Сибирская наука: ресурс человеческого таланта и уникальные разработки

Сибирь занимает существенно больше половины территории России – это около 13,1 млн квадратных километров, на которых проживает четверть населения страны. Неслучайно в последнее время особенно актуален прицел на “сибиризацию” - первостепенное развитие этого огромного и богатого ресурсами региона. Самый ценный из них, безусловно ресурс человеческий. “Трамплин” начинает серию материалов об уникальных разработках сибирских учёных, многие из которых не имеют аналогов в мире.

Новосибирск

Вековой соперник Омска за звание столицы Сибири с его Академгородком, вузами и НИИ, активно развивающимся Технопарком стал родиной множества прорывных исследований и разработок, уникальных не только для России, но и для мировой науки.

Вирус против рака

Сразу несколько научных лабораторий в Новосибирске занимаются разработкой препаратов, которые спасут человечество от рака — по крайней мере от многих его типов, до этого почти не поддававшихся лечению. Люди ещё сто лет назад замечали, что вирусы способны влиять на раковые опухоли. Были, например, случаи полного исцеления пациентов, переболевших банальным гриппом. Во время ковида у медиков поневоле появилась обширная база для наблюдений. И получилось точно доказать: у многих онкобольных, переболевших коронавирусом, состояние стабилизировалось. Дело в том, что вирусы предпочитают клетки с повышенным метаболизмом — раковые. Поселяясь там, они начинают активно делиться, убивая захваченную клетку.

Новосибирские учёные работали над новым препаратом на основе вируса осповакцины, начиная с 2014 года. За основу взяли вирус, который уже давно применяется и прошёл все необходимые проверки. Из генома вируса осповакцины с помощью генной инженерии вырезали два вирулентных гена, встроив дополнительно гены, кодирующие белок-убийцу рака и иммуностимулирующий белок. Препарат, разработанный Институтом химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН, центром «Вектор» Роспотребнадзора в партнерстве с ООО «Онкостар» (резидент «Сколково»), уже прошёл клинические испытания на пациентках с терминальной (не поддающейся лечению) стадией рака молочной железы. 

Владимир Рихтер, доктор биологических наук, заведующий лабораторией биотехнологии Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН:

«Это первый противоопухолевый препарат, созданный на основе генно-модифицированного онколитического вируса, который получил официальное разрешение на клинические испытания в РФ. Препарат сконструирован на базе вируса осповакцины, который способен инфицировать и убивать раковые клетки. Чтобы усилить его противоопухолевое действие, мы вставили в геном вируса два гена, кодирующие белки. Первый белок — это GMCSF, неспецифический стимулятор иммунного ответа, второй — лактаптин, который является убийцей раковых клеток. На данный момент успешно пройдена первая фаза клинических испытаний. Испытания не только подтвердили безопасность препарата, но и показали его эффективность в подавлении роста опухоли молочной железы».

Барнаул

Алтай с его захватывающими туристическими маршрутами — идеальная база для исследований, связанных с сельским хозяйством и сохранением уникальной фауны и флоры. Разработки многих местных учёных как раз посвящены этим направлениям.

Альтернатива антибиотикам

Ученые Алтайского государственного университета разработали штамм бактерий Bacillus atrophaeus RCAM06423, способный подавлять патогенные микроорганизмы и синтезировать полезные ферменты. Эта разработка может стать эффективной и экологичной альтернативой антибиотикам в животноводстве и птицеводстве.

Такими полезные бактерии исследователь видит в микроскоп.

Новый штамм не только подавляет широкий спектр патогенов, но и улучшает переваривание кормов у животных, повышая продуктивность и безопасность производства. Он был выделен из птичьей подстилки и успешно прошел лабораторные испытания, доказав свою эффективность, универсальность и устойчивость, а также чувствительность к стандартным антибиотикам. В настоящее время

ученые работают над масштабированием производства для промышленного применения.

Алёна Иркитова, директор Инжинирингового центра Промбиотех, кандидат биологических наук, доцент кафедры экологии, биохимии и биотехнологии Института биологии и биотехнологии АлГУ:

«Технический результат заключается в подавлении патогенных и условно-патогенных микроорганизмов животных и синтезе амилолитических ферментов с помощью заявляемого штамма».

