Достижения российских
учёных в 2022 году👨🏻‍🔬

📌В завершении года команда CoLab.ws🔥 собрала 40 лучших статей, опубликованных российскими авторами в высокорейтинговых журналах за прошедший год. В подборке не учитывались обзорные статьи.

Читать на сайте платформы👇🏻
https://colab.ws/news/462
#новости

P.S. Выбор сделан по личным предпочтениям редакции

Нитрид бора поможет очистить сточные воды от антибиотиков

Антибиотики повсеместно применяются в медицине и сельском хозяйстве для борьбы с патогенными бактериями и грибами. По данным ВОЗ, в период с 2000 по 2015 год их использование в мире выросло на 91%. При этом в процессе производства и применения антибиотики часто попадают в сточные воды, что способствует развитию у микроорганизмов устойчивости к этим препаратам. Это, в свою очередь, может привести к тому, что лечить даже простые бактериальные инфекции станет невозможно. Самыми распространенными антибиотиками, загрязняющими сточные воды, считаются тетрациклин и амоксициллин. На сегодняшний день уже есть данные о том, что некоторые микроорганизмы потеряли к ним чувствительность, поэтому вопрос очистки сточных вод от антибиотиков стоит достаточно остро.

Ученые из Национального исследовательского технологического университета МИСиС🏛 разработали высокоэффективный и дешевый многоразовый материал для очистки сточных вод от антибиотиков. Для этого авторы синтезировали на кремниевой подложке наноструктурированные покрытия на основе гексагонального нитрида бора — соединения, атомы в котором соединяются в виде шестиугольников. Эти «соты» химически стабильны и способны удерживать на себе антибиотики. Предложенный авторами дизайн материала — «захватывающий» слой, нанесенный на подложку, — будет крайне удобен в промышленном использовании.

Ученые проверили способность материала удерживать четыре наиболее распространенных на сегодняшний день антибиотика — тетрациклин, ципрофлоксацин, амоксициллин и амфотерицин В, которые используются для борьбы с такими бактериями, как стафилококк, кишечная палочка и холерный вибрион. Для этого в растворы с препаратами погрузили покрытия из нитрида бора и определили, за какое время антибиотик осядет на покрытие.

Кроме того, авторы показали, что покрытия из нитрида бора успешно очищаются от осевших на них антибиотиков с помощью различных органических растворителей, в том числе спиртов. После очистки материал сохранил способность улавливать все рассмотренные препараты. При этом эффективность работы материала незначительно снизилась — до 5–15%.

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

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/463
#новости

Лекарство от рака сделало опухоль устойчивой к терапии

Меланома — наиболее распространенная разновидность рака кожи, опасная тем, что обычно обнаруживается на поздних стадиях, когда начались метастазы. Также для нее характерно большое количество подтипов, называемых фенотипами, у которых могут быть специфические генетические поломки, делающие клетки более подвижными (а значит, эффективнее метастазирующими), быстро размножающимися и невосприимчивыми к лекарствам. Еще один способ «ускользания» опухоли — переход в состояние покоя, когда ее клетки не делятся и не готовятся к делению, то есть не синтезируют различные молекулы, в том числе ДНК. Многие терапевтические подходы направлены именно на то, чтобы нарушить эти важные этапы, делая клетку нежизнеспособной и заставляя самоуничтожиться.

В своей новой работе ученые из Красноярского государственного медицинского университета и Федерального исследовательского центра Красноярского научного центра СО РАН продемонстрировали, что препарат для химиотерапии дакарбазин может сделать часть клеток опухоли устойчивыми к лечению. Принцип его действия заключается в том, что он связывается с ДНК активной клетки и не дает ей поделиться, в результате чего специальные белки запускают ее гибель. Однако, как выяснилось, так происходит не всегда.

