Специалисты Института нефтегазовой геологии и геофизики (ИНГГ) СО РАН и Новосибирского госуниверситета (НГУ) изучили данные, собранные с помощью сейсмических станций на Ключевской группе вулканов на Камчатке, и установили, как они функционируют и представляют ли извержения на них опасность для человечества. Об этом сообщил ТАСС заведующий лабораториями сейсмической томографии ИНГГ СО РАН и сейсмических изображений Земли НГУ Иван Кулаков.

"Мы изучили данные предыдущего года о сейсмических колебаниях, собранные станциями, которые мы установили на вулкане Толбачик. Кроме того, мы собрали данные с той сети из сотни станций, которую мы смонтировали на этой группе вулканов в прошлом году, и сейчас их обрабатываем. Думаю, через полгода можно будет говорить о построении геофизической модели этой группы вулканов", - сказал Кулаков.

Как питаются вулканы

Ключевская группа вулканов заинтересовала ученых из-за необычности своего строения. Там на территории всего около 80 километров сосредоточены три разных, но очень больших и активных вулкана - Ключевская сопка, крупнейший вулкан Евразии, Безымянный, один из мировых рекордсменов по мощности происходящих взрывов и, наконец, Толбачик - один из самых продуктивных по объемам изливающихся базальтов. Геологов интересовал ответ на вопрос, как устроены схемы питания этих вулканов и почему все они возникли рядом.

"На данный момент можно сказать, что внутри Ключевской сопки находится труба. Просто вертикальная труба, вроде водопроводной, достаточно узкая. По этой трубе поднимается тяжелая базальтовая магма. Дело в том, что в магматическом очаге на глубине 30 км достаточно большое давление, чтобы выталкивать эту магму на поверхность", - сказал Кулаков.

Соседний с Ключевской сопкой вулкан Безымянный устроен совсем иначе. В нем на поверхность "всплывают" капли андезитовой магмы, более легкой, нежели базальтовая. Такая магма содержит воду, которая при декомпрессии (резкое падение давления воздуха) превращается в газ, что приводит к взрыву. Мощный взрыв, фактически уничтоживший вулкан, произошел на Безымянном в 1956 году. С тех пор на его месте вырос новый купол.

В свою очередь, вулкан Толбачик, установили геофизики, находится на периферии магматического очага Ключевской группы вулканов. Как оказалось, под ним расположено место пересечения двух разломов земной коры, через которую изливаются базальтовые потоки магмы.

"Это три абсолютно разных типа вулканов, и с помощью имеющегося набора данных мы все эти три типа четко наблюдаем", - добавил Кулаков.

Опасны ли вулканы Ключевской группы

Специалисты предполагали, что вулканы, на которых устанавливали станции, являются очень опасными с точки зрения крупных суперизвержений. Таких катаклизмов, по словам Кулакова, на Земле не случалось уже около 300 лет, но последнее крупное извержение привело к изменению климата на планете, и вероятность его повторения на том или ином вулкане сохраняется.

Так, извержение в Исландии в 2010 году, по словам специалиста, маленькое и незначительное, привело к закрытию полетов авиации над Европой на несколько дней. А по-настоящему крупное извержение может сделать этот запрет актуальным на годы.

"К Ключевской группе это тоже относится, особенно, конечно, к Безымянному. Такого типа вулканы взрывоопасны из-за состава магмы. Но сейчас сказать, что там что-то ожидается, мы не можем. Нужно анализировать свежие данные и, возможно, удастся спрогнозировать, как они себя поведут в ближайшие десятилетия", - сказал собеседник агентства.

В целом же, по его словам, мониторинг потенциально опасных вулканов может помочь предугадать возможность крупного извержения за 10-20 лет до него.

Мы уже писали о том, что сотрудниками Центрального сибирского ботанического сада СО РАН ведутся работы по интродукции «экзотических» теплолюбивых овощей – вигны, момордики, бенинказы и кавано. Известные в мире благодаря своим полезным качествам, эти овощи пока еще слабо распространены в нашей стране, особенно у нас, в Сибири. Причины понятны – в наших краях для них недостаточно тепла.

Тем не менее, специалисты ЦСБС СО РАН вывели сорта перечисленных культур, пригодные для выращивания в нашем сибирском климате как в любительских условиях, так и в специализированных хозяйствах. Причем – без потери тех ценных качеств, ради которых, собственно, и осуществляется интродукция этих растений. Весной я приобрел у оригинатора семена всех перечисленных видов для любительского испытания. Было, конечно, интересно посмотреть, как поведут себя эти растения в соседстве с другими, привычными культурами, и насколько хватит имеющихся навыков выращивания. Семена были высажены на трех разных участках. Часть из них – в закрытом грунте, другая часть – в открытом. И в настоящее время уже можно подвести некоторые итоги.

Кондиционный урожай дали, к сожалению, лишь кивано и вигна. Причем, только на одном, и при этом – самом проблемном и тесном  участке, где кивано выращивался в защищенном грунте (парник), а вигна – в открытом (по причине недостатка свободного места). Бенинказа к середине августа дала несколько небольших зародышей, момордика же оказалась бесплодной. Всего было собрано примерно два ведра кивано и пара килограммов вигны. На двух других участках растения были посажены в теплицы. И только на одном был получен небольшой урожай вигны. Остальные растения урожая не дали. Сами хозяева главную причину видят в тесноте тепличного пространства, из-за чего растения (по их словам) были «задавлены» другими культурами.

Хочу обратить внимание на такой момент. Первый участок принадлежал пожилой паре пенсионеров, искушенных в садово-огородных делах и очень ответственно подходящих к делу. Видя, что завязи образуются плохо, они предприняли ручное опыление. Насколько был важен данный агротехнический прием, судить специалистам. Но то, что урожай всё-таки был получен, вынуждает относиться к этому серьезно.

