home
user-header

                        
                        
Новости российской науки
17 февраля 2017 г., 20:45 127

Российские ученые ищут ключ к сохранению видов, нашли способ замедлить старение организма, разработали препарат для лечения рассеянного склероза, разработали новый метод создания спутанных пар фотонов и предложили организовать поиск нефти и газа в Арктике на дрейфующем во льдах станции.


 

1. Российские палеонтологи ищут ключ к сохранению вымирающих животных

В докладе Комиссии по биоразнообразию ООН за 2010 год современная ситуация сравнивается с вымиранием динозавров 65 миллионов лет назад. Сегодня более 40 процентов представителей животного мира на Земле находятся под угрозой исчезновения. Если эти темпы вымирания сохранятся или ускорятся, то число вымирающих видов в следующие десятилетия будет исчисляться миллионами.

 

К решению актуальной проблемы приступили ученые Томского государственного университета совместно с коллегами из Зоологического института РАН. Как сообщает пресс-служба ТГУ, в рамках выполнения госзадания палеонтологи проводят комплексные исследования рефугиумов, то есть своеобразных убежищ динозавровой и мамонтовой фауны Западной Сибири. Именно здесь в мезозое и кайнозое сохранялись многие виды континентальных позвоночных, которые на окружающих территориях вымерли.

 

Выявление причин, способствовавших выживанию древних животных, анализ их остатков, реконструкция природных условий, в которых происходила массовая гибель динозавровой и мамонтовой фаун, также помогают искать ключи к спасению современных видов, находящихся под угрозой исчезновения.

 

«Считается, что основной причиной древних вымираний являются различные экологические катастрофы», – говорит заведующий лабораторией континентальных экосистем мезозоя и кайнозоя ГГФ ТГУ Сергей Лещинский. – Несколько тысяч лет назад в естественные экологические связи начал вмешиваться человек, прямое или косвенное влияние которого привело к угасанию некоторых видов. По этой же причине под угрозой исчезновения теперь находятся слоны, носороги, десятки других животных.

 

Исследованиями причин вымирания занимается группа специалистов, в которую входят палеонтологи и геологи ТГУ и ученые-биологи Зоологического института РАН. Они планируют выяснить, нарушение каких экологических связей является губительным для вида, каковы факторы, обеспечивающие локальное сохранение животных во время их массового исчезновения, почему вымерли самые крупные континентальные млекопитающие.

 

Для решения этих и других фундаментальных вопросов ученые анализируют материал, собранный в рефугиумах мамонтовой и динозавровой фауны. В первую очередь речь идет о местонахождении Волчья грива, которое содержит рекордную в Азии концентрацию мамонтовых остатков. Кроме собственно ископаемых костей и зубов, будут изучены вмещающие отложения, в которых были захоронены вымершие гиганты и их спутники. Анализ пыльцы, спор, семян, остракод и других микропалеонтологических остатков необходим для установления факторов, привлекавших мамонтов в данное место, а также восстановления условий среды обитания, в которых они жили и погибали.

 

«Изучение рефугиумов динозавровой фауны, в основном, будет проходить на территории Красноярского края – в бассейне реки Чулым, – говорит Сергей Лещинский, – где нами открыто более десяти местонахождений с остатками хищных и травоядных динозавров, крокодилов, млекопитающих, птиц и других позвоночных мезозойской эры. Однако, будет проанализирован и материал, собранный ранее в Кемеровской области (бассейн реки Кия), где в юрском и меловом периодах вымирали одни группы позвоночных и появлялись другие.

 

Данные, полученные в ходе реализации проекта, будут сопоставлены с результатами исследований сопредельных территорий Евразии. Это позволит уточнить экологическую ситуацию, которая складывалась на нашем континенте в периоды массовой гибели. Выявленные закономерности, возможно, помогут решить проблему сохранения редких и исчезающих видов. 

 

2. Российские ученые нашли способ замедлить старение организма

Биологи из Института теоретической и экспериментальной биофизики РАН нашли способ замедлить старение организма путем восстановления нормальной работы «энергостанций» клеток при помощи гормона мелатонина, говорится в статье, опубликованной в журнале Biochimica et Biophysica Acta.