Работа опубликована в журнале 📕Cancer Medicine (IF = 4.71)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/464
#новости

С наступающим Новым Годом!🎄

📈За этот год мы сильно выросли, теперь на сайте представлено:

— 140 лабораторий
— 68 организаций с лабораториями из 30 городов

🗓В уходящем году хотели бы поделиться планами на начало следующего:

1️⃣ Расширить базу публикаций до 60-70M
2️⃣Зарелизить статистику публикаций для каждой организации
3️⃣Запустить собственный поисковик по научным публикациям
4️⃣ Добавить возможность регистрироваться на конференции через платформу

И многое другое, о чем пока не будем говорить :)

Поздравляем всех с наступающими праздниками, желаем новых научных достижений и невероятных открытий!👩🏻‍🔬

Команда CoLab.ws🔥

Лаборатория химии нуклеиновых кислот

📍Организация: МГУ имени М.В. Ломоносова 🏛
🦠Области науки: Вирусология, Молекулярная биология, Химия высокомолекулярных соединений

Чем мы занимаемся:
GottikhLab объединяет сотрудников и студентов различных подразделений МГУ им. М.В. Ломоносова, которые изучают особенности репликации вирусов, взаимодействие вирусных и клеточных белков, а также пытаются трансформировать эти знания в новые подходы к контролю вирусных инфекций. Основные объекты: ВИЧ-1 и SARS-CoV-2.

🔬Направления исследований:
— Исследование механизма действия одного из основных ферментов вируса иммунодефицита человека (ВИЧ-1) – интегразы и структуры комплекса интегразы с ДНК

— Разработка подходов к созданию ингибиторов интегразы и обратной транскриптазы ВИЧ-1

— Изучение роли клеточных белков в репликации ВИЧ-1, в частности исследование влияния белков Ku и SFPQ на процессы пост-интеграционной репарации и транскрипции

— Характеристика взаимодействия белка Ku с нуклеиновыми кислотами

👇🏻Подробнее на странице лаборатории
https://colab.ws/labs/401

#лаборатории

Лаборатория механизмов репликации повреждённой ДНК

📍Организация: Институт молекулярной генетики 🏛
🧬Области науки: Молекулярная биология, Биохимия

Чем мы занимаемся:
Группа изучает ответ клеток на повреждение ДНК и механизмы репликации поврежденной ДНК с участием высокоошибочных специализированных ДНК-полимераз человека (спецДНКП): Pol iota, Pol eta, Pol zeta, PrimPol. Основные направления исследований:
1. Эффективность и точность синтеза ДНК на ДНК-матрицах с разными типами повреждений
2. Структурно-функциональная организация акивных центров спецДНКП
3. Регуляция активности и переключение спецДНКП
4. Влияние мутаций и полиморфизмов (прежде всего, обнаруженных у онкологических пациентов) на активность спецДНКП
5. Получение аптамеров-ингибиторов к спецДНКП

🔬Направления исследований:

— Анализ активности ДНК-полимераз in vitro

👇🏻Подробнее на странице лаборатории
https://colab.ws/labs/400

#лаборатории

Лаборатория синтеза природных соединений

📍Организация: Дальневосточный Федеральный Университет🏛
🧪Области науки: Органическая химия, Медицинская химия

Чем мы занимаемся:
Лаборатория специализируется на исследованиях в области целенаправленного синтеза и оптимизации структуры алкалоидов на основе гетероциклических поликонденсированных систем, обладающих высокой биологической активностью.

🔬Направления исследований:

— Целенаправленный синтез и оптимизация структуры алкалоида фаскаплизина

👇🏻Подробнее на странице лаборатории
https://colab.ws/labs/397

#лаборатории

Ученые выяснили, почему чукотские киты пахнут больницей

Культура чукотских коренных народов тесно связана с добычей китов, чье мясо и ткани составляют значительную часть рациона этих людей. Тушами серых китов жителей сел побережья Чукотки долгое время обеспечивал бывший минный тральщик и единственное в районе китобойное судно «Звездный», чья славная история завершилась с распадом СССР. Тогда местным охотникам пришлось добывать пропитание на небольших лодках в прибрежных водах. Они тут же столкнулись с проблемой: иногда с большим трудом полученное мясо издавало сильный «больничный» запах. Некоторые особи воняли так еще в воде (это можно было учуять, приблизившись к их дыхалу), тогда как у других это неприятное свойство проявлялось в процессе готовки. Попытки съесть мясо, жир и другие ткани вонючих китов приводили к различным проблемам со здоровьем, таким как онемение во рту, кожная сыпь или боли в животе.