Еще один момент. По их словам, плоды появились «неожиданно». Причем, появились тогда, когда хозяева уже думали о выкорчевке. Это отмечают владельцы и второго участка, у которых плоды вигны появились так же «неожиданно».

Необходимо сказать, что желание хозяев участков заняться выращиванием экзотических овощей было продиктовано информацией об их полезных свойствах. Оценка этих растений со стороны ученых ЦСБС СО РАН подействовала как очень хорошая реклама. Дальше начались экскурсы на страницы Интернета, что в определенной мере сыграло плохую службу. Дело в том, что наши энтузиасты, найдя в Интернете сведения об агротехнике, прониклись уверенностью, что они уже обладают достаточными знаниями, чтобы вырастить эти культуры без проблем. В этой связи они взялись за дело, не придавая большого значения некоторым рекомендациям со стороны оригинатора. В результате, скорее всего, были допущены некоторые серьезные ошибки.

Специально отмечу, что в Интернете гуляет много сомнительной информации, которая попадает в ТОП поисковых систем. Этот момент необходимо учитывать нашим селекционерам, осуществляя популяризацию своих новинок. Я постоянно убеждаюсь, что некоторые важнейшие нюансы любителям нужно повторять дважды или трижды. Хотя, как известно, первый блин всегда выходит комом. По опыту мы знаем, что в работе с малознакомыми растениями всегда необходима хоть какая-то практика, прежде чем вы получите серьезный результат.

И у наших любителей желание продолжить выращивание этих культур никуда не исчезло. Скорее, даже добавился энтузиазм. Пожилая пара сказала мне: «Ничего, за зиму подучимся, и на следующий год сделаем всё, как надо».

Интерес этот вызван не столько любовью к экзотике, сколько, еще раз отмечу, желанием пополнить свой рацион особо полезными для здоровья плодами. Например, интерес к кивано подхлестывался информацией о том, что стакан сока этого растения с утра является залогом долголетия. Причем, вкус кивано был оценен по достоинству. Что в нем привлекательного? В общих чертах по вкусу и аромату мякоть плода напоминает обычный огурец. Но есть один нюанс – легкая кислинка во вкусе, делающая его освежающим. Эта особенность была оценена положительно. Надо полагать, сок кивано вполне пригоден в качестве прохладительного напитка. Какими будут эти плоды в засолке, мы узнаем зимой.

Что касается вигны, то весь урожай пошел в заморозку – подобно спаржевой фасоли. Если на следующий год удастся получить более серьезный урожай, то наверняка пойдут и заготовки на зиму.

И, напоследок, затронем наш традиционный «распроклятый» вопрос – зачем всё это нужно (его часто задают на научных конференциях)? Начнем с того, что диетическое питание в нашем обществе получает всё большую популярность. Кроме того, люди хотят разнообразить свой стол. И то, и другое можно рассматривать как важный показатель стремления граждан РФ к высокому качеству жизни. Когда люди перестают беспокоиться о выживании, они как раз и начинают устраивать на своих участках подобные испытания. Думаю, данное обстоятельство необходимо оценивать положительно.

Если бы наших любителей волновала проблема голода, то, скорее всего, свои участки они бы без лишних раздумий засадили бы картофелем. Но, как видим, времена меняются. Картофель сегодня – это уже «банально». И у меня есть подозрение, что со временем он сильно сдаст позиции перед новыми культурами, пока еще (пока!) экзотическими. Но ведь и картофель поначалу тоже был экзотикой. Мало того, крестьяне долго время относились к нему враждебно, называя его «чертово яблоко». И никто тогда не мог представить, что со временем он станет у нас «вторым хлебом». И кто знает, может через десяток-другой лет бенинказа станет на наших участках более привычным растением, чем та же картошка.

Олег Носков

Комментирует старший научный сотрудник ЦСБС СО РАН, кандидат сельскохозяйственных наук  Юрий Фотев:

Выращивание любых видов растений, наверное, начинается с интереса к их полезным пищевым (как вариант, лекарственным) или декоративным качествам. Для того, чтобы интерес привел к ожидаемому результату (конечно же, удачному!), необходимо знание особенностей  роста и развития новых для Сибири видов. Поскольку все перечисленные в статье новые для Сибири и России культуры (вигна, момордика, кивано и бенинказа) происходят из тропических районов мира, как например, томаты и огурец, то учет их потребности в тепле и свете просто необходим. Все названные культуры, лианы по характеру роста, несмотря на короткий период от всходов до плодоношения (например, для вигны – 54-65 дней, кивано – 75-78 ,  момордики – 67-78 и бенинказы – 93-98 дней), отличаются высокой теплотребовательностью и светолюбивостью. Для надежного результата выращивать в Сибири их лучше рассадным способом в любых культивационных сооружениях (под пленкой или поликарбонатом) с подвязкой стеблей к шпалере на высоте 1,8-2,0 м, оставляя минимально необходимое «жизненное пространство» вокруг каждого растения (около 0,5 м²/раст. для кивано и момордики, 0,9 м²/раст. для бенинказы и 0,2-0,3 м² для вигны. Кивано годится для выращивания в открытом грунте, но с обязательной подвязкой стеблей к шпалере. Удачи!