Первая в России библиотека стандартов геномов растений

Ученые Алтайского государственного университета разработали первую в России библиотеку стандартов для оценки содержания ДНК в растениях методом проточной цитометрии. Эта разработка ускорит и удешевит генетические исследования и селекцию.

Библиотека содержит информацию об эталонных организмах для определения размера генома. В течение трех лет ученые собирали базу данных геномов растений, преимущественно алтайских, и разработали линейку стандартов для исследования лекарственных, пищевых, кормовых и других хозяйственно ценных растений. Метод проточной цитометрии экономичнее и менее трудоёмок, чем другие методы оценки ДНК.

Алексей Ваганов, проректор АлтГУ, один из руководителей проекта:

«Эта библиотека стандартов содержит информацию об эталонных организмах, от которых мы отталкиваемся при исследовании размера генома. В рамках работ была создана база данных о размерах геномов хозяйственно ценных, редких и эндемичных растений Genome Altai Plants, содержащая более 3,1 тыс. исследованных образцов. База данных находится в открытом доступе».

Томск

Студенческий Томск — это место, где, вероятно, самая большая в стране концентрация молодых учёных на квадратный метр. В конце мая здесь прошёл Всероссийский форум молодых ученых и предпринимателей U-NOVUS. Студенты ТУСУРа представили сразу 10 инновационных проектов, включая костюм для захвата движений HIT.

Разработка оснащена 15 беспроводными инерциальными датчиками, которые позволяют переносить движения человека в цифровую среду для создания анимации. Разработчики готовят продукт для использования в игровых движках Unreal Engine и Unity, и уже 11 компаний заинтересованы в финальной версии.

Максим Хацкевич, основатель проекта:

«Ваши движения будут передаваться персонажу, так что вы сможете играть разные роли в своих компьютерных играх, фильмах, мультиках. Макет готов, параллельно разрабатывается программа, и мы уже создаем первую версию костюма».

Приложение против выгорания в офисе

Ещё один интересный стартап из ТУСУРа — «Одеяло». Идея приложения, объединяющего программную инженерию и психологию, родилась из магистерской диссертации томского студента. Вдохновившись когнитивно-поведенческой терапией, разработчик создал прототип, который получил поддержку Фонда содействия инновациям в рамках программы «Умник». Участие в акселераторе помогло «приземлить» проект в бизнес-плоскости, что изначально не входило в планы автора.

Приложение, основанное на принципах когнитивно-поведенческой терапии, включает в себя психологические тесты, теоретические блоки и упражнения. В ближайшее время планируется добавить новые инструменты, а также разработать интеллектуальные функции, такие как определение риска выгорания и создание индивидуальных планов. Кроме того, рассматривается возможность интеграции чат-бота. Хотя изначально приложение задумывалось для частных лиц, в дальнейшем планируется развивать корпоративное направление с геймификацией, аналитикой и рекомендациями по улучшению психологического климата в коллективе.

Тимофей Симонов, руководитель проекта:

«Честно говоря, я никогда не планировал становиться предпринимателем и не чувствовал в себе такого призвания. Тем не менее в рамках акселератора я занялся проектом и с точки зрения коммерциализации».

Экологичная очистка промышленных сточных вод

Ещё одна уникальная разработка — в Стартап-студии университетов Томска, стартап компании ООО «Биочист». Команда разработала экологичный биопрепарат для удаления органического осадка и жирового налёта из сточных вод, ориентированный на предприятия с высокой жиронагрузкой, включая мясоперерабатывающие, кондитерские и молочные производства. Препарат на основе аборигенных штаммов бактерий, запатентованный компанией «Биочист», эффективно расщепляет липиды, снижая затраты на очистку, суммы штрафов и риски засоров.

Промышленные испытания, уже проведенные на мясоперерабатывающем предприятии, показали экономию более 150–200 тысяч рублей в месяц. Препарат обладает пролонгированным действием, длительным сроком хранения (12 месяцев) и работает в широком диапазоне температур (от +10 до -40°C) и уровне pH (от 4 до 9,5). Отсутствие в России широкодоступных промышленных биологических решений подчеркивает инновационность разработки «Биочиста».

Анжелика Аносова

Анжелика Аносова, руководитель проекта:

«Мы провели анализ рынка. В России нет биологических решений, которые можно было бы использовать на крупных промышленных предприятиях. Мы хотели создать экологичный и эффективный препарат, помогающий компаниям решать производственные задачи».

