Проекты иркутских молодых ученых двигают науку вперед

«Мы создаем молекулы»

Прошлый год в России был посвящен науке и технологиям. Большие надежды сегодня в стране возлагают на молодых ученых. В преддверие Дня науки мы узнали, над какими проектами сегодня работает молодежь в иркутских институтах.

Видеозапись круглого стола смотрите по ссылке

– У нас растет конкуренция среди молодых ученых, – отметил Андрей Михайлов, председатель объединенного совета научной молодежи Иркутского научного центра, научный сотрудник Института динамики систем и теории управления СО РАН. – Так, в прошлом году на стипендию президента РФ было подано 2900 заявок, поддержаны более 400. Гранты президента получает треть конкурсантов. Еще выше конкуренция на гранты Российского научного фонда. В прошлом году из более чем девяти тысяч проектов были поддержаны 1800. Сроки реализации разные, но в среднем это два-три года.

Молодые ученые Приангарья активно работают со школьниками по проекту «Базовые школы РАН», куда входят лицей ИГУ, ангарский и братский лицеи. Более 20 молодых научных сотрудников читают лекции и руководят исследовательскими работами школьников, участвуют в проекте «Кванториум» и работе научно-образовательного центра «Персей».

Окислительный стресс при COVID-19

В лаборатории патофизиологии Научного центра проблем здоровья семьи и репродукции человека сегодня работают сразу над двумя грантовыми проектами. Один из них посвящен изучению окислительного стресса при COVID-19 с точки зрения развития постковидного синдрома.

– Люди старшего возраста подвержены большему влиянию новой коронавирусной инфекции, отмечается высокая заболеваемость и летальность. Известно, что женщины в менопаузе страдают эстроген-дефицитом. Гипотеза исследования в том, что этот фактор может способствовать развитию окислительных повреждений при COVID-19. Ранее такие исследования проводились без учета пола и возраста больных. Мы же предполагаем, что это немаловажные факторы, – рассказала руководитель лаборатории доктор биологических наук Марина Даренская.

У пациентов, по ее словам, отмечаются постковидные осложнения: сосудистые, нарушения циркадных ритмов и цикла «сон-бодрствование», в развитии которых большую роль играют реакции окислительного стресса.

– Наша цель – выявить наиболее информативные показатели для разработки рекомендаций по их коррекции, – пояснила она. – Проект стал частью большой работы нашей лаборатории, которая начата в 2020 году, в первую волну пандемии. Предварительные исследования уже показали, что высокая интенсивность окислительных повреждений имеется и у подростков с COVID-19, в том числе в системе гуморально-клеточного иммунитета. Что позволяет нам рекомендовать в лечении пациентов использование иммунокорригирующей и антиоксидантной терапии.

Этнический аспект в коррекции ожирения

Сама Марина Даренская руководит проектом «Разработка новых подходов к коррекции ожирения у детей и подростков на основе параметров окислительного стресса и микробиома».

– Мы хотим оценить свободно-радикальные реакции недостаточности антиоксидантных факторов и разнообразия кишечного микробиома у подростков европеоидной и монголоидной расы, – пояснила она. – Один из передовых инструментов – выявление биомаркеров, на которые можно терапевтически воздействовать в комплексном лечении. Мы считаем, что важную роль играют именно процессы окислительного повреждения клетки на основе белков, липидов, ДНК и изменение разнообразия кишечного микробиома. Он отличается у здоровых и больных детей. Ожирение ведет к биохимическим нарушениям, воспалению жировой ткани, хроническим заболеваниям. И мы полагаем, что этническая принадлежность оказывает влияние на течение заболеваний, в том числе детское ожирение.

Проверить эту гипотезу и выработать рекомендации по коррекции ожирения сотрудники лаборатории намерены в течение двух лет.

Эволюция и источники вулканизма

О проекте «Эволюция и источники вулканизма зон транстенсии Японско-Байкальского геодинамического коридора» рассказала научный сотрудник Института земной коры СО РАН Ирина Чувашова. Исследование длилось три года на средства гранта Российского научного фонда и завершилось летом. Результатом проекта стала генеральная систематика источников вулканизма Азии, в том числе Сибири и Забайкалья.

