НАУКА и ОБЩЕСТВО 2025. НАУКА. 8
144 • Магнитные наночастицы способны «включать» и «выключать» клетки по команде
• Превращать CO₂ в топливо без дорогостоящих реагентов научились в НИУ ВШЭ
• Вице-губернатор Петербурга: научно-технологическая политика в РФ перешла на новую модель
• В Японии в лаборатории вырастили «куриный наггетс». Кусок созданного учеными мяса весит 11 г
• Медики вырастили человеческие зубы во рту свиней
• В РФ готовят к выпуску первый отечественный препарат против онкозаболевания крови
28 апреля на портале «Научной России» опубликовано интервью с профессором МГУ Петром Андреевичем Каменским.
Митохондрии ― одни из самых древних и интересных для изучения клеточных органелл. Наличие собственной ДНК и системы синтеза белков делает их по-настоящему самодостаточными единицами, а захватывающая история эволюции длиной в 1 млрд лет проливает свет на прошлое наших самых далеких предков ― микроорганизмов. Как появились митохондрии и какие тенденции в их эволюции наблюдаются сегодня? Чем уникальны эти органеллы и как они могут быть связаны со старением и раком? Что особенного в митохондриальных мутациях? На эти и многие другие вопросы в интервью корреспонденту «Научной России» ответит профессор МГУ Петр Андреевич Каменский.
Справка: Петр Андреевич Каменский ― доктор биологических наук, профессор и заместитель проректора МГУ им. М.В. Ломоносова, руководитель группы молекулярной биологии митохондрий кафедры молекулярной биологии биологического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова
Магнитные наночастицы способны «включать» и «выключать» клетки по команде
Ученые Томского политехнического университета в составе научной группы провели комплексное исследование дисперсных магнитоэлектрических наночастиц ультрамалого размера и возможности их функционализации. Оно показало, что наночастицы способны не только активировать, но и тормозить клеточные процессы с помощью магнитного поля. Такой подход в перспективе может стать основой для разработки новых методов лечения на основе нанотехнологий, например, в онкотерапии и регенеративной медицине.
Исследования ученых поддержаны грантом Российского научного фонда (№ 23-23-00511). Результаты работ опубликованы в журнале ACS Applied Materials & Interfaces (Q1, IF: 8,5).
Ранее ученые Международного исследовательского центра «Пьезо- и магнитоэлектрические материалы» Исследовательской школы химических и биомедицинских технологий ТПУ вместе с коллегами разработали коллоидные дисперсные магнитоэлектрические наночастицы ультрамалого размера на основе биосовместимых материалов. Они в десять раз меньше аналогов и обладают улучшенными магнитоэлектрическими свойствами.
«Магнитоэлектрические наночастицы демонстрируют сильную связь между магнитными и электрическими свойствами, что позволяет осуществлять беспроводной контроль биологических процессов благодаря неинвазивной электростимуляции. Однако функционализация поверхности (изменение физико-химических свойств поверхности материала – ред.) таких наночастиц и ее влияние на структуру, физические свойства и биологический ответ остаются в значительной степени неизученными. Для исследования этих характеристик мы провели комплексный анализ», — отмечает руководитель исследования, доцент Исследовательской школы химических и биомедицинских технологий ТПУ Роман Чернозем.
По словам ученых, одним из наиболее интересных результатов исследования стало доказательство того, что наночастицы в зависимости от использованного функционализирующего агента имеют возможность бимодальной регуляции клеточной активности. Это достигается за счет применения электростимуляции с помощью безопасного низкоинтенсивного магнитного поля.
В исследовании приняли участие ученые Исследовательской школы химических и биомедицинских технологий Томского политеха, Института цитологии и генетики СО РАН, Исследовательского центра науки и технологий (LIFT), Томского госуниверситета, Института катализа им. Г.К. Борескова, Института физики прочности и материаловедения СО РАН и Центра нейробиологии и нейрореабилитации им. Владимира Зельмана.
Превращать CO₂ в топливо без дорогостоящих реагентов научились в НИУ ВШЭ
Исследователи МИЭМ НИУ ВШЭ совместно с китайскими учеными создали катализатор, который помогает эффективнее превращать углекислый газ в муравьиную кислоту. Благодаря углеродному покрытию он стабильно работает в кислой среде и при минимальном количестве калия, хотя ранее считалось, что элемент необходим в больших концентрациях. Это удешевит процесс переработки газа, а также упростит его промышленное применение — например, при получении топлива для экологичных видов транспорта. Исследование опубликовано в журнале Nature Communications.