Как известно, в России существует государственная программа неонатального скрининга, который выявляет генетические заболевания у новорожденных. Однако в рамках государственной поддержки сегодня это скрининг всего пяти наиболее распространенных болезней – фенилкетонурии, муковисцидоза, врожденного гипотиреоза, адреногенитального синдрома и галактоземии, которые без своевременного лечения приводят к летальному исходу или инвалидизации. Для сравнения: в Калифорнии уже в 2005 г. каждый новорожденный проходил скрининг на 75 генетических заболеваний, стоимость которого составляла всего 78 долл. То есть скрининг пяти заболеваний – это капля в море, поэтому в зависимости от возможностей и понимания проблемы Министерства здравоохранения отдельных субъектов федерации могут расширять список неонатального скрининга. Но даже в расширенные списки пока не входят первичные иммунодефицитные состояния, которые без специфической своевременной диагностики выявляются слишком поздно, когда маленькому пациенту уже трудно помочь. Большая часть таких больных в России так и умирают без диагностики, большинство – на первом году жизни

Частые рецидивы инфекционных заболеваний ЛОР-органов или легких, трудности с пищеварением, воспаление суставов – врачи очень часто не осознают, что эти проблемы могут быть симптомами генетических дефектов иммунной системы, а родители больного ребенка могут годами скитаться по больницам в поисках ответов и корректного лечения. Знающий иммунолог обязательно должен насторожиться и отправить пациента на обследование – провести иммунофенотипирование лимфоцитов, которое сегодня является золотым стандартом диагностики иммунодефицитных состояний, иначе история может закончиться печально. Но, к сожалению, это дорогое, достаточно сложное и не очень частое в наших клиниках обследование в большинстве случаев проводят тогда, когда ситуацию уже сложно исправить – инфекции дают осложнения и пациент плохо отвечает на стандартный курс лечения.

Несколько лет назад эту проблему действительно всероссийского масштаба начали решать ученые Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН совместно с Детской городской клинической больницей № 9 (ДГКБ №9) имени Г.Н. Сперанского (Москва) – самой большой детской клиникой России. В результате была разработана простая, эффективная и, что немаловажно, недорогая тест-система для раннего выявления детей с первичными иммунодефицитами.

В 2015 г. за эту работу коллектив новосибирских и московских ученых получил главную медицинскую награду России – премию «Призвание». Тест-система успешно используется в ДГКБ № 9, некоторых клиниках Екатеринбурга и Санкт-Петербурга. У разработки есть все шансы попасть в систему здравоохранения России – над этим сегодня и работают ученые.

Один из создателей тест-системы диагностики иммунодефицитных состояний, заведующий лабораторией фармакогеномики ИХБФМ СО РАН, к.б.н. Максим Леонидович Филипенко рассказал корреспонденту журнала «НАУКА из первых рук» о том, как при помощи их метода можно выявлять детей с серьезным генетическим заболеванием и облегчать их жизнь.

«Генетическое заболевание у ребенка – всегда трагедия для семьи. Видов врожденных иммунодефицитов достаточно много, и уже существуют технологии, которые позволяют дарить таким детям вторую жизнь. Среди моногенных заболеваний первичные иммунодефициты являются редким исключением, когда при своевременной диагностике у нас есть способ скорректировать дефект. Речь идет о пересадке больному человеку здоровых клеток красного костного мозга. После таких операций дети обретают правильно функционирующие иммунные клетки, нормально развиваются и живут. Это почти сказка. В большинстве случаев других генетических дефектов (например, редкого моногенного заболевания Хорея Гентингтона) возможно только симптоматическое лечение, которое может облегчить жизнь такого человека, но не вылечить.

Первичные иммунодефициты – наследственные или приобретенные во внутриутробном периоде иммунодефицитные состояния. Обычно они проявляются или сразу после рождения или в течение первых двух лет жизни (врожденные иммунодефициты). Однако менее выраженные генетические дефекты иммунного ответа могут манифестировать позже, например, на втором-третьем десятилетии жизни (также как общая вариабельная иммунная недостаточность). Наследственные формы первичных иммунодефицитов, как правило, характеризуются аутосомно-рецессивным или рецессивным, сцепленным с Х-хромосомой типом наследования. Первым в 1952 г. был описан синдром Брутона, вызванный в гене, кодирующем тирозинкиназу Брутона, в результате чего нарушается созревание В-лимфоцитов и у пациента отсутствуют иммуноглобулины.

Врожденный иммунодефицит однозначно свидетельствует, что у ребенка есть мутация, дефект какого-то гена. Достаточно одной мутации, и она приведет к заболеванию. И не факт, что заболевание передалось от родителей к ребенку, некоторые вызываются мутацией «de novo», т.е. мутацией, возникающей в половых клетках родителей и проявившейся только у ребенка.

Иммунодефицитные состояния начинают разрушать организм ребенка тогда, когда у него начинает развиваться свой иммунитет, а иммунная защита, которую ребенку дают иммуноглобулины, переданные от матери, разрушаются. Но каковы признаки этого процесса? В этом и беда, что у иммунодефицита нет уникальных проявлений. Ребенок начинает часто болеть. По два-три года эти семьи скитаются по инфекционным больницам. Иногда дети с иммунодефицитными состояниями вырастают и живут до старости, и человек может умереть, например, от пневмонии, но ее причиной будет иммунодефицит, не выявленный в детстве.

Когда в отдельных штатах Америки и в некоторых странах Европы запустили неонатальный скрининг, направленный на выявление таких детей, частота заболевания оказалась выше, чем предполагалось. Это, видимо, было обусловлено недостаточной диагностикой. Было бы удивительно, если бы в миллионном городе, таком как Новосибирск, не было пациентов с первичными иммунодефицитами. А ведь именно такая ситуация наблюдается в России. Они есть, такие пациенты, просто не ведется системной работы по их выявлению. В настоящий момент, например, в Новосибирске, мы сотрудничаем с коллегами из Института клинической иммунологии СО РАМН и пытаемся наладить эту работу. Думаем собрать педиатров по приказу Министерства здравоохранения Новосибирской области и при активной помощи наших московских коллег провести цикл лекций о том, как косвенно выявлять таких детей, по каким признакам и клиническим симптомам, в каких случаях врачу стоит насторожиться.

