Всего один фотокатализатор позволил получить 250 ценных продуктов

Переходные металлы, способные изменять свою степень окисления, часто становятся основой катализаторов для органического синтеза, в том числе медицинских субстанций и разнообразных химикатов. Несмотря на множество работ, посвященных катализу комплексами меди, палладия, никеля и прочими металлами, подбор оптимальных условий для наиболее эффективного протекания реакции остается нетривиальной задачей.

Так, приходится изменять внешние условия — температуру, давление, растворитель; с точностью до небольших боковых групп выбирать лиганды, окружающие атом металла и помогающие ему взаимодействовать с реагентами; учитывать структуру катализатора и субстрата (реагентов) и многое другое. Что-то удается рассчитать на компьютере, но большая работа кроется в экспериментах — подчас достаточно дорогих и трудоемких. В итоге удается выбрать более-менее оптимальную реакционную систему, в лучшем случае актуальную для класса соединений или типа реакций. При постановке новой задачи, пусть даже и достаточно близкой к уже решенной, все приходится повторять с начала.

Исследователи из лаборатории металлокомплексных и наноразмерных катализаторов Института органической химии имени Н.Д. Зелинского🏛 и Регенсбургского университета предложили универсальную каталитическую систему, в которой нет дорогих или редких компонентов. В основе — простейшие соли никеля и дешевая фотоактивная добавка. Настроить каталитические свойства удалось под действием видимого света (то есть не нужны дорогие лазеры или мощные ультрафиолетовые лампы) при помощи повсеместно используемых органических оснований – особых органических «адаптеров».

Работа опубликована в журнале 📕 Nature (IF = 69.50)

Поздравляем лабораторию академика Ананикова 🎊

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/665
#новости

Лаборатория биоинженерии клеток млекопитающих

📍Организация: ФИЦ «Фундаментальные Основы Биотехнологии» РАН🏛
🧑🏻‍🔬Области науки: Биохимия, Молекулярная биология, Биотехнология

Чем мы занимаемся:
Лаборатория реализует полный цикл разработки биотехнологических препаратов — от получения высокоэффективных продуцентов до разработки методов выделения целевых белков и контроля их качества. Данный цикл включает как стандартные, так и специфические (в том числе разработанные в лаборатории) методы и подходы.

🔬Направления исследований:

— Изучение фундаментальных механизмов, контролирующих биосинтез и секрецию гетерологичных белков и жизнедеятельность культивируемых клеток млекопитающих

— Исследования организации клеточного генома и регуляции экспрессии генов на модели культивируемых клеток яичника китайского хомячка

— Фундаментальные исследования в области химии белка и методов математического планирования экспериментов

👇🏻Подробнее на странице лаборатории
https://colab.ws/labs/490

#лаборатории

Новый антибактериальный гель оказался в 100 раз эффективнее имеющихся

Число бактерий, устойчивых к антибиотикам, растет с каждым годом. Причина этого заключается, в том числе, в том, что многие пациенты неправильно используют назначенные препараты и изменяют режим их приема без консультации с врачом. Риск того, что большинство бактерий потеряют чувствительность ко всем известным лекарствам, приводит к потребности в новых эффективных антибиотиках. Привлекательными с этой точки зрения представляются препараты на основе серебра — элемента, известного антибактериальными, противовирусными и противогрибковыми свойствами.

В России уже есть единичные примеры использования наночастиц серебра в перевязочных и стоматологических материалах, имплантах, катетерах. Однако для синтеза таких наночастиц применяются токсичные реактивы и стабилизаторы. В результате получаемые антибактериальные структуры, сохраняя следы токсичных веществ, могут оказаться небезопасными для человека в высоких концентрациях.

Ученые из Тверского государственного университета с коллегами с помощью «зеленых» технологий синтезировали антибактериальные гели, содержащие наночастицы и нанокластеры серебра. Полученные структуры в 100 раз лучше, чем другие известные препараты на основе серебра, подавляли рост таких устойчивых к антибиотикам бактерий как ацинетобактер и псевдомонада. При этом гели не оказывали токсического эффекта на клетки человека, благодаря чему их можно будет использовать при создании доступных и эффективных лекарств.

