур», - объяснила Елена Салина.

Сегодня ученые ИЦиГ так или иначе применяют все четыре технологии в своей работе, что уже принесло ряд интересных результатов с зерновыми. А не так давно, с 2020 года ученые стали работать с относительно новой для них культурой – соей.

Соя – одна из ключевых культур мирового сельского хозяйства и важнейший источник растительного белка. Её семена содержат до 40% белка и около 20% жиров, что делает сою универсальным продуктом: из неё производят соевое масло, муку, корма для животных, а также широкий спектр продуктов для человека – от тофу и соевого молока до соевого соуса и изолятов белка для спортивного питания. Благодаря высокой питательной ценности и разнообразию переработки, соя обеспечивает значительную часть потребности мира в растительном белке.

Мировой рынок сои тесно связан с животноводством. Около 70–80% урожая идёт на производство соевого шрота – основного компонента комбикормов. Это позволяет выращивать больше мяса, молока и яиц при меньших затратах, а значит, делает сою важным элементом глобальной продовольственной цепочки. Без неё себестоимость животноводческой продукции значительно возросла бы, что напрямую сказалось бы на ценах для потребителей.

Неудивительно, что соя стала не просто сельскохозяйственной культурой, а стратегическим ресурсом, от которого зависит продовольственная безопасность миллиардов людей по всему миру. Традиционно крупнейшими производителями сои являются США, Бразилия и Аргентина.

Но с недавнего времени на российском рынке возник устойчивый запрос на создание отечественных сортов сои, связанный, как с сокращением импорта, так и с климатическими изменениями, которые значительно расширяют территории в России, пригодные для ее выращивания.

«Причем, возникла не просто потребность в сое, а в сортах с высоким содержанием белка и способных давать хорошие урожаи в наших условиях. Решать эту задачу взялся ИЦиГ в рамках федеральной научно-технической программы развития сельского хозяйства Российской Федерации, подпрограммы «Развитие селекции и семеноводства сельскохозяйственных культур РФ». Причем, наша роль в этом процессе - разработать генетические технологии, которые бы позволяли с высокой эффективностью создавать сорта с нужными параметрами», - подчеркнула Елена Салина.  

Поскольку ранее с соей ученые ИЦиГ не работали, первым делом наладили сотрудничество с коллегами из Селекционного центра СФНЦА РАН  и c Федеральным научным центром зернобобовых и крупяных культур , где проводятся работы по селекции сои.

Еще одной важной задачей было приспособить отработанные ранее на зерновых культурах генетические технологии для селекционной работы по сое. «У сои есть свои особенности. В первую очередь, с этим мы столкнулись при гибридизации, потому что гибридизация сои идёт сложнее, чем у зерновых культур. Если у зерновых выход гибридных растений больше 95%, то у сои это число существенно ниже. Поэтому мы используем дополнительные молекулярные маркеры, с помощью которых можно оценить, что полученный материал действительно гибридный. Но, конечно, это делает сам процесс более сложным и трудоемким. Вообще, соя более капризна, чем зерновые», - отметила Елена Салина.

Тем не менее, решить поставленную задачу сотрудники ИЦиГ планируют в самые сжатые сроки. Быстрее всего, идет процесс передачи самих технологий работы с соей в селекционные компании. Если такая компания имеет соответствующую базу и заинтересованность, это можно сделать в течение года (и такая работа уже ведется). При этом надо понимать, что часто таким небольшим компаниям выгоднее и проще сосредоточить у себя только часть селекционной работы с использованием генетических технологий, а ряд этапов, требующих установки очень дорогостоящего оборудования, отдать на подряд центрам, у которых оно уже есть и используется для разных задач, а не только селекции.

Параллельно в ИЦиГ идет работа и над созданием сортов собственной селекции. В прошлом году был передан на испытания первый такой сорт, созданный совместно с коллегами из СФНЦА. В планах – передать несколько еще через два года.

Но и на этом работа не закончится. Спрос на сою в ближайшие десятилетия, по прогнозам экспертов, будет только увеличиваться. На фоне климатических изменений и ограниченности земельных ресурсов именно растительные белки становятся всё более востребованными: их производство требует меньше воды, энергии и площади, чем производство мясной продукции.

Соя в этом плане является оптимальным решением, она сочетает высокое содержание белка с универсальностью применения. Кроме того, она занимает центральное место в быстро развивающемся сегменте растительных заменителей мяса и молочных продуктов. А значит, и у селекционеров будет много работы в этом направлении.

У Николая Ярмольчука была типичная для простого советского инженера того времени биография. Родился в 1898 году в сельской глубинке на западе Малороссии. Закончив школу, перебрался в Москву, работал монтером на Курском вокзале. После революции вступил в партию большевиков, даже поучаствовал в Гражданской войне, а затем – снова вернулся работать на железную дорогу.

После закончил Бауманское училище и Московский энергетический институт. Работал в Московском институте инженеров транспорта (МИИТ). Потом была Великая Отечественная война, которую он прошел от начала до конца. После Побед – вел кружок технического творчества при Доме пионеров Бауманского района Москвы.

Но есть в его биографии проект, благодаря которому он и вошел в историю. Еще во время работы на Курской железной дороге, у него возникла идея принципиально новой конструкции железнодорожного транспорта. И когда в 1929 году он попал в МИИТ, то сосредоточился именно на ее детальной разработке.

Так родился проект шаропоезда – изобретения, которое до сих пор считается инженерным чудом и мечтой эпохи индустриального прогресса.

Уже через месяц после прихода в МИИТ он удивил коллег: смастерил в своей лаборатории игрушечный поезд необычного вида и катал его по деревянному желобу. Впрочем, Ярмольчук не играл в загадки, напротив, всем заинтересовавшимся охотно объяснял свою необычную техническую идею.

В основе его изобретения двухколёсные вагоны, причём, каждое колесо его поезда представляло собой гигантский шар высотой с человеческий рост. Боковушки шаров – срезаны, здесь проходят оси и установлены электродвигатели. Два таких шара, «одетые» в резину, закреплены в голове и хвосте цилиндрического вагона. Шары выступают наружу через прорези в днище. Путь для шаропоезда Николай Григорьевич задумал в виде бетонного лотка полукруглой формы, поднятого на опорах над землёй.

По расчетам Ярмольчука такой новый вид транспорта имел существенные преимущества. Во-первых, замена рельс железобетонным желобом, позволяла в полтора раза уменьшить расход железа при строительстве магистрали. Во-вторых, эти желоба можно было заране отливать на заводе, а потом собирать готовые секции на местности, что в разы ускоряло процесс строительства (а значит, опять же, снижало его себестоимость).

Но главным преимуществом шаропоезда Ярмольчук считал его скорость – по его расчетам, она должна была достигать 300 км/час, а у грузовых составов и того больше. Это были фантастические по тем временам цифры.

Его лабораторная модель произвела неизгладимое впечатление на наркома Валериана Куйбышева и уже в марте 1931 года было принято решение в кратчайшие сроки организовать производство опытного шаровагона и испытательного шародрома. При Народном комиссариате путей сообщения был создан специальный отдел с длинным, но точным названием: «Бюро опытного строительства сверхскоростного транспорта по разработке и реализации изобретения Н.Г. Ярмольчука», сокращённо БОССТ.

Неподалёку от станции Северянин построили шародром, где коллектив нового бюро приступил к строительству первых прототипов. Внешне шаропоезд напоминал ракету с обтекаемым носом и цилиндрическим корпусом, чтобы уменьшить сопротивление воздуха при движении на высоких скоростях. Поезд был установлен на шароиды, оклеенные резиной и с электромоторами внутри.

