Գիտություններն ինքնուրույն չեն առաջանում, ոչ այն պատճառով, որ ինչ-որ մեկը դրանք հորինում է պարզապես «հետաքրքրությունից դրդված»: Ցանկացած գիտություն առաջանում է մարդկության կողմից իր զարգացման ընթացքում առաջացած որոշակի խնդիրների լուծման անհրաժեշտության արդյունքում։ Կենսաբանությունը բացառություն չէ, այն առաջացել է նաև մարդկանց համար շատ կարևոր խնդիրների լուծման հետ կապված։ Դրանցից մեկը միշտ եղել է սննդամթերքի ձեռքբերման հետ կապված վայրի բնության գործընթացների ավելի խորը ընկալումը, այսինքն՝ բույսերի և կենդանիների կյանքի բնութագրերի իմացությունը, մարդկային ազդեցության տակ դրանց փոփոխությունները, հուսալի և ավելի հարուստ բերք ստանալու ուղիները: Այս խնդրի լուծումը կենսաբանության զարգացման հիմնարար պատճառներից մեկն է։

Մեկ այլ, ոչ պակաս կարևոր «գարուն» է մարդու կենսաբանական բնութագրերի ուսումնասիրությունը։ Մարդը կենդանի բնության զարգացման արդյունք է։ Մեր կյանքի գործունեության բոլոր գործընթացները նման են բնության մեջ տեղի ունեցող գործընթացներին: Եվ հետևաբար, միայն կենսաբանական գործընթացների խորը ըմբռնումը ծառայում է որպես բժշկության գիտական ​​հիմք: Գիտակցության առաջացումը, որը նշանակում է նյութի ինքնաճանաչման հսկա քայլ առաջ, նույնպես չի կարելի հասկանալ առանց կենդանի բնության խորը ուսումնասիրությունների առնվազն երկու ուղղությամբ՝ ուղեղի առաջացումն ու զարգացումը որպես մտածողության օրգան (մինչ այժմ մտածողության հանելուկը մնում է չլուծված) և սոցիալականության, սոցիալական պատկերային կյանքի առաջացումը:

Սննդի արտադրության աճը և բժշկության զարգացումը կարևոր են, բայց ոչ միակ խնդիրները, որոնք որոշել են կենսաբանության՝ որպես գիտության զարգացումը հազարավոր տարիների ընթացքում։ Կենդանի բնությունը մարդկությանը անհրաժեշտ բազմաթիվ նյութերի և ապրանքների աղբյուր է։ Պետք է իմանալ դրանց հատկությունները, որպեսզի դրանք ճիշտ օգտագործես, իմանաս, թե որտեղ փնտրել դրանք բնության մեջ, ինչպես ձեռք բերել: Շատ առումներով նման գիտելիքի աղբյուրը կենսաբանությունն է: Բայց նույնիսկ սա չի սպառում կենսաբանական գիտությունների նշանակությունը։

XX դարում. Երկրի բնակչությունն այնքան է աճել, որ մարդկային հասարակության զարգացումը դարձել է Երկրի կենսոլորտի զարգացման որոշիչ գործոն։ Մինչ օրս պարզ է դարձել, որ կենդանական աշխարհը ոչ միայն սննդի և բազմաթիվ անհրաժեշտ ապրանքների ու նյութերի աղբյուր է, այլ նաև մարդկության գոյության անհրաժեշտ պայման։ Նրա հետ մեր կապերը շատ ավելի սերտ ու կենսական էին, քան համարվում էր 20-րդ դարի սկզբին։

Օրինակ, օդը կարծես բնության նույն անսպառ ու մշտական ​​ռեսուրսն էր, ինչ ասենք արևի լույսը: Իրականում այդպես չէ։ Մթնոլորտի որակական կազմը, որին մենք սովոր ենք, իր 20,95% թթվածնով և 0,03% ածխածնի երկօքսիդով, կենդանի էակների գործունեության ածանցյալն է՝ բույսերի շնչառություն և ֆոտոսինթեզ, մեռած օրգանական նյութերի օքսիդացում։ Օդի մեջ թթվածինը առաջանում է միայն բույսերի կենսագործունեության արդյունքում։ Երկրի վրա թթվածնի հիմնական գործարանները արևադարձային անտառներն են և օվկիանոսային ջրիմուռները։ Բայց նույնիսկ այսօր, ինչպես ցույց են տալիս դիտարկումները, ածխաթթու գազի քանակությունը Երկրի մթնոլորտում անընդհատ աճում է նավթի, գազի, ածուխի, փայտի և այլ մարդածին գործընթացների այրման ժամանակ հսկայական քանակությամբ ածխածնի արտազատման արդյունքում։ 1958-1980 թվականներին ածխաթթու գազի քանակությունը Երկրի մթնոլորտում աճել է 4%-ով։ Մինչեւ դարավերջ դրա պարունակությունը կարող է աճել ավելի քան 10%-ով։ 70-ական թթ. 20 րդ դար բույսերի կենսագործունեության արդյունքում մթնոլորտ մտնող թթվածնի քանակը գնահատվել է t/տարեկան, իսկ մարդկության կողմից տարեկան սպառումը` t/տարեկան: Սա նշանակում է, որ մենք արդեն ապրում ենք անցյալում կուտակված թթվածնի պաշարների հաշվին՝ մոլորակի վրա կենդանի էակների էվոլյուցիայի միլիոնավոր տարիների ընթացքում։

Այն ջուրը, որը մենք խմում ենք, ավելի ճիշտ՝ այս ջրի մաքրությունը, որակը նույնպես պայմանավորված է առաջին հերթին կենդանի բնությամբ։ Մեր բուժհաստատությունները միայն ավարտում են այն հսկայական գործընթացը, որը մեզ համար անտեսանելի կերպով շարունակվում է բնության մեջ. հողում կամ ջրամբարում ջուրը բազմիցս անցնում է անողնաշարավորների մարմիններով, զտվում նրանց կողմից և, ազատվելով օրգանական և անօրգանական կեղտից, դառնում է այն, ինչ մենք գիտենք: այն գետերում, լճերում և աղբյուրներում։