Электрохимическое восстановление углекислого газа — процесс, в котором газ под действием электрического тока превращается в другие химические соединения. Его давно рассматривают не только как способ утилизации CO₂, но и как источник ценного сырья. Например, муравьиной кислоты, которая может использоваться как жидкое топливо, растворитель или компонент для химической промышленности.
Однако при электрохимическом восстановлении CO₂ возникает проблема: из-за побочной реакции выделяется водород, который снижает эффективность процесса. В щелочных растворах эту проблему решают добавлением большего количества ионов калия (K⁺), но это приводит не только к удорожанию процесса, но и к образованию осадков, засоряющих установку и ухудшающих ее работу. А если использовать, наоборот, кислую среду, то катализаторы быстро разрушаются и теряют эффективность.
Группа исследователей, включающая специалистов МИЭМ НИУ ВШЭ, предложила альтернативный подход. Они разработали катализатор, стабильно работающий в кислой среде при минимальном количестве калия. Его основа — оксид индия (In₂O₃), покрытый тонким слоем углерода.
Сначала с помощью компьютерного моделирования сотрудники МИЭМ выяснили, как можно контролировать распределение ионов на поверхности катализатора. Модель показала, что углеродное покрытие не только защищает катализатор от разрушения, но и формирует электрическое поле, удерживающее ионы калия у его поверхности. Благодаря этому калий не выпадает в осадок, а нежелательные побочные реакции подавляются.
«Нам удалось показать, что можно отказаться от избытка калия, который усложняет эксплуатацию системы. Такой подход сделал процесс дешевле, а сам катализатор — более стабильным», — комментирует доцент МИЭМ НИУ ВШЭ Лю Дунюй.
Вице-губернатор Петербурга: научно-технологическая политика в РФ перешла на новую модель
По словам Владимира Княгинина, способом решения и экономических, и социальных, и научных задач в этой модели выступает технология.
Научно-технологическая политика в РФ перешла на новую модель, в которой способом решения и экономических, и социальных, и научных задач является технология. Такое мнение высказал вице-губернатор Санкт-Петербурга Владимир Княгинин, выступая на заседании комиссии Госсовета "Технологическое лидерство", которое прошло на полях форума "Госзаказ" в Северной столице.
"За последние десятилетия научно-технологическая политика содержательно перешла на новую модель в РФ", - сказал Княгинин, отметив, что "двигались последовательно". По его словам, если с 2016 года наука стремилась отвечать на вызовы, то 2023 год стал годом принятия концепции технологической политики: были введены новые понятия, такие, как технологический суверенитет и технологическое лидерство. "Но главное заключение, что способом решения и экономических, и социальных, и научных задач является технология", - подчеркнул вице-губернатор Петербурга.
Как передает корреспондент ТАСС, в заседании приняли участие представители федеральных и региональных органов власти, технологических компаний, ученые. Обсуждалась реализация технологической политики РФ, модели развития науки и взаимодействие между государством, регионами, наукой, образованием и бизнесом для достижения технологического лидерства. Отдельная дискуссия была посвящена моделям развития науки в регионах, которые должны стать полноправными игроками в развитии инновационного потенциала страны через участие в государственной программе и национальных проектах технологического лидерства.
XX всероссийский форум-выставка "Госзаказ" проходил в Санкт-Петербурге с 23 по 25 апреля. В форуме приняли участие заказчики, поставщики, распорядители бюджетных и корпоративных средств, представители банковского сектора, промышленности, а также регуляторы и контролеры. В рамках деловой программы прошло более 30 экспертных сессий по ключевым вопросам закупочной деятельности, включая специальные отраслевые мероприятия - закупки в строительстве, транспорте, здравоохранении, экологии, кадровом обеспечении, цифровизации и сфере искусственного интеллекта.
В Японии в лаборатории вырастили «куриный наггетс». Кусок созданного учеными мяса весит 11 г
Японские ученые вырастили кусок куриного мяса размером с наггетс в устройстве, которое имитирует сосуды кровеносной системы. Результаты исследования представлены в журнале Trends in Biotechnology. Вкратце о достижении экспертов сообщают The Guardian и Daily Mail. Среди создателей биореактора — профессор Шоджи Такеучи из Токийского университета.