Получалось, что вагон катился по желобу как двухколесный мотоцикл, только очень устойчивый из-за низкого центра тяжести, почти у самой земли. Обосновывая безопасность своей конструкции, инженер часто демонстрировала старинную русскую игрушку – Ваньку-встаньку.

Работа шла быстро и уже осенью следующего года Ярмольчук показал первую действующую модель шаропоезда. Она была в пять раз меньше тех поездов, что он планировал эксплуатировать и ехала со скоростью 70 км/час. Но и такая скорость для локомотивов той поры была очень хорошей, к тому же даже на таком мини-шаропоезде можно было прокатиться.

Один из испытателей вспоминал: «Когда я влез в узкий вагончик, меня мучили сомнения. Казалось, что поезд на быстром ходу должен соскочить с лотка, обязательно перевернуться. Ничего такого не случилось. Мягко, чуть покачиваясь, без привычного железного перестука колёс, поезд глотал пространство. На кривых он автоматически наклонялся, сохраняя равновесие, подобно велосипеду».

А у журналистов, которые вошли в число первых пассажиров, поездка и вовсе вызвала откровенный восторг. Корреспондент «Огонька» писал: «Вы можете влезть в маленький модельный жестяной вагончик. Лёжа вы поместитесь в нём. Для удобства внутри игрушечного вагона положен мягкий матрац. Вы мчитесь не по прямой, а по кругу. Вагон чуть-чуть кренится и снова выпрямляется».

Следующим этапом проекта стало представление его комиссии экспертов во главе с академиком Сергеем Чаплыгиным, одним из основоположников современной аэромеханики и аэродинамики, чье имя носит Сибирский научно-исследовательский институт авиации (СибНИА).

Ученый признал правильность расчетов инженера Ярмольчука и рекомендовал дальнейшее развитие проекта, а именно – строительство опытной железной дороги по системе Ярмольчука от Москвы до Ногинска. Речь шла о, так называемой, «дороге средних габаритов», с поездами уменьшенных размеров, с шарокатками диаметром два метра и скоростью движения 180 км/час.

Линия протяжением в полсотни километров связала бы со столицей промышленные районы Подмосковья. В Москве начальный пункт трассы намечалось устроить в Измайлове, вблизи станции метро и трамвайных остановок. За год шаропоезда должны были перевозить до пяти миллионов пассажиров.

Строительство должно было стартовать в 1933 году, но к нему так и не приступили. Главной причиной «заморозки» проекта стала критика со стороны железнодорожников во главе с их наркомом Лазарем Кагановичем.

Надо признать, что в их замечаниях было рациональное зерно, например, наледь, которая образовывалась в желобе зимой легко приводила к авариям. На полигоне ее убирали довольно быстро, но кто бы взял на себя регулярную и тщательную очистку пятидесяти километров опытной дороги, не говоря уже о более продолжительных магистралях. Были и другие замечания. Конечно, как указывал сам изобретатель, все эти проблемы имели свои решения, которые и можно было отработать в ходе опытной эксплуатации, но рисковать в такой стратегически важной отрасли как транспорт, никто не хотел.

В итоге, проект был окончательно закрыт в 1934 году и больше никогда не возобновлялся, несмотря на все старания Ярмольчука. Он даже построил вместе со своими воспитанниками из Дома пионеров еще одну действующую модель шаропоезда и представил ее на Всемирном фестивале молодёжи и студентов 1957 года, не помогло.  Последнюю попытку он предпринял уже в 1960-х годах, попытавшись попасть на прием к Косыгину. Но для обычного инженера на пенсии это оказалось невозможным.

Тем не менее, нельзя назвать Николая Ярмольчука изобретателем-неудачником, скорее инноватором, чьи идеи опередили время, но все равно оказали свое влияние на развитие транспорта. Да, сама идея шаропоезда в полном объеме не воплотилась в жизнь, но отдельные инженерные решения Ярмольчука оказались востребованными для других проектов. Для поездов на воздушной подушке строят пути как раз в форме желоба, резиновое покрытие колес используется в метро, а придуманные им для шаропоезда аэродинамические тормоза широко применяются в авиастроении.

А сам он стал первым, кто выдвинул уникальную идею, что поездам не обязательно ездить по двум чугунным рельсам. И дальнейшее развитие скоростного наземного транспорта показало, что это было верное направление мысли.

Сергей Исаев

Специалисты Института экспериментальной минералогии РАН им. Д.С. Коржинского (ИЭМ РАН) совместно с коллегами из Института вулканологии и сейсмологии ДВО РАН, Института ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН), Центра глубоководных исследований Института океанологии Китайской академии наук (Center of Deep Sea Research, Institute of Oceanology, Chinese Academy of Sciences), Университета Квебека (Sciences de la Terre, Université du Québec à Chicoutimi, Québec), Африканского исследовательского центра по изучению рудных систем Университета Витватерсранда (African Research Centre for Ore System Science (CORES), South Africa), Китайского университета геонаук (China University of Geosciences, Wuhan) и др. создали и впервые применили математическую модель, которая позволяет  оценивать вклад прямой кристаллизации элементов платиновой группы из силикатного расплава с помощью подсчета наноразмерных частиц платинометальных сплавов, образующих включения в хромите. Работа носит фундаментальный характер, но теоретический опыт исследователей может ускорить создание систем подсчета содержания ультрарассеянных металлов (главным образом, золота и платиноидов) в горных породах и месторождениях. Результаты опубликованы в Scientific Reports.  

«95% мировой добычи меди, никеля и металлов платиновой группы, в которую входит сама платина, рутений, родий, палладий, осмий и иридий, сосредоточены в Южной Африке (Бушвельдский комплекс), Канаде (бассейн Садбери) и в России (Норильский район). Именно норильские магматические тела, или интрузии, являются крупнейшим в мире источником добычи палладия и вторым по добыче никеля и платины, – прокомментировал кандидат геолого-минералогических наук научный сотрудник ИЭМ РАН Иван Чайка. – Образуются такие месторождения из мантийных магм, которые поднимаются в земную кору. Дальше внутри интрузии начинается процесс кристаллизации. В определенный момент на этом этапе может произойти разделение жидкой фракции (расплава) на силикатную и сульфидную составляющую. В силу физико-химических принципов многие редкие металлы проявляют халькофильные свойства, то есть весьма эффективно концентрируются в сульфидном расплаве. Так появляются целые группы месторождений разных металлов: меди, никеля и элементов платиновой группы. Однако, в отсутствии сульфидного расплава металлы платиновой группы остаются в рассеянном виде при валовом содержании менее 10^-8 % в магме. В силу этого их поведение в магмах до момента отделения сульфидной жидкости проследить крайне сложно. Считается, что в сульфид-недосыщенных системах платиноиды входят в состав минералов группы хромшпинели (хромит) как примесь в виде твердого раствора. Там они образуют мельчайшие частички собственных сплавов, которые также преимущественно встречаются в виде минеральных включений в хромите. Нам как исследователям интересно изучать все этапы формирования таких месторождений и то, где и как в них концентрируются металлы. Но если процесс, когда металлы собираются сульфидом, хорошо изучен и существуют способы его моделирования, в том числе численные, то как ведут себя платиноиды до того, как выделяется сульфид, не совсем понятно».

