Российские ученые вместе с зарубежными коллегами приблизили создание новых классов антибиотиков, достигнув прорыва в области криоэлектронной микроскопии.

О статье, которая рассказывает о прорыве в области криоэлектронной микроскопии и опубликована в престижном научном журнале Nature, «Газете.Ru» рассказал один из ее авторов — кандидат физико-математических наук, заведующий лабораторией биосинтеза белка Отделения молекулярной и радиационной биофизики Петербургского института ядерной физики им. Б.П. Константинова НИЦ «Курчатовский институт», старший научный сотрудник НИК «Нанобиотехнологии» Санкт-Петербургского государственного политехнического университета Андрей Коневега.

— Андрей Леонидович, в чем важность опубликованной работы?

— Первая декада текущего столетия ознаменовалась определением структуры бактериальной рибосомы методами рентгеновской кристаллографии. Значимость этих исследований была признана международным научным сообществом, и в 2009 году троим ученым, внесшим наибольший вклад, была присужденаНобелевская премия по химии.

Несмотря на прогресс, достигнутый кристаллографами, возможности метода криоэлектронной микроскопии гораздо шире и до недавнего времени были ограничены техническими возможностями, в том числе и более низким разрешением. Данная работа — это «переломный» момент, первый пример получения структуры функционального рибосомного комплекса с разрешением выше, чем получено кристаллографическими методами.

— В чем состоит главный вывод работы? В чем его новизна?

— В данной работе впервые разрешение, то есть точность определения пространственной структуры рибосомного комплекса, полученной методом криоэлектронной микроскопии (2.65–2.9 Å), превышает разрешение структуры, ранее полученной методом рентгеновской кристаллографии. Данная пространственная структура впервые содержит все модифицированные основания рибосомной РНК, которые ранее не были включены в структуры по причине недостаточной точности. В работе объяснена роль модифицированных оснований в тонкой регулировке функций рибосомы и в механизме действия антибиотиков.

— Как выводы, приведенные в статье, помогут биологам?

— Бактериальные рибосомы — важнейшая мишень современной антибиотикотерапии. Более половины применяемых сегодня антибиотиков ингибируют различные этапы биосинтеза белка на рибосомах. Проблемы, с которыми уже сейчас сталкиваются медики во всех странах мира, связаны с появлением бактериальных штаммов, устойчивых к применяемым антибиотикам. Поэтому разработка новых классов антибиотиков и модификация уже существующих представляют актуальную проблему современной биологии и фармацевтики. Знание структурной организации рибосом необходимо для разработки новых эффективных антибактериальных препаратов.

— Какие методы при этом использовались?

— Криоэлектронная микроскопия — современный метод, суть которого заключается в изучении структуры биологических объектов, замороженных при температуре жидкого азота (−196°C), при помощи электронного микроскопа.

За последние годы достигнут существенный прогресс в развитии как аппаратной части, так и в разработке специализированных методов компьютерной обработки получаемых изображений. Для получения структуры высокого разрешения недостаточно уметь применять современную технику микроскопии, не менее важно подготовить правильный образец для исследования. Рибосома осуществляет точное декодирование генетической информации мРНК с высокой скоростью. Для изучения структуры процесс декодирования необходимо остановить в нужный момент.

В мои задачи, помимо разработки стратегии эксперимента, входило получение функционального рибосомного комплекса, зафиксированного в момент декодирования.

— Где проводились изыскания?

— Работы проводились в одном из ведущих научно-исследовательских центров Германии — Институте биофизической химии Научно-исследовательского общества им. Макса Планка в городе Геттинген, также в работе участвовали сотрудники Петербургского института ядерной физики им. Б.П. Константинова в Гатчине и специалисты из Университета Геттингена.

Современная наука междисциплинарна и интернациональна: для проведения исследований зачастую объединяются ученые различных специальностей из разных стран.

