Первую в мире вакцину от коронавируса под названием «Спутник V» создали наши, российские ученые. И сколько бы там ни говорили скептики по поводу того, что наука, мол, у нас в загоне, что лучшие отечественные умы утекают за рубеж, – факт остается фактом. Причем этот пример далеко не единичен. Просто он в силу известных обстоятельств получил широкий резонанс. На самом деле разного рода научные открытия делаются в многочисленных исследовательских институтах, научных центрах и лабораториях России (и нашего края в частности) даже не ежемесячно – ежедневно. И все они используются потом на благо людей. Вот только несколько самых недавних достижений красноярских светил науки.
Мина для сорняков
Минувшее лето на нашем садовом участке выдалось урожайным не столько на овощи, сколько на сорняки. Меня они довели до белого каления: по ряду причин использовать популярные распылители я не мог. Поэтому известие о том, что ученые из Института биофизики Красноярского научного центра СО РАН и Сибирского федерального университета придумали новый способ борьбы с бурьяном, воспринял с воодушевлением.
Наши специалисты подошли к проблеме нетрадиционно и, я бы добавил, остроумно. Они предложили воздействовать на сорняк не извне, а изнутри. С помощью этакой «мины замедленного действия». Когда действующее на сорную траву вещество помещается в гранулы из биоразлагаемых полимеров и природных материалов – глины, древесных опилок, торфа. И в таком виде вносится в землю вместе с семенами. Одной обработки хватает с весны и до сбора урожая.
– У растений разные сроки жизни. Пока вызревает пшеница, успевают смениться несколько поколений сорняков. Поэтому нужно, чтобы новые формы работали медленно, создавая «фоновый» эффект борьбы с вредителями, – говорит доцент базовой кафедры биотехнологии СФУ Анна Шумилова. – Мы полностью отошли от традиционной концепции шоковых выбросов больших доз пестицидов. Пролонгированные формы лучше и для зерновых растений, и для почвенных микроорганизмов, и для потребителя. Он получит пищу, сделанную из чистого зерна, не накопившего за лето токсичных продуктов санитарной обработки.
– Таким образом, мы представляем альтернативный способ использования агрохимии, – добавляет научный сотрудник лаборатории хемоавтотрофного биосинтеза Института биофизики Красноярского научного центра СО РАН Евгений Кисилев. – При традиционном способе применения гербицидов (распылением) они наносятся на поверхность растений и почвы, откуда могут легко смываться. А при дождливой погоде такую обработку нужно повторять. В нашем случае используются системные пестициды, которые могут поглощаться корневой системой и двигаться по капиллярам растений.
Новая технология обладает избирательным действием – она опасна только для фитопатогенов и безвредна для полезных микроорганизмов. И значительно удешевляет процесс производства гербицидов. Препараты уже прошли успешную проверку на экспериментальном огороде, где биотехнологи выращивали пшеницу, ячмень, томаты и свеклу.
Светящийся тест
Что общего у морского рачка Metridia longa с иксодовым клещом, не дающим покоя сибирякам весной, летом и осенью? А между тем связь есть – ее помогли установить ученые Федерального исследовательского центра «Красноярский научный центр СО РАН» вместе с коллегами из Сибирского федерального университета и Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН (Новосибирск). Из самой маленькой в мире светящейся молекулы (люциферазы), выделенной из рачка, они впервые провели тест на клещевой энцефалит.
Биолюминесцентные белки уже широко используются медиками в качестве светящихся меток при различных анализах. Например, для выявления сахарного диабета, рассеянного склероза, меланомы и других серьезных заболеваний. Теперь к этому перечню можно смело добавить и энцефалит.
Не буду утомлять читателя всеми премудростями открытой технологии – они понятны лишь специалистам. Скажу лишь, что одного миллиграмма такого белка может хватить для ста тысяч точных анализов по определению наличия вируса клещевого энцефалита! Более того, биолюминесцентное тестирование занимает на полчаса меньше времени, нежели стандартное.
– Ранее красноярскими биофизиками уже была разработана метка для определения вируса энцефалита на основе другого биолюминесцентного фермента, люциферазы Renilla, – поясняет соавтор работы, научный сотрудник Института биофизики СО РАН Марина Ларионова. – Наша же люцифераза по молекулярной массе в два раза меньше. А значит, ее легче произвести и скомбинировать с антителом. Второе достоинство новой метки – она обладает большей биолюминесцентной активностью. Это позволило нам увеличить точность анализа.
Бронежилет из пленки
Следующее открытие напрямую связано с повышением обороноспособности нашей страны. Сибирские ученые создали полиэтиленовый «бронежилет» для радиолокационного оборудования.
С подобным сверхвысокомолекулярным полиэтиленом наверняка знакомы многие. Из него изготавливают покрытия для лыж, сноубордов, катков, бронежилеты и каски, имплантаты для коленных и тазобедренных суставов и даже такие простые предметы быта, как разделочные доски. Внешне он похож на обычный – просто длина его атомной цепочки в десятки раз больше, чем у остальных полимеров. Что дает такие преимущества, как способность выдерживать экстремально низкие температуры, повышенную влажность, воздействие агрессивных кислот, деформационные нагрузки и так далее.
А вот использовать этот чудо-полиэтилен в радиолокации до сих пор не получалось: не хватало достаточной диэлектрической проницаемости. Не хватало до тех пор, пока ученые Федерального исследовательского центра «Красноярский научный центр СО РАН» совместно с коллегами из новосибирского Института катализа Г. К. Борескова СО РАН не синтезировали композит, модифицированный многослойными углеродными нанотрубками. Его износостойкость увеличилась практически на 40 процентов по сравнению с первичным материалом.
– Но самое главное – он пропускает электромагнитные волны необходимой частоты, а другие, наоборот, гасит. Это очень важно для радиолокационного оборудования, – рассказывает о результатах соавтор исследования, инженер Института химии и химической технологии КНЦ СО РАН Илья Маркевич. – Материал станет надежным защитником современных приборов от ударов, пуль и просто плохой погоды.
Фото Красноярского научного центра Сибирского отделения РАН
