В начале нового года принято подводить итоги прошедшего, а также составлять всевозможные рейтинги. По традиции «Наука в Сибири» предлагает вспомнить самые яркие открытия, технологии и разработки сибирских ученых в 2024 году. Список этот, разумеется, далеко не полный и не претендует на абсолютную объективность.
Январь
Сотрудники Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН исследовали, как влияет N1-метилпсевдоуридин в качестве модификации направляющей РНК на работу системы геномного редактирования. В результате ученым удалось увеличить точность генетических ножниц. Статья об этом опубликована в International Journal of Molecular Sciences. Новосибирские биохимики синтезируют модифицированные направляющие РНК с помощью фермента Т7 РНК-полимеразы, которая способна по матрице ДНК строить РНК. В качестве строительного материала для нее и используется нуклеозидтрифосфат N1-метилпсевдоуридин. Присутствие изменений в направляющих РНК позволяет увеличить точность редактирования генома, расщепляя только нужные ДНК-субстраты и таким образом снижая побочные эффекты CRISPR/Cas9.
Февраль
Специалисты Института проблем нефти и газа СО РАН (Якутск) изучили годовую динамику состава и содержания органических соединений в донных отложениях Норило-Пясинской водной системы. В 2020 году там произошла авария — разлив около 20 000 тонн дизельного топлива. Исследователи выяснили, что концентрации органических соединений и их состав изменились: уменьшилось содержание углеводородов и полициклических ароматических углеводородов, а смолистых компонентов — увеличилось. Работа опубликована в международном журнале Marine Pollution Bulletin.
Работа специалистов в рамках Большой Норильской экспедиции
Март
Ученые Института общей и экспериментальной биологии СО РАН (Улан-Удэ) совместно с коллегами из Московского государственного университета им. М. В. Ломоносова обнаружили новый адаптационный механизм воздействия ленточных червей на своих хозяев: они секретируют (выделяют) вещества с помощью нервных клеток. Нейросекреторный материал может влиять на физиологию и нервную систему хозяина паразитов. Статьи об исследовании опубликованы в журналах Zoology и Doklady Biological Sciences. Паразиты, обитающие внутри тела, в месте контакта с тканями хозяина производят вещества, необходимые для разных целей. Некоторые используются для регуляции иммунного ответа и нервной системы и, как следствие, поведения хозяина. Секрет вырабатывается паразитами либо в свободном виде, либо упакованным в специальные внеклеточные везикулы — отдельные пузырьки, покрытые оболочкой из мембраны.
Фото со сканирующего электронного микроскопа выходов секреторных продуктов паразитов D. dendriticus и L. interrupta на поверхность тегумента
Апрель
Ученые из Института теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН исследовали реакционные свойства твердого органического топлива, подвергнутого измельчению в мельницах. Специалисты пронаблюдали за термическим разложением и возгоранием угля, сосновых опилок и полученных из них композиционных топлив и выяснили, что при механическом измельчении топлива его реакционная способность увеличивается. Статья о работе была опубликована в международном журнале Case Studies in Thermal Engineering. В России основное топливо для розжига на электростанциях — мазут. На сегодняшний день его производят и экспортируют в больших количествах. Однако при розжиге этим видом топлива выбрасываются сернистые газы и оксид ванадия, что наносит большой урон окружающей среде. Сибирские теплофизики предлагают использовать уголь, опилки и композиционные топлива на их основе. Это поможет сократить вредные выбросы, а также сэкономить за счет разницы в стоимости угля и мазута.
Электронно-микроскопические изображения композита при разном увеличении
Май
Ученые из Института неорганической химии им. А. В. Николаева СО РАН получили пленочные гетероструктуры на материалах имплантатов, состоящие из подслоя золота или иридия, на который методом осаждения из паровой фазы нанесено серебро. Исследование, результаты которого опубликованы в International Journal of Molecular Sciences, показало, что покрытия для имплантатов, разработанные в Сибири, продемонстрировали высокие антибактериальные свойства и биосовместимость. Ученые оценили биоцидное действие таких покрытий по отношению к наиболее распространенным в онкологической практике колониям грамположительных (S. аureus, золотистый стафилококк) и грамотрицательных (P. аeruginosa, синегнойная палочка) бактерий. Работа проводилась совместно с коллегами из Национального медицинского исследовательского центра им. ак. Е. Н. Мешалкина, Института физики полупроводников им. А. В. Ржанова СО РАН и Новосибирского государственного университета. ИНХ СО РАН отвечал за нанесение гетероструктур на материалы имплантатов. В НГУ и ИФП СО РАН исследовались состав, микроструктура, морфология и другие характеристики получаемых покрытий, а в НМИЦ им. ак. Е. Н. Мешалкина — их биологические характеристики (цитотоксичность, антибактериальная активность, здесь же проводился морфогистологический анализ).
Покрытия Ag/Ir и Ag/Au позволяют имплантатам приживаться в организме
Июнь
Сибирские ученые разрабатывают технологию электромагнитного мониторинга многолетней мерзлоты. Сегодня во всем мире большое внимание уделяется проблемам изменения климата, особенно важны темы таяния многолетней мерзлоты. Россия с ее обширными арктическими территориями столкнулась с ускоренным процессом потепления. Для того чтобы наблюдать за процессами, происходящими в таких породах и грунтах, ученые из Института нефтегазовой геологии и геофизики им. А. А. Трофимука СО РАН предлагают воспользоваться импульсным электромагнитным мониторингом многолетней мерзлоты. Статья об исследовании опубликована в высокорейтинговом журнале Mathematics. Сейчас ученые ведут научно-исследовательские работы, а на следующем этапе планируют апробацию на конкретных объектах. В приоритете у специалистов — изучение Крайнего Севера России, который представляет значительный потенциал для дальнейшей добычи нефти и газа.