 

«В наших экспериментах на митохондриях, выделенных из печени крыс, мы показали, что длительный прием мелатонина способствует закрытию пор в митохондриях и препятствует побегу ферментов. Постоянный прием мелатонина даже у старых животных улучшает функции митохондрий», – рассказывают авторы открытия, чьи слова передает РИА Новости со ссылкой на пресс-службу ИТЭБ РАН.

 

Ключевую роль в процессе старения играют митохондрии, «энергетические станции» клеток, обладающие своей собственной ДНК. Когда они плохо справляются со своими функциями, в клетках возникает хронический недостаток «энерговалюты», молекул АТФ, из-за чего возникают такие старческие заболевания, как болезнь Альцгеймера и диабет. До сих пор считалось, что эти болезни возникают из-за мутаций в ДНК митохондрий, которые нельзя повернуть вспять.

 

Ольга Крестинина из Института теоретической и экспериментальной биофизики РАН в Пущино и ее коллеги по институту выяснили, что этот процесс связан не с мутациями, а с нарушениями в работе пор митохондрий, и поняли, что его можно замедлить при помощи одного из основных гормонов организма – мелатонина.

 

Мелатонин регулирует распорядок дня человека и других живых существ, отвечая за наступление сна и пробуждение. Помимо этого, мелатонин является сильным антиоксидантом, способным нейтрализовать агрессивные молекулы внутри клеток. Главным источником и «потребителем» мелатонина является мозг, однако последние опыты показывают, что данный гормон производится и в других частях тела.

 

Крестинина и ее коллеги обратили внимание на одно общеизвестное свойство мелатонина: его концентрация в организме человека с возрастом постепенно понижается, чем, в частности, объясняется то, почему пожилые люди спят не так много, как молодежь. Эта простая мысль заставила ученых проверить, как изменится поведение молодых и престарелых митохондрий при повышении концентрации этого гормона.

 

Как объясняют биологи, с возрастом «энергостанции» клетки становятся более «дырявыми» – в них появляются поры, через которые митохондрии покидают «лишние» ионы кальция, накапливающиеся внутри них из-за того, что пожилые митохондрии хуже справляются со стрессом и появлением агрессивных молекул в своих пределах. Этот процесс со временем приводит к разрушению митохондрии и запуску программы самоуничтожения клетки.

 

Российские ученые предположили, что процесс можно замедлить, если доставить в митохондрию вещество, которое бы подавляло агрессивные молекулы и нормализовало уровень ионов внутри них. На роль такого вещества они избрали мелатонин, предположив, что снижение его концентрации в старости может вызывать все или хотя бы часть проблем, связанных с митохондриями.

 

Как показали опыты на клетках крыс и пожилых животных, добавление мелатонина действительно защищает митохондрии от «протекания» и сохраняет внутри них критически важные ферменты, отвечающие за цикл сборки молекул АТФ внутри митохондрий и предотвращающие появление «ненужных» молекул, которые мешают миграциям ионов. В результате митохондрии «разбухали» и умирали гораздо медленнее, чем в нормальной ситуации.

 

Как отмечает пресс-служба, эта работа ученых из ИТЭБ является лишь небольшой частью проекта, направленного на разработку препаратов, действующих на митохондрии. Такие лекарства помогут бороться с заболеваниями сердца, печени и станут одним из компонентов для противораковых средств, а также помогут людям победить последствия старости и стресса.

 

3. Российские ученые разработали препарат для лечения рассеянного склероза

Российские ученые разработали первый отечественный препарат для больных рассеянным склерозом. Препарат под названием «ксемус» проходит финальную стадию клинических испытаний и может появиться на рынке после 2020 года. Этот медикамент будет включен в систему ОМС и доступен больным бесплатно. По данным Минздрава, количество выявленных больных с рассеянным склерозом постоянно растет. Так, с 2014 по 2015 год их стало на 5 тыс. человек больше.