В диагностических клиниках Новосибирска, в Институте клинической иммунологии СО РАМН можно пройти процедуру иммунофенотипирования. Первичные иммунодефициты у детей диагностируют двумя способами: определяя количество иммуноглобулинов и иммунный статус. Но вовремя эти тесты, как правило, делают в единичных случаях, системно не делают вообще, из-за дороговизны и сложности.

Изучив вопрос, мы поняли, что ранняя диагностика первичных иммунодефицитных состояний в период первого полугода жизни оправдана и с медицинских, и с экономических позиций. Но для этого нужна эффективная и недорогая тест-система, созданием которой мы и занялись. Большинство разработок, аналогичных нашей, основаны на применении методов, которые не подходят для работы в формате потокового скрининга новорожденных, то есть для большого контингента пациентов, – из-за высокой стоимости и трудоемкости. Нужен был метод, который бы вписался в текущую логистику неонатального скрининга: укололи пяточку новорожденного, получили пятно крови на бумажке – все, на этой «площадке» попробуйте-развернитесь, дополнительно никаких процедур никто делать не будет – это уже устоявшаяся система. И если придумать метод, который будет работать в этих рамках, есть шанс его внедрить. Мы создали такую тест-систему.

Основу иммунной системы человека составляют Т- и В-лимфоциты, клетки, способные реагировать практически на любой антиген благодаря колоссальному разнообразию их рецепторов. Это разнообразие достигается в процессе созревания лимфоцитов за счет перестроек в генах, кодирующих Т- и В-клеточные рецепторы. В процессе таких перестроек формируются специфические структуры, которые называются «эксцизионными кольцами Т-клеточного рецептора» (ТРЭКи) и «рекомбинационными кольцами К-делеционного элемента В-лимфоцитов» (КРЭКи). ДНК этих структур можно «считать» методом ПЦР в реальном времени и использовать ТРЭКи и КРЭКи как маркеры функционально созревших Т- и В-лимфоцитов, соответственно.

Тест-система ранней диагностики первичных иммунодефицитных состояний по содержанию ТРЭКов и КРЭКов методом ПЦР дает ценную диагностическую и прогностическую информацию для широкого спектра заболеваний, связанных с нарушением Т- или В-клеточного звена. Это достаточно простой и быстрый тест, который легко воспроизводится в любой клинико-диагностической лаборатории, с ним не будет проблем у лаборанта и человеческий фактор не будет играть значительной роли. Если полученный показатель выходит за рамки нормы – все, «красный флаг», нужно более детальное обследование, иммунофенотипирование. Но важно то, что мы выявили пациента на ранней стадии, и стоимость теста также не выбивается из существующих реалий.

Количественная оценка ТРЭКов и КРЭКов позволяет диагностировать различные виды иммунодефицитных состояний: лимфопению, тяжелую комбинированную иммунную недостаточность, общую вариабельную имунную недостаточность, агаммаглобулинемию, синдром ДиДжорджи, атаксия-телеангиэктазию (синдром Луи-Бар), синдром Оменна, синдром Вискотта-Олдрича, синдром Ниймеген.

Предложенный нами подход уже используется в некоторых регионах России и странах СНГ; им заинтересованы в Казахстане, Италии. Патент, содержащий выверенный и хорошо воспроизводимый в клинических лабораториях метод и руководство по интерпретации результатов с клиническим применением, мы подали только тогда, когда провели тщательную проверку эффективности диагностической системы. На базе ДКБ № 9 было обследовано более тысячи детей, выявлено 115 пациентов с подтвержденным впоследствии первичным врожденным иммунодефицитным состоянием и 199 пациентов с жизнеугрожающими проявлениями вторичных иммунных нарушений. Наша работа позволила вдвое повысить эффективность диагностики этих тяжелых заболеваний.

Включиться в систему здравоохранения очень сложно, но сегодня у нас есть надежда, что мы сможем это сделать. Нам очень повезло (и в этом большая заслуга руководителя Университетской клиники детских болезней РНИМУ им. Н.И. Пирогова, главного педиатра ДКБ № 9 Андрея Петровича Продеуса) получить премию «Призвание» – это сыграет серьезную роль в дальнейшей судьбе разработки. Сейчас мы общаемся со специалистами Росздравнадзора по вопросам регистрации тест-системы и надо отметить, что палки в колеса нам не вставляют. Мы доказали клиническую и экономическую эффективность диагностической системы для науки и практического здравоохранения, теперь все это должно быть корректно оформлено и зарегистрировано, чтобы, например, реагенты закупались и оплачивались государством. Пока мы вкладываем свои деньги в разработку, раздаем тест-системы клиникам, но это нормально. Такие вещи быстро не делаются».

Подготовила Татьяна Морозова

В пятницу, 26 августа, в Малом зале Дома ученых СО РАН (Новосибирск, Морской проспект, 23) состоится открытие Международного научного симпозиума «Генетика и геномика растений для продовольственной безопасности», который пройдет в Новосибирске 26-28 августа.  Начало мероприятия – в 9.00.

В организации Симпозиума приняли участие: ФИЦ «Институт цитологии и генетики СО РАН», Новосибирский государственный университет, ФАНО России, Исследовательский центр продовольственной безопасности ЭФ НГУ и другие.