Работа опубликована в журнале 📕Journal of Materials Chemistry B (IF = 7.57)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/666
#новости

#объявления

Лаборатория биоинженерии клеток млекопитающих приглашает аспиранта

Лаборатория биоинженерии клеток млекопитающих ФИЦ Биотехнологии РАН🏛 приглашает аспиранта для проведения фундаментальных и прикладных исследований в области метаболической инженерии клеток CHO и продуцентов лекарственных белков на их основе.

Лаборатория имеет промышленных партнеров и ведет строго фокусированные прикладные разработки для промышленного внедрения, а также проводит фундаментальные исследования метаболизма клеток, применяемых в биофармацевтическом производстве. Некоторые из разработанных в нашей лаборатории продуцентов и технологий используются в серийном производстве зарегистрированных лекарственных средств.

🔬Предлагаемые направления исследований:
— Продуценты одноцепочечных гонадотропных гормонов позвоночных
— Методы направленной интеграции в геном культивируемых клеток CHO многих копий трансгенов
— Изменение процессов программируемой клеточной смерти и макроаутофагии в клетках CHO
— Платформенные методы получения продуцентов Fc-слитных белков (-цептов)

Требования:
— Диплом специалиста или магистра МГУ или МФТИ, остальные профильные ВУЗы - в зависимости от темы дипломной работы
— Продвинутый уровень минимум в одной из областей: генетическая инженерия (софт и лабораторные методики), клеточная биология (асептическая работа, ведение культур клеток млекопитающих), ВЭЖХ и биохимические методы анализа белков, биоинформатический анализ данных NGS
— Навык поиска, чтения и систематизации литературы на английском языке

💬Подробнее: https://colab.ws/ads/65

Если вы хотите опубликовать объявление, переходите по ссылке, заполняйте форму и размещайте ваши запросы!

Нейросеть научили выявлять болезнь Альцгеймера

В различных научных сферах — от химии до психологии — для оценки степени хаоса, беспорядка и неизвестности используют термин «энтропия». Обычно энтропию определяют для некой последовательности чисел или набора случайных величин, называемого временным рядом. Низкие значения энтропии указывают на систематичность, упорядоченность данных, а высокие — на хаотичность. Для понимания приведем пример. Представьте, что у вашего друга десять игральных кубиков. Он их бросил и сказал, что сумма всех выпавших чисел равна 30. А какие конкретно числа ему выпали — неизвестно, и величина такой неопределенности обозначается как энтропия. Если цифры на кубиках одинаковые, то достаточно увидеть одну из них, чтобы догадаться об остальных. В данном случае энтропия будет маленькой. Но, если цифры разные, чтобы определить их все, нужно увидеть больше кубиков, а значит, и энтропия в данном случае выше. Для ее оценки используются различные формулы, одна из самых распространенных — формула Шеннона. Согласно ей, энтропия напрямую связана с «неожиданностью» возникновения события, и чем событие более предсказуемо, тем степень неупорядоченности меньше. Но данная формула может решить не все задачи, поэтому важно использовать несколько энтропий для эффективного результата.

Ученые из Петрозаводского государственного университета совместно с зарубежными коллегами предложили совершенно другой подход, где при расчете энтропии используется не формула Шеннона, а применяется искусственный интеллект. Они создали собственную нейронную сеть для определения особого типа энтропии — энтропии NNetEn (Neural Network Entropy — энтропия на нейронной сети). На вход нейронной сети подавался исследуемый временной ряд и вспомогательная база данных MNIST, состоящая из рукописных цифр от 0 до 9. Программа трансформировала цифры во временные ряды, после чего происходило обучение сети. В результате алгоритм с помощью математических методов вычислял значение энтропии.

📑Работа опубликована в журнале 📕Algorithms

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/667
#новости

Кафедра прикладной экологии СПбГУ

📍Организация: Санкт-Петербургский государственный университет🏛
🧑🏻‍🔬Области науки: Экология

Чем мы занимаемся:
Природоохранная биология, экология, почвы, экологический менеджмент, гуминовые вещества, экосистемные услуги.

