Новости

8 февраля, 2023 18:02

Куда вы клонируете: каких открытий ждать от наших ученых в 2023 году

Источник: Известия
Зачем исследователи изменяют геном ягнят, отправляют в космос перепелок и превращают гудрон в топливо? Гипоаллергенное молоко и мясо с улучшенными характеристиками планируют получить российские генетики в результате исследований по клонированию сельскохозяйственных животных. Им уже удалось вырастить «из пробирки» ягненка и корову, которая дала потомство. «Роскомос» в этом году проведет на МКС более 60 экспериментов, среди которых опыт по выращиванию японских перепелов в условиях микрогравитации. Это позволит в дальнейшем обеспечить продовольствием космонавтов во время дальних полетов. Будут решать исследователи и более насущные вопросы импортозамещения медицинских установок и поиска новых видов топлива. В День науки, 8 февраля, «Известия» рассказывают о некоторых наиболее интересных и ярких проектах российских ученых, над которыми они работают в 2023 году.
Фото: РИА Новости/Виталий Белоусов

Создание ягнят

Специалисты Федерального исследовательском центре животноводства — ВИЖ им. Л.К. Эрнста развивают технологии, направленные на изменение генома сельскохозяйственных животных. Успехи клонирования позволят уже в обозримом будущем получить особей с желательными качествами или, например, восстановить малочисленные популяции диких видов животных. Результаты работы ученых используют более 100 организаций, в том числе индустриальных партнеры. 


Первый в мире клонированный ягненок. Фото: Всероссийский научно-исследовательский институт животноводства им. Л.К. Эрнста

В июне 2022 года сотрудники впервые в мире получили клонированного ягненка, выведенного после скрещивания домашней овцы с диким горным бараном архаром. А ранее клонировали корову, получившую кличку Цветочек, которая недавно дала потомство.

Клонированная корова Цветочек и ее месячный теленок Декабристка. Фото: РИА Новости/Виталий Белоусов

"Сегодня мы совершенствуем технологию такого соматического, с помощью стволовых клеток, клонирования у крупного рогатого скота. Мы рассматриваем ее применительно к сельскохозяйственным животным не как способ воспроизводства племенных животных, а как основную технологическую платформу для геномного редактирования, с применением CRISPR-Cas (метод генной инженерии, с помощью которого могут изменяться геномы живых организмов. — «Известия»)" — рассказала академик РАН, директор Федерального исследовательского центра животноводства — ВИЖ им. Л.К. Эрнста, грантополучатель Российского научного фонда Наталия Зиновьева.
По ее словам, задача ученых — выявить и сохранить в отечественных породах исторические геномные компоненты и в конечном счете — биоразнообразие. Это обеспечит устойчивость систем сельскохозяйственного производства и позволит нам быть технологически готовыми к возможным вызовам будущего — например, к нехватке животной молочной пищи из-за кризиса перепотребления.

Фото: Всероссийский научно-исследовательский институт животноводства имени Л.К. Эрнста

В дальнейшем ученые планируют редактировать геном животных. Это позволит, например, получать гипоаллергенное молоко. Ученые могут заранее выбрать клетки определенного пола. Если стоит задача изменения характеристик молока, логичнее выбрать женские клетки, а для быстрого наращивания поголовья лучше получить животное мужского пола.

Перепела в иллюминаторе

Продолжают наши ученые активно работать и с космической тематикой. Роскосмос запланировал порядка 60 различных научных экспериментов на 2023 год, рассказали в госкорпорации «Известиям». В них прослеживается тенденция развития технологий, которые помогут в освоении дальнего космоса. Например, для долгих путешествий люди должны быть обеспечены как необходимыми инструментами для починки корабля и проведения экспериментов, так и продуктами питания.

В прошлом году экипаж станции научился создавать инструменты с помощью 3D-принтера в условиях космического пространства. Уже сейчас благодаря таким технологиям можно изготовить нужные детали прямо на МКС, не дожидаясь поставок с Земли. В дальних космических полетах люди смогут делать запчасти для ремонта и просто изделия для личных нужд, поэтому эксперименты с печатью будут продолжаться.


Член экипажа МКС с 3D-принтером. Фото: Global Look Press/Roscosmos

В 2023 году на МКС также запланировано исследование возможности полноценной жизни птиц в условиях микрогравитации. В ходе эксперимента космонавты будут следить за жизнью японских перепелов от появления птенцов на свет до момента, когда они сами снесут яйца. Если эксперимент окажется успешным, птицы благополучно вырастут и начнут размножаться, это станет серьезным шагом к решению проблемы с пополнением продовольственных запасов в дальних космических перелетах.

Не забывают ученые и про важные для жизни на Земле исследования. В прошлом году на МКС выращивали кристаллы белков коронавируса уникального размера и чистоты, предназначенные для их изучения на Земле. Это поможет определить структуру разных штаммов SARS-CoV-2 и подобрать эффективные лекарственные препараты.