Основная задача данного мероприятия – содействие междисциплинарным исследованиям в области продовольственной безопасности, содействие развитию совместных работ в этом направлении между биологами, химиками, экономистами и производственниками. Основное значение здесь придается генетике и геномике растений. Это связано с тем, что в настоящее время из-за невысокого качества исходного пищевого сырья в пищевой промышленности используется значительное количество вредных добавок, с помощью которых производственники добиваются привлекательных для потребителя характеристик товара. В первую очередь это касается хлебобулочных изделий, в последнее время изготавливаемых из низкосортной муки с неизменным добавлением сомнительных «улучшителей».

В настоящее время перед российской наукой поставлена задача выведения новых высококачественных сортов пищевых растений, для чего будут использоваться современные методы геномной и маркёр-ориентированной селекции.

Российские ученые в состоянии существенно улучшить отечественный семенной фонд, предложив новые сорта, обладающие высокими качествами как с точки зрения сельхозпроизводителей, так и с потребительской точки зрения.

Введя в сельхозпроизводство такие сорта, мы можем повысить качество пищевого сырья, не повышая при этом его себестоимости. Соответственно, пищевая промышленность будет в состоянии отказаться от широкого применения вредных добавок.

Приглашаем всех, кто интересуется изложенными вопросами, посетить Симпозиум и послушать доклады участников, среди которых будут не только российские, но и зарубежные ученые. Предполагается синхронный перевод с иностранных языков.

Подробности можете узнать на сайте: http://conf.bionet.nsc.ru/plant-food/

Для ознакомления с программой Симпозиума – кликните раздел «Научная программа» (вверху страницы).

22 августа в ФИЦ «Институт цитологии и генетики СО РАН» стартовала 8-я ежегодная международная Школа молодых ученых. В этом году работа Школы продлится до 25 августа. В течение этих дней слушателям будут предложены полноценные одно- и двухчасовые лекции ведущих специалистов и ряд семинаров и круглых столов. Предусмотрена и практическая часть: командная работа молодых ученых над краткими научными проектами по тематикам лекций – с последующей презентацией полученных результатов.

Программа занятий делится на четыре основных направления: геномика и эволюционная биология; структурная биология и молекулярная динамика; анализ молекулярно-генетических систем и text mining (извлечение информации из научных публикаций в автоматическом режиме).

Открывая школу, один из главных ее организаторов академик Николай Колчанов отметил:

– Мы проводим такую школу с 2008 года, но только в 2010 году окончательно сформировалась ее тематика – биоинформатика и системная биология. И это не случайно, в последние годы стало очевидно, что системная биология превратилась в самостоятельную научную дисциплину, за которой большое будущее. Произошло это, когда ученые научились получать в этом направлении новые знания и верифицировать их. И задача школы, чтобы ее молодые слушатели, взаимодействуя с выдающимися учеными, получали от них новые знания и на их основе двигали эту молодую науку дальше, к новым результатам.

Становлению системной биологии предшествовали исследования ДНК, которыми ученые занимались с 1960-х гг. Тогда казалось, что достаточно понять, за что отвечает каждый ее участок, и станет ясно, как работает клетка. Однако, дойдя в своих исследованиях до уровня гена, ученые поняли, что это не дает понимания работы системы клеточной регуляции. И для решения этой задачи надо вновь подниматься на уровень выше, необходимо описать всю клетку как систему, причем в виде математической модели.

Это, в свою очередь, подразумевало обработку больших объемов данных, написание специальных алгоритмов, компьютерных программ. Так родилась биоинформатика, с которой сегодня системная биология практически неразделима.

– Сама наука еще «в пеленках», но за прежние десятилетия исследовательской работы накоплена солидная экспериментальная база, – рассказывает один из лекторов Школы, научный сотрудник Гейдельбергского института теоретических исследований системной биологии (Германия) Ольга Кребс. – Но чтобы работать с этой базой, необходимо объединять усилия генетиков, медиков, математиков, химиков. Это совсем не просто, ведь они получали разное образования, часто оперируют разным понятийным аппаратом, используют в работе разные подходы и методы. Но когда, нам удается решить эту задачу, получаются выдающиеся научные результаты. Яркий пример – расшифровка генома человека. Она стала возможной, благодаря использованию кодов и алгоритмов, которые были созданы еще дешифровщиками во время Второй мировой войны.

– Получается, главная задача школы…

– Научить молодых исследователей из разных областей науки «строить мостики» друг с другом, методам совместной работы. Сделать так, чтобы математик понимал биолога, а биолог мог эффективно применять в своей работе математические подходы. Это очень непростая задача, ведь, по сути, мы говорим, что сейчас надо изобретать новые научные методы, чего в биологии многие десятилетия не делалось. И сегодня практически ни в одной стране нельзя прийти в университет и сказать – выучите меня на системного биолога. Эта наука находится в стадии становления. Отсюда – большое значение, которое мы придаем подобным школам.

По словам Ольги Кребс, в год ей приходится работать на трех-четырех подобных школах по всему миру. И новосибирская выгодно отличается от общего уровня, именно здесь у лекторов к концу школы возникает наиболее яркое ощущение, что ее слушатели пришли к пониманию, как им взаимодействовать друг с другом при решении задач в области системной биологии.

Это наблюдение – еще одно доказательство эффективности лаврентьевской модели, заложенной в основу Академгородка, которая изначально была направлена на развитие междисциплинарной коллаборации. Ведь не зря сегодня ведущие ученые мира сходятся во мнении, что больше всего результатов сейчас будет возникать на стыке наук. А порой – речь пойдет о зарождении новых областей научных знаний. Таких, как системная биология.

Георгий Батухтин

Фото: автор (1), Василий Коваль (2,3)

22-24 августа 2016 года в рамках финансируемого Евросоюзом проекта «КРЕМЛИН» (CREMLIN, Connecting Russian and European Measures for Large-scale Research Infrastructures) в ЦЕРН (Женева) пройдет совместная конференция ИЯФ СО РАН и ЦЕРН для молодых ученых, занимающихся разработкой и экспериментами на электрон-позитронных коллайдерах (CERN-BINP workshop for young scientists in e+e- colliders).