Таяние многолетнемерзлых пород и эрозия береговой линии в окрестности арктической научно-исследовательской станции ИНГГ СО РАН «Остров Самойловский» (дельта Лены)
Июль
Из кожи найденного в Якутии шерстистого мамонта возрастом 52 000 лет впервые удалось извлечь остекленевшие древние хромосомы. Они намного крупнее известных ранее типов древней ДНК и сохраняют информацию о том, какие гены были активны. Как предполагают ученые, в дальнейшем это поможет собрать геномы вымерших видов. Хромосомы сохранились благодаря холодному и сухому климату Якутии, в котором естественным образом произошел процесс, аналогичный созданию вяленой говядины. Статья об этом исследовании опубликована в самом высокорейтинговом биологическом журнале Cell. Огромный вклад в эти исследования внесли российские ученые, в частности команда гистологов из лаборатории морфологии и функции клеточных структур ФИЦ «Институт цитологии и генетики СО РАН» описывала гистологическую структуру тех мест, откуда были получены ядра клеток, а ученые лаборатории цитогенетики животных Института молекулярной и клеточной биологии СО РАН извлекали ДНК из образцов, выделяли и изучали внутренние структуры хромосом.
Август
Ученые выяснили, почему численность описторхов в Новосибирской области остается высокой. Исследователи из Института систематики и экологии животных СО РАН пришли к мнению, что при общем снижении заболеваемости описторхозом у людей, в некоторых регионах она всё еще остается высокой, в том числе в Новосибирской области. Окончательными хозяевами эндопаразитов, вызывающих описторхоз, являются домашние питомцы. Статья об этом опубликована в журнале Veterinary Parasitology: Regional Studies and Reports. «Действенный метод борьбы с паразитами у кошек и собак — исключение из рациона плохо обработанной рыбы семейства карповых либо заморозка и варка рыбы перед употреблением. Чтобы инвазия не распространялась, необходимо также своевременно лечить домашних питомцев», — отмечают исследователи.
Взрослые описторхи
Сентябрь
Ученые из ФИЦ «Институт катализа им. Г. К. Борескова СО РАН» методом лазерного излучения синтезируют оксидные наночастицы — основу порошков, с помощью которых создают катализаторы, керамики, матрицы для люминесцентных материалов. Исследователи получили частицы из многих оксидов: алюминия, циркония, кремния, церия, иттрия, гадолиния, а также научились управлять их параметрами. Статья об этом опубликована в международном журнале Journal of Aerosol Science. В настоящее время постоянно ведутся работы, направленные на поиск универсального метода синтеза, который позволит получать широкий класс наноматериалов с управляемыми характеристиками. Лазерный метод синтеза относится к классу физических методов конденсации испаренных материалов и позволяет деликатно подбирать различные характеристики для тех или иных задач.
Лазерная установка для синтеза наночастиц
Октябрь
Исследователи из ФИЦ «Институт цитологии и генетики СО РАН» совместно с Научно-исследовательским институтом нейронаук и медицины и Федеральным исследовательским центром «Всероссийский институт генетических ресурсов растений им. Н. И. Вавилова» выяснили, как пшеницу, богатую антоцианами, можно использовать для борьбы с раком. Специалисты изучили противоопухолевый эффект зерновой диеты, обогащенной антоцианами, на модели аденокарциномы легких Льюис у мышей. Оказалось, что пшеница с большим количеством антоцианов уменьшает объем опухоли и количество метастазов. Исследование опубликовано в высокорейтинговом международном журнале Q1 International Journal of Molecular Sciences.
Пшеница, богатая антоцианами
Ноябрь
Сибирские ученые установили возраст мумии детеныша саблезубой кошки Homotherium latidens, найденной в Якутии в 2020 году. Результаты исследования уникальной палеонтологической находки сибирских ученых опубликованы в журнале Scientific Reports (Nature Group). В исследовании принимали участие ученые Центра коллективного пользования «Ускорительная масс-спектрометрия НГУ — ННЦ», объединившего ресурсы четырех научных организаций: Института ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН, Института археологии и этнографии СО РАН, ФИЦ «Институт катализа им. Г. К. Борескова СО РАН» и Новосибирского государственного университета. Радиоуглеродный возраст ценной находки, полученный методом ускорительной масс-спектрометрии, оказался равным 31 808 ± 367 лет, а по степени развития костей и зубов ученые определили, что животное погибло в возрасте трех недель по неизвестной причине.
Внешний облик саблезубого котенка в представлении художника
Декабрь
Сотрудники ФИЦ «Институт катализа им. Г. К. Борескова СО РАН» разработали и запатентовали технологию приготовления структурированных бифункциональных катализаторов, которые могут применяться в топливных процессорах и электрохимических генераторах. Новые композитные катализаторы уже используются совместно с топливными элементами, в частности в мобильных и модульных энергоустановках, которые производит Научно-исследовательский центр «Топаз». В состав катализатора входит металлическая подложка, а в качестве активного компонента — родий или платина на оксидах церия и циркония, нанесенные на оксид алюминия, что позволяет обеспечить высокую теплопроводность, увеличить эффективность процесса конверсии, а также устойчивость к зауглероживанию. Катализатор совмещает в себе несколько функций, которые при одновременной работе составляют синергетический эффект, — это улучшает его характеристики. Разные части бифункционального катализатора отвечают за определенные заданные функции, в числе которых ускорение целевой реакции, уменьшение образования побочных продуктов в процессе реакции.
Пример технологического решения с ЭХГ «Топаз»
«Наука в Сибири»
Фото предоставлены исследователями, из открытых источников и Романа Хакимзянова (анонс)