Այսպիսով, Երկրի վրա ինչպես օդի, այնպես էլ ջրի որակական բաղադրությունը կախված է կենդանի օրգանիզմների կենսագործունեությունից։ Հավելենք, որ հողի բերրիությունը՝ բերքի հիմքը, հողում ապրող կենդանի օրգանիզմների՝ հսկայական քանակությամբ բակտերիաների, անողնաշարավորների, ջրիմուռների կենսագործունեության արդյունք է։

Մարդկությունը չի կարող գոյություն ունենալ առանց վայրի բնության։ Այստեղից էլ այն «աշխատանքային վիճակում» պահելու մեր կենսական անհրաժեշտությունը։

Ցավոք սրտի, դա այնքան էլ հեշտ չէ անել։ Մարդկանց կողմից մոլորակի ամբողջ մակերևույթի հետազոտության, գյուղատնտեսության, արդյունաբերության, անտառահատումների, մայրցամաքների և օվկիանոսների աղտոտման, Երկրի երեսից անհետանում են բույսերի, սնկերի և կենդանիների տեսակների աճող թվով զարգացումը: Անհետացած տեսակը չի կարող վերականգնվել. Այն միլիոնավոր տարիների էվոլյուցիայի արդյունք է և ունի եզակի գենոֆոնդ՝ միայն ժառանգական տեղեկատվության իր բնորոշ ծածկագիրը, որը որոշում է յուրաքանչյուր տեսակի հատկությունների յուրահատկությունը: Որոշ հաշվարկներով 80-ականների սկզբին. Աշխարհում օրական միջինը մեկ կենդանատեսակ է ոչնչացվում, մինչև 2000 թվականը այդ ցուցանիշը կարող է աճել մինչև մեկ տեսակ ժամում։ Մեր երկրում ողնաշարավոր կենդանիների մեկ տեսակ անհետանում է միջինը 3,5 տարում։ Ինչպե՞ս փոխել այս միտումը և վերադառնալ ընդհանուր «կյանքի գումարի» մշտական ​​աճի, այլ ոչ թե դրա նվազման էվոլյուցիոնորեն արդարացված ճանապարհին: Այս խնդիրը վերաբերում է ողջ մարդկությանը, սակայն առանց կենսաբանների աշխատանքի անհնար է այն լուծել։

Պատկերավոր ասած՝ ժամանակակից կենսաբանությունը հսկայական, բազմահարկ շենք է, որը պարունակում է հազարավոր «սենյակներ»՝ ուղղություններ, առարկաներ, ամբողջ անկախ գիտություններ։ Դրանց մեկ ցուցակագրումը կարող է տեւել տասնյակ էջեր:

Կենսաբանության շենքում առանձնանում են չորս հիմնական «հարկեր», որոնք համապատասխանում են կենդանի նյութի կազմակերպման հիմնարար մակարդակներին։ Առաջին «հատակը» մոլեկուլային գենետիկական է։ Կենդանիների ուսումնասիրության օբյեկտն այստեղ ժառանգական տեղեկատվության միավորներն են (գեները), դրանց փոփոխությունները՝ մուտացիաները և ժառանգական տեղեկատվության փոխանցման գործընթացը։ Երկրորդ «հատակը» օնտոգենետիկ է, կամ անհատական ​​զարգացման մակարդակը։ Այս «հատակի» իրադարձությունները դեռ ամենաքիչն են ուսումնասիրվում կենսաբանության մեջ։ Այստեղ տեղի է ունենում մի խորհրդավոր գործընթաց, որը որոշում է ճիշտ տեղում, ճիշտ ժամանակին տեսքը, թե ինչ պետք է հայտնվի յուրաքանչյուր անհատի բնականոն զարգացման ընթացքում՝ ոտքը կամ աչքը կենդանու մեջ, տերևը կամ կեղևը: բույս. Հաջորդ «հարկը» պոպուլյացիա-տեսակի մակարդակն է։ Այս մակարդակի տարրական միավորները պոպուլյացիաներն են, այսինքն՝ նույն տեսակի անհատների համեմատաբար փոքր, երկարաժամկետ խմբերը, որոնց շրջանակներում տեղի է ունենում ժառանգական տեղեկատվության փոխանակում։ Այստեղ տարրական երևույթները պոպուլյացիաների գենոտիպային կազմի անդառնալի փոփոխություններն են և, ի վերջո, տարբեր հարմարվողականությունների և նոր տեսակների առաջացումը: Վերջին՝ չորրորդ «հարկ»-ում գործընթացները տեղի են ունենում տարբեր մասշտաբների էկոլոգիական համակարգերում՝ բազմաթիվ տեսակների բարդ համայնքներում, ընդհուպ մինչև կենսոլորտային գործընթացները որպես ամբողջություն։ Այս համայնքների տարրական կառուցվածքները բիոգեոցենոզներն են, իսկ տարրական երևույթները՝ բիոգեոցենոզի անցումը դինամիկ հավասարակշռության մի վիճակից մյուսին, ինչը, ի վերջո, հանգեցնում է ամբողջ կենսոլորտի փոփոխության: Յուրաքանչյուր մակարդակ ունի իր օրինաչափությունները, սակայն իրադարձությունները, որոնք տեղի են ունենում դրանցից յուրաքանչյուրում, սերտորեն կապված են այլ մակարդակներում տեղի ունեցող իրադարձությունների հետ:

Վերջին տասնամյակների ընթացքում մոլեկուլային կենսաբանությունը որոշ չափով առաջ է շարժվել (այս ոլորտում աշխատող գիտնականների թվով, տարբեր նահանգներում այս կոնկրետ հետազոտական ​​ուղղության զարգացման համար հատկացված միջոցների առումով): Ստացվել են ուշագրավ արդյունքներ՝ սկսած զուտ տեսականից (գենետիկ կոդի վերծանում և առաջին արհեստական ​​գեների սինթեզ) մինչև գործնական (օրինակ՝ գենետիկական ինժեներիայի զարգացում)։ Բնակչության կենսաբանությունն այժմ սկսում է արագ զարգանալ, ինչը թույլ կտա մեզ հաջողությամբ լուծել ժամանակակից բազմաթիվ խնդիրներ՝ կապված թվային աճող մարդկության համար անհրաժեշտ սննդամթերքի արտադրության ավելացման, կենդանի օրգանիզմների արագ անհետացող տեսակների պահպանման, մի շարք խնդիրների հետ։ ավելի ու ավելի մեծ տեսակների էվոլյուցիոն զարգացումը կառավարելուն անցնելու դժվարին խնդիրը: Ոչ հեռու է հետազոտությունների կենսոլորտային «հատակի» ինտենսիվ զարգացումը։