Моделирование дифференциации мантийных магм позволяет понять геологические и геохимические процессы, которые приводят к образованию месторождений металлов, а также разработать эффективные методы их переработки. Одна из задач данного исследования состояла в оценке относительного вклада прямой кристаллизации металлов платиновой группы. Для объекта исследования был выбран хромит, так как согласно более ранним работам именно этот минерал в силу кинетических факторов «собирает» в себя мельчайшие частички платинометальных сплавов.

«Платиноиды, например, железо-платиновые или осмий-иридиевые сплавы, могут концентрироваться в хромите в виде твердого раствора (химической примеси) и захватываться в него в виде мельчайших частичек собственных сплавов. Хотя ранее проводились работы, оценивающие роль вхождения платиноидов в хромит в виде твердого раствора, механизм прямой кристаллизации собственных минералов платиновых металлов упоминался как таковой, но не оценивался количественно. Наша работа в этом смысле является первой, – пояснил Иван Чайка. – В 2021 году мы ездили в экспедицию на Камчатку, где отобрали магматические вулканические породы – пикриты, которые идеально подходят для нашего исследования, так как обогащены металлами платиновой группы, не претерпели отделения сульфидной жидкости и в них же в большом количестве присутствует хромит. Часть металлов находится в хромите в виде твердого раствора, то есть металлы сидят прямо в кристаллической решетке минерала, а часть захватывается в него виде мелких включений сплавов. Дальше методом масс-спектрометрии с лазерной абляцией мы проанализировали примеси, которые есть в хромите, и поняли по сигналам спектрометра, что платиновые металлы распределены в нем неравномерно и, по-видимому, часто образуют собственные включения. Далее мы захотели посмотреть эти включения “вживую”, на электронном микроскопе, а не только в виде всплесков сигналов масс-спектрометрии. Для этого мы выделили концентрат хромита из пород, используя гравитационное обогащение, наподобие того, как старатели добывают золото. После мы залили хромит эпоксидной смолой и сделали срезы, или шлифы, для микроскопических исследований. Электронная микроскопия показала, что на срезах 100 000 зерен хромита есть в среднем 5-10 включений платиновых сплавов, что немного, но уже хорошо. Хотя мы ожидали, что их будет больше, этого было достаточно, чтобы вытянуть из имеющейся информации что-то количественное. Для этого мы применили и немного модернизировали принцип Делеса».

Принцип Делеса был сформулирован в XIX в. и широко применяется в петрографии – науке, изучающей состав горных пород. Он гласит, что при равномерном и случайном распределении неоднородностей, в данном случае включений металлов, их общее количество в объеме будет равно отношению площадей одной фазы к другой. Этот принцип очень полезен, так как в препаратах пород и минералов (шлифах) наблюдаются не полностью минералы и металлические включения в них, а только их плоские сечения. Принцип Делеса позволяет восстановить среднее сечение каждой структуры в шлифе и определить их относительное содержание. В данном случае специалистов интересовало отношение объема микровключений платиновых металлов к объему хромита, который их содержит. В ИЯФ СО РАН предложили ввести в исследование математический аппарат и при помощи компьютерного моделирования рассчитать, какую ошибку можно ожидать, проводя количественный анализ на основании небольшой статистики. Таким образом принцип Делеса был адаптирован под задачу.

«Принцип Делесса работает точно, только если определить относительные площади включений по всем шлифам, в противном случае можно только получить оценку, – прокомментировал младший научный сотрудник ИЯФ СО РАН Сергей Константинов. – А здесь сложность заключалась еще и в том, что и самих шлифов было немного, и включений металлов платиновой группы тоже – всего 19 штук на 200 000 хромитов. Условно, на одном квадратном метре поверхности шлифа доли квадратных миллиметров включений. Встал вопрос, а как правильно оценить общее количество платиновых включений и их распределение во всей породе, и какая будет ошибка измерений. Для этого мы провели компьютерное моделирование с учетом предложенных условий: редкое известное распределение включений в хромите, их случайная начальная ориентация в пространстве, а значит учет всех возможных положений включений. Также мы увидели в этой модели последствия “наггет эффекта”, который заключается в объемном доминировании больших включений, которых очень мало, но основной вклад в объем вносят именно они. Соответственно, если при исследовании шлифа вы не обнаружили такой “наггет”, значит вы сильно ошиблись в оценке относительного объема включений. В данном исследовании среди 19 маленьких включений было 2-3 больших, мы их учли и снизили еще и систематическую погрешность в определении площади включений. В итоге для 19 включений металлов платиновой группы мы получили ошибку измерения 30%».

По словам Ивана Чайки, в данной работе впервые была проведена оценка прямого вклада кристаллизации металлов платиновой группы в их баланс в сульфид-недосыщенных магмах, и главный ее результат состоит именно в развитии методов изучения этого геологического процесса. «Мы всегда хотим, чтобы исследование имело немедленное практическое применение, но пока что мы говорим об очень хорошей методологической подвижке в плане изучения геохимии ультраредких элементов в магматическом процессе. Я был поражен результатом и сперва не верил, что такое, на первый взгляд, небольшое количество индивидуальных измерений при непараметрическом распределении величины может дать погрешность, сопоставимую с погрешностью для сертифицированных методов анализа в геохимии ультраредких элементов», – добавил он.

Пресс-служба Института ядерной физики

Причиной некоторых тяжелых наследственных психических заболеваний являются мутации, снижающие активность триптофангидроксилазы 2 — ключевого фермента синтеза нейромедиатора серотонина. Сотрудники лаборатории фармакогенетики депрессий ФИЦ «Институт цитологии и генетики СО РАН» исследуют, на какие участки в молекуле мутантного фермента нужно воздействовать, чтобы он стал выполнять свою функцию корректно. В качестве соединений, которые способны помочь определить эти участки, ученые используют соли железа и марганца. Предварительные результаты исследования опубликованы в журналах «Бюллетень экспериментальной биологии и медицины» и Neurochemical Journal. 

Установлено, что причиной некоторых тяжелых наследственных болезней, в том числе и психических, являются мутации, нарушающие пространственную укладку (фолдинг) белковых молекул, которые контролируют ключевые физиологические функции в организме. Это приводит к изменению стабильности молекул, сокращает их время жизни и, как следствие, снижает функциональную активность. Одним из перспективных направлений терапии подобных наследственных заболеваний является использование фармакологических шаперонов — малых молекул, способных связываться с измененными молекулами белков, исправлять их фолдинг и восстанавливать их функции. 

Сотрудники ФИЦ ИЦиГ СО РАН впервые обнаружили, что ионы железа и марганца способны повышать стабильность триптофангидроксилазы 2 — ключевого фермента синтеза серотонина в мозге млекопитающих. В настоящее время при поддержке РНФ они интенсивно исследуют молекулярный механизм шаперонной активности этих ионов. Биологи считают, что железо и марганец вряд ли подойдут непосредственно для терапии психических нарушений, вызванных мутациями в гене триптофангидроксилазы 2, но зато они помогут выявить участки в молекуле этого белка, служащие мишенями для фармакологических шаперонов.

Триптофангидроксилаза 2 была выбрана неслучайно: с одной стороны, сотрудники лаборатории фармакогенетики депрессий ФИЦ ИЦиГ СО РАН являются мировыми лидерами в ее изучении, с другой — известен ряд мутаций, нарушающих пространственную структуру этого фермента и снижающих его активность.

