Как учёные Башкирии за год изменили будущее
Накануне Дня российской науки подводим итоги года, богатого на прорывы. Ученые Башкирии вновь доказали, что наука не имеет границ — ни географических, ни отраслевых. От молекулы, способной спасти сердце после инфаркта, до авиационных двигателей нового поколения; от разгадки тысячелетних тайн кавказских горцев до создания «умного» графена и роботов для нефтяных месторождений — в нашем обзоре ключевые достижения исследовательских центров республики. Эти открытия не просто пополняют копилку знаний, а уже сегодня прокладывают путь к медицине будущего, технологическому суверенитету и устойчивому развитию целых отраслей.
Лекарство от инфаркта
Команда ученых лаборатории малых таргетных молекул Башкирского государственного медицинского университета и Ханчжоуского педагогического университета (Китай) создала молекулу, которая уменьшает зону некроза после инфаркта миокарда. Препарат на основе новой молекулы поможет сохранить жизнеспособность сердечной ткани и восстановить ее функции.
Ученые выяснили, что белок убиквитин, отвечающий за удаление поврежденных клеток, играет ключевую роль в развитии ишемии миокарда.
— При недостатке кислорода клетки сердца повреждаются, и убиквитин запускает процесс их программируемой гибели. Наша молекула снижает его уровень в «спящей» зоне миокарда, что позволяет сохранить ткань, — пояснил руководитель проекта профессор Александр Самородов.
Новое соединение уже прошло первые испытания, подтвердив высокую эффективность. В ближайшее время планируются клинические исследования, которые могут открыть путь к его применению в медицине.
Борьба с раком
Аспирантка кафедры генетики и фундаментальной медицины Уфимского университета науки и технологий Дана Равчеева разрабатывает инновационный метод борьбы с раком мозга с помощью геномики. Молодой исследователь изучает генетические мутации, лежащие в основе онкологических заболеваний, что позволяет получить комплексное понимание механизмов формирования болезней.
— Я убеждена, что применение современных геномных технологий позволит разработать эффективные целевые терапевтические стратегии и обеспечить раннее выявление заболеваний посредством идентификации специфичных биомаркеров, — поясняет Дана.
Работа ведется в лаборатории нейрокогнитивной геномики УУНиТ, где исследуются проблемы развития индивидуальных когнитивных способностей, механизмы возникновения нервных расстройств, а также методы их диагностики и прогнозирования.
Научными наставниками Даны Равчеевой являются заведующий кафедрой генетики и фундаментальной медицины, академик АН РБ профессор Эльза Хуснутдинова и заведующая лабораторией нейрокогнитивной геномики, кандидат биологических наук Залина Тахирова.
Секрет горцев
Коллеги Даны из лаборатории популяционной и медицинской генетики УУНиТ открыли генетические механизмы, позволившие народам Кавказа адаптироваться к экстремальным условиям высокогорья при острой нехватке кислорода.
Ученые проанализировали и сравнили полногеномные данные жителей высокогорных и предгорных районов Северного и Южного Кавказа. Применяя метод интегрированного отбора, они смогли «выловить» именно те участки ДНК, которые на протяжении тысячелетий подвергались давлению естественного отбора, обеспечивая выживание в суровых условиях.
— Кавказ — настоящая лаборатория эволюции. Популяции здесь тысячелетиями «переключались» между горами и равнинами, создав многослойную генетическую броню, — прокомментировал руководитель исследования, доцент кафедры генетики и фундаментальной медицины УУНиТ, кандидат биологических наук Мурат Джаубермезов.
Это открытие имеет фундаментальное значение для понимания эволюции человека и практическое — для медицины будущего. Расшифровка генетических основ устойчивости к гипоксии открывает новые пути для разработки методов борьбы с заболеваниями сердца и легких, а также для развития космической, спортивной и экстремальной медицины.
Даёшь «свой» графен!
Ученые лаборатории углеродных технологий и спектроскопии Центра углеродных технологий Уфимского государственного нефтяного технического университета создали модернизированную установку по производству графеновой сажи и графена из дешевого углеродного сырья.
Графен обладает рекордной прочностью, гибкостью и электропроводностью, превосходящей медь. Он является ключевым элементом для создания сверхбыстрой электроники, легких и прочных композитов, новейших аккумуляторов и медицинских технологий.
Материал имеет наноструктуру с частицами размером 7-25 нанометров (один нанометр — миллиардная часть метра). Благодаря этому он легко и равномерно распределяется в других материалах. Добавление даже мизерных долей процента графена в бетон, пластик или металлические сплавы значительно повышает их плотность, износостойкость и устойчивость к нагрузкам.
— Наша установка имеет несколько основных преимуществ по сравнению с зарубежными аналогами — простота производства, дешевизна и высокое качество графена. Подобная установка в США работает от силовой электроники из каскада трансформаторов, а у нас — от сети в 220 вольт, а графен получается более высокого качества, чем у ряда зарубежных лабораторий, — сообщил начальник лаборатории, доктор химических наук профессор Михаил Доломатов.
Будущее авиастроения
Инженеры Передовой инженерной школы «Моторы будущего» УУНиТ создали высокоэффективный стартер-генератор для авиационных двигателей нового поколения ПД-26 и ПД-35. Он помогает повысить уровень мощности, облегчает двигатель и улучшает его работу. Такого эффекта ученые добились с помощью интегрированной конструкции и применения передовых технологий при изготовлении.