Практически вся данная работа проведена в Институте биофизической химии, некоторые препараты были получены в российской лаборатории. Однако опубликованная работа — это лишь незначительная часть наших научно-исследовательских проектов по изучению молекулярных механизмов биосинтеза белка и разработке новых антибиотиков. Часть исследований выполняется полностью на российских площадках, часть — в сотрудничестве с нашими коллегами из зарубежных научных центров. Работы, выполняемые в российских лабораториях, финансируются НИЦ «Курчатовский институт», а также за счет грантов Российского фонда фундаментальных исследований (РФФИ) и Российского научного фонда (РНФ).

Вот уже несколько лет подряд Институт цитологии и генетики СО РАН проводит День Дарвина. Чарльза Дарвина знают, безусловно, все. А вот  разделяют его точку зрения далеко не многие. Всего 6 лет назад специалистами Дьюкского университета было доказано, что только 35% населения США действительно верят в эволюцию, 40% считают теорию английского ученого провокацией и аферой,  и 25% людей как-то не уверены в правоте ни тех, ни других.. Кто бы мог подумать, не так ли? США ведь считается государством с крайне прогрессивными взглядами.

Но вернемся к Дарвину. Хотя с момента выхода его легендарной книги «Происхождение видов» прошло больше 150 лет и некоторые из его воззрений  кажутся теперь довольно наивными,  каждый образованный человек должен иметь хотя бы общее представление об эволюции. Спрашивается, зачем? А вот зачем: будущее наше не за горами, и пока ученые всего мира в ужасе наблюдают за происходящим, большая часть населения предпочитает считать новые штаммы бактерий и выбросы метана выдумками анархистов. 

Приведем небольшую цитату из «Происхождения видов»: «Так как все современные формы жизни являются прямыми потомками тех, которые жили задолго до кембрийской эпохи, то мы можем быть уверены, что обычная последовательность поколений не была ни разу прервана и что никогда никакие катаклизмы не опустошали всю землю. Отсюда мы можем с доверием рассчитывать на безопасное и продолжительное будущее. И так как естественный отбор действует только в силу и ради блага каждого существа, то все качества, телесные и умственные, склонны развиваться в направлении совершенства». Когда Дарвин писал свой труд, он и не предполагал, как сильно изменит человек природу и как нелепо будут звучать его слова в XXI веке.

Мы – в смысле, люди – чуть ли не с каждым днем все больше и больше деградируем. Конечно, есть и прогресс, это отрицать глупо, но язык не повернется сказать, будто сейчас люди умнее, чем раньше. Цивилизованней? Да. Но вот умнее ли? На этот вопрос не так-то просто ответить.

Зато все единодушно признают наше тлетворное влияние на планету: рост населения, несоразмерное использование природных ресурсов, развитие промышленности, уничтожение экосистем – все человеческих рук дело. В связи с данной проблемой нельзя не упомянуть книгу «Пределы роста», написанную членами всемирно известного Римского клуб (прим.: Римский клуб – это общественная организация, которая занимается созданием концепции разумного сосуществования человека и природы).  В книге содержится математическая модель нашего будущего, составленная с учетом нескольких параметров. Сразу стоит предупредить: прогнозы у нас неутешительные.

Рассмотрим первый критерий – потенциальная емкость Земли. Грубо говоря, это способность планеты противостоять вредному воздействию человека. Скорость, с которой восстанавливаются природные ресурсы, намного меньше скорости их поглощения, То есть мы уничтожим все быстрее, чем Земля успеет опомниться. Идем дальше: рост населения. Человечество растет в геометрической прогрессии,  и его потребности растут в геометрической прогрессии. При этом в скором времени ни промышленное производство, ни сельское хозяйство не смогу удовлетворять наши чрезмерные нужды. В итоге мы окажемся на планете в очень большой компании, но с весьма ограниченным количеством продовольствия и развлечений. Третий параметр модели – экологическое загрязнение. Да, в данный момент мы не наблюдаем серьезных климатических изменений, но уже через 50 лет все последствия в прямом и переносном смысле вылезут на поверхность. Приведем пример: самое сильное вымирание на планете произошло 250 миллионов лет назад и было связано с возникновением вулканической активности на территории Сибири.  Огромная территория Земли была покрыта магмой, в атмосферу выделялось дикое количество сернистого и углекислого газов, что в итоге вызвало парниковый эффект и повышение температуры океана. А повышение температуры океана привело  к выделению метана в атмосферу. И что, спросите вы? А то, что тогда вымерло 90% морских и 70% земных видов. В настоящее время температура в среднем повышается на 1 градус в 50 лет. Т.е. еще примерно 200-250 лет и все, абсолютно все залежи метана начнут выходить в  атмосферу, убивая нас медленно и мучительно.

