Размер шрифта
Межстрочный интервал
Цвет
Вы студент и еще не зарегистрированы? Регистрация
Реалии сегодняшнего дня таковы, что ростовским ученым-биологам пришлось отрабатывать технологию активизации предпринимательской деятельности в инновационной сфере - иначе говоря, научиться торговать научными разработками. Умение зарабатывать деньги на интеллектуальной собственности - сложная, но необходимая задача. Бизнес-планирование, презентация проектов, поиск инвесторов и заказчиков, ведение переговоров стали неотъемлемой частью научной работы. Сегодня ученые уже владеют практически всей цепочкой, которая позволяет вести "жизнь продукта" от идеи до стадии производства и продажи. В ближайшее время биологи планируют создание инновационной структуры, которая будет вести маркетинговые исследования и продвигать научные разработки как рыночные продукты.
"Исследование генетической предрасположенности к различным заболеваниям, которое мы проводим, - это очень мощное биомедицинское направление, - говорит доктор биологических наук, профессор Южного федерального университета Игорь Корниенко. - Наша инновация - это поиск ДНК-маркеров для различных патологических состояний человека. Сейчас разработки ведутся по двум основным направлениям. Одно из них - исследование маркеров наследственной предрасположенности к тромбозам. Многие патологические процессы в организме человека сопровождаются явлением гиперкоагуляции (повышенной свертываемости крови) с развитием тромбозов. Этот патологический процесс может дать грозное осложнение в виде тромбоэмболии легочной артерии (ТЭЛА). Несмотря на успехи современной медицины, тромбоз и ТЭЛА по-прежнему представляют глобальную медико-социальную проблему, поэтому поиск генетических маркеров для диагностики тромбозов является важнейшей задачей. Сейчас уже можно с уверенностью говорить о том, что существуют наследуемые, а иногда и приобретенные в ходе жизни дефекты белков, которые и обуславливают предрасположенность того или иного человека к тромбообразованию. Причем такая "поломка" может дать о себе знать только в определенных обстоятельствах - во время беременности или операции, при травмах, приеме некоторых лекарств".
Причин возникновения "поломок" генов множество, в основном они связаны с негативным воздействием современной цивилизации на организм человека. Но, зная о генетическом сбое, можно идти не по пути устранения причины такой "поломки", а по пути прицельной профилактики. Благодаря разработкам ученых сегодня появилась возможность тщательной диагностики генетических нарушений. Имея информацию о наличии генетической предрасположенности, скажем, к сердечно-сосудистым заболеваниям, можно помочь человеку корректировать свой образ жизни, избавляться от вредных привычек, например, курения.
Других аспектов этой проблемы касаются исследования, проводимые совместно с кафедрой судебной медицины Ростовского государственного медицинского университета. Речь идет о тромбозах сосудов, возникающих после причинения человеку механических повреждений. Тромбозы после травм в судебно-медицинской практике встречаются довольно часто, и решить вопрос о причинно-следственной связи между ними оказывается непросто. Есть множество примеров, демонстрирующих неоднозначность экспертных выводов. Так, одна из потерпевших обратилась в суд с иском о возмещении материального ущерба и компенсации морального вреда, указав, что ее отец был сбит автомобилем и скончался от тромбоза через месяц после ДТП. Но уголовное дело в отношении ответчика возбуждено не было, так как комиссия экспертов не смогла установить конкретную причину тромбоза. Вполне вероятно, что у потерпевшего могла быть наследственная предрасположенность к тромбофилии, что в конечном итоге и привело к летальному исходу.
Чтобы определить, имеет ли человек генетическую или наследственную предрасположенность к тому или иному заболеванию, исследуют состояние генов-кандидатов предрасположенности к различным заболеваниям. Гены-кандидаты - это некие маркеры, которые могут показать, мог ли у человека, например, возникнуть тромбоз после травматического воздействия или нет. Образно говоря, эти гены могут стать главными "свидетелями" при расследовании уголовных и гражданских дел. Получив результаты генетического исследования, эксперт сможет установить истинную причинно-следственную связь между повреждением и возникшим тромбозом, что существенно повысит качество экспертной работы.
Совокупность молекулярно-генетических анализов получила условное название "генетический паспорт". Это своего рода генетический "срез" человека, показывающий "хорошие" и измененные, так называемые "плохие", гены. Генетический паспорт позволяет выявить риск возможных заболеваний или предрасположенность к их развитию в будущем, выбрать индивидуальные профилактические меры для каждого человека согласно его генетическим особенностям, диагностировать наследственные болезни у будущего малыша, составить индивидуальную программу питания с учетом генотипа, дать рекомендации по изменению образа жизни, рассчитать физические нагрузки и т. д.