«Мутации, снижающие функциональную активность белков, участвующих в нейрокоммуникации, могут приводить к разным последствиям: либо нокаут, отсутствие активного белка, что случается довольно редко, либо замена аминокислот нарушает пространственную структуру белка. В итоге он живет меньше, быстрее разрушается и в организме его постоянно не хватает. Мы ищем соединения, которые способны взаимодействовать с мутантной молекулой и восстанавливать ее пространственную структуру. Общие закономерности взаимодействия подобных соединений с белком всё еще неизвестны», — рассказывает заведующий лабораторией фармакогенетики депрессий ФИЦ ИЦиГ СО РАН доктор биологических наук Александр Викторович Куликов.

В конце 2023 года исследователи из ФИЦ ИЦиГ СО РАН впервые показали in vitro, что ионы железа способны стабилизировать молекулу триптофангидроксилазы 2. Они предположили, что хроническое введение ионов железа живым организмам будет повышать активность этого фермента в мозге. Предположение проверяли на рыбах Danio rerio: соли железа добавляли в воду аквариума в течение нескольких недель. К сожалению, оказалось, что эти соединения чрезвычайно токсичны для рыб. 

Шаперонная активность ионов двухвалентного марганца выяснилась совершенно случайно: биологи планировали создать модель болезни Паркинсона на рыбах путем их длительного содержания в воде с хлоридом марганца. Смоделировать признаки паркинсонизма не получилось, но зато выяснилось, что длительное действие больших концентраций ионов марганца у рыб увеличивает в их мозге активность триптофангидроксилаз. Кроме этого, было показано, что ионы марганца и железа способны стабилизировать молекулу этого фермента in vitro.

«Это совсем не значит, что ионами железа и марганца можно лечить тяжелые психопатологии, вызванные дефицитом триптофангидроксилазы 2. Хотя железо абсолютно необходимо для функционирования организма, его избыток является токсичным. Кроме того, ионы железа плохо проникают в мозг. Однако с помощью ионов железа и марганца можно узнать, какие участки в белке являются мишенями для шаперонов и как воздействие на них способно стабилизировать белок. Мы ищем эти участки, чтобы продлить жизнь фермента, сделать для него своеобразные “костыли” или “протезы”», — отмечает Александр Куликов.

Теперь перед учеными стоит задача детально изучить молекулярные механизмы шаперонной активности ионов марганца и железа. Планируется провести исследование на рекомбинантных белках, а затем построить компьютерную модель стабилизирующего действия ионов железа и марганца на молекулу триптофангидроксилазы 2. 

«Известно большое число ингибиторов триптофангидроксилазы (и многих других ферментов), но в настоящее время нет препаратов, способных восстановить сниженную мутацией активность фермента. Если нам удастся хоть немного пролить свет на то, как на самом деле работают фармакологические шапероны и на какие участки поврежденного фермента нужно воздействовать для коррекции его активности, это уже будет неким новым словом в области изучения наследственных заболеваний, в том числе и психических. Тогда со временем можно будет переходить к поиску нетоксичных для человека фармакологических соединений, способных восстанавливать активность фермента. Мы надеемся, что первые результаты будут известны уже после опытов с рекомбинантными белками, не исключено, что это получится сделать к концу текущего года. Я думаю, что такая задача подъемная, решаемая, мы работаем в этом направлении», — говорит младший научный сотрудник сектора генетических коллекций нейропатологий ФИЦ ИЦиГ СО РАН Валентина Сергеевна Евсюкова.

Исследование проводится в рамках гранта Российского научного фонда 24-15-00078. 

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

Диана Хомякова

Фото автора

Теория, согласно которой солнечная активность оказывает прямое влияние на нашу жизнь, может легко приобрести популярность в свете последних событий. Поразительно, что нынешнее буйство Солнца совпало с эскалацией военных конфликтов и неурядицами в мировой экономике. Причем всё это происходит на фоне продолжающихся климатических изменений, якобы сулящих масштабную экологическую катастрофу.

Сказанное неизбежно подталкивает нас к тому, чтобы обратить внимание на возможную связь между солнечной активностью и событиями катастрофического характера. С определенных пор теория о наличии такой связи считается вполне научной, хотя ее потенциал далеко не раскрыт. Напомним, что колебания солнечной активности имеет циклический характер. Продолжительность такого цикла составляет 10 – 12 лет и характеризуется изменением магнитного поля нашего светила от спокойного состояния к «буйному». В период «буйного» состояния на поверхности Солнца образуются темные пятна – обычные предвестники солнечных вспышек (то есть выброса энергии). По этой причине Солнечная активность отслеживается по наличию этих самых пятен.

Наблюдения за солнечными пятнами ведутся с начала XVII века, а примерно с середины XVIII века астрономы обратили внимание на цикличный характер появления этих пятен. С тех пор насчитали 25 таких циклов. В настоящее время мы «официально» живем в 25 цикле солнечной активности, который отсчитывают с декабря 2019 года. На тот момент солнечная активность находилась на минимуме. Максимум намечался на середину нынешнего года. Указанное астрономическое событие уже начинают связывать с боевыми действиями на Ближнем Востоке, происходящими на фоне тревожных разговоров об угрозе ядерной войны.

Столь мрачные предчувствия в какой-то мере перекликаются с историческими фактами, когда максимумы солнечной активности совпадали с различными кровавыми эксцессами. Впервые на связь между солнечной активностью и кризисными явлениями обратил внимание британский экономист Уильям Джевонс, живший в XIX веке.  По его наблюдениям примерно каждые 10 – 11 лет происходят «коммерческие кризисы» (по-современному – рецессии). Их причину Джевонс видел в том, что солнечные вспышки губительно сказывались на урожае, что, в свою очередь, приводило к обвалу рынков.

Позже, уже в 1920-е годы, наш соотечественник Александр Чижевский разработал стройную теорию о влиянии солнечной активности на возникновение войн и социальных потрясений. Он наглядно продемонстрировал такую закономерность, сопоставляя известные исторические события с максимумами солнечной активности. В частности, с этими максимумами совпали: Великая французская революция, революционные потрясения в Европе в 1830 году, такие же революционные потрясения в Европе 1848 года, Парижская коммуна 1871 года. Наконец, максимумы солнечных вспышек пришлись на 1917 – 1918 годы, когда произошли революционные потрясения в России и в Германии. Исламская революция в Иране 1979 года также совпадает с максимумом солнечного цикла.

В наше время сторонники «солнечной» теории пытаются распространить влияние нашего светила как на климатическую ситуацию в целом, так и на отдельные погодные явления, характерные для тех или иных регионов планеты. В принципе, о влиянии Солнца на климат нашей планеты ученые рассуждают давно. Однако наблюдаемое ныне глобальное потепление несколько выбивается из общего ряда. Как мы понимаем, попытки увязать его с солнечной активностью не укладываются в «генеральную линию» современной климатологии, где теперь безраздельно доминирует парниковая теория, то есть теория антропогенного влияния на климат. Нельзя сказать, что солнечная активность здесь никак не учитывается - ей просто не придается решающего значения. По крайней мере, ее не рассматривают в качестве причины нынешнего глобального потепления, начало которого связывают с промышленной революцией.

Большинство климатологов сошлись во мнении, что колебания солнечной активности в состоянии влиять на климатические системы, однако наблюдаемая величина этих колебаний никак не соотносится с теми величинами, которыми характеризуется рост глобальной температуры за последние полвека. Научные данные, включая 40-летние спутниковые наблюдения, показывают, что за указанный период приток солнечной энергии колебался в пределах 0,1 процента. Считается, что этого совсем недостаточно, чтобы вызвать процесс глобального потепления, идущего сейчас ускоренным темпами. То есть никакой строгой корреляции с циклами солнечной активности здесь нет.