Человек сам создает себе проблемы, только почему-то отказывается их сам решать. Как отметили в ООН, несмотря на многочисленные международные конвенции, посвященные экологическим проблемам и бережному отношению к природе, ни одна из стран не исполняет необходимых предписаний. Все так же продолжают множиться никому не нужные торговые центры, открываться новые филиалы фабрик и заводов, строиться новые, ультрасовременные дома.  

Так это все к чему: элементарные знания биологии (и эволюции в том числе) могут помочь нам если не избежать глобальной экологической катастрофы, то, по крайней мере, отсрочить ее. Давайте не огорчать мистера Дарвина, он, в конце концов, всего лишь надеялся на человеческое благоразумие.

Маргарита Артёменко

Подготовлено по мотивам лекции С. Романова «Будущее по Дарвину».

На инновации денег нет

Запуск научных разработок инициируется спросом на них со стороны реальных и потенциальных заказчиков и потребителей еще до стадий коммерциализации и внедрения. Именно отсутствие такого спроса руководители научных организаций назвали главным барьером для инновационной активности. При этом инновационные научные организации сталкиваются с ним чаще, чем неинновационные (40–48% против 30–41%).

Существует точка зрения, что низкий спрос может быть обусловлен плохим качеством самих научно-технических результатов. Однако оценка конкурентного давления оказалась сравнительно низкой: лишь 13–20% респондентов ощутили высокий уровень конкуренции со стороны зарубежных разработок.

Таким образом, отсутствие интереса к новым технологиям и разработкам может отражать низкую склонность отечественных предприятий к инновациям в целом, что связано с экономическими рисками в реальном секторе экономики и административно-правовымибарьерами.

Среди факторов, мешающих внедрению инноваций, опцию «Высокие экономические риски внедрения» выбрали более четверти респондентов. Российский бизнес, с одной стороны, в большинстве случаев не может рассчитывать на окупаемость инноваций ни в среднесрочной, ни в долгосрочной перспективе, а с другой — не располагает свободными деньгами для финансирования подобных рискованных операций.

В период 2009–2012 годов около половины (43–55%) инновационных и 35–40% неинновационных научных организаций жаловались на нехватку у заказчика средств на внедрение результатов их научной деятельности.

Кадровый голод не дает науке «расти»

Помимо слабого спроса на инновации, другим серьезным фактором, препятствующим успешной коммерциализации результатов научно-исследовательской деятельности, оказалась проблема кадрового голода в науке.

Как подчеркивают авторы исследования, в период 2009–2012 годов о нехватке квалифицированных кадров заявляли 40% инновационных научных организаций. В группе неинновационных частота упоминания этого фактора выросла с 33 до 48%. «Существенный прирост такого показателя может свидетельствовать об усилении дефицита высококвалифицированных исследователей как основания для отказа от инновационной деятельности», — считают авторы.

Среди ответов респондентов звучали и такие традиционные для России проблемы, как нехватка современного оборудования и неудовлетворительное состояние опытной базы в научной организации (соответственно около 30% и 25% в обеих группах).

Помимо наиболее весомых негативных барьеров на пути участия научных организаций в инновационном процессе можно назвать:

• недостаточный уровень подготовки научных кадров (9–16%);

• низкое качество менеджмента в организации (7–11%);

• конкурентное давление отечественных научных организаций (11–12%);

• недостаток информации о новейших технологиях и научных достижениях (6–8%);

• слабость научной кооперации (7–11%);

• неразвитость инфраструктуры (10–16%).

