Наш край стал первым российским регионом, где создали собственный Фонд науки. С тех пор перспективные проекты получают гранты. Наука и раньше не стояла на месте, но без поддержки ученым сложно продвигать свои разработки, многие из которых можно назвать прорывными. Рассмотрим, над чем сегодня работают в крае служители науки.
Создание цифровых лекарств
Ученые КрасГМУ создают особые лекарства. Для этого используют аптамеры – короткие одноцепочечные ДНК или РНК, способные избирательно связываться с определенными тканями, клетками, бактериями или молекулами.
Анна Кичкайло, руководитель лаборатории биомолекулярных и медицинских технологий КрасГМУ
– Если аптамер пометить красителем, то можно увидеть, к чему он «прицепился». Это используется для идентификации клеток – например, циркулирующих опухолевых при онкопатологии.
Аптамеры могут доставлять традиционные терапевтические препараты прямо к «месту назначения», что позволяет уменьшить дозу и снизить токсичность. Они сами по себе могут выступать в роли лекарственных средств, способны связываться с определенными рецепторами и изменять их активность. В КрасГМУ уже получены аптамеры к раку легких, раку молочной железы, глиобластоме и нескольким белкам-биомаркерам онкозаболеваний. На их основе разрабатываются методы диагностики и терапии этих заболеваний.
Клонирование деревьев
Как вы думаете, зачем нужно клонирование деревьев? Этим проектом сейчас занимаются ученые Института леса им. Сукачева СО РАН.
Оказывается, клонирование помогает быстрее вырастить устойчивое к неблагоприятным воздействиям дерево. Ведь вырубаются сейчас огромные площади тайги, при этом восстановительные мероприятия не всегда эффективны. Сравните: чтобы спилить хвойное дерево, достаточно пяти минут, а на то, чтобы вырастить из семечка новое, – 100 лет. Кедр растет почти пятьсот, а плодоносить начинает только через век. Семена хвойных в Сибири часто формируются низкого качества, а иногда урожаев нет в течение нескольких лет.
За рубежом уже сейчас популярна технология по плантационному выращиванию леса. Участок засаживают «клонами», которые пригодны к рубке через 30–40 лет.
Ведущий сотрудник Института леса им. Сукачева СО РАН Ираида Третьякова с командой молодых ученых уже несколько лет занимается клонированием деревьев. Для начала нужно было найти экземпляры, которые устойчивы к распространенному вредителю – лиственничной почковой галлице.
– В Красноярске сейчас много пораженных деревьев. Насекомое поражает почки, ветви становятся хрупкими, крона изреженной, и дерево может погибнуть. После многолетней работы, просмотра сотен экземпляров, мы нашли всего три дерева – два из них из Хакасии и одно из дендрария ИЛ СО РАН, которые были нечувствительны к вредителю.
Как происходит клонирование? Ученые отщипывают 1–2 миллиметра растительной ткани, погружая в особую среду на агаре – с небольшим добавлением гормонов, микро- и макроэлементами, минеральными солями. Затем появляются зародыши. В год с одного экспланта можно получить пять миллионов зародышей, из которых затем вырастить несколько тысяч сеянцев.
У технологии есть еще как минимум один плюс: она поможет сохранить ценный генетический материал на долгие годы.
Переработка золошлаков
Антропогенное влияние на планету настолько возросло, что оптимальная переработка любых отходов уже давно относится к задачам первостепенной важности.
Сотрудники лаборатории технологии комплексной переработки сырья СО РАН под руководством доктора химических наук Вячеслава Павлова разработали новую технологию для золошлаковых отходов. Они образуются в результате сжигания угля на ТЭЦ миллионами тонн ежегодно. Основная масса хранится в золоотвалах, занимая ценные земли и загрязняя окружающую среду.
– Речь идет о золошлаковых отходах, образующихся после сгорания бурого угля металлургическим способом. Метод позволяет избавиться от залежей шлаков и предотвратить образование новых. В процессе переработки можно получить минеральные волокна, сферы и оптически прозрачные стекла (в том числе ситаллы – сверхпрочные стекла, которые, к примеру, используют в варочных панелях). Также можно произвести теплоизоляционные и керамические материалы различного назначения.
Технология проста – в печи переплавляется золошлак, но таким образом, что металлическая составляющая оседает на дно, а силикатная остается над ней. Присутствующие в незначительных количествах металлы, такие как цинк, свинец, германий, извлекаются в газовую фазу. Сегодня ведутся переговоры с руководителем одной из тепловых электростанций края с целью реализации проекта.
Промышленные испытания комплекса успешно провели на ГРЭС в Зеленогорске еще в 90-е годы. Но в то сложное для страны время не было интереса к инновациям. В настоящий момент комплекс значительно усовершенствован – если ранее получали только пеносиликат (материал в виде высокопористых гранул), то сейчас сразу несколько материалов, в том числе минеральную вату с улучшенными характеристиками – возможностью снижения ее горючести. Исследования продолжаются: выяснилось, что один из пеносиликатов обладает возможностью сорбирования нефти, что в перспективе можно использовать при устранении ее разлива.
Изучение климата на Севере
Исследование северных, в том числе арктических территорий относится к приоритетным задачам для нашей страны. Недавно закончилась работа над проектом, который получил поддержку Красноярского краевого фонда науки и Российского фонда фундаментальных исследований.
– Проект длился около года и являлся попыткой понять, можно ли использовать данные, которые предоставляет российский спутник «Метеор М-2» для дистанционного зондирования влажности и температуры почвы арктических территорий, – рассказывает Константин Музалевский, заведующий лабораторией радиофизики дистанционного зондирования Института физики Сибирского отделения РАН. – Для исследования были выбраны точки на полуострове Таймыр и Аляске: на Севере метеостанций недостаточно, и единственная возможность вести регулярный мониторинг – использование спутников. После обработки данных получилось, что погрешности незначительны.
Специальное оборудование, установленное на спутнике, измеряет радиоизлучение зондируемой поверхности Земли в микроволновом диапазоне частот электромагнитных волн. Разработанные алгоритмы позволяют перейти от измеряемого спутником радиоизлучения к температуре и влажности непосредственно поверхности тундрового почвенного покрова. В перспективе, после широкой валидации, созданные алгоритмы позволят оперативно получать информацию о температурно-влажностном режиме поверхностной части деятельного слоя почвы обширных северных территорий, что поможет отслеживать не только изменения климата, но и прогнозировать экологические и техногенные катастрофы в Арктике.
