МГУ имени М.В.Ломоносова

В МГУ открывают путь к экологичному топливу будущего #наука_мгу Ученые Московского университета с коллегами синтезировали катализаторы для очистки нефтепродуктов от серосодержащих органических веществ, которые при сгорании топлива в двигателях превращаются во вредные летучие соединения. Новые катализаторы позволили удалить серу из образцов дизельного топлива с эффективностью до 78% при комнатной температуре всего за 15 минут. Работа важна для создания энергоэффективных и безопасных технологий получения качественного и экологичного топлива. Результаты исследования, поддержанного грантом РНФ, опубликованы в Journal of Industrial and Engineering Chemistry. Из-за высокого спроса на бензин, дизельное топливо, авиационный керосин и моторные масла для их производства все чаще используют трудноперерабатываемое низкокачественное ископаемое сырье — тяжелые высокосернистые нефти. Вместе с тем требования к качеству топлив постоянно ужесточаются, чтобы уменьшить воздействие на окружающую среду при их сгорании. Прежде всего, жесткие ограничения накладываются на содержание серы: при сгорании серосодержащих соединений образуются вредные летучие вещества, в частности оксиды серы, которые ухудшают качество воздуха и могут приводить к кислотным дождям. Поэтому современные экологические нормы ограничивают содержание серы в широко используемом моторном топливе класса 5 до 10 миллионных долей (10 миллиграмм на килограмм топлива и менее). Чтобы соблюсти эти нормы, нефтеперерабатывающие компании очищают топливо от серы. Традиционно для этого используют гидроочистку — технологию каталитической обработки топлива при высоких температуре и давлении водорода. Однако такой способ энергозатратен и не всегда справляется с трудноудаляемыми соединениями серы — так называемой «остаточной» серой. В этом случае решением проблемы может стать окислительная десульфуризация — окисление серосодержащих соединений в присутствии катализаторов. Продукты такого окисления затем удаляют из топлива экстракционными методами. Ключевой задачей при этом остается разработка катализаторов, позволяющих эффективно и быстро окислять серу в «мягких» условиях. Химики из МГУ и РГУ нефти и газа разработали эффективные и стабильные катализаторы, позволяющие очищать нефтяные фракции от соединений, содержащих серу, при комнатной температуре. Подробнее – на сайте.

В МГУ раскрыли возможные пути эволюции щупалец у морских животных #наука_мгу Елена Темерева, заведующая кафедрой биологической эволюции и профессор кафедры зоологии беспозвоночных биологического факультета МГУ, детально изучила организацию и развитие щупальцевого аппарата у форонид – малоизученных морских организмов. Комбинация современных методов (электронная микроскопия, иммуноцитохимия, EdU-маркировка) позволила подробно описать клеточные и тканевые преобразования, что важно для понимания морфофункциональной эволюции вторичноротых и первичноротых. Исследование предоставляет новые данные для дискуссии о происхождении щупалец у билатерий и эволюции жизненных циклов. Результаты работы опубликованы в журнале «Invertebrate Zoology». Человека всегда интересовало, как именно появились окружающие нас животные и растения и почему они так выглядят. С ходом истории общепринятые точки зрения постепенно менялись: от мнения, что все виды являются неизменными, до эволюционной теории, согласно которой сильное влияние на изменение живых организмов оказывает естественный отбор. Несмотря на значительный прогресс в научных работах, изучающих эволюцию, на данный момент все еще есть «белые пятна». Так, например, известно, что у многих животных типа Cnidaria – морских беспозвоночных организмов с радиальной симметрией, к которым относятся медузы, коралловые полипы, актинии и гидры, – есть щупальца. Они представлены и у представителей другого таксона – Bilateria, для которых характерно наличие двусторонней симметрии. Такие сходства между двумя разными таксонами поднимают вопрос о возникновении щупалец, их эволюции и разнообразии среди живых организмов. Этот вопрос напрямую связан с фундаментальной проблемой о происхождении и морфологическом облике общего предка билатерально-симметричных животных. Поиском ответов на эти вопросы и занялась Елена Темерева. В качестве объекта исследования были выбраны форониды (лат. Phoronida) – животные, к которым относятся червеобразные морские организмы с бифазным жизненным циклом. При таком цикле личинки сильно отличаются от взрослых особей, в частности, могут занимать другие экологические ниши, быть приспособленными к иному типу питания и передвижения, иметь разное строение. В работе рассматривались форониды, так как и взрослые особи, и личинки имеют щупальцевый аппарат, который обеспечивает захват частиц пищи из толщи воды. Изучение организации и развития форонид может пролить свет на проблему возникновения и эволюции щупалец и других придатков у Bilateria в целом. Еленой Темеревой был проведен масштабный анализ строения щупальцевого аппарата у личинок форонид, а также его трансформация в ходе метаморфоза – превращения личинки в ювенильный организм. Были изучены особи шести видов, собранные из разных акваторий, включая моря России, Вьетнама и США. В ходе работы был использован комплекс современных методов: от сканирующей и трансмиссионной электронной микроскопии до иммуноцитохимии и конфокальной лазерной сканирующей микроскопии. Целью работы являлось изучение процесса формирования и трансформации щупалец в ходе развития форонид. Подробнее – на сайте.

В МГУ обнаружили биомаркеры для диабета, артрита и болезней печени Ученые из лаборатории искусственного интеллекта в биоинформатике и медицине Института искусственного интеллекта МГУ, возглавляющие международный исследовательский консорциум, впервые выявили роль 16 участков генома человека в регуляции N-гликозилирования белков плазмы крови и установили связь этих участков с заболеваниями печени и воспалительным ответом. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Communications. Гликозилирование — это процесс, в ходе которого к белкам присоединяются сложные углеводы (гликаны), определяющие их функцию и стабильность. Более половины белков плазмы крови человека подвергаются N-гликозилированию, а нарушения этого процесса играют роль в развитии различных заболеваний. «Наша лаборатория инициировала и возглавляет международный консорциум по исследованию генетических механизмов регуляции N-гликозилирования белков плазмы крови. Совместными усилиями мы собрали крупнейшую в мире коллекцию гликомов и геномов, включающую более 10 000 образцов — это почти втрое превышает масштаб нашего предыдущего исследования», — отмечает Содбо Шарапов, научный сотрудник Института искусственного интеллекта МГУ. В основе данного исследования лежит полногеномный анализ ассоциаций. Этот метод количественной генетики широко используется для определения замен в геноме, влияющих на признаки и заболевания человека. В ходе исследования собираются образцы крови от участников, из которых выделяется геномная ДНК для определения нескольких миллионов замен в последовательности геномов. Также из крови выделяются и измеряются уровни гликаны. После получения геномных и гликомных данных проводится анализ связи геномных замен и уровней гликанов. В результате исследования были выявлены 40 участков генома (из них 16 — впервые), замены в которых влияют на N-гликозилирование белков плазмы крови. Кроме того, выдвинуты гипотезы о 31 гене, закодированном в этих участках, продукты которых могут влиять на гликозилирование белков. Анализ данных генов показал, что, помимо влияния на уровни гликанов, они также участвуют в патогенезе таких заболеваний, как диабет I и II типов, ревматоидный артрит, системная красная волчанка, ишемическая болезнь сердца, подагра, а также в ряде онкологических заболеваний. Более того, ученые установили причинно-следственные связи между нарушениями липидного обмена и уровнем определенных гликанов в плазме крови. Таким образом, комбинация методов высокопроизводительной гликомики и количественной генетики позволила не только улучшить наше понимание регуляции гликозилирования белков, но и предложить потенциальные биомаркеры для ряда заболеваний.