Российская Академия Наук
Сибирское Отделение
 
 Главная
 История
 Дирекция
 Лаборатории
 Службы
 Конференции
 Отчеты института
 Научные достижения
 Проекты РНФ
 Публикации
 Патенты
 СМИ об институте
 Ресурсы библиотеки
 Научный стационар
 Совет молодых ученых
 Семинары
 Соленые озера (ISSLR)
 Коллекция светящихся микроорганизмов
 Конкурсы
 Диссертационный совет
 Вакансии
 Документы для скачивания
 Поиск по сайту
 Контакты


Rambler's Top100

Поддержка сайта - студия "Сертификат публикации"

 

Результаты работы института в 2014 г.



В 2014 году продолжены исследования по шести бюджетным проектам НИР Института на период 2013-2016 гг. В рамках утвержденных планов НИР по проблемам биофизики экосистем и физико-химической биологии получены следующие важнейшие результаты:

Приоритетное направление VI.51. Экология организмов и сообществ

Проект: Экологические закономерности формирования потоков биологически активных веществ, биогенных и токсичных элементов в трофических цепях водных экосистем бассейна реки Енисей.

Координатор проекта д.б.н. М. И. Гладышев

С применением метода секвенирования следующего поколения (NGS) изучен видовой состав бактериопланктона в р. Енисей на участке 1800 км. Идентифицировано 3022 операционных таксономических единицы («вида» бактерий), из них 522 ранее неизвестных вида. Выявлены три бактериальных сообщества, достоверно отличающиеся по видовому составу и структуре, которые формируются в результате биогеохимического влияния окружающего ландшафта: горной тайги, равнинной тайги и лесотундры (тундры). Доминирующие таксоны каждого из комплексов специализируются в потреблении разных групп органических веществ. (Совместно с ИЦиГ СО РАН)


Три бактериальных сообщества, формирующихся в результате биогеохимического влияния окружающего ландшафта: горной тайги, равнинной тайги и лесотундры (тундры)

Приоритетное направление VI.56. Физиология и биохимия растений, фотосинтез, взаимодействие растений с другими организмами

Проект: Оценка устойчивости ценозов высших растений замкнутых экологических систем, включающих человека, к выращиванию на питательных средах из минерализованных органических отходов

Координатор проекта д.б.н. А.А. Тихомиров

Учеными Института биофизики СО РАН и ИХХТ СО РАН разработана комплексная технология утилизации органических отходов, включающая технологию электросинтеза H2O2. Технология позволяет внутри биолого-технической системы жизнеобеспечения (БТСЖО) воспроизводить перекись водорода H2O2 из воды, кислорода и добавок минерализованных экзометаболитов человека, повышающих эффективность ее синтеза. Технология обеспечивает полное вовлечение во внутрисистемный круговорот органических отходов за счет их эффективного окисления с использованием H2O2 по оригинальному физико-химического методу. Технология может обеспечить высокую автономность БТСЖО на космических базах (Луна, Марс, астероиды) длительного функционирования.


Изменение концентрации Н2О2 (С) во время электросинтеза в различных жидких средах. 1 - 0,5 М водный раствор КОН (контроль); 2 – минерализованные экзометаболиты (рН=6-9); 3 - минерализованные экзометаболиты (рН=2). Точки - экспериментальные значения, линии - расчёт.

Приоритетное направление VI.57. Структура и функции биомолекул и надмолекулярных комплексов. Протеомика. Биокатализ.

Проект: Биолюминесцентные системы различных светящихся организмов: механизмы функционирования и применение в биолюминесцентном микроанализе

Координатор проекта к.б.н. Е.С. Высоцкий

Учеными из Института биофизики СО РАН (Красноярск) и Института биоорганической химии РАН (Москва) расшифрована структура и проведен полный синтез люциферина сибирских таежных червей (энхитреид) Fridericia heliota — ключевого компонента АТФ-зависимой биолюминесцентной системы нового типа. Открытие дает начало новому направлению фундаментальных исследований в биолюминесценции. Новый люциферин прост в химическом синтезе, исключительно стабилен, и не токсичен. Уникальность биолюминесцентной системы F. heliota делает ее перспективной для широкого спектра аналитических применений в медицине и фармацевтике — для визуализации физиологических процессов, происходящих в клетках и целых организмах, а также для определения различных аналитов: АТФ, ферментов, антител, антигенов.