Трехдневный семинар посвящен новым результатам в области создания и проведения экспериментов на электрон-позитронных коллайдерах. Особый акцент будет сделан на разработках для российских и европейских mega-science проектов. Один из участников совещания, младший научный сотрудник ИЯФ СО РАН Сергей Александрович Глухов исследует методы моделирования динамики частиц в циклических коллайдерах будущего. Его расчеты уже используются для разработки FCC, установки, которая в будущем может прийти на смену Большому адронному коллайдеру (LHC).

«Двигаясь в ускорителе по искривлённой траектории, – объясняет ученый, – частица излучает, то есть теряет энергию. Раньше учитывалось только излучение из поворотных магнитов, но оказалось, что, если речь идет об ускорителях с предельно высокими энергиями (в ЦЕРН планируется энергия электронов и позитронов 175 ГэВ), нужно брать в расчет еще и излучение из квадрупольных линз, чем я сейчас и занимаюсь. Исследуемый эффект, пренебрежимый в существующих установках, важен в коллайдерах будущего».

Основная цель проекта «КРЕМЛИН» – укрепление научного сотрудничества между шестью российскими установками mega-science и связанными с ними европейскими партнерами по исследовательской инфраструктуре.

При строительстве установок такого класса научные коллаборации сталкиваются с задачами, которые непосильно решить одному коллективу, гораздо эффективнее создать международное сообщество, совместно работающее над похожими проектами. По такому пути пошли ИЯФ СО РАН и ЦЕРН, подготовив для «КРЕМЛИН» рабочий пакет, включающий, с российской стороны, проект Супер Чарм-Тау фабрики, а со стороны ЦЕРН – электрон-позитронные коллайдеры следующего поколения – FCC-ee и CLIC.

Координатор проекта CLIC Люси Линсен (Lucie Linssen, CERN's Linear Collider Detector project leader) напомнила, что первое соглашение о сотрудничестве между Россией и ЦЕРН было подписано в 1967 году. «С тех пор Россия непрерывно участвует в экспериментальной программе ЦЕРН и внесла существенный вклад в строительство ее ускорителей. Например, 400 магнитов транспортных каналов Большого адронного коллайдера были разработаны и построены в ИЯФ СО РАН. Сегодня в проектах в ЦЕРН участвует около тысячи российских исследователей, то есть Россия представляет одно из самых больших научных сообществ. Для ЦЕРН большая честь организовывать совместный с ИЯФ СО РАН семинар и обмениваться опытом с такой большой делегацией молодых специалистов из Новосибирска», – прокомментировала Люси Линсен.

«Поскольку на конференции будут обсуждаться коллайдеры будущего, – отметил заместитель директора ИЯФ СО РАН, доктор физико-математических наук Евгений Борисович Левичев, – особое внимание уделяется вовлечению в проекты молодежи, которой придется их реализовывать.

Совещание в ЦЕРН в рамках гранта «КРЕМЛИН» – не школа, а именно конференция научной молодежи нескольких стран, где молодые исследователи (студенты, аспиранты, научные сотрудники) будут рассказывать результаты своих работ, относящиеся к тематике электрон-позитронных коллайдеров. В некотором смысле эту конференцию можно считать смотром команды физиков, которой предстоит реализовывать перспективные проекты».

Супер Чарм-Тау фабрика – это электрон-позитронный коллайдер на относительно небольшую энергию (до 2,5 ГэВ в пучке, длина около 1 км), но с высокой светимостью 1035 см-2с-2, предназначенный для постановки прецизионных экспериментов и обнаружения явлений за пределами Стандартной Модели (поиск «новой физики»). FCC-ee – электрон-позитронный коллайдер с периметром 100 км и максимальной энергией до 175 ГэВ для исследования бозона Хиггса и других экспериментов. Несмотря на различие в энергии и размерах, многие подходы к реализации этих установок схожи и могут изучаться и оптимизироваться совместно.

Справка

Участники проекта «КРЕМЛИН»: Курчатовский Институт, Институт кристаллографии РАН, Институт прикладной физики РАН, Институт ядерной физики им. Г.И. Будкера, Объединенный институт ядерных исследований (Дубна), Институт Лауэ-Ланжевена, Лаборатория лазеров, взаимодействий и динамики (LIDyL), ЦЕРН, Европейский рентгеновский лазер на свободных электронах XFEL, Европейский центр синхротронного излучения (ESRF) и некоторые другие европейские лаборатории.

Шесть российских проектов mega-science включают: токамак «Игнитор» (Троицкий институт инновационных и термоядерных исследований «Росатома», Троицк); высокопоточный пучковый исследовательский реактор ПИК (Петербургский институт ядерной физики НИЦ «Курчатовский институт», Гатчина); источник специализированного синхротронного излучения четвёртого поколения; комплекс сверхпроводящих колец на встречных пучках тяжёлых ионов NICA; международный центр исследований экстремальных световых полей на основе лазерного комплекса субэксаваттной мощности (Институт прикладной физики РАН, Нижний Новгород); ускорительный комплекс со встречными электрон-позитронными пучками Супер Чарм-тау фабрика (Институт ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН, Новосибирск).

27 апреля 2016 года было подписано распоряжение Правительства Российской Федерации «…о создании и эксплуатации комплекса сверхпроводящих колец на встречных пучках тяжелых ионов NICA», (Nuclotron-based Ion Collider fAcility). Это первый из шести российских проектов mega-science, реализация которого официально началась. В создании комплекса участвуют ведущие научные центры из 30 стран мира.