В научном сообществе по данному вопросу уже сложился довольно устойчивый консенсус. Как утверждают специалисты NASA и МГЭИК, эффект, вызванный антропогенными парниковыми газами, более чем в 270 раз превышает любое воздействие Солнца со времен промышленной революции. К тому же, согласно исследованиям, с начала 1950-х годов солнечная активность не демонстрировала какого-либо заметного роста, чего никак не скажешь о глобальной температуре.

Подчеркиваем, такова сегодня позиция большинства ученых, так или иначе связанных с изучением климата. Тем не менее, скептики и аутсайдеры, не доверяющие парниковой теории, не намерены отступать. В их случае апелляция к солнечной активности считается принципиально важным положением, несмотря на то, что в глазах их оппонентов такое понимание причин глобального потепления воспринимается как явная архаика.

Может ли, в таком случае, «солнечная» теория составить сильную конкуренцию парниковой теории? Каковы здесь шансы? Как ни странно, но в последнее десятилетие аутсайдеры заметно активизировались. Причем, не только в пропагандистском ключе, но также и на строго научном поприще.

Так, только за период 2016 – 2017 годов в научных рецензируемых журналах было опубликовано более 650 статей, представляющих альтернативный взгляд на причины климатических изменений, то есть оспаривающих «консенсусную» точку зрения, где в качестве основной причины фигурирует концентрация парниковых газов. Представители указанного альтернативного направления пытаются увязать климатические изменения с естественными факторами, где на первое место как раз выдвигаются Солнце и колебания солнечной активности.

Прежде всего нельзя не обратить внимания на расстановку акцентов. Допустим, сторонники парниковой теории, рассуждая о таких экстремальных природных явлениях, как наводнения, засухи, ураганы, град и тому подобное, привычно ссылаются на глобальное потепление, считая, что такого объяснения вполне достаточно. Их оппоненты ведут себя более обстоятельно, пытаясь выявить связь между указанными явлениями и солнечной активностью. То есть там, где одни просто кивают на климатические изменения, другие указывают на Солнце. И надо признать, что в последнем случае естественнонаучного интереса может быть гораздо больше, чем в первом.

Показательны в этой связи сами подходы к интерпретации отдаленных событий, в истинности которых не сомневается ни одна из сторон. Наиболее примечательным примером является так называемый минимум Маундера – период с 1645 по 1715 год. Согласно тогдашним астрономическим наблюдениям, за этот период на Солнце наблюдалось очень мало пятен, что свидетельствует о весьма низкой солнечной активности. Указанное астрономическое событие, по мнению ученых, совпало с наступлением так называемого Малого ледникового периода, отмечавшегося суровыми зимами и прохладным летом.

Понятно, что сторонники «солнечной» теории напрямую увязали это похолодание с неактивным состоянием светила. Их оппоненты из «парникового» лагеря парируют данное утверждение, ссылаясь на возросшую в то время вулканическую активность. Известно, что вулканические выбросы снижают прозрачность земной атмосферы, тем самым содействуя похолоданию. Правда, остается вопрос: не связано ли пробуждение вулканов со снижением активности Солнца? Сторонники «солнечной» теории, судя по всему, готовы признать и такую взаимосвязь. Дескать, когда солнечная активность идет на понижение, начинается буйство в земных недрах.

Разумеется, подобные утверждения носят сугубо гипотетический характер (даже если произносятся с пафосом). И, честно говоря, пока у нас нет уверенности, что аутсайдеры окажутся правы. Здесь весьма трудно выделить абсолютно правую сторону. По большому счету, любая позиция может иметь как сильные, так и слабые стороны. Это в одинаковой мере относится и к сторонникам парниковой теории, и к их оппонентам.

Однако не в этом ли противостоянии мнений и позиций раскрывается подлинная суть науки? Согласимся с тем, что позитивная роль аутсайдеров не в том, что они вещают некие объективные истины, а в том, что критика и аргументы с их стороны не позволяют отдельно взятой теории превратиться в застывшую догму. Именно этим они и способствуют прогрессу научного знания. Климатология здесь не является исключением.

Николай Нестеров

Российская нефтесервисная компания «БурСервис» выступила инвестором важного для нефтегазовой отрасли проекта, в рамках которого между НГУ и компанией подписано соглашение о совместном создании и коммерциализации программного комплекса нового поколения для интерпретации сейсмической и другой геолого-геофизической информации с целью построения цифровых моделей месторождений. Пилотная версия нового ПО, готовая для внедрения на рынок, появится уже к концу 2025 года.

В настоящее время в сфере ПО для построения геолого-геофизических моделей месторождений углеводородов доминируют программные продукты западных компаний, которые ушли с российского рынка и прекратили поддержку своего ПО. Многие из данных продуктов за 30 лет стали отраслевым стандартом и легли в основу корпоративных решений всех ведущих нефтяных компаний России.

— БурСервис» и НГУ совместно решают задачу создать программный комплекс нового поколения, который обеспечит бесшовный переход российских предприятий нефтегазовой промышленности с западного ПО на отечественный продукт. У нашей компании накоплен богатый опыт работы с программным обеспечением, занимающим лидирующие позиции в отрасли как на международном, так и российском уровне. НГУ — один из ведущих вузов нашей страны, который обладает богатым научным наследием основателей геофизической науки и практики в нашей стране, а также современными научными достижениями, технологическими разработками и высококвалифицированными кадрами в области прикладной математики, геофизики, программирования, — отметил руководитель проекта со стороны «БурСервис» Станислав Копунов.

Разрабатываемый программный комплекс будет не просто сопоставим с западными аналогами, считающимися отраслевым стандартом, но и превосходить их по ряду параметров. В частности, реализуются лучшие практики из опыта российских и зарубежных компаний, в том числе на основе машинного обучения. Продукт будет создаваться на базе архитектуры, спроектированной разработчиками Новосибирского государственного университета. Комплекс будет основан на открытой системе управления базами данных PostgreSQL и обеспечит многопользовательский распределенный доступ, а современный технологический стек гарантирует кроссплатформенность и совместимость с различными операционными системами, включая отечественные.

 — Это редкий случай в практике российских университетов, когда вуз и частный бизнес договариваются о совместном развитии крупного программного комплекса и его продвижении в отрасль. Это пример того, как научная разработка в области геолого-геофизического моделирования месторождений углеводородов после соответствующей доработки и адаптации находит дальнейшее развитие и внедряется в реальный сектор экономики, — прокомментировал директор Передовой инженерной школы НГУ Сергей Головин.

Сотрудничество НГУ и «БурСервиса» предполагает совместную работу не только по созданию программного комплекса, но и дальнейшей его модернизации, совершенствованию и поддержке.

Пресс-служба Новосибирского государственного университета

Интересное совпадение: 13 июня стало днем израильской атаки на Иран, грозящей повысить цены на нефть. И в тот же день в США Агентство по охране окружающей среды выкатило нефтеперерабатывающим компаниям более жесткие требования относительно доли биотоплива, которое необходимо добавлять в обычное дизельное топливо и бензин. Со следующего года эта доля должна увеличиться до 24 миллиардов галлонов – что на 8% больше, чем было запланировано на 2025 год.