"Второе направление наших исследований - ДНК-идентификация, - рассказывает Игорь Корниенко. - Нами уже получена лицензия на осуществление судебно-медицинской генетической экспертизы вещественных доказательств и исследования биологических объектов, в том числе генетического установления родства, определения отцовства и материнства. К нам обращаются правоохранительные органы за помощью в раскрытии уголовных дел по следам ДНК, найденным на месте преступления. Генетическая идентификация личности методами геномной дактилоскопии широко используется не только в криминалистике, но и в других социальных сферах. Эти услуги - высококачественный рыночный продукт, одна из статей дохода. ЗАО "Наука", в котором применяются наши разработки, проводит ДНК-экспертизы по установлению родства различной сложности с использованием любого биологического материала, где есть ДНК человека: жидкой и сухой крови, клеток слизистой оболочки рта, костных фрагментов, ногтевых пластин, волос, мягких тканей".
"Основным вектором нашей научно-исследовательской работы является маркер-вспомогательная селекция (marker assistance selection), - говорит Александр Усатов , доктор биологических наук, профессор, заведующий отделом изменчивости генома НИИ биологии ЮФУ. - В отличие от классической селекции, то есть отбора по фенотипу, это новое направление опирается в первую очередь на ДНК-маркеры, сцепленные с различными хозяйственно ценными признаками сельскохозяйственных растений. В настоящее время у некоторых сельхозкультур разработаны маркеры на скорость роста, продуктивность, устойчивость к некоторым факторам среды и т .д. Маркер-вспомогательная селекция значительно повышает эффективность традиционной селекции растений, позволяя проводить быстрый и недорогой предварительный анализ тысяч семян или проростков без выращивания их на полях до полного созревания. Экономия очевидна - резко сокращаются выборки первичного селекционного материала в полевых условиях, появляются более эффективные способы создания высокопродуктивных и устойчивых к факторам внешней среды сортов и гибридов, обеспечивающих получение безопасной продукции высокого качества".
Объект исследований - подсолнечник, самая рентабельная сельскохозяйственная культура Ростовской области. Сейчас все силы направлены на поиск его заразихоустойчивых форм (заразиха - злостный паразит подсолнечника, вызывающий катастрофическое падение урожая). Новые методы селекции растений, в особенности современные биотехнологии, имеют значительный потенциал для ускорения развития растений с нужными качествами, что позволяет существенно увеличивать их продуктивность. Маркер-вспомогательная селекция, опирающаяся на использование ДНК-маркеров, тесно сцепленных с генами устойчивости, значительно интенсифицирует поиск и отбор растений, устойчивых к патогенам.
"Наши работы проводятся в тесном сотрудничестве с селекционерами Донской опытной станции имени Жданова , Всероссийского НИИ масличных культур. С их полей в наши университетские лаборатории поступает исходный селекционный материал, а мы разрабатываем новые генетические маркеры селекционно ценных признаков, точнее, ДНК-маркеры, - поясняет Александр Усатов. - Наш продукт, безусловно, будет востребован сельхозпроизводителями. Например, чтобы выделить ту же заразихоустойчивую форму классическим способом, ее надо выращивать в полевых или оранжерейных условиях как минимум год или два, а при использовании надежных ДНК-маркеров на это уйдет не более двух часов".
Особое направление исследований - получение трансгенных растений, то есть таких, в геномах которых успешно функционирует ген (или кластеры генов), перенесенный из других видов микроорганизмов, растений или животных. В результате растение-реципиент получает новые востребованные свойства: повышенную устойчивость к вирусам, гербицидам, вредителям и болезням растений. Пищевые продукты, полученные из таких генно-модифицированных культур, могут иметь улучшенные вкусовые, технологические, декоративные и другие свойства. Кроме того, такие растения часто дают более высокий и стабильный урожай, чем их природные аналоги.
В планах донских ученых значится совместный проект с коллегами из Вьетнама в области селекции сельскохозяйственных культур, которые растут в обеих странах - это, например, рис, лен, соя, сахарное сорго и т. д. "С вьетнамцев нам нужно брать пример: у нас огромный разрыв между фундаментальной наукой и народом, а во Вьетнаме различные НИИ десятками открывают новые лаборатории прямо в провинции, на полях, - рассказывает Александр Усатов. - Я уверен, что сегодня необходимо возрождать НПО - научно-производственные объединения. Сейчас получается так, что ученые не зависят от конечного результата, а надо идти в одной финансовой упряжке с аграриями: собрали они низкие урожаи - я получил маленькую зарплату, и наоборот. Надо объединяться с производством - в университете по понятным причинам нельзя наладить конкурентное производство, но можно готовить для него современных специалистов. Деньги, выделяемые на науку, должны быть завязаны на урожай, а так заинтересованность у нас получается абстрактная".