 

Заместитель директора Института биоорганической химии (ИБХ РАН) академик Александр Габибов рассказал «Известиям», что речь идет о создании эффективной поддерживающей терапии, позволяющей больному рассеянным склерозом быть социально активным.

 

«Аутоиммунные заболевания сродни состоянию онкологической трансформации, вылечить их крайне трудно, а в ряде случаев практически невозможно. Среди них особое место занимает такое нейродегенеративное воспалительное заболевание, как рассеянный склероз. В ходе прогрессии у заболевшего вырабатываются аутоантитела на собственные белки», – говорит Александр Габибов. Он отметил, что ксемус ИБХ РАН разрабатывает совместно с санкт-петербургской компанией «Фармасинтез».

 

По словам Александра Габибова, сейчас препаратов для лечения рассеянного склероза немного, больным в основном выписывают иностранные препараты, например, копаксон. Это средство изобрел израильский профессор Майкл Села. Он предложил лекарство на основе нерегулярного полимера из аминокислот. Также в России и по всему миру применяются несколько дженериков.

 

«Мы предложили более специфическую терапию: пептидные фрагменты основного белка миелина мы предложили загружать в липосомы. Клинические испытания показывают, что это срабатывает», – объясняет Александр Габибов. Сейчас, по его словам, завершена первая стадия клинических испытаний. Эта работа проводится совместно с Институтом неврологии Российской академии наук, Центром по лечению рассеянного склероза в Санкт-Петербурге (ГКБ № 31) и с другими медицинскими учреждениями.

 

«Это исключительно российские разработки, они запатентованы», – подчеркнул Александр Габибов. По его прогнозам, препарат появится на рынке не раньше 2020 года. 

 

«Лечение применяемым сейчас копаксоном стоит тысячи долларов. Я думаю, что наш препарат будет гораздо дешевле», – отметил Александр Габибов. По его словам, ксемус будет включен в систему ОМС и доступен пациентам с рассеянным склерозом бесплатно.

 

По данным Минздрава, за 2014 год в России было зарегистрировано 67 637 людей с рассеянным склерозом. А в 2015-м число больных, вставших на учет, выросло до 72 767 человек. Выявляемость рассеянного склероза продолжила расти и в 2016 году.

Как сообщили «Известиям» в ведомстве, работа над новыми препаратами от рассеянного склероза ведется регулярно. Помощь больным оказывается специалистами Федерального научного центра рассеянного склероза, которые участвуют в клинических испытаниях новых лекарств и медицинской техники.

 

Заведующий лабораторией нейроиммунологии, руководитель Центра рассеянного склероза ИМЧРАН, профессор Игорь Столяров рассказал «Известиям», что первые препараты от заболевания появились около тридцати лет назад, тогда же это заболевание стали диагностировать с помощью МРТ. Основные лекарства, влияющие на патогенез заболевания, производятся за рубежом. В России уже несколько лет ведутся разработки оригинального препарата. А отечественные биоаналоги уже применяются.

Игорь Столяров подчеркнул, что больным необходим препарат, эффективный на поздних стадиях развития рассеянного склероза, так как действие препаратов со временем снижается.

 

«Сначала лечить получается, причем достаточно эффективно, а через 10–15 лет уже возникают сложности», – говорит Игорь Столяров.

 

Он отметил, что на создание любого препарата требуется около 12 лет, так как нужно, чтобы лекарство было протестировано.

«Разработка наших ученых представляется перспективной, но что будет в дальнейшем, трудно сказать. Должны пройти все клинические испытания, прописаны все побочные эффекты и доказана эффективность. Но то, что такая работа ведется, вселяет надежду», – сказал Игорь Столяров.

 

4. Физики МГУ разработали новый метод создания перепутанных состояний фотонов

Сотрудники физического факультета МГУ имени М. В. Ломоносова разработали новый метод создания перепутанных состояний фотонов — состояния, в которых пары фотонов оказываются коррелированы — взаимосвязаны — между собой. О своей работе ученые рассказали в статье, которая была опубликована в журнале Physical Review Letters.