«Наука» в деле

Для дальнейшего освоения космоса необходимо подумать и над защитой от радиации. В прошлом году на МКС проходили исследования радиационно-защитного полимерного композита. Если результаты экспериментов окажутся положительными, материал можно будет использовать при изготовлении одежды для космонавтов и обшивки кают пилотируемых станций.

В 2023 году экипаж МКС начнет работу с использованием оборудования модуля «Наука».


Российские космонавты Антон Шкаплеров и Петр Дубров работают в открытом космосе снаружи модуля «Наука». Фото: Global Look Press/Keystone Press Agency/NASA

"В рамках одного из экспериментов из расплава металлов будет получен кристалл с точно заданными концентрациями цинка, теллура — это хрупкий, слегка токсичный редкий полуметалл — и кадмия, — рассказали «Известиям» в пресс-службе Роскосмоса. — Из этого вещества уже на Земле будут выращиваться кристаллы для ИК-датчиков и детекторов ионизирующего излучения. Основное преимущество таких датчиков — работа при комнатной температуре, в то время как применяемые устройства на основе германия требуют охлаждения"

Созданные приборы будут востребованы в малых аппаратах дистанционного зондирования Земли.


Вторая жизнь гудрона

Сотрудники Института нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева РАН создали принципиально новые катализаторы (ускорители) и предложили процесс, обеспечивающий рекордную глубину переработки гудрона и тяжелых нефтей — более 93% — в топливо и сырье для нефтехимии, из которого дальше производят ткани, пластмассы и многое другое.


Фото: Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева РАН

Для этого к тяжелому остатку гудрона при относительно высокой температуре ученые добавляют специальную эмульсию, в результате преобразования которой формируются частицы катализатора, рассказал профессор химического факультета МГУ, директор Института нефтехимического синтеза РАН, грантополучатель РНФ Антон Максимов. "В результате протекания сложных реакций на таком катализаторе «тяжелая» нефть становится «легкой»", — отметил он


Фото: Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева РАН

Чтобы протестировать технологию в реальных условиях, компания «Татнефть» построила и запустила опытно-промышленную установку глубокой переработки гудрона и битуминозной нефти мощностью 50 тыс. т в год. Результаты опытных пробегов позволят приступить к созданию установки большей мощности, от 1 млн т гудрона в год, которая может быть впоследствии тиражирована на территории России, Индии, КНР, Ближнего Востока и других нефтеперерабатывающих стран.


Фото: Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева РАН

МРТ нового поколения

В условиях санкций особенно остро стоит вопрос импортозамещения в медицине. Исследователи из ИТМО создали устройства для МРТ, позволяющие сократить время процедуры и значительно улучшить ее качество. Для этого они применили метаповерхности — искусственно созданные структуры, которые обладают уникальными электромагнитными свойствами.


Прототип заряжаемого устройства на основе метаповерхности. Фото: ИТМО/Степан Лихачев

"У диагностики, проводимой с помощью метода МРТ, есть два главных ограничения: во-первых, большое время сбора данных, а во-вторых, качество изображений очень сильно зависит от разрешающей способности оборудования, комплекции пациента и зоны обследования. Если изображение окажется недостаточно качественным, с низким разрешением, врач может поставить ошибочный диагноз", — рассказала «Известиям» научный сотрудник Нового физтеха Университета ИТМО Алена Щелокова.

Шахматы. Фото: ИТМО/Мария Бакина

Шахматы показывают, как работает технология беспроводной передачи энергии. Фигуры излучают свет, пока стоят на доске. Свечение шахматным фигурам придают перовскиты — наноматериалы, которые сегодня перспективны для сверхъярких дисплеев. Ученые заключили эти люминофоры (светящиеся вещества) в пластиковую оболочку в форме фигур, она сохраняла их от воздействия воздуха и влаги, из-за которых материал мог бы перестать светиться.

Ученые создали прототипы беспроводных катушек и подкладок на основе метаповерхностей, которые улучшают распределение магнитного поля рядом с областью исследования пациента. С их помощью можно не только увеличить качество изображения, существенно сократив время процедуры, но также сделать процедуру более безопасной и комфортной для пациента.

Сейчас вместе с рядом индустриальных партнеров ученые дорабатывают прототип для внедрения его на практике.

17 июня, 2024
Сверхкороткие световые импульсы сделали оптически однородный материал «ловцом» света
Ученые предложили использовать сверхкороткие световые импульсы — длительностью в квадриллионные до...
14 июня, 2024
Природная аптека: ученые открыли способность растительных пигментов усиливать действие противогрибкового препарата
Российские ученые выяснили, что природные растительные пигменты флавонолы способны в несколько раз у...