Таким образом, администрация Трампа, скептически относящаяся ко всяким «зеленым» альтернативам, по данному пункту проявила демонстративную решимость. Выясняется, что указанный вид «возобновляемого топлива» находится для нее в приоритете – в отличие от других «чистых» источников энергии. Трамп мотивирует такое решение как минимум двумя причинами. С одной стороны, увеличивая производство биотоплива внутри страны, он рассчитывает тем самым снизить объемы импортных поставок, ограждая тем самым отечественных производителей от иностранных конкурентов. С другой стороны, это даст некоторую поддержку сельским хозяйствам, специализирующимся на выращивании соответствующих культур.

Как подчеркивают аналитики (возможно, не без сарказма), это – первая важная веха Трампа в поддержке возобновляемых источников энергии в нынешнем году. По идее, новые квоты должны повысить интерес производителей к биотопливу. Не удивительно, что сразу же пошли в рост акции компаний, занимающихся производством таких продуктов. И что самое показательное, эти планы получили открытое одобрение с их стороны, что наводит на мысль о целенаправленном влиянии лоббистских групп.

Важно подчеркнуть, что установленные квоты вполне устраивают крупные нефтеперерабатывающие компании, давно уже установившие прочные связи с такими же крупными производителями биотоплива. В проигрыше остаются небольшие компании, не имеющие соответствующих производственных мощностей для смешивания. По мнению некоторых экспертов, в перспективе это может привести к упадку независимой частной нефтепереработки. А значит, цены на топливо могут вырасти – вопреки ожиданиям действующей администрации.

Возможно, российскому читателю трудно вникнуть в суть этих американских топливных коллизий, поскольку многим из нас не совсем понятна история с квотами на добавление биотоплива. Это происходит потому, что наша страна достаточно сильно отстает в развитии указанного направления. Дело в том, что в США (и не только) давно уже разбавляют традиционные жидкие топлива из нефти (дизель и бензин) жидким горючим из растительного и иного «возобновляемого» сырья.

С начала нынешнего столетия рост производства биотоплива в США оказался стремительным. Не в последнюю очередь это было связано с установлением так называемого Стандарта на Возобновляемое Топливо (Renewable Fuel Standard). В первом десятилетии указанный рост ознаменовался быстрым увеличением производства этанола из кукурузы. К 2010 году использование кукурузы для производства спирта стабилизировалось, а впоследствии его доля стала слегка снижаться на фоне роста производства биодизеля на основе биомассы.

Естественно, данная отрасль начала столь бурно развиваться как раз благодаря тому, что государство давало ей «зеленый свет», всячески стимулируя и поощряя (не забывая и о методе «кнута», конечно же). Так, Стандарт на Возобновляемое Топливо прямо предполагал постепенную замену традиционного дизельного топлива из нефти топливом из возобновляемых ресурсов. С 2007 года компании, занятые нефтепереработкой, были обязаны учитывать эти «альтернативные» ресурсы. Им надлежало либо самим заняться таким видом производства (то есть, выражаясь научно, диверсифицировать свой бизнес), либо оплачивать соответствующие суммы, измеряемые в единицах этого самого «возобновляемого» топлива. Именно таким путем в США формировался рынок «альтернативного» горючего. Результаты не заставили себя ждать. Если в 2006 году объемы произведенного биотоплива составляли четыре миллиарда галлонов, то уже к 2022 году они выросли до 36 миллиардов галлонов.

Первоначально большая часть обязательств выполнялась за счет кукурузного этанола. Он до сих пор является доминирующим видом биотоплива на территории США, но его доля, как мы сказали, постепенно уменьшается. Производят его путем обычной дистилляции спиртосодержащей «бражки», полученной из ферментированного кукурузного крахмала. В других странах его чаще всего получают из древесной целлюлозы, но в США в дело в основном пускают кукурузу (вспомним о государственной поддержке фермеров). По данным американского Министерства энергетики, примерно 98% коммерческого бензина в Соединенных Штатах содержат такой этанол.

Обычно его доля в горючей смеси не превышает десяти процентов. Однако это дает повод для критики: ведь производство этанола сопряжено с энергетическими затратами. В чем тогда выгода? Представители Минэнерго парируют эти выпады тем, что биоэтанол из кукурузы имеет «положительный энергетический баланс», то есть при сжигании он дает больше энергии, чем было затрачено на его производство. Чтобы оценить масштабы, отметим, что в 2012 году для производства биоэтанола было использовано примерно 40% кукурузы, выращенной в этой стране.

В последнее время кукурузные этанол стал слегка сдавать позиции другим видам биотоплива – так называемому биодизелю и возобновляемому дизельному топливу. Оба они получаются из различных видом масел или жира. Биодизель можно смешивать с обычным дизельным топливом из нефти в соотношении один к пяти (не больше). Использование такой смеси не требует специальной перенастройки двигателя. Что касается возобновляемого дизельного топлива, то химически оно идентично обычному дизельному топливу, благодаря чему его можно использовать в чистом виде без всякой перенастройки двигателя и даже транспортировать по трубопроводам.

В США для производства указанных видов биотоплива в основном используется соевое масло, хотя производить их можно и из других видов сырья – пальмового масла, кукурузного масла, рапсового масла, отработанного растительного масла (которого много в ресторанах) и даже из свиного жира. Если говорить о соевом масле, то в США его доля в производстве указанных видов топлива к 2022 году составила почти 45% от общих объемов всего соевого масла, производимого в этой стране. Как мы понимаем, это еще один весомый вклад в поддержку американского сельхозпроизводителя (помимо тех, кто выращивает кукурузу).

Как видим, администрация Трампа намерена выдерживать эту линию, и даже дополнительно содействовать увеличению объемов производства биотоплива. Насколько это экономически оправданно, обсуждать не будем. Возможно, использование пищевого сырья – не самое лучшее решение, даже если оно выгодно сельхозпроизводителям. В то же время использование альтернативных видов жидких топлив, получаемых из возобновляемой органики, – весьма позитивный тренд, особенно в том случае, если здесь применяется непищевое сырье (да еще в виде отходов).

В этой связи напомним об одной разработке ученых новосибирского Академгородка, которая имеет значение как раз в указанном контексте. Мы писали об этом примерно десять лет назад. Речь идет о технологии производства биоэтанола из соломы, разработанной учеными Института химии твердого тела и механохимии СО РАН. Солому измельчали на специальных мельницах, затем особым способом отделяли фракции, содержащие целлюлозу, от фракций, содержащих лигнин. Фракции, содержащие целлюлозу, подвергались ферментации (после разбавления водой), после чего полученная спиртосодержащая жидкость («бражка») шла на дистилляцию. Аналогичные эксперименты проводили не только с соломой, но и с другими растительными отходами. Учитывая объемы этих отходов, разработанная сибирскими учеными технология производства биоэтанола на их основе являлась очень важным прецедентом.

Как мы понимаем, чтобы поддержать развитие данного направления, нашей стране не помешал бы некий аналог американского Стандарта на Возобновляемое Топливо. Смеем надеяться, что в этом плане администрация Трампа способна подать хороший пример и нашим властям.

Константин Шабанов

В Новосибирской области выполнили первую в России имплантацию полностью отечественного модульного протеза нижней конечности.

Это результат (https://www.meshalkin.ru/onkokhirurgi-tsentra-vypolnili-pervuyu-v-rossii...) стал возможным благодаря взаимодействию ученых-онкологов НМИЦ им.ак. Е.Н.Мешалкина и  резидента новосибирского Академпарка при содействии Правительства НСО.

Первым пациентом, которому установили протез нижних конечностей стал 36-летний новосибирец Александр. Опухоль бедренной кости у него обнаружили осенью после того, как в результате незначительной травмы произошел перелом коленного сустава.