🔬Направления исследований:

— Экология почв

👇🏻Подробнее на странице лаборатории
https://colab.ws/labs/492

#лаборатории

Золото и селен объединили в рамках фототермической терапии рака

Фототермическая терапия — эффективный и малоинвазивный способ лечения рака. Он заключается в том, что особое вещество, введенное в организм, накапливается в опухоли и при облучении светом вызывает локальный нагрев — в результате злокачественные клетки погибают. Однако применимость такого подхода весьма ограничена: даже в случае рака кожи остаются риски не долечить глубокие слои тканей, что чревато дальнейшим прогрессированием заболевания. Ученые Политехнического университета🏛 и Университета ИТМО🏛 с китайскими коллегами предложили и математически смоделировали более эффективный вариант — с помощью инъекции вводить не лекарственное вещество, а наночастицы селена и золота.

За счет сильного поверхностного плазмонного резонанса наночастицы золота хорошо преобразуют энергию света в тепло. Наночастицы селена помогают им удерживать тепло более длительное время, что повышает эффективность процедуры, а также сами по себе повышают выработку митохондриями активных форм кислорода, губительных для клеток. Чтобы наночастицы не сработали раньше времени и не повредили здоровые ткани, исследователи поместили их внутрь капсулы с шестислойной оболочкой и размером два микрона. Сначала проводили синтез ядра, которое состоит из карбоната кальция, а далее уже на имеющийся носитель послойно наносили полимеры. Согласно расчетам, для эффективного воздействия на раковую клетку необходимо не меньше десяти капсул — их количество в одной инъекции высчитывается исходя из объема опухоли.

Ученые уже провели эксперименты на мышах. Часть исследований выполняли на базе Первого Санкт-Петербургского государственного медицинского университета имени академика И.П. Павлова, исследования по терапевтическому эффекту — на базе Санкт-Петербургского государственного химико-фармацевтического университета совместно с коллегами из ИТМО.

Работа по совершенствованию изобретения продолжается. Перед учеными стоят две главные задачи — улучшить адресность капсул и уменьшить их размер, чтобы сделать их проникновение в клетку эффективнее.

Работа опубликована в журнале 📕Journal of Colloid and Interface Science (IF = 9.97)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/668
#новости

Предложен новый набор плазмид для модификации метилотрофных дрожжей

Дрожжи с давних пор используются человеком, например, в виноделии и при приготовлении хлеба. Они также стали одним из важнейших объектов биотехнологии. В частности, так называемые метилотрофные дрожжи родов Ogataea и Komagataella оказались чрезвычайно востребованы для наработки белков, используемых в фармакологии и пищевой промышленности. При этом «заставить» дрожжи производить не свойственные им, но нужные человеку молекулы, можно, «вставив» интересующий ген в геном этих микроскопических грибов. Еще более широкие возможности открывает технология редактирования генома CRISPR-Cas9, которая позволяет значительно перестроить метаболизм клеток.

Система CRISPR–Cas9 адаптирована для геномного редактирования множества разных организмов, однако существующие подходы к генетической модификации довольно трудоемки и часто низкоэффективны. В частности, такая проблема существовала и в случае метилотрофных дрожжей, широко используемых для производства ценных в фармакологии и пищевой промышленности белков. Сотрудники ФИЦ Биотехнологии РАН🏛 с коллегами разработали набор плазмид, доставляющих в клетки гены компонентов CRISPR–Cas9 в виде отдельных молекул ДНК, которые объединяются в одну генетическую конструкцию прямо в дрожжах. Это позволило значительно упростить процедуру геномного редактирования и достичь высокой эффективности введения CRISPR–Cas9 в дрожжевые клетки.

Работа опубликована в журнале 📕International Journal of Molecular Sciences (IF = 6.21)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/669
#новости

Ученые смогли переключить эффективность свечения перовскитов

Перовскиты — это материалы, которые поглощают свет, а затем испускают лучи с определенной длиной волны. Они широко используются при производстве солнечных элементов, фотоприемников и лазеров. Одним из ключевых параметров, определяющих производительность этих устройств, является эффективность их свечения. Однако еще не существует перовскитов, у которых можно было бы менять эффективность свечения в процессе их работы.

Исследователи из Университета ИТМО🏛, Физико-технического института имени А.Ф. Иоффе РАН🏛, Харбинского инженерного университета продемонстрировали обратимое переключение эффективности свечения перовскита. Для этого они разработали конструкцию, состоящую из трех слоев. На сапфировую подложку физики наносили слой GST, состоящий из германия (Ge), сурьмы (Sb) и теллура (Te). Непосредственно после создания конструкции GST имел аморфную фазу, однако после облучения пучком лазера он переходил в кристаллическое состояние. Затем по поверхности слоя GST авторы распределяли перовскит.