 

Пучки фотонов, заснятые с помощью ПЗС-матрицы . Цвета соответствуют интенсивности: от черного (минимальной) до белого (максимальной). (Источник: Егор Ковлаков)

 

При перепутанном, или запутанном, состоянии фотонов состояние определено только для всей системы, а для каждой частицы в отдельности — нет.

 

«Перепутанные состояния вообще типичны и повсеместны. Проблема только в том, что для большинства частиц взаимодействие с окружением быстро разрушает перепутывание. Фотоны же практически ни с чем не взаимодействуют, поэтому они являются очень удобным объектом для экспериментов в этой области. Большая часть источников света, с которыми мы сталкиваемся в жизни – классическая, это, например, тепловой свет (Солнце, звезды, лампы накаливания и т.п.), когерентное излучение лазера — тоже классическое. Создание неклассического света — непростая задача. Можно, например, изолировать одиночный атом или искусственную структуру, типа квантовой точки, и регистрировать его излучение – так получают одиночные фотоны», — рассказал Станислав Страупе, соавтор статьи, кандидат физико-математических наук, сотрудник кафедры квантовой электроники и лаборатории квантовых оптических технологий физического факультета МГУ имени М. В. Ломоносова.

 

Для получения перепутанных состояний фотонов чаще всего используют эффект спонтанного параметрического рассеяния света в нелинейных кристаллах. В этом процессе фотон лазерной накачки распадается на два фотона. При этом в силу законов сохранения фотоны оказываются коррелированы, перепутаны. «В нашей работе мы предложили и опробовали новый метод создания пространственного перепутывания — пары фотонов, генерируемые в нашем эксперименте, распространяются пучками, которые оказываются коррелированы по «пространственной форме». Ключевой особенностью нашего метода по сравнению с известными ранее является эффективность», — рассказал Егор Ковлаков, соавтор статьи, аспирант кафедры квантовой электроники отделения радиофизики физического факультета МГУ имени М. В. Ломоносова.

 

Изучение перепутанных состояний фотона началось в 70-х годах, и сейчас особо активно они применяются в квантовой криптографии — это область передачи квантовой информации и квантовой связи.

 

«Квантовая криптография – лишь одно из возможных приложений, но наиболее на данный момент развитое. В отличии от классической связи, где неважно, какой именно алфавит используется для кодирования сообщения и достаточно использовать бинарный (0 и 1), в квантовой связи все сложнее. Оказывается, что повышение размерности алфавита не только увеличивает количество информации, кодируемое в одном фотоне, но и увеличивает секретность связи. Поэтому хочется развивать системы квантовой связи, основанные в том числе и на кодировании информации в пространственной форме фотонов», — отметил Станислав Страупе. Ученые планируют, что в дальнейшем их разработка будет применяться для создания оптического канала со спутником, куда нельзя протянуть оптическое волокно (световод) — основу для оптоволоконной связи.

 

5. Ученые ИНГГ СО РАН предложили использовать для нефтеразведки в Арктике дрейфующую на льдине станцию

Опробовать технологию частично планируется в 2018 году на льду Обского водохранилища в Новосибирской области, сообщил ТАСС главный научный сотрудник лаборатории геоэлектрики Института нефтегазовой геологии и геофизики (ИНГГ) Владимир Могилатов.

«Мы не ставим на Обском водохранилище геологических целей, а просто хотели бы со льда опробовать технологию: понять, как нам удастся заземлиться в воду. Потому что даже пробовать на севере – это дорого и сложно. Попутно, может быть, и получим какие-то геологические результаты, но это не главное», – сказал он.

 

Для проведения этих и других подготовительных работ институт оформил заявку на грант Российского научного фонда в размере 20 млн рублей, решение по ней должно быть принято до конца февраля. В дальнейшем ученые рассчитывают, что проектом заинтересуются крупные нефтедобывающие компании, такие, как «Газпром» или «Роснефть». Реализовать его самостоятельно институту не под силу: ориентировочная стоимость запуска такой станции в Арктике составляет около 100 млн рублей.