Стартер-генератор — это электрическая машина, запускающая двигатель и генерирующая электроэнергию для обеспечения работы агрегатов самолета и бортовых систем. Уфимская разработка превосходит западные аналоги и открывает широкие перспективы для отечественного авиастроения.
По словам директора ПИШ «Моторы будущего» Михаила Охотникова, работа ведется в плотном сотрудничестве с индустриальными партнерами. Уже разработана конструкторская и технологическая документация, изготовлен опытный образец, и ведутся работы по поэтапному выходу на расчетные параметры при испытаниях.
«Прочесть» деталь
В лаборатории производственной технологии сварки и инжиниринга УУНиТ создали мощный лазерный 3D-сканер. С его помощью можно с большой точностью изучать параметры объектов и воспроизводить трехмерную модель на компьютере. Разработка расширит возможности аддитивной печати, обеспечив точность измерений до 0,15 мм.
Применять прибор планируется и для «обратного инжиниринга» — восстановления технических характеристик и размеров детали для последующего изготовления аналогичной. Это позволит выпускать необходимые компоненты оборудования прямо в лаборатории или на производственных площадках. Кроме того, сканер поможет диагностировать дефекты и поломки промышленных изделий.
Таким образом, установка ускорит переход к импортозамещению качественными изделиями отечественного производства.
Помощник для нефтяников
Ученые лаборатории интеллектуальных программно-аппаратных робототехнических комплексов (совместный проект УГНТУ и ООО «Авиатех») создали прототип мобильной робоплатформы на воздушной подушке для нефтегазовой отрасли. Разработка предназначена для мониторинга производственных объектов и транспортировки грузов в условиях, где не справляется традиционная техника: на заболоченных, заснеженных, песчаных территориях и даже на воде.
Робоплатформа обладает и другими преимуществами: она способна к длительному автономному движению с высокой точностью. Кроме того, ее конструкция позволяет наращивать функционал. Интеграция с системами мониторинга даст возможность в реальном времени собирать данные о состоянии оборудования и окружающей среды.
— Для успеха такой разработки критически важны не столько прорывные технологические решения, сколько грамотная интеграция и адаптация существующих технологий в рамках единой системной архитектуры, — пояснил руководитель проекта, доцент кафедры автоматизации, телекоммуникации и метрологии УГНТУ Андрей Краснов.
Ключ к «умному» городу
Ученые Евразийского научно-образовательного центра сконструировали платформу для интеллектуальных систем видеонаблюдения. Разработка ведется совместно с индустриальным партнером — АО «НПП «Полигон».
Новая платформа станет ключевым элементом инфраструктуры «умного города» — централизованной системой для сбора и обработки видеоданных. Ученые не только разработали архитектуру будущей системы, но и создали ее полнофункциональный прототип. В числе ключевых достижений — проектирование и изготовление специализированного шкафа для интеграции и обработки видеоданных, а также испытания функционального макета узла связи, подтвердившие работоспособность всей концепции.
— Созданный учеными Евразийского НОЦ прототип — это не просто идея, а работающий макет будущего «мозга» для систем видеонаблюдения. Это наглядное доказательство того, что тесная интеграция науки и запросов реального сектора экономики рождает конкретные, востребованные технологии, которые в перспективе лягут в основу безопасности и комфорта наших городов, — подчеркнула директор Управляющей компании Научно-образовательного центра РБ Наталия Латыпова.
Паспорт для лошади
Ученые Института башкирской лошади «Башкорт аты» и Геномного центра Института биохимии и генетики УФИЦ РАН начали работу по полному прочтению (секвенированию) генома башкирской породы лошадей. В результате будет создан первый генетический паспорт выносливых животных.
Изучение генетического кода позволит ученым проводить селекцию лошадей для улучшения хозяйственно-полезных признаков (молочная и мясная продуктивность), позволит повысить экономическую эффективность коневодческих хозяйств республики, а также гарантировать сохранение чистоты породы на генетическом уровне.
— Проект объединяет фундаментальные исследования РАН и прикладные задачи агропромышленного комплекса республики, — прокомментировала руководитель Госкомитета РБ по науке и высшему образованию Светлана Мустафина.
Горошек, расти!
В лаборатории «Агробиотехнологии» Башкирского государственного аграрного университета вырастили перспективные гибриды гороха. Работы по ускоренной селекции проводились в контролируемых условиях климатической камеры на протяжении трех месяцев.
Для скрещивания ученые использовали сорта отечественной селекции — «Путник», «Памяти Попова» и «Родник». На протяжении всего вегетационного периода специалисты и студенты проводили регулярные фенологические наблюдения, что позволило подробно зафиксировать все этапы развития растений. Ключевую роль в обработке результатов сыграли студенты факультета агротехнологии и лесного хозяйства БашГАУ. Под руководством наставников они провели структурный анализ растений и подсчитали количество комбинаций гибридов — важнейший этап в селекционной работе.
— Эти исследования представляют собой важный этап в развитии ускоренной селекции гороха. Мы получили ценные гибридные комбинации, которые в перспективе могут лечь в основу новых высокопродуктивных сортов. Выведенные линии соответствуют требованиям наших индустриальных партнеров, — прокомментировала младший научный сотрудник лаборатории «Агробиотехнологии» Римма Абдуллина.