Ученые Томского госуниверситета (ТГУ) и Института физики прочности и материаловедения (ИФПМ) СО РАН планируют создать до конца текущего года материал, способный выдерживать температуру до трех тысяч градусов по Цельсию; разработка может быть использована в космической отрасли и производстве авиадвигателей, сообщается во вторник на сайте ТГУ.

Разработка нового материала финансируется Минобрнауки, стоимость проекта – 50 миллионов рублей. Промышленный партнер ТГУ – ЗАО «НЭВЗ-Керамикс» (Новосибирск).

«Для обычного металла температурный предел – 1,2 тысячи градусов, есть сплавы, способные выдержать до двух тысяч. Нам удалось создать новый многослойный керамический материал, теплостойкость верхнего слоя которого составляет более трех тысяч градусов», – цитируется в сообщении заведующий кафедрой физико-технического факультета ТГУ Сергей Кульков.

Уточняется, что в настоящее время ученые разрабатывают экспериментальные образцы керамики, устойчивой к экстремальным температурам. Испытания разработки планируется провести в головном институте «Роскосмоса». Закончить работы ученые планируют в декабре 2016 года.

Данная разработка предназначена в первую очередь для космоса и авиации, она поможет перейти к новому поколению двигателей. Многослойная керамика позволит увеличить температуру в камере сгорания реактивных двигателей и обеспечит повышенную защиту объектов при входе в атмосферу.

Кроме того, новый материал найдет свое применение и в диагностике: он может использоваться при изготовлении защитных чехлов термодатчиков для измерения температуры в камерах сгорания реактивных двигателей. По данным вуза, применяемые сейчас термопары с сапфировыми наконечниками не выдерживают высокой температуры и выходят из строя.

Жилищно-строительные кооперативы СО РАН продолжают строительство новой очереди новосибирского Академгородка.

На сегодня ЖСК «Сигма» подведены внеплощадочные сети газопровода: теперь эта большая стройка (длина внутренних дорог составляет 14,5 километров) будет полностью газифицирована. Здесь возведены коробки практически всех домов, на многих установлены кровли и вставлены окна. «Теперь, если окинуть площадку взглядом, видно, что все здания дружат по архитектуре»,— сказал председатель кооператива Валерий Геннадьевич Кеслер. В «Сигме» на сегодня состоит 488 пайщиков, 387 из которых ждут сдачи индивидуальных коттеджей, остальные — малоэтажных квартирных домов и таунхаусов. Существует и очередь на вступление в ЖСК — 25 человек. Стоимость квадратного метра жилья составляет 34 тысячи рублей.

Расположенный по соседству кооператив «Веста» компактнее по территории и количеству пайщиков (110 при очереди в 10 человек), жилье здесь однотипное, и строительство ведется более высокими темпами.

Председатель этого ЖСК Дмитрий Владимирович Щеглов сообщил: «Несколько семей уже заселились в готовые коттеджи и живут постоянно, некоторые вовсю огородничают и выращивают цветы». На территории строится дорога из армированного бетона, ливневая канализация. 10 процентов участников «Весты» составляют многодетные (трое и более детей) семьи, квадратный метр стоит 35 980 рублей.

«Когда меня спрашивают о возможностях Сибирского отделения РАН как отдельной организации, — сказал, посетив стройки, председатель СО РАН академик Александр Леонидович Асеев,  — то я рассказываю не только о научно-методическом руководстве институтами, содействии запуску масштабных проектов в интересах ведущих предприятий гражданского сектора и ОПК, поддержке развития регионов, проведении экспертных оценок и работе с ведущими университетами. Только потенциал Сибирского отделения как единой организации обеспечил запуск и выведение на финишную прямую фактически новой очереди Академгородка, где в комфортных условиях будут жить шестьсот семей наших ученых, около трети которых составляет молодежь». По информации заместителя председателя СО РАН по общим вопросам Анатолия Васильевича Маслова, кроме участников ЖСК, за 2011—2013 годы в Новосибирском научном центре улучшили за счет средств бюджета жилищные условия 655 семей, а в целом по макрорегиону — 1 172. На этой же территории в  2014 году ФАНО выделило сотрудникам институтов, перешедших в его подведомство, 27 жилищных сертификатов и 37 служебных квартир.

Фото: Андрей Соболевский

Международная Школа молодых ученых проводится в ИЦиГ СО РАН ежегодно. Ее главная задача – преподать подрастающему поколению новейшие прогрессивные методы, связанные с использованием информационных технологий в биологических науках. В 2016 году проводится уже восьмая по счету Школа, на которую заявлено достаточно большое количество участников. Предполагается присутствие известных зарубежных специалистов.

Программа Школы рассчитана на несколько дней – с 22 по 25 августа. Будут представлены три основных направления: 1) Геномика и эволюционная биология; 2) Структурная биология и молекулярная динамика; 3) Анализ молекулярно-генетических систем. В состав программы включены полноценные одно- и двухчасовые лекции ведущих специалистов, а также командная работа молодых ученых над краткими научными проектами по тематикам лекций – с последующей презентацией полученных результатов.

Всем, кто интересуется новейшими методами, применяемыми в современной биологии, предоставляется возможность послушать лекции специалистов и выступления молодых ученых в конференц-зале ИЦиГ СО РАН  (Программу работы Школы смотрите во вложении). У вас будет возможность пообщаться с молодыми учеными и организаторами данного мероприятия, составить представление о работе ИЦиГ СО РАН и его вкладе в развитие современных научных направлений.