– Мы пытаемся расшифровать уже произошедшие процессы, чтобы понять путь к современному состоянию динамики и тектоники Азии и прогнозировать дальнейший сценарий, – отметила Ирина Чувашова. – Практическая значимость проекта в том, что вулканические события, происходившие 17 млн лет назад на ключевой территории в Култуке, где землетрясения происходят часто, дают нам ключ к пониманию грядущих процессов. Наша работа позволила спрогнозировать землетрясения, произошедшие осенью 2020 года. Серию землетрясений с эпицентром на Хубсугуле тоже можно было спрогнозировать, но у нас, к сожалению, не было материалов по той территории.

Ирина Чувашова сообщила, что грант позволил провести полевые работы, принять участие в конференциях, повысить материальную базу для лабораторных и провести аналитические исследования, опубликовать полученные результаты в высокорейтинговых журналах, в том числе на английском языке. Всего за три года проекта освоено 15 млн рублей.

Фотофармакология – новая наука

Прикладные аспекты новой фотохимической реакции исследуют ученые Иркутского института химии СО РАН и ИРНИТУ. Работу над этой темой Андрей Львов начал еще будучи аспирантом.

– Реакция интересна в полимерной химии, в частности, для создания модифицируемых светом высокомолекулярных соединений, которые могут быть использованы, например, для адресной доставки лекарств, – рассказал Андрей Львов, руководитель лаборатории фотофункциональных материалов института. – С помощью света можно управлять высвобождением биологически активных веществ уже в организме пациента.

Проект рассчитан на три года. Годовое финансирование – 6 млн рублей. На эти средства была оснащена двухмодульная лаборатория и трудоустроены аспиранты и студенты.

– Область моих научных интересов – органическая химия, синтез фотоактивных соединений, – отметил Андрей Львов. – Мы создаем молекулы, интересные для молекулярной электроники, планируем начать работу в области фотофармакологии. Это новая область науки, связанная с применением фоточувствительных соединений в терапии различных заболеваний.

Бактериальные и грибные патогены

Поиском эффективных средств для регуляции численности бактериальных и грибных патогенов культурных растений занимается научный сотрудник Сибирского института физиологии и биохимии растений СО РАН Алла Перфильева.

– В связи с переменой климата грибы и фитопатогенные бактерии активно распространяются на новые территории, но использование против них пестицидов не всегда эффективно и оказывает негативное воздействие на окружающую среду, – пояснила Алла Перфильева. – Важно найти эффективные и биологически безопасные вещества для их уничтожения. Совместно с соавторами из СИФИБР и других институтов России мы проводим исследование нанокомпозитов марганца, меди, железа, наночастиц халькогенов – серы и селена, которые получены путем химического синтеза и методом «зеленой химии». Растения обрабатывали нанокомопзитами в период вегетации растений, а также их семена, исследуется их влияние на возбудителей болезней растений. В итоге были выявлены наиболее эффективные нанокомпозиты, способные не только убивать фитопатогены, но и стимулировать рост и развитие растений, прорастание семян. При этом они не накапливаются в тканях растений и не оказывают негативного влияния на обитателей почвенной микрофлоры.

В 2019 году работа Аллы Перфильевой была поддержана премией губернатора, а в 2020-2021 годы – стипендией мэра Иркутска.

Баланс надежности энергосистем

Над «Оценкой балансовой надежности крупных энергосистем» работает научный сотрудник Института систем энергетики СО РАН, стипендиат президента РФ 2022 года Денис Бояркин.

– Уровень генерируемой и потребляемой электроэнергии должен находиться в состоянии баланса, – пояснил Денис Бояркин. – Отказы оборудования в системе, непостоянство объемов потребления нарушают равновесие. Необходимо учитывать различные аспекты, чтобы не допустить издержек из-за излишних запасов генерации электроэнергии и не снизить надежность до критического уровня.

По словам Дениса Бояркина, реализация проекта с 2019 по 2021 год и работа по договору с Министерством энергетики РФ позволила запланировать разработку программных комплексов для оценки баланса надежности электросистем с помощью математических моделей. В дальнейшем это позволит создать модель, правильно считающую уровень баланса, а также обосновать уровень резерва, чтобы уменьшить издержки работы энергосистемы.

Фото Андрея ФЕДОРОВА, Арсения ЧЕКМАРЕВА