"Время, когда биологи были рады любому предпринимателю, проявившему интерес к их разработкам, прошло, - уверен Владимир Чистяков , заведующий лабораторией экспериментального мутагенеза НИИ биологии ЮФУ, кандидат биологических наук. - Сейчас реальная помощь идет от государства, но проблемы с внедрением пока остаются нерешенными. Во взаимодействии с бизнесом есть две стороны. Иногда наши бизнесмены ведут себя как купцы из пьес Островского, но есть и недобросовестные ученые, которые выдают разработки низкого качества. Поэтому с ними не хотят иметь дело".
Одна из разработок лаборатории - технология получения пробиотиков для животноводства - является основой инновационной стратегии кормления животных. Получаемые по этой технологии натуральные и эффективные продукты позволяют снизить в рационе скота долю кормовых антибиотиков или вовсе исключить их. Кроме того, как говорит г-н Чистяков, пробиотики значительно дешевле других коммерческих препаратов, присутствующих на рынке. Потребителями могут стать как сельскохозяйственные предприятия южных регионов, так и предприятия, производящие корма.
За счет использования определенных биотехнологических приемов ученые получают препарат на основе сенной палочки. По большому счету, это развитие идеи кефира и простокваши. Именно из этого выросли современные технологии. Пробиотические бактерии можно использовать для заквашивания молока, изготовления салями (салями делается с помощью добавляемых в фарш молочнокислых бактерий, которые ферментируют мясо). Кстати, с этой точки зрения настоящая салями - очень полезный и ценный продукт: подобную технологию использовали еще во времена Александра Македонского при заготовке продуктов для войска.
"У нас "народные пробиотики" традиционно делали на основе молочнокислых бактерий, а, например, в Японии, Китае, Индонезии - из бацилл, - поясняет Владимир Чистяков . - Все пробиотические препараты мы получаем, используя традиционные технологии, модернизированные с использованием достижений науки XXI века. Сейчас мы организовали центр биотехнологий, от этого предприятия подали заявку на конкурс, выиграли грант, получили первые деньги. А в целом программа рассчитана на два года".
Большой интерес эта разработка вызывает у производителей кормов для домашних животных и предприятий, занимающихся их разведением. Российский рынок кормов оценивается в 1 млрд долларов. Его ежегодный прирост составляет 20–25%, то есть каждые 4–5 лет рынок кормов удваивается. Более 70% занимает импорт. В пятерку крупнейших стран-экспортеров входят Германия, Великобритания, Франция, Китай, США. В то же время российские производители на рынке кормов и кормовых добавок для домашних животных практически не представлены, что создает хорошие предпосылки для развития в данном направлении. Потребителями и заказчиками продуктов могут стать сетевые компании, и объемы заказов окажутся весьма значительными.
Пробиотики существуют в нескольких видах. Прежде всего это лекарственные препараты - моно- и комплексные. Монопрепараты изготовлены на основе одной бактерии; комплексные могут включать несколько видов, например, бифидобактерии, лактобактерии. Еще один вид пробиотиков - биологически активные добавки (БАДы) - препараты, содержащие полезные для пищеварения микроорганизмы и продукты их жизнедеятельности. Кроме того, пробиотики - это и продукты функционального питания, обогащенные бифидобактериями. Пробиотические препараты прекрасно зарекомендовали себя в ветеринарии, работая как средства настройки организма на выживание. "Отечественному животноводству мы хотим дать не рыбу, а удочку: в производство кормов внедрить не готовый препарат, а мини-технологию, которую фермер может использовать, чтобы получать пробиотики в своем хозяйстве, - говорит Владимир Чистяков.- И русские, и японские бабушки умели делать превосходную закваску. Такое производство можно наладить в фермерских хозяйствах. Весь мир сегодня стремится к снижению химизации".
"В этом году мы отмечаем знаменательную дату: 40-летие со дня основания нашего института, - рассказывает Валерий Кирой , доктор биологических наук, профессор, директор НИИ нейрокибернетики имени А. Б. Когана Южного федерального университета. - Многие разработки нашего НИИ хорошо известны пользователям. Это прежде всего аппараты серии "ЭСО-2М" и "ЭСОТ-1" - электронные стимуляторы для улучшения и восстановления функций зрения и слуха".