Комментирует старший научный сотрудник ИСИЭЗ НИУ ВШЭ Станислав Заиченко:

Современная российская практика статистических обследований достаточно эффективно охватывает как инновационную деятельность предприятий реального сектора экономики, так и сферу исследований и разработок. Однако некоторые переходные процессы, такие как трансформация научных знаний в новые товары и услуги, в РФ пока изучаются гораздо менее активно. Отчасти это связано со сложностью предмета анализа, требующего сбалансированного сочетания количественных и качественных подходов на больших выборках.

Тем не менее, именно в этой сложной для исключительно количественных наблюдений области сосредоточена существенная часть барьеров и потенциальных возможностей для развития научно-технического и инновационного потенциала. Этим и обусловлена актуальность проводимых с 2010 года НИУ ВШЭ обследований участия научных организаций в инновационных процессах. Сбор данных осуществляется в режиме мониторинга, что позволяет отслеживать ключевые тенденции и закономерности.

В частности, полученные сведения о характере взаимодействия научных организаций и предприятий-заказчиков свидетельствуют о том, что последствия кризиса 2008 года для подобных организаций не были преодолены, а в дальнейшем лишь усугубились. Фактически многие инновационные компании, предъявлявшие ранее спрос на принципиально новые технологические решения, начиная с 2009-2010 годов стали оказываться от дальнейших долгосрочных инновационных проектов. При этом создававшиеся годами и десятилетиями кооперационные связи бизнеса и науки были серьезно нарушены.

Контрагенты из сферы исследований и разработок, в свою очередь, были вынуждены перепрофилироваться — либо уходить с рынков технологий, активнее включаться в госзаказ (в том числе оборонный), расширять госзадание, либо «понижать планку» собственной работы с предприятиями до ненаукоемкого технологического обслуживания.

Данные процессы разворачивались относительно медленно, поскольку основная масса предприятий, включавшихся в полный инновационный цикл, были крупными отраслевыми организациями — государственными или с существенной долей государственного участия. Они характеризовались заметной «инерционностью», а их проекты внедрения были рассчитаны не на один год.

Однако после 2014 года тревожная тенденция может существенно ускориться. К такому выводу приводит анализ всей совокупности данных, полученных в ходе обследований. Хотелось бы надеяться, что понимание природы и масштабов проблем, сложившихся в России в плане финансовых, кадровых, интеллектуальных, сетевых и административных ресурсов трансфера технологий, позволит в ближайшей перспективе предложить более адекватный базис для формирования эффективных мер государственной научно-технической и инновационной политики в условиях новых социально-экономических вызовов.

Цены растут, особенно заметен и болезнен рост цен на продукты, при таких темпах их роста  то же мясо и мясные продукты скоро  могут стать для некоторых категорий населения роскошью. Почему растут  цены, что здесь от объективных, а что от субъективных причин? На этот вопрос отвечает доктор экономических наук, профессор Новосибирской государственной архитектурно-художественной академии Владимир Баликоев.  

- Если вспомнить  последние 10-15 лет истории нашей экономики, то темпы роста производства и производительности труда имели такую динамику 5, 4,3, 2 процента в год, а в 2014 году – 0,4 %.  Это то, что мы производим, а значит, и то, что может попасть на прилавки наших  магазинов.  При этом пенсии, зарплаты, социальные выплаты росли более высокими темпами, особенно значительно выросли зарплаты в армии и силовых структурах, аппарате управления. И это все деньги, которые люди тратят на покупки товаров и услуг.

А далее следует простая логика  – количество денег в экономике должно соответствовать количеству производимых товаров. Это несоответствие перекрывалось поставкой импортных товаров, мы могли себе это позволить из-за высоких цен на нефть, которые давали нам необходимую для этого валюту.