Предлагались различные гипотезы, объясняющие феномен: от биотоксинов до летучих альдегидов как продуктов окисления алифатических углеводородов разлившейся нефти. Среди жителей Чукотки даже ходили слухи, что это экоактивисты накормили китов специальными препаратами. Попытки проанализировать химический состав тканей животных и найти причину не увенчивались успехом до нового исследования ученых Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова 🏛, АНО «Чукотский арктический научный центр», Северного (Арктического) федерального университета имени М.В. Ломоносова и Национального парка «Берингия» вместе с иностранными коллегами.

Авторы собрали различные ткани нормальных и вонючих серых китов и проанализировали их с использованием твердофазной микроэкстракции свободного пространства с газовой хромато-масс-спектрометрией. В результате удалось выявить несколько сотен органических соединений, из которых уровни 88 были повышены в организмах вонючих животных, а уже среди них 25 обладали неприятным запахом. В основном это оказались химические вещества, содержащие серу и азот, однако их «аромат» не соответствовал искомому. Например, диметилсульфид имеет запах испорченной капусты, а его уровень в тканях вонючих китов на порядок выше, чем у нормальных.

Наиболее вероятными основными «виновниками» были признаны бромфенолы и особенно 2,6-дибромфенол. Во-первых, именно им пахли животные, а во-вторых, его содержание в тканях легкого даже умеренно вонючего кита превышало норму почти в 600 раз. Кроме того, орто-бромфенолы могут превращаться организмами китов в тоже довольно ароматный летучий бромоводород, который также нашли в образцах.

Наконец, ученые смогли дать ответ и на вопрос, почему же серые киты так воняют. Оказалось, все дело в их питании. В прибрежных водах 90-100% их рациона составляют раки-амфиподы и черви-полихеты, причем последние способны самостоятельно синтезировать бромфенолы, которые выполняют защитную бактерицидную функцию. Возможно, в местах кормления вонючих серых китов полихеты отпугнули своим запахом остальных обитателей и размножились в больших количествах. В результате млекопитающие потребляют слишком много не только этих червей, но и сильно пахучего вещества. Также, возможно, вонючие киты физиологически отличаются от нормальных: например, у них могут отсутствовать специфические ферменты, расщепляющие бромфенолы. Это еще предстоит выяснить в дальнейших исследованиях.

Работа опубликована в журнале 📕Chemosphere (IF = 8.94)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/468
#новости

Бактерии из ила смогут производить белки не только на метане, но и на метаноле

Микроорганизмы — едва ли не самые конкурентоспособные существа на Земле, и все благодаря их способности к узкой специализации по типу питания. Одна из таких групп — метанотрофы, использующие как источник энергии и углерода для построения своих клеток метан. Человек смог приспособить их под свои нужды: эти бактерии используют в биореакторах при производстве кормового белка и питательных добавок для скота и водных животных.

Чаще всего применяют Methylococcus capsulatus — шарообразные одиночные или парные бактерии, способные быстро расти на метане и содержащие до 70% белка в своих клетках. Вместе с тем их довольно сложно улучшить путем генной инженерии, и выращивание в лаборатории тоже нетривиально. Альтернативой этому известному виду могут стать менее капризные метанотрофы, способные получать углерод и энергию из спирта метанола.

Однако ученым из ФИЦ Биотехнологии РАН🏛 и Пущинского научного центра биологических исследований РАН удалось получить из активного ила городских очистных сооружений новый изолят Methylococcus capsulatus, который способен расти на этом спирте. Выделенный штамм назвали MIR. Изучение свойств этого штамма в лаборатории показало, что, в отличие от подавляющего большинства других метилококков, он хорошо растет на метаноле в диапазоне концентраций от 0,05 до 3,5%. Почему так происходит — еще предстоит понять авторам. Для этого потребуется сравнить геном нового штамма с уже известными и найти целевой ген.