«Криотех» для хранения и перевозки продуктов

Томские учёные разрабатывают термоиндикаторы Z-Crio для контроля температурного режима хранения замороженных продуктов, таких как рыба и мясо. Индикаторы представляют собой пластины с капсулой, которая активируется при повышении температуры, отображая информацию о продолжительности нарушения температурного режима.

В отличие от западных аналогов и российских конкурентов с электроникой, Z-Crio отличаются низкой стоимостью, одноразовым использованием и самоактивацией. Планируется выпуск опытной партии и тестирование на площадках ретейлеров, а в будущем — расширение применения в фармацевтической отрасли.

Михаил Ковтунов, автор разработки, директор компании «Криотех»:

«Наши термоиндикаторы отличаются низкой стоимостью, одноразовостью использования и, что самое важное, самоактивируются без дополнительных действий с самим индикатором»

Улан-Удэ

Сердце Бурятии — одно из дюжины мест в мире, которые имеют собственный город-антипод. Чилийский Пуэрто-Наталес расположен почти ровно на противоположном конце земного шара. А ещё Улан-Удэ — один из самых светлых городов, здесь столько же солнечных дней, сколько и в южной Анапе. Благодаря разнообразию рельефа почвенный покров здесь максимально разнообразен, некоторые виды растений встречаются только здесь. Это настоящая сокровищница полезных ягод и трав. Их изучением, а также внедрением методик органического земледелия занимаются в Бурятской государственной сельхозакадемии.

Растворимый чай

Лаборатория глубокой переработки растительного сырья Бурятской государственной сельскохозяйственной академии совместно с малым инновационным предприятием «Ардан» успешно освоили производство широкой линейки функциональных продуктов питания. Разработана технология глубокой переработки облепихи», позволяющая создавать сироп с повышенной пищевой ценностью, богатый витаминами и полиненасыщенными жирными кислотами. Кроме того, производятся экстракты лекарственных растений, используемые в бальзамах (более 60 наименований). В этом году начато производство чайных напитков в стик-пакетах по запатентованной технологии.

Наряду с традиционным рассыпным чаем (в том числе приготовленным по габа-технологии), лаборатория освоила технологию изготовления растворимого чая на основе лекарственных растений, выращенных в сельскохозяйственной академии. Также лабораторией разработаны три вида биологически активных добавок на основе дегидрокарцетина с добавлением экстрактов лекарственных трав, выращенных в академии. Продукция реализуется в различных регионах России.

Маргарита Сордонова, научный руководитель ФГБОУ ВО БГСХА и ООО «МИР АРДАН»:

«Растворимый чай создан с учетом современного ритма жизни. Для тех, у кого нет времени на традиционные чайные церемонии. При этом благодаря использованию щадящей уникальную технологию обработки при получении экстрактов сохранены все биологические вещества растений и ягод у нужных количествах».

Искусственная кожа для лечения тяжёлых ран и ожогов

Ещё одна поистине инновационная медицинская разработка принадлежит коллективу учёных из МИП «Байкальский центр биотехнологий».

В 2017 году в Бурятии была создана Лаборатория клеточных технологий, положившая начало развитию биотехнологий в регионе. Совместно с медицинским факультетом Бурятского государственного университета было открыто предприятие «Байкальский центр биотехнологий», разработавшее ранозаживляющее покрытие на основе коллагена 1-го типа и белка ламинина, выделенного из клеток человеческой кожи. Уникальность разработки заключается в использовании только белков, без самих клеток, что значительно увеличивает срок годности препарата и его стоимость в десятки раз по сравнению с аналогами. разработка активно применяется, в том числе - при лечении раневых поверхностей в госпиталях для бойцов СВО.

Юрий Балханов, сооснователь и медицинский директор ООО МИП «Байкальский центр биотехнологий»:

«Мы рассматриваем клетки как маленькие фабрики, которые вырабатывают белки и факторы роста для регенерации кожи. Клетка сама по себе не работает, она работает через то, что вырабатывает. Разработка запатентована в России, Европе, Китае и ожидает патента в США. Это означает, что аналогов больше нет. Покрытие демонстрирует высокую эффективность, способствуя заживлению даже трофических язв, которые не закрывались годами. Апробация проходит в ведущих российских НИИ, а интерес к разработке проявили медики со всей страны после репортажей на федеральном телевидении».

Автор: Анна Микула, фото: предоставлены героями публикации, а также с сайтов