Չպետք է կարծել, որ դասական ոլորտների կենսաբանները՝ կենդանաբանություն, բուսաբանություն, մորֆոլոգիա, ֆիզիոլոգիա, սիստեմատիկա և այլն, արդեն ամեն ինչ արել են։ Այստեղ դեռ շատ աշխատանք կա։ Գիտե՞ք, որ մեր մոլորակում բնակվող օրգանիզմների կեսից պակասը գիտականորեն նկարագրված է (տրվում են ճշգրիտ նկարագրություններ և տրված է գիտական ​​անվանում)՝ ընդամենը մոտ 4,5 միլիոն տեսակ, իսկ որոշ հաշվարկների համաձայն՝ ոչ ավելի, քան մեկ երրորդը կամ նույնիսկ մեկ քառորդը։ նրանցից? Նույնիսկ մեր երկրում, որը գտնվում է հիմնականում բարեխառն կլիմայական գոտում, որն աչքի չի ընկնում օրգանական ձևերի բազմազանությամբ, ամեն տարի գիտնականները տասնյակ նոր տեսակներ են հայտնաբերում (հիմնականում անողնաշարավորներ)։

Բայց չէ՞ որ հետաքրքրաշարժ են պալեոնտոլոգների հետազոտությունները, ովքեր, օգտագործելով բրածո օրգանիզմների ցրված մնացորդները, վերստեղծում են վաղուց անհետացած կենդանիների տեսքը, վերակառուցում անցյալ դարաշրջանների բնույթը և պարզում օրգանական աշխարհի զարգացման ուղիները:

Եվ ահա հետազոտողները սպասում են ամենահետաքրքիր գտածոներին։ Որքա՜ն սենսացիոն էր, օրինակ, ամենահին նախամիջուկային բրածոների հայտնաբերումը ավելի քան 3 միլիարդ տարեկան ժայռերում։ Սա նշանակում է, որ նույնիսկ այն ժամանակ Երկրի վրա կյանք է եղել։ Ոչ պակաս հուզիչ ու բացահայտումներով լի է գենետիկների, կենդանաբանների, բուսաբանների, կենսաքիմիկոսների, ֆիզիոլոգների և այլնի աշխատանքը։

Մենք ավելի ու ավելի շատ ենք՝ մարդիկ Երկրի վրա, և մենք ցանկանում ենք ավելի ու ավելի լավ ապրել: Ուստի հասարակության զարգացումը պահանջում է ավելի ու ավելի շատ հումք, արտադրանքի բազմազանություն։ Այստեղից առաջ է գալիս ամբողջ ազգային տնտեսության ակտիվացման դժվարին խնդիր, ներառյալ կենսաբանության, առաջին հերթին գյուղատնտեսության, անտառային տնտեսության, որսորդության և ձկնորսության հետ կապված նրա ճյուղերը: Բայց ոչ միայն այս ոլորտները։ Մեր երկրում, օրինակ, ստեղծվել և հաջողությամբ զարգանում է մանրէաբանական արդյունաբերությունը՝ ժողովրդական տնտեսության հսկայական ճյուղ, որն ապահովում է սննդամթերք և կեր (անասնաբուծության և թռչնամսի, գյուղատնտեսական ձկների համար և այլն), նորագույն դեղամիջոցներ և բժշկական պատրաստուկներ։ , և նույնիսկ օգնում է արդյունահանել տարբեր հանքանյութեր։ Ժողովրդական տնտեսության մեկ այլ կենսաբանական ճյուղ է սկսվել և արդեն տալիս է իր առաջին պտուղները՝ կենսատեխնոլոգիան, որը հիմնված է ֆիզիկաքիմիական (մոլեկուլային) կենսաբանության կողմից հայտնաբերված գործընթացների և կառուցվածքների օգտագործման վրա՝ մարդկությանը անհրաժեշտ նյութեր և արտադրանք ստեղծելու համար։ Կենսաբանական գիտությունների կարևորագույն ոլորտների զարգացումը, դրանց գործնական կապի ընդլայնումը բժշկության և գյուղատնտեսության հետ նշված է «ԽՍՀՄ տնտեսական և սոցիալական զարգացման հիմնական ուղղությունները 1986-1990 թվականներին և մինչև 2000 թվականներին» , ընդունված ԽՄԿԿ XXVII համագումարում։

Ինտենսիվացում նշանակում է նաև բնական ռեսուրսների խնայողություն, դրանց պահպանում՝ զարգացող հասարակության շահերից ելնելով։ Կենդանի բնական ռեսուրսների ուշագրավ հատկությունը նրանց վերականգնվողությունն է, կենդանի օրգանիզմների վերարտադրության արդյունքում վերականգնելու ունակությունը։ Ուստի կենդանի բնական ռեսուրսների օգտագործման ակտիվացմամբ հնարավոր է և անհրաժեշտ է ապահովել, որ դրանք անորոշ ժամանակով մեզ ծառայեն։ Դա կարելի է անել՝ կազմակերպելով բնության կենդանի ուժերի իրական տնտեսական, տնտեսական օգտագործումը և պահպանումը: Շատ գիտնականներ լուծում են այս խնդիրները։ Այս բոլոր հարցերին մեծ ուշադրություն են դարձնում կուսակցությունն ու իշխանությունը։ ԽՄԿԿ-ի ծրագրում (նոր հրատարակություն) ասվում է. «Կուսակցությունն անհրաժեշտ է համարում ուժեղացնել բնական ռեսուրսների օգտագործման նկատմամբ վերահսկողությունը, ավելի լայնորեն ընդլայնել բնակչության բնապահպանական կրթությունը»։