В длину кусок выращенного в лаборатории мяса достигает 2 см, а в ширину — 1 см. Весит такой «наггетс» 11 г. Ученые уверяют, что небольшие кусочки курицы имеют ту же текстуру, что и настоящее мясо.
Мышечные клетки курицы размещались в гелевом растворе, кислород и питательные вещества к ним доставлялись посредством полых волокон.
Одна из проблем при выращивании относительно больших кусков мяса состоит в том, что кислород не проникает вглубь ткани, из-за чего клетки гибнут. Именно поэтому многие проекты по выращиванию мяса в лаборатории фокусируются на том, чтобы выращивать небольшие куски, которые больше напоминают фарш. Такеучи утверждает, что созданный им биореактор решает эту проблему. Через выращенный в лаборатории кусок мяса проходит около 1 тыс. волокон, по которым к тканям доставляются необходимые вещества.
После выращивания данные волокна приходится удалять вручную. При этом эксперты планируют в скором времени скорректировать технологию и изготавливать такие волокна из съедобного материала.
В будущем такие «поддельные наггетсы» могли бы стать альтернативой обычному мясу, считают ученые.
Такеучи предположил, что для следующих версий биореактора может потребоваться искусственная кровь. Так можно доставить к тканям больше кислорода, а значит, вырастить более крупные куски мяса. Ученый считает, что при хорошем финансировании подобные продукты могут появиться уже через 5–10 лет. Сначала лабораторное мясо будет дороже привычного, но Такеучи с коллегами уже задумались над созданием расширенной системы, что позволит снизить цену.
Медики вырастили человеческие зубы во рту свиней
Ученые из США смогли вырастить зубы, напоминающие человеческие, во рту свиней. Для их создания использовали клетки свиных и человеческих зубов. Как удалось это сделать и как результаты эксперимента могут изменить стоматологию, исследователи описали в новой научной статье.
Когда у людей выпадают молочные зубы, постоянные вырастают сами. Однако если мы по медицинским или ортодонтическим причинам лишаемся постоянных зубов, заменить их получается только искусственными имплантами — титановыми или пластиковыми. Такие протезы неидеальны, поскольку отличаются по составу от настоящих зубов — в частности, не имеют мягких тканей, которые окружают естественный корень зуба и смягчают жевательные усилия.
Ученые активно ищут способы перейти на «биоинженерные» импланты, научившись если не создавать новые человеческие зубы, то хотя бы интегрировать часть зубной ткани в искусственный протез. Согласно одному из недавних исследований, зубы человека уже удалось создать в лаборатории.
Специалисты из Университета Тафтса в США вырастили в ротовой полости взрослых свиней зубы, напоминающие человеческие. Результаты эксперимента появились в научном журнале Stem Cells Translational Medicine.
https://naked-science.ru/article/medicine/chelovecheskie-zuby-u-svi
В РФ готовят к выпуску первый отечественный препарат против онкозаболевания крови
Хронический миелолейкоз - редкое и серьезное опухолевое заболевание крови, возникающее из-за "генетической поломки". В России каждый год выявляют около 1 тыс. новых пациентов с ХМЛ. Это заболевание составляет около 15% всех лейкозов у взрослых. До появления в 2001 году первых препаратов (ингибитор тирозинкиназы первого поколения) заболевание считалось смертельным и неизлечимым.
"Фармасинтез" готовит к выводу на рынок первый инновационный российский препарат ("Вамотиниб" - прим. ТАСС) против ХМЛ. <....> В настоящее время препарат находится на стадии третьей фазы клинических исследований для подтверждения его эффективности и безопасности в более широкой группе пациентов. Данные промежуточного анализа подтверждают высокую эффективность и благоприятный профиль безопасности", - сообщили в компании, добавив, что на разработку препарата ушло порядка семи лет.
Новый препарат - первый оригинальный полностью разработанный и произведенный в России ингибитор тирозинкиназы третьего поколения. В компании считают, что российский препарат имеет потенциал для выхода на мировой рынок.
"Фармасинтез" - один крупнейших в России производителей социально значимых лекарств, заводы компании расположены Санкт-Петербурге, Уссурийске, Тюмени, Иркутске и Братске.
*Картина из диатомовых водорослей "Diatom" от Клауса Кемпа, 1994 г., фотография Ми Уокер, загруженная 14 сентября 2022 года.