Компания «Логикс МС» является резидентом технопарка новосибирского Академгородка и получает поддержку регионального Правительства. В прошлом году после аналогичной клинической апробации на базе Центра Мешалкина этим же производителем успешно зарегистрирована для использования в клиниках России модульная система для эндопротезирования верхней конечности. А в целом изделия компании, разработанные совместно с научными институтами Новосибирска и России, уже покрывают все потребности ортопедов и все возможные локализации – из них можно составить скелет человека, в том числе изготовить системы для оказания хирургической помощи больным с приобретенными дефектами костей черепа.

Как отметил министр науки и инновационной политики Новосибирской области Вадим Васильев, проведенная в Центре Мешалкина первая в России имплантация полностью отечественного модульного протеза нижней конечности – это не просто медицинский прорыв. Это яркий пример успешной реализации модели «наука — индустрия — клиническая практика», которая является основой современной инновационной экосистемы Новосибирской области и всей страны.

"Компания - резидент технопарка новосибирского Академгородка – один из наших ключевых партнеров в сфере импортозамещения критически важных медицинских изделий. Правительство Новосибирской области оказывает компании системную поддержку. В частности, в 2023-2024 годах инноваторы получили финансовую поддержку по линии нашего министерства в форме субсидии на осуществление трансфера технологий. Ежегодно министерство науки и инновационной политики Новосибирской области оказывает поддержку инновационным компаниям, реализующим проекты в самых различных отраслях. Объем средств в бюджете последние три года составляет 170 млн рублей. Эта поддержка направлена на преодоление так называемой "долины смерти" между разработкой и внедрением, что особенно критично для сложных медицинских изделий", - прокомментировал Вадим Васильев.

«Операция прошла успешно, –  рассказывает хирург-онколог, ведущий научный сотрудник научного отдела онкологии и радиотерапии НМИЦ им. ак. Е.Н.Мешалкина Минздрава России Александр Жеравин. –  Пациент сейчас восстанавливается, уже может передвигаться с помощью костылей с частичной опорой на оперированную ногу.  Далее он будет проходить реабилитацию под нашем контролем. Хочу подчеркнуть, что качество этих эндопротезов ни в чем не уступает современным модульным конструкциям ведущих зарубежных производителей, которыми мы ранее активно пользовались. После того, как эти изделия ушли с нашего рынка, потребность в них лишь частично покрывается китайской продукцией, имеющей определенные недостатки и ограничения. А реальная потребность онкоортопедии в России сегодня – порядка 2000 эндопротезов нижних конечностей для взрослых в год».

Фото: пресс-служба НМИЦ им.ак. Е.Н. Мешалкина

Не так давно мы писали о довоенном развитии советской ветроэнергетики. Напомним, что развитию данного направления был посвящен отдельный пункт резолюции XVIII съезда ВКП (б), состоявшегося в марте 1939 года. А уже в мае того же года Экономический совет при СНК вынес постановление «О развитии производства ветряных двигателей и организации ветроиспользования в СССР». Согласно данному постановлению, надлежало серьезно расширить производственную базу по выпуску ветряков, доведя к 1942 году их суммарную мощность до 117 МВт в год.

Война нарушила эти планы, однако после войны к ним сразу же вернулись. То есть ветроэнергетика рассматривалась тогдашним руководством страны как достаточно важное направление развития энергетической отрасли.

Отметим, что нынешние российские апологеты ВИЭ, предлагающие заняться строительством огромных ветропарков (прямо на европейский манер) в своей пропаганде «зеленых» стратегий нередко ссылаются на этот советский опыт. Тем самым они пытаются обозначить некую преемственность между советскими энергетическим программами и современными планами по развитию ВИЭ. Дескать, ветроэнергетика – совсем не чуждое для нас дело, а потому будто бы есть все основания развернуть его с большим размахом.

Однако в таких заявлениях есть доля лукавства, поскольку преемственности между самими подходами к развитию ветроэнергетики нет совершенно. В концептуальном плане имеются принципиальные расхождения. В советские годы применение ветра покоилось на совершенно иных мотивациях, никак не связанных с теми идеями, что лежат в основе современной «зеленой революции».

Вот один показательный момент. Опыт войны убедительно продемонстрировал, что те сельские предприятия, которые заблаговременно обзавелись ветродвигателями, в наименьшей степени страдали от перебоя поставок электроэнергии и топлива. Конечно, в плане снабжения энергией ветряк – далеко не идеальное решение. Но в условиях войны, когда нарушается стабильность поставок, ветер становится одним из самых надежных и дешевых источников энергии. Как мы понимаем, удар со стороны противника по подстанциям и машинным залам крупных ТЭС и ГЭС в состоянии лишить электричества тысячи людей и десятки предприятий. Но распределенную ветряную генерацию невозможно «погасить» одним таким ударом. А целенаправленно взрывать тысячи ветряков, рассредоточенных на огромных площадях, вряд ли кому придет в голову.

В послевоенных советских публикациях, посвященных ветряной энергетике, этот момент подчеркивался особо. Вдобавок ко всему, вынужденная нехватка жидкого топлива успешно компенсировалась применением ветродвигателей, если речь шла об обеспечении энергией различных стационарных сельскохозяйственных работ: водоснабжения (работа водяных насосов), молотьбы, полива огородов, приготовления кормов и т.д. Способ, конечно, стародавний, но он позволял сельским труженикам еще с довоенной поры неплохо экономить на привозных энергоресурсах. Правда, в отличие от стародавних времен, когда использовались примитивные ветряные мельницы, специально спроектированные ветряки отличались уже заметной большей эффективностью. И, тем не менее, прерывистость их работы вынуждала использовать такую технику с оговорками. Именно так обстояли дела в Советском Союзе.

Мы специально заостряем внимание на этом моменте, поскольку он имел основополагающее значение в самой советской концепции использования ветра в качестве источника энергии.  Советские специалисты, принимая во внимание непостоянство энергии ветра по силе и времени, делали расчет не на определенную по величине мощность, а на работу, которую можно получить без затраты топлива или эквивалента гидроэнергии.  То есть изначально определялась возможная экономия топливных и иных энергетических ресурсов. Именно этот момент ставился во главу угла. Это важно понимать отчетливо, поскольку – в отличие от нынешних подходов к ветроэнергетике – указанная концепция не давала никаких оснований бравировать установленной мощностью ветряков как принципиально важным показателем. Как подчеркивал академик А. Винтер, ветродвигатель не может быть установлен для получения определенной, наперед заданной мощности. Следовательно, ветродвигатель целесообразно использовать там, где производственные процессы допускают без хозяйственного ущерба перерывы, связанные со штилем, очень слабым ветром или, наоборот, с бурей.

Учитывая сказанное, в советские годы намеревались проводить экспериментальные исследования в целях выявления наиболее рациональной схемы и режима работы ветроэлектрических станций. Только на этой научной основе мог решиться вопрос их широкого применения в колхозах и совхозах. Что касается ветродвигателей с механическим приводом, то возможности и рентабельность их использования уже в то время не требовала каких-либо доказательств.

В послевоенных научных публикациях всячески подчеркивалось, что социалистическое плановое хозяйство стремится к наиболее полному и рациональному использованию ВСЕХ природных ресурсов – как сырьевых, так и энергетических. Энергия ветра рассматривалась как очень серьезный, но в то же время – местный ресурс. То есть даже в теории не предполагалось никакого противопоставления ветроэнергетики тепловым электростанциям (как это происходит в рамках современной «зеленой» доктрины).