Երբ ծագեց այս գրքի ստեղծման գաղափարը, հեղինակների թիմի առաջ դրված հիմնական խնդիրներից մեկը ժամանակակից կենսաբանության կարևոր և հետաքրքիր առանձնահատկությունների, նրա տարբեր ոլորտներում արդեն ձեռք բերվածի և չլուծված խնդիրների մասին պատմելն էր։ կենսաբանների դեմքը. Մենք ուզում էինք, առանց դասագիրքը կրկնելու, բայց կենսաբանության դպրոցական ծրագրով տրված գիտելիքներին հենվելով, ցույց տալ, թե ինչի վրա են աշխատում կենսաբանները լաբորատորիաներում և արշավախմբերում։ Բառարանը պարունակում է նաև բազմաթիվ ակնարկներ մեր երկրի և այլ երկրների նշանավոր կենսաբանների մասին։ Գիտության մեջ մեր նախորդների աշխատանքի շնորհիվ է, որ մենք ունենք այսօրվա գիտելիքները։

Մի քանի խոսք այն մասին, թե ինչպես կարդալ այս գիրքը: Տեքստում հաճախ կտեսնեք շեղատառ բառեր: Սա նշանակում է, որ բառարանում կա հատուկ գրառում այս հասկացության մասին։ Գրքի վերջում այբբենական ցուցիչը կօգնի ձեզ նավարկելու բառարանի բովանդակությունը: Համոզվեք, որ ստուգեք նաև առաջարկվող ընթերցանության ցանկը:

Հուսով ենք, որ Երիտասարդ կենսաբանի հանրագիտարանային բառարանը կօգնի ձեզ սովորել շատ նոր և հետաքրքիր բաներ վայրի բնության մասին, գտնել ձեր հարցերի պատասխանները, արթնացնել և զարգացնել հետաքրքրություն կյանքի հրաշալի գիտության՝ կենսաբանության նկատմամբ:

Ֆիզիկա և մաթեմատիկական գիտությունների դոկտոր Ալեքսանդր Պեչենը Lente.ru-ին նկարագրել է ֆիզիկայի և հարակից գիտությունների ամենախոստումնալից ոլորտները Բլավատնիկի ազգային մրցանակի՝ երիտասարդ գիտնականների ամենամեծ մրցանակի արդյունքներից հետո: Այժմ Պեչենը Վ.Ա.-ի առաջատար հետազոտող և գիտական ​​քարտուղար է: Ստեկլովը Ռուսաստանի գիտությունների ակադեմիայից, նա կրթություն է ստացել Մոսկվայի պետական ​​համալսարանի ֆիզիկայի ֆակուլտետում, աշխատել է Փրինսթոնի համալսարանում և դարձել առաջին ռուսներից մեկը, ով ստացել է «Բլավատնիկ» մրցանակը 2009 թվականին։

հիմնական թեման

Լուսանկարը՝ Jens Kalaene / ZB / Global Look

Ֆոտոնիկան ուսումնասիրում է լույսի օգտագործման հնարավորությունները տեղեկատվության փոխանցման, պահպանման, մշակման, միկրոօբյեկտների (բջիջներ, մակրոմոլեկուլներ) և քվանտային համակարգերի (առանձին ատոմներ) կառավարելու համար: Ֆոտոնի վրա հիմնված տեխնոլոգիաները կարող են արագացնել կամ ավելի էժանացնել էներգիան տեղեկատվության փոխանցումը, պահպանումը և մշակումը: Սա կարևոր է, օրինակ, տվյալների կենտրոնների համար, որոնք այժմ ԱՄՆ-ում էներգիայի ամենամեծ սպառողներն են: Մոդուլացված լույսը և բնության մեջ չգտնվող հատուկ օպտիկական հատկություններով արհեստականորեն ստեղծված նյութերը լազերային և ֆոտոքիմիայի հիմքն են, ինչպես նաև այնպիսի հետաքրքիր բաներ, ինչպիսիք են անտեսանելի թիկնոցները և օպտիկական պինցետները:

Ֆոտոնիկայի գործնական կիրառում

Լուսանկարը՝ Տաչիի լաբորատորիա, Տոկիոյի համալսարան

Մետամյութերը արհեստական ​​նյութերի նոր դաս են՝ հատուկ օպտիկական հատկություններով, որոնք հնարավորություն են տալիս թաքցնել առարկաները և դրանք անտեսանելի դարձնել։ Տեսականորեն նման նյութերն առաջին անգամ ուսումնասիրել է խորհրդային ֆիզիկոս Վիկտոր Վեսելագոն։

Ներկայումս նման նյութերի ակտիվ մշակումն իրականացվում է։ Օրինակ, 2009 թվականին ֆիզիկայի անտեսանելի գորգեր ինֆրակարմիր լույսի համար:

Օպտիկական պինցետ - գործիք, որը թույլ է տալիս մանիպուլյացիայի ենթարկել մանրադիտակային առարկաները՝ օգտագործելով լազերային լույս, օրինակ՝ տեսակավորել և տեղափոխել առանձին բջիջներ, սպիտակուցային մոլեկուլներ:

Ռուսական ծագմամբ ամերիկացի միլիարդատեր Լեոնիդ Բլավատնիկի հիմնադրած մրցանակը շնորհվում է ԱՄՆ-ում բնակվող 42 տարեկանից ցածր հետազոտողներին: Գումարը՝ 250 հազար դոլար, թույլ է տալիս այն համարել երիտասարդ գիտնականների Նոբելյան մրցանակի յուրօրինակ անալոգը։ Այս տարվա դափնեկիրներին մեծարել են ԱՄՆ-ում, տեղի է ունեցել սիմպոզիում մեր ժամանակի ամենահեռանկարային գիտական ​​ուղղությունների վերաբերյալ:

Թեկնածուներ

Մրցանակը շնորհվում է երեք անվանակարգերում՝ «կյանքի գիտություններ» (կենսաբանություն, բժշկություն, նյարդակենսաբանություն և այլն), «ֆիզիկական և ինժեներական գիտություններ», «քիմիա»։ 2015 թվականին մոտ 300 թեկնածու է առաջադրվել 147 ամերիկյան հաստատություններից և համալսարաններից։ Յուրաքանչյուր առարկայի համար ընտրվել է մոտ տասը եզրափակիչ: Այնուհետեւ եզրափակիչ փուլ անցած յուրաքանչյուր խմբից ընտրվեց մեկ դափնեկիր։ Այս տարվա երեք մրցանակակիրներն էլ Կալիֆոռնիայի համալսարանից են՝ Էդվարդ Չանգը (Սան Ֆրանցիսկոյի համալսարան, կենսագիտություն), Սայեդ Ջաֆարը (Իրվինի համալսարան, ֆիզիկական գիտություններ) և Քրիստոֆեր Չանգը (UC Berkeley, քիմիա):