Работа опубликована в журнале 📕Laser and Photonics Reviews (IF = 10.95)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/670
#новости

Новая стратегия заставила дефектные мышцы синтезировать рабочий дистрофин

Миодистрофия Дюшенна — тяжелое наследственное заболевание, обусловленное мутациями в гене DMD, расположенном на Х-хромосоме. Продукт этого гена, белок дистрофин, играет центральную роль в связывании цитоскелета мышечных волокон с внеклеточным матриксом. Без него мышцы постепенно слабеют и замещаются жировой и соединительной тканью.

Чаще всего мутация в гене DMD представляет собой делецию, или выпадение, одного или нескольких из 79 экзонов — собственно кодирующих белок последовательностей, перемежаемых вставками-интронами. Семь независимых промоторов (точек начала синтеза РНК на ДНК) позволяют собрать на одном гене три полноразмерные формы белка и по меньшей мере четыре укороченных. При делеции рамки считывания сдвигаются, полноценная функциональная форма синтезироваться не может, а урезанные либо нефункциональны, либо слишком быстро деградируют в клетке.

В новой работе биологи исследовали потенциал технологии геномного редактирования CRISPR-Cas9 в исправлении делеции 8-34 экзонов гена DMD, охватывающей N-концевой актин-связывающий домен, — такую ранее обнаружили у пациента с миодистрофией Дюшенна из России. Мутация вызывает образование преждевременного стоп-кодона в 35 экзоне, и, чтобы исправить ее последствия, авторы одновременно вырезали 6 и 7 экзоны у генетически измененных мышей с описанным нарушением — в совокупности пришлось удалить фрагмент примерно в 100 000 нуклеотидов. Подобные процедуры достаточно сложны и ранее не были описаны для гена DMD.

Работа опубликована в журнале 📕Molecular Therapy - Methods and Clinical Development (IF = 5.85)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/672
#новости

200 ЛАБОРАТОРИЙ!🎉

Мы преодолели очередной рубеж! Теперь на платформе представлено 206 лабораторий из 101 организации и 37 городов.

👨🏻‍💻Регистрация лаборатории на платформе позволит вашему коллективу рассказать о своей работе, используемых методах исследований, текущих грантах и оборудовании. Это дает возможность поиска коллабораций и привлечения новых кадров.

🔬В соответствующем разделе с помощью удобных фильтров учёные могут ознакомиться со списком интересующих лабораторий и научных групп для проведения совместных исследований, а студенты подыскать подходящий коллектив для написания дипломных или курсовых работ.

Регистрируйте свой профиль, добавляйте лаборатории и присоединяйтесь к сообществу, объединяющему учёных и лаборатории по всей стране!🔥

Производство германиевых анодов для батарей станет проще и дешевле

Германий и его производные широко применяются в микроэлектронике, оптике, «зеленой» энергетике и сенсорике. Однако оксид германия, один из используемых исходных материалов, имеет ряд недостатков, в том числе высокую стоимость и плохую растворимость. В одном литре воды растворяется лишь 4,3 грамма вещества. Это затрудняет дозирование ингредиентов при синтезе производных, а для получения значительного количества продукта необходим большой объем водного раствора или использование высококонцентрированных растворов щелочи. К тому же оксид германия обычно содержит примеси, что создает необходимость дополнительной очистки и снижает выход конечного продукта.

Ранее ученые из Института общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН🏛 разработали простой и быстрый способ получения оксида германия из пероксогерманата аммония. Растворимость вещества достигала 100 грамм на 1 литр воды, при этом его масса на выходе составила почти 100% от массы первичных ингредиентов. В новом исследовании ученые ИОНХ РАН совместно с зарубежными коллегами применили полученный ранее высокорастворимый оксид германия в качестве исходного вещества для синтеза композитных материалов, в дальнейшем использованных при создании анодов для литий-ионных аккумуляторов.