Основные научные направления НИИ связаны с проведением исследований и выполнением разработок в области нейробиологии, нейроинформатики и нейроинженерии. Это изучение структурных и функциональных основ деятельности мозга, механизмов восприятия, когнитивной (в том числе мыслительной) деятельности, моделирование изучаемых систем и закономерностей с целью создания более эффективных бионических устройств, обладающих свойствами, присущими живым организмам. Работы института охватывают широкий комплекс вопросов - от молекулярного и клеточного уровня до понимания природы и механизмов адаптивного целенаправленного восприятия и поведения в целом, а также применение полученных знаний в технике и медицине.
"К некогда популярной идее создания мыслящих роботов современные нейробиология и нейрокибернетика добавили еще целый ряд чрезвычайно перспективных идей, - поясняет Валерий Кирой. - Прежде всего это нейропротезирование в широком смысле - от разработки нейропротезов конечностей и искусственных органов зрения, слуха до нейрочипов, способных "сосуществовать" с живой нервной тканью и реализовывать утраченные функции мозга".
Среди наиболее актуальных и перспективных разработок особое место сегодня занимают так называемые BCI-системы (Brain-Computer Interface - интерфейс "мозг-компьютер"). В качестве команд, обеспечивающих коммуникацию и управление, эти системы используют сведения об изменении электрической активности человеческого мозга (электроэнцефалограммы). Проще говоря, устройство как бы читает мысли пользователя и превращает их в команды, которые компьютер способен истолковать и передать дальше, например, при управлении инвалидным креслом. BCI смогут прежде всего использовать люди, которые после травмы или болезни утратили контакт с внешним миром, те, кого инсульт или травма головы полностью обездвижили, лишив возможности управлять руками, ногами, глазами. А еще интерфейс нужен тем, у кого этот контакт, наоборот, интенсивен и от чьей реакции зависит безопасность людей: операторам атомных станций, летчикам-испытателям, диспетчерам.
Еще одно перспективное направление - разработка интеллектуальных устройств и систем контроля, прогнозирования и управления функциональным состоянием человека-оператора, восстановления функций после напряженной работы.
Одна из последних разработок института - создание модели фовеального (обусловливающего восприятие объекта, фиксируемого взглядом) зрения, позволяющей конструировать биометрические системы санкционированного доступа по антропометрическим данным на основе распознавания изображений лиц - своеобразный фейс-контроль. Интерес к ним уже проявили режимные предприятия, банки, а также учреждения, где необходимо организовать учет посетителей, у которых, например, по той или иной причине утрачены документы. Такая система может использоваться и для создания баз данных, содержащих сведения об антропометрических характеристиках клиентов банков, посетителей офисов, торговых предприятий, социальных служб и др. В рамках реализации программы антитеррористических мероприятий эти разработки позволяют организовать "поиск в толпе" - на вокзале, в метро, идентификацию по фото.
Не менее важное направление - разработка адаптивного интерфейса для физиотерапии, испытания которого проходят в клинических условиях. Интерфейс способен не только учесть индивидуальные особенности каждого пациента, подобрав ему наиболее эффективный режим, но и оценить лечебный эффект в реальном времени (непосредственно в ходе сеанса физиотерапии). Кроме того, специально организованной стимуляцией определенных структур мозга можно менять пороги чувствительности, в том числе болевой, что открывает перспективы создания немедикаментозных средств для обезболивания, позволит купировать хронические боли без побочных эффектов.
"Благодаря созданию учебно-научно-инновационного комплекса "Биология и биотехнологии" станет возможной реализация мультидисциплинарных проектов в молекулярно-генетической области, нейроинженерии и ряде других сфер, - говорит Валерий Кирой. - Экспериментальная база для этого есть: институт приобрел уникальное научное оборудование, в том числе электронный и флюоресцентный микроскопы, многоканальные системы для энцефалографии и регистрации единичных нейронов мозга, тепловизор с матрицей, позволяющей дистанционно измерять температуру с точностью до сотых долей градуса, системы для отслеживания движений глаз и т. д. Основная задача сегодня - разработать федеральные и региональные программы развития высокотехнологичных отраслей экономики, в которых наши инновации будут востребованы. Мы открыты для сотрудничества со всеми, кто заинтересован в наших разработках или сформулирует свои задачи, в решении которых мы можем быть полезны".
Марианна РАДУЖАН