📑Работа опубликована в журнале Microbiology Resource Announcements

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/467
#новости

Паразит помог быстрее и лучше заживить кожные раны

Восстановление поврежденных кожных покровов — естественный биологический процесс, который включает четыре последовательных стадии: гемостаз, или остановку кровотечения с участием тромбоцитов; инфильтрацию, при которой в место ранения мигрируют основные иммунные клетки нашего организма; пролиферацию, то есть формирование новых кровеносных сосудов и увеличение количества клеток, которые будут ответственны за закрытие раны; и, наконец, ремоделирование — наиболее длительную финальную фазу заживления раны. Однако при некоторых патологических состояниях возникают хронически незаживающие раны, которые легко инфицируются и причиняют серьезный дискомфорт. Терапия подобных состояний затруднительна, и потому разработка новых подходов к лечению крайне актуальна.

На сегодняшний день в качестве средств, способствующих заживлению ран, используют различные гели из растительных компонентов, природные полисахариды, создающие своеобразный каркас для клеток, а также биоактивные пептиды. Последние, как оказалось, могут выделять плоские черви Opisthorchis felineus, вызывающие описторхоз — поражения органов пищеварительной системы — у рыбоядных млекопитающих. Недавние исследования показали, что эпителий, поврежденный питающимся паразитом, постоянно восстанавливается. Более того, в области дефекта также снижается уровень острого воспаления и активируется формирование новых кровеносных сосудов.

Ученые из Института цитологии и генетики Сибирского отделения РАН с коллегами проверили способность белков, полученных из паразита Opisthorchis felineus, заживлять кожные раны у мышей. Для этого авторы выделили из червей их секреторный продукт, а также приготовили на основе паразитов лизат — препарат из разрушенных клеток. 70 мышей, участвовавших в эксперименте, разделили на контрольную и экспериментальную группы. Всем животным наносили поверхностные раны и обрабатывали их каждые три дня — обеззараживали, наносили изучаемые препараты и закрывали при помощи спрея-пластыря.

В результате исследователи показали, что лизат и секреторный продукт паразита через десять дней достоверно снизили площадь раны у мышей более чем на 20% в сравнении с контролем. Также на седьмой и десятый день эксперимента авторы взяли образцы поврежденной кожи и изучили их комплексным методом, включающим гистологическое исследование и оценку активности генов. Оказалось, что в экспериментальных группах животных стадии восстановления ткани проходили быстрее, уровень воспаления снизился, и заживление шло без образования рубцов. Благодаря такой «правильной» регенерации на месте повреждения не останется шрамов, и новообразованная ткань будет выполнять все функции исходной.

Работа опубликована в журнале 📕Scientific Reports (IF = 5.00)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/469
#новости

Впервые описаны свойства невозможного железо-медного сплава

Функционально-градиентные материалы — новые сплавы, состоящие из прочных «каркасных» зерен и подвижной металлической связки и по сути являющиеся композитами. Такое строение обеспечивает специфическое распределение в них содержания определенных компонентов и, как следствие, свойств, а еще они гораздо эффективнее реализуют полезные характеристики компонентов, чем при обычном смешении. Это делает функционально-градиентные материалы очень перспективными при решении задач, когда важно обеспечить именно плавный переход между свойствами в толще изделия: например, достаточно твердый резец, тем не менее, обладающий достаточно высокой ударной вязкостью, то есть способный сопротивляться разрушению при динамических нагрузках.

В новой работе исследователи Сколковского института науки и технологий 🏛 с коллегами из Санкт-Петербургского государственного морского технического университета изготовили и изучили новые сплавы стали и бронзы. Первая жаростойкая, но может перегреваться, тогда как вторая хорошо отводит излишнее тепло. Учитывая другие термомеханические свойства, системы сплавов меди и железа видятся очень привлекательными в аэрокосмической промышленности, для изготовления паровых турбин, элементов атомных электростанций. Однако непосредственно смешать эти компоненты, например, лазерным напылением, нельзя из-за сильного различия их характеристик. Авторы решили эту проблему: они использовали технологию 3D-печати с прямым нанесением материала. Порошкообразные ингредиенты сплавляются лазером и смешиваются непосредственно в той точке изделия, которую в конкретный момент времени печатает прибор.