Работа опубликована в журнале 📕International Journal of Molecular Sciences (IF = 6.21)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/671
#новости

Трансплантация стволовых клеток запустила восстановление роговицы

Роговица представляет собой переднюю прозрачную оболочку глаза у животных и человека. Она выполняет барьерную функцию, защищая орган зрения от воздействия внешних факторов, например, от попадания мелких предметов и химических веществ, потоков воздуха и перепадов температуры. Роговица служит естественной линзой, через которую свет попадает на сетчатку глаза, отвечающую за формирование изображения и преобразование его в нервные импульсы. Однако прозрачность роговицы может утрачиваться из-за ее механических повреждений, химических или термических ожогов, а также из-за врожденных наследственных заболеваний.

Помутнение роговицы связано с развитием лимбальной недостаточности. При этом заболевании нарушаются функции стволовых (лимбальных) клеток ткани роговицы или уменьшается их количество. Прозрачная оболочка глаза перестает обновляться за счет стволовых клеток лимба и постепенно замещается соседствующей с ней непрозрачной конъюнктивальной тканью. В результате на глазу формируется непрозрачное бельмо, препятствующее попаданию света на сетчатку и нарушающее зрительную функцию глаза.

Трансплантация стволовых клеток может положительно сказаться на остроте зрения при лимбальной недостаточности. К такому выводу пришли российские исследователи. Созданный ими клеточный продукт был протестирован на кроликах и показал свою эффективность. В перспективе полученные результаты помогут разрабатывать клеточные препараты для лечения заболеваний роговицы у человека.

Работа опубликована в журнале 📕International Journal of Molecular Sciences (IF = 6.21)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/673
#новости

Математики решили одну из ключевых проблем теории управления

Фазовая подстройка частоты широко используется в распределенных компьютерных архитектурах, современных телекоммуникациях, системах глобальной навигации и многих других приложениях. Под ней понимают автоматические системы регулирования по принципу «лидер-ведомый», которые сравнивают входной сигнал с подстраиваемым и выводят разницу между их фазами. Если разница выходит за заранее установленные пределы, то при помощи управления генератором частота подстраиваемого сигнала изменяется до значения, максимально близкого к частоте входного.

Чтобы система продолжала работать стабильно в случае сбоев или отклонений, настроить ее частоту нужно быстро, буквально за один такт, однако до сих пор не существовало строгого математического описания того, как это можно сделать. Проблему, названную в честь сформулировавшего ее инженера Флойда М. Гарднера, удалось решить математикам из Санкт-Петербурга. Результаты их исследования позволят разработать полностью аналитические и строгие компьютерные подходы к управлению стратегически важными объектами и не зависеть от импортных чипов для фазовой подстройки.

Работа опубликована в журнале 📕IEEE Transactions on Automatic Control (IF = 6.55)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/675
#новости

Ультразвуковая обработка улучшила структуру и вкус адыгейского сыра

Обеспечение продовольственной безопасности страны сейчас как никогда актуально, и исследования в области пищевой промышленности поддерживаются на государственном уровне. Значительную часть рациона людей составляет молоко (в основном коровье, но приобретают популярность и другие виды, например, козье) и продукты, получающиеся при его переработке. Одна из основных задач на молочном производстве — обезвредить содержащиеся в сыром молоке микроорганизмы, которые не только вызывают его порчу, но и могут стать причиной отравления людей. Для ее решения используются различные высокотемпературные способы стерилизации и пастеризации, но они зачастую трудоемкие и влияют на качество конечного продукта, например, содержащиеся в нем полезные вещества разрушаются. Поэтому актуальна разработка альтернативных способов переработки молока для увеличения сроков годности, сохранения пищевой ценности и улучшения структурно-механических и вкусовых характеристик продуктов.

Российские исследователи вместе с индийским коллегой решили выяснить, как влияет акустическая кавитация на физико-химические и органолептические показатели, а также микроструктуру адыгейского сыра из коровьего и козьего молока и их смеси. Такая обработка предполагает воздействие ультразвуком (был выбран режим — 45 кГц в течение 17 минут), при котором в жидкости возникают пузырьки, лопающиеся и создающие «микровзрывы», способные уничтожать микроорганизмы и изменять структуру молекул, в частности белков. После обработки ученые запускали свертывание молока с сывороткой и изготавливали мягкий соленый сыр по требованиям ГОСТ.

Работа опубликована в журнале 📕Ultrasonics Sonochemistry (IF = 9.34)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/674
#новости