Если здесь и можно говорить о какой-то преемственности, то в этой связи стоит упомянуть имя Николая Жуковского – знаменитого русского ученого, основателя аэродинамики. Именно он впервые разработал теорию ветряного двигателя, на основе которой его ближайшие ученики создали в дальнейшем оригинальные отечественные конструкции данных устройств. И как мы уже писали ранее, в довоенные годы у нас в стране было налажено серийное производство некоторых моделей ветродвигателей.

Сразу же после войны был принят новый пятилетний план развития народного хозяйства, предусматривавший, в том числе, полное восстановление довоенного парка ветросиловых установок и ввод в эксплуатацию порядка 46 тысяч ветродвигателей разных марок. Уже в 1945 году при Техническом совете Министерства электростанций СССР была организована комиссия из специалистов–ветротехников под председательством академика А. Винтера. В ее задачу входил профессиональный отбор наиболее совершенных и проверенных марок ветродвигателей. К концу 1945 году этой комиссией было изучено порядка 40 типов ветросиловых установок, пять из них – рекомендовано к производству.

Параллельно та же комиссия принимала участие в подготовке материалов по развитию использования энергии ветра в новой пятилетке и разрабатывала рекомендации по всему комплексу необходимых организационно-технических мероприятий.

С 1946 года советские заводы начали выпуск ветроэлектрического агрегата марки ВД-3,5 мощностью 1 КВт для мелкой электрификации отдельных объектов. Уже в начале 1947 года несколько сотен таких агрегатов было смонтировано в колхозах РСФСР, Украины, Белоруссии, на рыбных промыслах Каспийского и Северного бассейнов и на некоторых полярных станциях Главсевморпути.

Также началось производство ветродвигателя ТВ-8 на шесть лошадиных сил (4,4 КВт) для работы на механический привод и универсальной ветросиловой установки Д-12 на 12 лошадиных сил (8,8 КВт) для комплексного использования на механический и электрический приводы.

Ветродвигатель ТВ-8 использовался в основном для обеспечения работы водяных насосов и молотилок. Важное значение такие ветроустановки имели при осушении заболоченных участков. Осушительная ветронасосная станция с таким двигателем могла поднять на высоту 5 метров до 30 кубов воды в час и при этом (что очень важно) совершенно не нуждаться в аккумулирующих устройствах, что предельно упрощало ее эксплуатацию.

Универсальный ветродвигатель Д-12 по тем временам считался вполне современной машиной. Он мог, например, весьма успешно работать с центробежным насосом для полива. Одной такой установки было достаточно для орошения участка огородных культур площадью до 11 га. С таким же успехом данная машина вращала электрический генератор и некоторые простейшие устройства для приготовления кормов.

Большое распространение ветродвигатели этой марки получили в системе Главсевморпути для электрификации полярных станций. Отмечалось, что интенсивный ветровой режим Арктики создает весьма благоприятные условия для массового внедрения таких ветроустановок как основных источников электроэнергии для бытовых потребностей и многих технологических процессов. Так, на полярной станции мыса Желания Д-12 постоянно обслуживал передатчик радиостанции, токарный станок с электроприводом, электромотор водопровода и 87 световых точек для освещения территории станции и помещения зимовщиков. К началу 1947 года вдоль всей трассы Северного морского пути - от Баренцева моря до Берингова пролива - работало несколько десятков ветродвигателей данного типа.

По подсчетам тех лет, для обеспечения хотя бы половины стационарных сельскохозяйственных работ энергией ветра потребовалось бы 977 тысяч ветросиловых агрегатов со средней мощностью в 4,4 КВт. Это позволило бы высвободить для работы непосредственно в поле почти полмиллиона человек и 750 тысяч лошадей, а также ежегодно экономить 1 360 тысяч тонн горючего!

Как видим, советские специалисты руководствовались в этом деле весьма прозаическими, но в то же время – абсолютно понятными целевыми показателями. Не хочется здесь иронизировать, но такие показатели кажутся куда более рациональными, нежели современные подсчеты снижения углеродных выбросов. В этом заключается еще одно кардинальное отличие советской «зеленой» энергетики от того, что нам предлагают делать сейчас.

Николай Нестеров

Руководство Российского центра научной информации (РЦНИ) объявило, что в конце 2025 года заработает Единый государственный перечень научных изданий (ЕГПНИ). Напомним, что после ухода из России международных библиометрических платформ научной информации – Scopus и Web of Science – научная сфера в РФ оказалась как будто в неизвестной ранее реальности: с чем сравнивать уровень развития науки, достижений отечественных ученых? Другими словами, потеряна была точка отсчета. Или по крайней мере сильно размыта.

Довольно оперативно Межведомственная рабочая группа Минобрнауки (представители Российской академии наук, РЦНИ, отечественных вузов и научных организаций) провела отбор и утвердила перечень научных изданий («Белый список»). Исходно в него были включены не только 1024 российских журнала из Russian Science Citation Index (RSCI), но и, что важно, международные научные журналы, индексируемые в Web of Science, Scopus. Параллельно существует и список журналов, учитываемых Высшей аттестационной комиссией (ВАК). Эти два множества весьма слабо пересекались.

И вот к концу года российское научное сообщество ждет появления ЕГПНИ. Если в «Белом списке» первого уровня значилось 80 журналов, в ЕГПНИ в перечень журналов первого уровня попадают уже 701. В том числе все журналы РАН, что вовсе не удивительно после официального решения о переходе ВАК под эгиду Академии наук. Так, новым председателем ВАК в 2024 году стал вице-президент РАН, академик Владислав Панченко. Работа по созданию ЕГПНИ проводилась при его активном участии. Судьба зарубежных научных изданий из «Белого списка» на данный момент еще обсуждается.

«При этом второй уровень расширился почти втрое, третий – более чем вдвое. Это позволит большему числу российских ученых публиковаться в признанных научных изданиях, не ориентируясь на западные платформы», – подчеркивает директор РЦНИ Олег Белявский. Заметим, что это расширение произошло за счет включения почти всех изданий из «списка ВАК». К заметной части этих изданий в научном сообществе относятся как к «мусорным», существующим только ради того, чтобы удовлетворить требование ВАК к соискателям научных степеней о необходимом количестве публикаций. Научной ценности они не имеют. Академик Алексей Хохлов в своем Telegram-канале заявляет: «Считаю, что академии ни в коем случае нельзя одобрять включение в ЕГПНИ всех журналов из старого «списка ВАК», не входящих в RSCI, среди которых много откровенно «мусорных» изданий».

Вот несколько названий статей в журналах, рекомендуемых для опубликования основных научных результатов диссертации на соискание ученой степени кандидата и доктора наук: «О перспективах телепатических контактов человека с дельфином»; «Информация об ауре человека как объект правового регулирования Федерального закона «О персональных данных»; «Геокиборг – новая фаза развития ноосферы».

Процедура распределения журналов по категориям с помощью алгебраических формул, конечно, весьма увлекательна. Но при этом совершенно забыта исходная функция рейтингов научных изданий – отслеживать наиболее актуальные направления. То, что называется «фронт науки». Возникают и другие опасения. Сложности с категорированием и ранжированием журналов. Отказ от единой методики для российских и зарубежных журналов и введение «государственного инструмента создания стимулов и ограничений» уменьшают прозрачность и повышают сложность методик. Риск формализации и дальнейшей бюрократизации научной сферы. Если система будет поощрять публикации в журналах, которые служат лишь для отчетности, это вряд ли повысит качество исследований. Да и, честно говоря, будет смахивать на очковтирательство. А это мы уже проходили…