Коллектив совместил бронзу и сталь двумя разными способами. Во-первых, были получены так называемые квазигомогенные сплавы, в которых два исходных материала сравнительно равномерно перемешаны. Во-вторых, были напечатаны «сэндвичные» структуры, состоящие из чередующихся 0,25-миллиметровых слоев бронзы и стали. Кроме того, варьировалось соотношение между двумя составляющими: 50 и 75% бронзы к 50 и 25% стали соответственно. Изучалось и влияние состава самой бронзы: были испытаны алюминиевая, хромистая и оловянистая бронзы. В ходе исследования подтвердилось, что составляющие нового железомедного сплава хорошо смешиваются и не образуется дефектов. Также были изучены структурные и механические свойства сплава.

Работа опубликована в журнале 📕Materials and Design (IF = 9.42)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/470
#новости

Отдел синхротронных экспериментальных станций

📍Организация: НИЦ Курчатовский институт🏛
⚛️Области науки: Синхротронные исследования

Чем мы занимаемся:
Сегодня Курчатовский источник синхротронного излучения "КИСИ-Курчатов" — это уникальная научная установка класса "мегасайенс", единственный специализированный источник синхротронного излучения на всем постсоветском пространстве. Современный "КИСИ-Курчатов" является центром коллективного пользования, междисциплинарной установкой, на которой одновременно проводятся исследования в области нанодиагностики, биотехнологий и живых систем, материаловедения, метрологии, изучаются объекты культурного наследия и другие. На сегодняшний день на "КИСИ-Курчатов" работает 16 экспериментальных исследовательских станций разной направленности. Идет модернизация существующих экспериментальных линий и вводятся в эксплуатацию новые станции.

👇🏻Подробнее на странице лаборатории
https://colab.ws/labs/403

#лаборатории

Ученые выяснили, какая форма древесного топлива эффективнее разгорается

Тренд на разработку более «зеленых» технологий и подходов захватил все направления науки, особенно химию и энергетику. В случае последней говорят о внедрении возобновляемых источников, которые должны вытеснить традиционное углеродное топливо. Однако сейчас предлагаемые альтернативы не способны обеспечить нарастающий запрос на электричество. В итоге получение энергии путем сжигания угля и древесины остается наиболее надежным и доступным подходом, от которого навряд ли удастся отказаться полностью даже в будущем. И тем не менее, важно использовать такое топливо как можно рациональнее.

Сотрудники Национального исследовательского Томского политехнического университета 🏛 экспериментально выяснили, как форма и размер древесных частиц влияет на особенности их горения. Поскольку на измельчение дерева уходит много электричества, нужно найти баланс между этой затратой и эффективностью сгорания топлива. Авторы исследовали три формы древесных частиц: прямоугольный параллелепипед, куб и пластина. Они сжигали их в специальной установке в диапазоне температур от 636 до 1036°С и регистрировали время задержки воспламенения — то есть как быстро после начала термического воздействия частица загорится, — а еще фиксировали на камеру особенности их воспламенения.

Эксперимент показал, что частицы разгорались по-разному. Так, при относительно низких температурах у кубов сначала прогреваются и воспламеняются ребра (в целом такие частицы разгораются дольше всего), у параллелепипедов — торцы, а у пластин — вся поверхность. С ростом температуры форма и размер уже влияют гораздо меньше. Также интересно, что задержка воспламенения параллелепипедов меняется нелинейно в зависимости от объема частицы: сначала растет, а потом убывает. Это объясняется особенностями движения газообразных продуктов горения на начальных этапах.

Результаты авторов помогут при разработке наиболее эффективных камер для сжигания отходов лесозаготовок разной формы.

Работа опубликована в журнале 📕Renewable Energy (IF = 8.63)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/472
#новости