Это кажется невероятным, но такой картофель существует: темно-фиолетовые клубни – окрашенные и снаружи, и изнутри. На разрезе клубень чем-то похож на свеклу. Некоторых потребителей столь «неестественный» цвет немного смущает. Поэтому селекционеры пошли им навстречу, создав сорта с розовой окраской клубней. Подчеркиваю, речь идет о пигментации мякоти, а не только кожуры.

В общем-то, ничего неестественного здесь нет совершенно – никакой «химии» и никаких трансгенов. Дело в том, что в природе существует несколько сотен видов картофеля, и некоторые из них как раз имеют такие окрашенные клубни. Окраску клубням придают антоцианы – растительные пигменты. Именно антоцианы, как вы знаете, окрашивают в насыщенный «чернильный» цвет плоды черники, голубики и жимолости – самых полезных в наших краях ягодных растений.  

О пользе антоцианов, думаю, говорить не приходится. В первую очередь, они являются сильными антиоксидантами. Благодаря им наш организм получает защиту от ультрафиолета и радиации, снижая риск возникновения онкозаболеваний. Соответственно, замедляются и процессы старения.

Из сказанного следует, что окрашенный картофель является целебным продуктом и может использоваться для профилактики заболеваний. То есть в данном случае вкусное соединяется с полезным, и обычная, казалось бы, еда выступает в роли лекарства. Как мы знаем, у многих из нас обычный картофель совсем не ассоциируется с каким-то диетическим и лечебно-профилактическим продуктом. И появление на столах целебного картофеля в каком-то плане приведет к ломке устоявшихся стереотипов. И даже, наверное, изменится подход к данной культуре.

Откуда же появились столь необычные сорта картошки? Собственно, ничего необычного здесь нет. Окрашенный картофель существует в дикой природе. Среди всего разнообразия видов картофеля встречаются и виды с окрашенными клубнями. Растут они в основном в горной местности, и антоциан в данном случае выступает для них в качестве защиты от ультрафиолета. Селекционеры оценили эти свойства и вывели соответствующие сорта.

Приведем один примечательный факт. Во время недавнего научно-практического семинара, посвященного селекции картофеля, доктором биологических наук, сотрудником Института цитологии и генетики СО РАН Еленой Хлесткиной была продемонстрирована таблица, согласно которой удельное содержание антоцианов в картофеле с пигментированной мякотью даже чуть выше, чем в красном вине! Из этого следует, что такой картофель может оказаться полезнее красного вина. Важно, что речь идет о культуре, которая занимает серьезное место в рационе простых людей. Ягоды мы едим не каждый день, вино также далеко не всегда присутствует на нашем столе. Картошку же можно потреблять почти ежедневно.

Как показали исследования, тепловая обработка пигментированного картофеля не сказывается на его полезных свойствах. Клубни можно отваривать, жарить, тушить, запекать. Термообработка сказывается разве что на консистенции – возможно рассыпание клубня. Ученые пришли к выводу, что лучше всего такой картофель запекать в духовке. По вкусу он мало чем отличается от обычного картофеля.

В настоящее время, по словам доктора биологических наук, помощника ФАНО России Екатерины Журавлевой, «продолжаются исследования по созданию исходного материала для селекции специальных  лечебных сортов с мякотью, окрашенной антоцианом, обладающей высокой антиоксидантной способностью». Это одно из важных направлений отечественной селекции, которое, кстати, будет развиваться в рамках недавно утвержденной правительством РФ программы по развитию картофелеводства. Уже есть соответствующие сорта – Фиолетовый, Салатный.

Разумеется, в промышленных посадках они  вряд ли будут играть серьезную роль. Как считает директор Всероссийского научно-исследовательского института сельскохозяйственной биотехнологии Яков Алексеев, картофель с пигментированной мякотью рассчитан на вполне определенную целевую аудиторию. Большого «народно-хозяйственного» значения он не сыграет. Выращивать его будут, скорее всего, только в целях диетического питания.

Впрочем, мы не можем отрицать и того, что со временем спрос на «здоровые» продукты будет только возрастать. В этой связи совсем не исключено, что как раз целебные качества станут определять конкурентные преимущества картофеля на рынке сельхозпродукции. По урожайности, кстати, он ничем не уступает обычным сортам. Поэтому трудно однозначно сказать, куда выведет наших селекционеров кривая рыночной конъюнктуры. Возможно, наши горожане в первую очередь будут сметать с прилавков как раз окрашенные клубни.

Также нельзя исключать интереса к таким непривычным (пока) сортам и со стороны дачников. Примечательно, что сами селекционеры ради увлечения выращивают пигментированные сорта на своих личных участках. Например, заместитель директора Института цитологии и генетики СО РАН Иван Лихенко имеет такой опыт и вполне благосклонно относится к фиолетовому картофелю, не считая его выращивание на собственном участке чем-то бессмысленным. Он утверждает, что картофель этот вкусный и достаточно урожайный. А учитывая его полезные свойства, его вполне можно рекомендовать многим обычным любителям. И я полагаю, что такую новинку они вряд ли упустят. Главное – была бы возможность приобрести хороший посадочный материал.

Важно отметить еще один аспект, связанный с целебным картофелем. Сегодня у наших любителей кардинально меняются подходы к культивированию тех или иных пищевых растений. Картофель в настоящее время перестают восприниматься в качестве «страховочной» культуры, выращиваемой исключительно в целях выживания или «на случай голода». Задача чем-нибудь насытить желудок в лихую годину уже не стоит. О лихой године люди стараются не думать. Зато они стали больше думать о своем здоровье. И в первую очередь это касается пенсионеров. Так что я вполне допускаю, что появись такие сорта где-нибудь в СибНИИРС, за ними так же выстроятся в очередь, как это ежегодно происходит во время продаж известных традиционных сортов. Главное – донести до людей информацию о полезных свойствах.

 Олег Носков