Այժմ ֆոտոնիկայի մեջ ձևավորվում է քվանտային համակարգերի, այսինքն՝ առանձին ատոմների կամ մոլեկուլների կառավարման նոր մոտեցում։ (Սա Ալեքսանդր Պեչենյայի գիտական ​​աշխատանքների հիմնական թեման է. մոտ. «Tapes.ru».) Ավանդաբար, մասնիկները վերահսկվում են փոփոխական ինտենսիվության լազերով: Նոր մեթոդները դրա համար օգտագործում են միջավայրը: Ավանդական համակարգերում դրա ազդեցությունը գրեթե երբեք չի կարող վերացվել, և այն կործանարար ազդեցություն է ունենում ատոմային և մոլեկուլային քվանտային համակարգերի վրա: Սակայն այժմ հաշվի է առնվում արտաքին միջավայրի ազդեցությունը և օգտագործվում այդ համակարգերը կառավարելու համար։

Քվանտային համակարգերի կառավարումը կիրառվում է լազերի միջոցով քիմիական ռեակցիաների արագությունը վերահսկելու համար՝ ցանկալի ռեակցիայի արտադրանքի ելքը մեծացնելու և բարդ մոլեկուլներում քիմիական կապերը ընտրողաբար կոտրելու, լազերների կամ անհամաձայն օպտիկական ճառագայթման միջոցով իզոտոպների բաժանման համար: Քվանտային կառավարումն օգտագործվում է ինչպես քվանտային հաշվարկներում, որը դեռ ուսումնասիրվում է, այնպես էլ գործնականում՝ մագնիսական ռեզոնանսային տոմոգրաֆիայի արագությունը մեծացնելու համար։

Քվանտային սիմուլյատորներ և նոր նյութեր

Քվանտային նյութերը կարող են օգտագործվել քվանտային հիշողության սարքերում, ստեղծելու բարձր ջերմաստիճանի գերհաղորդականություն, կենսաախտորոշիչ՝ հիմնված քվանտային կետերի վրա, գերկոնդենսատորներ՝ հիմնված լազերային գրաֆենի վրա:

Կենսաբանական մոլեկուլների, բյուրեղների, ատոմային միջուկների և այլ բարդ համակարգերի մոդելավորման համար անհրաժեշտ է հաշվարկել մեծ թվով մասնիկների քվանտային դինամիկան, ինչը բացարձակապես անհասանելի է ժամանակակից հաշվողական սարքերի համար: Քվանտային սիմուլյատորները մոդելային քվանտային համակարգեր են, որոնց պարամետրերը կարող են ճշգրտվել գործնական հետաքրքրություն ներկայացնող այլ բարդ համակարգերի մոդելավորման համար: Իրականում քվանտային սիմուլյատորները անալոգային քվանտային համակարգիչներ են:

Բժշկական և կենսատեխնոլոգիա

Լուսանկարը՝ Robson Fernandjes / Estadao Conteudo / Global Look

Կյանքի գիտությունների ոլորտում գիտնականներն ավելի մեծ ուշադրություն են դարձնում հեռաբժշկության զարգացմանը՝ հեռահաղորդակցության տեխնոլոգիաների, ինչպիսիք են սմարթֆոնների օգտագործումը, ինչպես նաև տարբեր բժշկական սենսորների հետ միասին հիվանդությունների հեռահար ախտորոշման համար՝ առանց բժշկի անձնական այցի: Հենց այս ուղղությունն էր առավել ակնառու գիտական ​​մշակումների առևտրայնացման օրինակներից։

Այնուամենայնիվ, նյարդաբանության հեռանկարային ոլորտներից է օպտոգենետիկան, որն ուսումնասիրում է նեյրոնների կառավարումը լուսային իմպուլսների օգնությամբ։ Օպտիկամանրաթելային լույսի ուղեցույցների և լուսազգայուն սպիտակուցների օգտագործումը հնարավորություն է տալիս հասնել նյարդային բջիջների վրա ազդելու բարձր ճշգրտության: Ուղեղի տարբեր հատվածների նպատակային ակտիվացման և ապաակտիվացման միջոցով օպտոգենետիկան վերջին տարիներին հեղափոխություն է կատարել նյարդային համակարգի ուսումնասիրության մեջ:

Մաթեմատիկական ֆիզիկա

Ժամանակակից տեսական մոդելները պահանջում են բարդ մաթեմատիկական ապարատ: Թեև այս բնագավառում Նոբելյան մրցանակ չի շնորհվում, կան ավելի քիչ հայտնիներ, ինչպես նաև առաջադրումներ հարակից ոլորտներում։ Օրինակ, Կլեմենտ Հոնգլերը շահեց 2014 թվականի Բլավատնիկի տարածաշրջանային մրցանակը: Հատկանշական է, որ նա իր գիտությունների թեկնածուն ստացել է ռուս մաթեմատիկոս, Ֆիլդսի մրցանակակիր Ստանիսլավ Սմիրնովի ղեկավարությամբ։ Հոնգլերը հաղորդել է նոր ճշգրիտ արդյունքներ Իզինգի մոդելում, մաթեմատիկական մոդել, որն օգտագործվում է նյութերի մագնիսացման գործընթացը նկարագրելու համար: Ising մոդելը նաև հիմք է հանդիսանում այսօրվա ամենամեծ D-Wave քվանտային հաշվողական սարքերի համար, որոնք արտադրվում են D-Wave Systems-ի կողմից: Ես վերապահում կանեմ, որ շարունակվում են քննարկումներն այն մասին, թե որքանով այդ համակարգիչները պետք է համարվեն քվանտ:

Հոնգլերի աշխատանքը գտնվում է վիճակագրական մեխանիկայի, հավանականությունների տեսության, համալիր վերլուծության և դաշտի քվանտային տեսության խաչմերուկում։ Նա և իր համահեղինակները ստացան Այզինգի մոդելի ուսումնասիրության խիստ արդյունքներ, ներառյալ այնպիսի կարևոր ոլորտում, ինչպիսին է Իզինգի կրիտիկական մոդելի և Բելավինի, Պոլյակովի և Զամոլոդչիկովի կոնֆորմալ դաշտի տեսության միջև կապի հաստատումը. համընդհանուր տեսություն, որը ծառայում է նկարագրել ֆիզիկայի տարբեր կրիտիկական երևույթներ, այսինքն՝ իրավիճակներ, երբ որոշ պարամետրի աննշան փոփոխությունը, օրինակ՝ ջերմաստիճանը, հանգեցնում է ֆիզիկական համակարգի վարքագծի ամենաարմատական ​​փոփոխությունների։

Հետաքրքիր են նաև թափառող մոլորակների հետ կապված ուղղությունները, որոնք կապված չեն որևէ աստղի հետ, և նոր դիտողական գործիքների ստեղծումը, որոնք շուտով կգործարկվեն Արեգակնային համակարգից դուրս մոլորակներ որոնելու և ուսումնասիրելու համար: Դրանք կօգնեն զգալիորեն ընդլայնել մեր գիտելիքները նման մոլորակների մասին, ուսումնասիրել դրանց մթնոլորտի քիմիական կազմը, որոշել օրգանական նյութերի առկայությունը և կյանք փնտրել այնտեղ։

Հետազոտությունների կոմերցիոնացում

Ներկայիս միտումը գիտական ​​հայտնագործությունների առևտրայնացումն է։ Մրցանակաբաշխության ժամանակ մրցանակակիրների կողմից հիմնադրվել են բժշկական ախտորոշման, էներգիայի պահպանման, տվյալների վերլուծության ոլորտի գրեթե երկու տասնյակ ընկերություններ։ Զարգանում է նաև Հարվարդի Բլավատնիկ կենսաբժշկական արագացուցիչը։

Ժամանակակից գիտության մակարդակը հնարավորություն է տալիս համեմատաբար արագ անցնել հիմնարար հետազոտությունից դեպի կիրառական հետազոտություն, այնուհետև կիրառել գիտական ​​հայտնագործությունները կոմերցիոն արտադրանքներում:

Ֆիզիկոսները տեղյակ են քվանտային էֆեկտների մասին ավելի քան հարյուր տարի, ինչպիսին է քվանտների մի տեղից անհետանալու և մեկ այլ վայրում հայտնվելու կամ միաժամանակ երկու տեղում գտնվելու կարողությունը: Այնուամենայնիվ, քվանտային մեխանիկայի զարմանալի հատկությունները կիրառելի են ոչ միայն ֆիզիկայում, այլև կենսաբանության մեջ։

Քվանտային կենսաբանության լավագույն օրինակը ֆոտոսինթեզն է. բույսերը և որոշ բակտերիաներ օգտագործում են արևի լույսի էներգիան իրենց անհրաժեշտ մոլեկուլները կառուցելու համար: Պարզվում է, որ ֆոտոսինթեզն իրականում հենվում է մի զարմանալի երևույթի վրա՝ էներգիայի փոքր զանգվածները «սովորում են» կիրառելու բոլոր հնարավոր ուղիները, իսկ հետո «ընտրում» ամենաարդյունավետը։ Թերևս թռչունների նավարկությունը, ԴՆԹ-ի մուտացիաները և նույնիսկ մեր հոտառությունը այս կամ այն ​​կերպ հիմնված են քվանտային էֆեկտների վրա: Թեև գիտության այս ոլորտը դեռ շատ ենթադրական և հակասական է, գիտնականները կարծում են, որ քվանտային կենսաբանությունից քաղված գաղափարները կարող են հանգեցնել նոր դեղամիջոցների և բիոմիմետիկ համակարգերի ստեղծմանը (կենսաչափությունը ևս մեկ նոր գիտական ​​ոլորտ է, որտեղ կենսաբանական համակարգերն ու կառուցվածքները օգտագործվում են ստեղծել նոր նյութեր և սարքեր):

3. Էկզօդերեւութաբանություն

Յուպիտեր

Էկզօվկիանոսագետների և էկզերկրաբանների հետ մեկտեղ, էկզօդերեւութաբանները հետաքրքրված են այլ մոլորակների վրա տեղի ունեցող բնական գործընթացների ուսումնասիրությամբ: Այժմ, երբ հզոր աստղադիտակները հնարավորություն են տվել ուսումնասիրել մոտակա մոլորակների և արբանյակների ներքին գործընթացները, էկզօդերեւութաբանները կարող են հետեւել դրանց մթնոլորտային եւ եղանակային պայմաններին: և Սատուրնը՝ իր անհավանական չափերով, հետազոտության հիմնական թեկնածուներն են, ինչպես և Մարսը, իր կանոնավոր փոշու փոթորիկներով:

Էկզօդերեւութաբանները նույնիսկ ուսումնասիրում են մեր արեգակնային համակարգից դուրս գտնվող մոլորակները: Եվ հետաքրքիր է, որ հենց նրանք կարող են ի վերջո գտնել արտամոլորակների վրա այլմոլորակային կյանքի նշաններ՝ հայտնաբերելով օրգանական հետքեր մթնոլորտում կամ ածխաթթու գազի բարձր մակարդակ՝ արդյունաբերական քաղաքակրթության նշան:

4. Սննդային գենոմիկա

Nutrigenomics-ը սննդի և գենոմի արտահայտման բարդ հարաբերությունների ուսումնասիրությունն է: Այս ոլորտում աշխատող գիտնականները ձգտում են հասկանալ գենետիկական տատանումների և սննդակարգի արձագանքների դերն այն հարցում, թե ինչպես են սննդանյութերն ազդում գենոմի վրա:

Սնունդն իսկապես մեծ ազդեցություն ունի առողջության վրա, և ամեն ինչ սկսվում է մոլեկուլային մակարդակից, բառացիորեն: Nutrigenomics-ն աշխատում է երկու ձևով՝ այն ուսումնասիրում է, թե ինչպես է մեր գենոմն ազդում սննդի նախասիրությունների վրա և հակառակը: Կարգապահության հիմնական նպատակն է ստեղծել անհատականացված սնուցում. սա անհրաժեշտ է ապահովելու համար, որ մեր սնունդը իդեալականորեն համապատասխանում է մեր յուրահատուկ գեների հավաքածուին:

5. Կլիոդինամիկա

Կլիոդինամիկան գիտություն է, որը միավորում է պատմական մակրոսոցիոլոգիան, տնտեսական պատմությունը (կլիոմետրիկա), երկարաժամկետ սոցիալական գործընթացների մաթեմատիկական մոդելավորումը և պատմական տվյալների համակարգումն ու վերլուծությունը։

Անունը ծագել է պատմության և պոեզիայի հունական մուսա Կլիոյի անունից։ Պարզ ասած՝ կլիոդինամիկան պատմության լայն սոցիալական կապերը կանխատեսելու և նկարագրելու փորձ է՝ և՛ անցյալն ուսումնասիրելու, և՛ որպես ապագան կանխատեսելու պոտենցիալ միջոց, օրինակ՝ կանխատեսելու սոցիալական անկարգությունները:

6. Սինթետիկ կենսաբանություն

Սինթետիկ կենսաբանությունը նոր կենսաբանական մասերի, սարքերի և համակարգերի նախագծումն ու կառուցումն է: Այն նաև ներառում է գոյություն ունեցող կենսաբանական համակարգերի արդիականացում անսահման թվով օգտակար կիրառությունների համար:

Քրեյգ Վենտերը՝ այս ոլորտի առաջատար մասնագետներից մեկը, 2008 թվականին հայտարարել է, որ վերստեղծել է բակտերիաների ամբողջ գենոմը՝ սոսնձելով դրա քիմիական բաղադրիչները։ Երկու տարի անց նրա թիմը ստեղծեց «սինթետիկ կյանք»՝ ԴՆԹ մոլեկուլներ, որոնք ստեղծվեցին թվային կոդով, այնուհետև 3D տպագրվեցին և տեղադրվեցին կենդանի բակտերիաների մեջ:

Առաջ գնալով, կենսաբանները մտադիր են վերլուծել գենոմի տարբեր տեսակներ՝ օրգանիզմում ընդգրկվելու համար օգտակար օրգանիզմներ և կենսառոբոտներ ստեղծելու համար, որոնք կարող են զրոյից քիմիական նյութեր՝ կենսավառելիք արտադրել: Գոյություն ունի նաև աղտոտման դեմ պայքարող արհեստական ​​բակտերիաներ կամ պատվաստանյութեր ստեղծելու գաղափարը՝ լուրջ հիվանդությունների բուժման համար: Այս գիտական ​​առարկայի ներուժը պարզապես հսկայական է:

7. Ռեկոմբինանտ մեմետիկա

Գիտության այս ոլորտը նոր է առաջանում, բայց արդեն պարզ է, որ դա միայն ժամանակի հարց է. վաղ թե ուշ գիտնականները ավելի լավ կհասկանան ողջ մարդկային նոսֆերան (մարդկանց հայտնի բոլոր տեղեկատվության ամբողջությունը) և թե ինչպես է տեղեկատվության տարածումն ազդում է մարդու կյանքի գրեթե բոլոր ասպեկտների վրա:

Ինչպես ռեկոմբինանտ ԴՆԹ-ն, որտեղ տարբեր գենետիկական հաջորդականություններ միավորվում են նոր բան ստեղծելու համար, ռեկոմբինանտ մեմետիկան ուսումնասիրում է, թե ինչպես կարելի է անձից մարդու փոխանցվող գաղափարները կարգավորել և համադրել այլ մեմերի և մեմեպլեքսների հետ՝ փոխկապակցված մեմերի հաստատված համալիրներ: Սա կարող է օգտակար լինել «սոցիալական թերապևտիկ» նպատակների համար, ինչպիսիք են արմատական ​​և ծայրահեղական գաղափարախոսությունների տարածման դեմ պայքարը:

8. Հաշվողական սոցիոլոգիա

Ինչպես կլիոդինամիկան, այնպես էլ հաշվողական սոցիոլոգիան զբաղվում է սոցիալական երևույթների և միտումների ուսումնասիրությամբ։ Այս կարգապահության առանցքը համակարգիչների և դրա հետ կապված տեղեկատվության մշակման տեխնոլոգիաների օգտագործումն է: Իհարկե, այս կարգապահությունը զարգացավ միայն համակարգիչների ի հայտ գալու և ինտերնետի ամենուր տարածվածության հետ:

Այս կարգապահության մեջ առանձնահատուկ ուշադրություն է դարձվում մեր առօրյա կյանքից ստացվող տեղեկատվության հսկայական հոսքերին, օրինակ՝ էլ. նամակներ, հեռախոսազանգեր, սոցիալական ցանցերում գրառումներ, վարկային քարտերի գնումներ, որոնման համակարգերի հարցումներ և այլն: Աշխատանքի օրինակ կարող է լինել սոցիալական ցանցերի կառուցվածքի ուսումնասիրությունը և դրանց միջոցով ինֆորմացիայի բաշխումը կամ ինտերնետում ինտիմ հարաբերությունների առաջացումը:

9. Ճանաչողական տնտեսագիտություն

Որպես կանոն, տնտեսագիտությունը կապված չէ ավանդական գիտական ​​առարկաների հետ, սակայն դա կարող է փոխվել գիտական ​​բոլոր ճյուղերի սերտ փոխգործակցության պատճառով։ Այս կարգապահությունը հաճախ շփոթում են վարքագծային տնտեսագիտության հետ (մեր վարքի ուսումնասիրությունը տնտեսական որոշումների համատեքստում): Ճանաչողական տնտեսագիտությունը գիտություն է, թե ինչպես ենք մենք մտածում: Կարգապահության մասին բլոգեր Լի Քալդվելը գրում է այդ մասին.

«Ճանաչողական (կամ ֆինանսական) տնտեսագիտությունը… ուշադրություն է դարձնում, թե իրականում ինչ է տեղի ունենում մարդու մտքում, երբ նա ընտրություն է կատարում: Ո՞րն է որոշումների կայացման ներքին կառուցվածքը, ինչն է ազդում դրա վրա, ինչ տեղեկատվություն է ընկալվում այս պահին մտքի կողմից և ինչպես է այն մշակվում, որոնք են մարդու նախասիրությունների ներքին ձևերը և, ի վերջո, ինչպես են արտացոլվում այս բոլոր գործընթացները: վարքի մեջ?