А – структура нового люциферина; В – синтезированный люциферин с люциферазой, свечение активировано добавлением АТФ; С – биолюминесценция Fridericia heliota

Рассеянный склероз – тяжелое хроническое аутоиммунное заболевание центральной нервной системы, его диагностика в настоящее время является сложной задачей. Разработана платформа для диагностики рассеянного склероза, ключевой компонент которой – оригинальный конъюгат биолюминесцентного белка обелина, созданного в ИБФ СО РАН, и полученного в ИХБФМ СО РАН специфичной молекулы РНК-аптамера, связывающего патогенные антитела, циркулирующие в крови больных рассеянным склерозом. Биосенсор генерирует световой сигнал при анализе препаратов из крови пациентов в случае наличия рассеянного склероза.


Схема работы разработанной платформы для диагностики рассеянного склероза.

Приоритетное направление 12. Биофизика. Радиобиология. Математические модели в биологии. Биоинформатика.

Проект: Модельно-статистический анализ величины обратной связи между вызванными глобальным потеплением изменениями в региональных экосистемах (включая арктические), и глобальной температурой.

Координатор проекта ак., д.ф.-м.н. А.Г.Дегерменджи

При анализе долговременных трендов глобальной температуры было найдено, что при линейном разложении температурных аномалий методом главных компонент, первая мода практически совпадает с вариациями Южной осцилляции Эль-Ниньо (ENSO). Вычитая проекцию этой компоненты из поля приповерхностных температурных аномалий, было получено представление о динамике глобальной температуры очищенной от эффектов ENSO. Показано, что динамика глобальной температуры, из которой вычтена линейная проекция эффектов ENSO и крупнейших извержений вулканов выглядит как ступенчатая функция. Таким образом, потепление последних 60 лет произошло за 10 лет с 1987 по 1998 годы посредством двух скачков, в остальное время температура была практически постоянной. Полученный результат противоречит стандартному представлению о линей связи между концентрацией углекислого газа в атмосфере и глобальной температурой и предполагает наличие не известных терморегулирующих механизмов в системе глобального климата.


Очищенные от эффектов ENSO и вулканов среднегодовые вариации глобальной температуры.

Приоритетное направление 6.10. Биотехнология.

Проект: Фундаментальная основа и экспериментальное обоснование получения и применения функциональных биоматериалов, композитов и конструкций на их основе для реконструктивных биомедицинских технологий

Координатор проекта д.б.н. Т.Г. Волова

В Институте биофизики СО РАН сконструированы атравматичные раневые повязки из разрушаемых гидрофобных полимеров класса полигидроксиалканоаты (ПГА) в виде гладких пленок и нетканых мембран, образованных ультратонкими волокнами методом электростатического формования, в том числе модифицированные коллагеном I го типа и коллагеном I-го типа, нагруженным клетками фибробластического ряда. На лабораторных животных с модельными дефектами кожных покровов показана состоятельность разработанных полимерных повязок, которые обеспечивают защиту раны от внешних воздействий и инфекционной контаминации, хорошо моделируются на раневой поверхности, позволяя ее визуализовать в силу прозрачности, и способствуют эффективному ранезаживлению. В клинических условиях показано, что мембраны из ПГА, нагруженное цефтриаксоном, эффективны в качестве раневых покрытий в фазе регенерации у пациентов с острой гнойной инфекцией кожных покровов и мягких тканей; их применение обеспечивает быстрое очищение и эпителизацию ран, служат барьером против возникновения вторичных инфекций, ограничивает потерю жидкости и обеспечивает необходимую аэрацию раны.


(А) - Раневые покрытия из ПГА: пленки и нетканые мембраны. (Б) - Уменьшение площади ран и  восстановление тканей  и при использовании повязки Воскопран в контроле, мембраны ПГА, мембраны с коллагеном, мембраны с коллагеном и клетками. (В) - Заживление гнойной раны под мембраной  из ПГА с цефтриаксоном.

Приоритетное направление VI.62. Биотехнология.

Проект: Разработка методических основ конструирования новых материалов и создания новых технологий биолого-медицинского назначения с использованием наноалмазов и маркерных биомолекул.

Координатор проекта д.б.н. В.С. Бондарь

В исследованиях in vitro установлена эффективная и избирательная адсорбция иммуноглобулинов сыворотки крови человека модифицированными наноалмазами (МНА). При этом подклассы IgG связываются МНА более эффективно по сравнению с IgA и IgМ. Полученные данные позволяют прогнозировать применимость МНА: для разработки новых технологий сепарации и выделения отдельных фракций иммуноглобулинов сыворотки крови с аналитическими и диагностическими целями, создания новых способов коррекции иммунного статуса крови в технологиях гемодиализа и плазмафереза.


Содержание иммуноглобулинов в сыворотке крови человека до и после ее обработки разными количествами МНА: А - подклассы IgG, Б - IgА и IgМ.