 

Проект еще требует научной проработки, но при появлении заказчика и достаточном финансировании ученые готовы запустить станцию уже через год. «Когда появится заказчик, он даст серьезное финансирование, и мы сможем выехать уже на какие-то прибрежные льды, опробовать в почти натуральных условиях, а следующий этап – десантирование на многолетние льды», – объяснил Могилатов.

 

Вертикальные токи через льды и океан

Морская вода и льды делают бесполезными большую часть традиционных геологических методов. Поэтому ученые ИНГГ СО РАН предложили использовать для исследования Арктики нестандартный электромагнитный метод: зондирование вертикальными токами. Он основан на применении особого сложного источника поля (кругового электрического диполя) и позволяет фиксировать в отклике тонкие аномальные эффекты. Это один из немногих методов, способный работать в условиях Арктики.

По словам ученого, небольшая версия источника для геологоразведки была успешно опробована на суше, теперь ее предлагается масштабировать и разместить на дрейфующем льду. Идея такой нефтеразведки родилась у ученых после изучения опыта сначала советских, а потом и российских станций «Северный полюс» (СП). Эти дрейфующие в Арктике станции проводят в основном метеорологические наблюдения. Новые исследования с геофизическими позволят оценить вероятность нахождения в Арктическом бассейне полезных ископаемых, в первую очередь нефти.

 

Предполагается, что геологическая станция будет дрейфовать примерно тем же маршрутом, что и «Северный полюс». Пока неизвестно, будет ли она работать автономно или потребуется обслуживающий персонал, который будет контролировать процесс и при необходимости устранять неполадки. Для энергоснабжения дрейфующей установки предлагается использовать возобновляемые источники: ветряки и, возможно, солнечные батареи.

 

Моржи нефть есть не будут

Как ранее заявлял председатель Научного совета РАН по проблемам геологии и разработки месторождений нефти и газа, академик РАН Алексей Конторович, запасы нефти в Арктике могут оказаться больше, чем принято считать. Если сегодня считается, что на арктическом шельфе содержится порядка 100 млрд тонн нефти и газа, причем, около 80% этого объема приходится на газ, то тщательная геологоразведка может существенно изменить это соотношение в пользу нефти, считает академик.

 

Президент Сибирского отделения РАН Александр Асеев в разговоре с корреспондентом ТАСС отметил важность детальной геологоразведки в Арктике, однако предостерег от возможных проблем с экологией. «Все-таки работа в Арктике чревата экологическими катастрофами. У нас же не Мексиканский залив, где рыба и крабы питаются нефтью, грубо говоря. Моржи нефть есть не будут. Природа ранима, и восстанавливаться все это будет сотню лет», – сказал он.

 

Однако академик Асеев уверен, что работу по геологоразведке надо проводить, так как перед учеными в настоящее время стоит задача максимально точного определения строения земной коры на все большие глубины. «Идея использовать плавающую льдину, наверное, правильная. В связи с тем, чтобы необходимо проанализировать, что есть в подводной толще», – сказал он.

 

Глава СО РАН добавил, что сама идея имеет право на жизнь, но важно, чтобы ей заинтересовались нефтяные компании, потому что за счет бюджета академии наук ее реализовать невозможно.

 

По материалам Научная Россия: 1, 2, 3, 4 и 5

#естественные_науки, #медицина, #экология, #наукороссия

Нравится
  • 17 февраля 2017 г., 20:57

    Единственный способ сохранить популяцию видов - это хорошо охраняемые заповедники. Плюс ужесточение законов против браконьеров. Животные должны находиться в естественной среде.

     
    • 17 февраля 2017 г., 21:07

      Кот_в_Унтах, заповедники к сожалению не спасают... К тому же животные могут заразиться от домашнего скота всякими болячками. На днях только в Монголии, Казахстане и России погибли от овечьей чумы тысячи сайгаков...

       
      Автор
      • 17 февраля 2017 г., 21:10

        Сур Бере, заповедник подразумевает изолированность от внешнего мира. А какое же это заповедник если к примеру Волк тусуется на свиноферме?)