Провожая 2018-й
Сайт Наука в Сибири 29 декабря 2018 г.
Завершаем год и традиционно рассказываем об интересных, ярких и значимых исследованиях сибирских ученых в 2018 году.
Специалисты из лаборатории биоинформатики Института вычислительных технологий СО РАН разработали программное обеспечение для создания моделей организма человека и его частей, например сердечно-сосудистой системы. Основной подход здесь — модульный: разные блоки, представляющие сердце, венозную либо артериальную системы и т.д. объединяются в общую структуру аналогично большим программным комплексам. Важность этого труда в том, что разрабатываемые модульные модели могут открыть новые возможности по персонализации лечебных процессов.
Исследователи из Института геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО РАН открыли в месторождении Малетойваям (полуостров Камчатка) новый тип минерализации, в котором обнаружены соединения золота с теллуром, серой и селеном, не имеющие природных аналогов. Редкие минералы обнаружены в тонкой фракции размером не более 100 микрон. Эти соединения новые, неизвестные и нигде ранее не описанные.
Сибирские ученые сделали отечественный аналог дискового искусственного сердца: оно компактнее и безопаснее. Первый отечественный дисковый насос создан в Национальном медицинском исследовательском центре имени академика Е.Н. Мешалкина совместно с Институтом теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН. Получившееся устройство представляет собой пакет дисков, расположенных друг над другом с фиксированным зазором в 0.5 мм. При вращении диски крутятся благодаря специальному электродвигателю, за счет молекулярного трения захватывают кровь и в итоге выбрасывают ее обратно в организм.
В Институте ядерной физики имени Г.И. Будкера СО РАН изучают воздействие терагерцового излучения на живые клетки и ткани с помощью Новосибирского лазера на свободных электронах. Это излучение есть в космосе, но не на Земле, так как оно не проходит через атмосферу нашей планеты, однако земные организмы оказались к нему чувствительны.
Антибактериальное покрытие для больниц разработали сибирские ученые в Институте неорганической химии им. А.В. Николаева СО РАН. Специальные пленки обладают двойной защитой: бактерии, попадая на них, не могут закрепиться и “скатываются”, а особо цепкие уничтожаются под воздействием света.
Исследователи научились отслеживать развитие мозга плода в утробе матери: создан способ, позволяющий своевременно выявить отклонения или задержки созревания, которые приводят к врожденным заболеваниям и нейрофизиологическим отклонениям. Метод разработали ученые из Международного томографического центра СО РАН, Томского государственного университета и Университета Вашингтона (США).
Этим летом в журнале Nature вышла статья, где сообщались результаты исследования фрагмента кости, найденного в 2016 году в Денисовой пещере. Оказалось, что он принадлежит девушке — гибриду неандертальца (по линии матери) и денисовского человека (по линии отца). Ее рабочее “имя” — “денисова 11”, возраст — старше 13 лет, а родители являются нечистокровными представители своих подвидов, а несут генетический след предыдущих скрещиваний. Например, отец имел как минимум одного неандертальского предка. Источником информации выступила ядерная ДНК, полученная из 175 мг костной пудры.
Сибирские палеонтологи обнаружили самые древние остатки с макроскелетом. Исследователи из Института нефтегазовой геологии и геофизики им. А. А. Трофимука СО РАН совместно с зарубежными коллегами нашли доказательства того, что палеопасцихниды — одни из самых массовых ископаемых организмов, найденных на Земле, также обладали скелетом (хотя долгое время им отказывали в статусе организмов, считая следами передвижения, водорослями или даже цепочками фекалий). Палеопасцихниды были похожи на современных глубоководных одноклеточных ксенофиофор — гигантских простейших. Они выращивали скелет, находясь неподвижно на дне и склеивая вокруг себя частички пород и осадка из окружающего пространства.
Смешанный коллектив ученых из Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН, ФИЦ Институт цитологии и генетики СО РАН и ГНЦ вирусологи и биотехнологии “Вектор” работает над созданием отечественного противоопухолевого препарата на основе хорошо известного вируса осповакцины. Этот вирус обладает собственным онколитическим потенциалом, однако для того, чтобы он работал более эффективно, исследователи включили в его геном два гена: кодирующие белок-убийцу лактаптин и GMCSF, стимулирующий местный иммунный ответ. Таким образом удалось почти полностью подавить способность вируса размножаться в здоровых клетках, зато примерно в 200 раз повысить интенсивность размножения в опухолевых.
Специалисты из Института геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО РАН побывали на Южных Курилах, где вели петрологические исследования кальдерных комплексов. Это поможет понять причины, механизмы и последствия гигантских вулканических извержений. Именно на Курильской островной дуге сосредоточены действующие очаги вулканизма, которые извергались в ближайшем геологическом прошлом. Ученые собирают образцы горных пород, исторгнутых из вулканов (как правило, это пемзы), — эти породы, минералы и включения в них являются отличным источником информации об условиях формирования и эволюции магм глубоко под землей.
Сотрудники Национального медицинского исследовательского центра имени академика Е.Н. Мешалкина провели испытания первого отечественного дискового искусственного сердца на мини-пигах. Этот аппарат разрабатывался в сотрудничестве с Институтом теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН на основе насоса, ранее применявшегося в космосе. После стендовых экспериментов хирурги, поставив дисковое сердце животному, в течение шести часов оценивали работу устройства в живом организме, тестировали его в разных режимах, следили, как оно влияет на живую кровь. Опыт показал, что насос функционирует замечательно, разрушения крови подопытных животных не происходит, и образования тромбов исследователи также не заметили.
Исследователи из Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН и Института молекулярной и клеточной биологии СО РАН установили, что легендарное долгожительство голого землекопа может быть обусловлено особенностью работы его системы репарации ДНК. Ученые выяснили, что активность репарации поврежденных оснований и нуклеотидов в клетках этого зверька гораздо выше, чем в клетках мыши. Есть надежда, что дальнейшие исследования в этом русле позволят найти новые пути избавления от рака и заболеваний, связанных со старением организма, а также увеличить продолжительность и качество жизни человека.