Введение санкций, но особенно падение цен на нефть лишило нас источника для финансирования импорта. И реально существовавшее несоответствие наших доходов уровню нашего производства сразу проявилось в наших магазинах.

В условиях сохранения низких цен на нефть иного пути к росту уровня жизни, реальному снижению цен кроме как рост производства за счет роста производительности труда нет. В России низкая по сравнению с западными странами производительность труда. И это главная объективная причина нынешнего роста цен. Хотя есть и другие.

Субъективные причины также есть. Какая из них главная? Тут скажу то, что многим может не понравиться. Зарплаты, пенсии, социальные выплаты растут не сами по себе, решение об этом принимают политики. Они делают это, потому что хотят завоевать популярность у народа, у избирателей. Наверное, они будут самоубийцами, если не будут этого делать. Но при нынешнем уровне производительности труда любое увеличение денежных выплат будет вести к росту цен. Никто не отменил старую истину: «По одежке протягивай ножки».

А теперь о росте цен в конкретном секторе – мясо и мясопродукты. Почему они растут так быстро? На этот вопрос отвечает директор хозяйства ЗАО «Лепокуровское» (Баганский район), депутат Законодательного Собрания НСО Михаил Вересовой. 

- Цены на мясо растут, потому что у нас его мало производят. Мясо не растет так быстро, как сейчас от нас ждут, на подъем животноводства требуются годы. Мы – аграрии – давно и много говорили о нерентабельности мясного производства при существующей экономической политике. Задавали вопросы, почему мы попали в продовольственную зависимость от Запада? Мы предупреждали, что эта зависимость опасна и от нее надо избавляться, надо развивать собственное сельское хозяйство.

Но всегда что-то находилось, что препятствовало развитию в России мясного производства, то правила ВТО, то птичий грипп, то чума свиней. Мы вновь спрашивали, а что будет, если вдруг Россия не сможет закупать нужное ей количество продовольствия на Западе? Нам отвечали, что такого «вдруг» быть не может. Но оно «вдруг» случилось.

- То есть, основная причина роста цен на продовольствие, в том числе на мясо, в том, что после введения западных санкций и ответных российских антисанкций «вдруг» обнаружилось, что того же мяса наша страна в нужном количестве не производит, а значит, рост цен неизбежен?

- Заметьте, это вы сказали, это не я сказал.  

Интервью Юрия Курьянова

Ямальские ученые изучат полезные свойства сфагнума. Результатом работы должно стать создание сорбирующего препарата из растительного сырья, сообщает пресс-служба правительства ЯНАО.

"Сфагнум обладает способностью активно поглощать воду, имеет бактерицидные свойства, - пояснил научный сотрудник сектора медицинских исследований государственного учреждения "Научный центр изучения Арктики" Владимир Кострицын. - Этот мох издревле широко использовался коренными народами Севера и не только: во время Великой Отечественной войны в блокадном Ленинграде сфагнум применяли в качестве наружного средства как перевязочный материал".

Ученых ЯНАО в первую очередь интересует способность арктического мха поглощать воду с растворенными в ней веществами. Они полагают, что это свойство можно использовать для "захвата" и выведения из организма токсических веществ. Так, лабораторные тесты на грызунах показали: животные, в рацион которых был включен сфагнум, легче переносят действие токсических веществ, быстрее от них избавляются.

Практическая значимость этой работы, по словам исследователей, очевидна. Полученное из мха вещество можно будет использовать при химиотерапии - уменьшить таким образом ее токсический эффект. Сорбент позволит помочь при интоксикации ядовитыми веществами, при лечении тяжелых инфекционных заболеваний. Кроме того, препарат на основе сфагнума можно будет принимать с профилактической и оздоровительной целью.

Справка "РГ"

Сфагнум (торфяной мох) - болотное растение, обычно беловатой окраски. Из-за небольшой теплопроводности растение используется в строительном деле как изоляционный материал. Некоторые народности делают из сфагнума подобие теплых пеленок для детей. Мох применяется в цветоводстве в качестве наполнителя для земляных смесей.