Այլ կերպ ասած, գիտնականներն իրենց հետազոտությունները սկսում են ավելի ցածր, պարզեցված մակարդակից և ձևավորում են որոշումների սկզբունքների միկրոմոդելներ՝ լայնածավալ տնտեսական վարքագծի մոդել մշակելու համար: Հաճախ այս գիտական ​​առարկան փոխազդում է հարակից ոլորտների հետ, ինչպիսիք են հաշվողական տնտեսագիտությունը կամ ճանաչողական գիտությունը:

10. Պլաստիկ էլեկտրոնիկա

Որպես կանոն, էլեկտրոնիկան կապված է իներտ և անօրգանական հաղորդիչների և կիսահաղորդիչների հետ, ինչպիսիք են պղնձը և սիլիցիումը: Սակայն էլեկտրոնիկայի նոր ճյուղն օգտագործում է հաղորդիչ պոլիմերներ և հաղորդիչ փոքր մոլեկուլներ, որոնք հիմնված են ածխածնի վրա: Օրգանական էլեկտրոնիկան ներառում է ֆունկցիոնալ օրգանական և անօրգանական նյութերի մշակում, սինթեզ և մշակում, ինչպես նաև առաջադեմ միկրո և նանոտեխնոլոգիաների զարգացում:

Իրականում սա գիտության այնքան էլ նոր ճյուղ չէ, առաջին զարգացումները կատարվել են դեռևս 1970-ականներին։ Սակայն միայն վերջերս է հնարավոր եղել ի մի բերել բոլոր կուտակված տվյալները, մասնավորապես, նանոտեխնոլոգիական հեղափոխության շնորհիվ։ Օրգանական էլեկտրոնիկայի շնորհիվ մենք շուտով կարող ենք ունենալ օրգանական արևային բջիջներ, էլեկտրոնային սարքերում ինքնակազմակերպվող միաշերտեր և օրգանական պրոթեզներ, որոնք ապագայում կարող են փոխարինել վնասված մարդու վերջույթներին. ապագայում, այսպես կոչված, կիբորգները, միանգամայն հնարավոր է, որ նրանք բաղկացած է ավելի շատ օրգանական, քան սինթետիկ մասերից:

11 Հաշվարկային կենսաբանություն

Եթե ​​դուք հավասարապես սիրում եք մաթեմատիկա և կենսաբանություն, ապա այս առարկան հենց ձեզ համար է: Հաշվողական կենսաբանությունը ձգտում է հասկանալ կենսաբանական գործընթացները մաթեմատիկայի լեզվով: Սա հավասարապես օգտագործվում է այլ քանակական համակարգերի համար, ինչպիսիք են ֆիզիկան և համակարգչային գիտությունը: Օտտավայի համալսարանի գիտնականները բացատրում են, թե ինչպես է դա հնարավոր.

«Կենսաբանական գործիքավորման զարգացման և հաշվողական հզորության հեշտ հասանելիության հետ մեկտեղ կենսաբանությունը որպես այդպիսին պետք է գործի տվյալների աճող քանակով, և ձեռք բերված գիտելիքների արագությունը միայն աճում է: Այսպիսով, տվյալների իմաստավորումն այժմ պահանջում է հաշվողական մոտեցում: Միևնույն ժամանակ, ֆիզիկոսների և մաթեմատիկոսների տեսանկյունից, կենսաբանությունը հասել է մի մակարդակի, որտեղ կենսաբանական մեխանիզմների տեսական մոդելները կարող են փորձնականորեն փորձարկվել։ Սա հանգեցրեց հաշվողական կենսաբանության զարգացմանը»:

Այս ոլորտում աշխատող գիտնականները վերլուծում և չափում են ամեն ինչ՝ մոլեկուլներից մինչև էկոհամակարգեր:

Ինչպես է աշխատում ուղեղային փոստը՝ հաղորդագրությունների փոխանցում ուղեղից ուղեղ ինտերնետի միջոցով

Աշխարհի 10 առեղծվածները, որոնք գիտությունը վերջապես բացահայտել է

Տիեզերքի մասին 10 թոփ հարցերը, որոնց պատասխաններն այժմ փնտրում են գիտնականները

8 բան, որ գիտությունը չի կարող բացատրել

2500-ամյա գիտական ​​գաղտնիք. ինչու ենք հորանջում

3 ամենահիմար փաստարկները, որոնք Էվոլյուցիայի տեսության հակառակորդներն արդարացնում են իրենց անտեղյակությունը

Հնարավո՞ր է ժամանակակից տեխնոլոգիաների օգնությամբ գիտակցել սուպերհերոսների ունակությունները:

11 հուլիսի 2008 թ

կյանքի գիտություններ(կյանքի գիտությունները) միավորում են կենսաբանության, կենսատեխնոլոգիայի և բժշկության ամենատարբեր ճյուղերը։ Վերջին տարիներին սա համաշխարհային գիտության և տնտեսության առաջնահերթություններից է։ Կյանքի գիտությունների ընտրությունը որպես զարգացման առաջնահերթ ուղղություն բացատրվում է մի շարք պատճառներով. Այս գիտությունները հիմք են հանդիսանում մարդկության առաջնահերթ կարիքների ապահովման համար։

Առաջին հերթին դա առողջապահությունն է։ Առողջության մասին հոգ տանելու համար պետք է հասկանալ, թե ինչ է կատարվում առողջ մարդու հետ, և ինչ է տեղի ունենում պաթոլոգիայի հետ։ Կյանքի գիտությունները հատկապես կարևոր են դառնում կյանքի միջին տեւողության աճի համատեքստում. հասարակության տարեց անդամներին առողջ և ակտիվ ծերություն ապահովելու անհրաժեշտությունը նոր մարտահրավերներ է ստեղծում կենսաբանության և բժշկության համար: Երկրորդ, աշխարհի աճող բնակչությունը և աճող բարգավաճումը պահանջում են գյուղատնտեսության արտադրողականության բարձրացման նոր ուղիների մշակում, բույսերի նոր սորտեր՝ ոչ միայն ավելի արդյունավետ, այլև բարելավված սպառողական հատկություններով: Երրորդ, մարդկության կողմից բնության վրա գործադրվող աճող բեռը պահանջում է շրջակա միջավայրի ավելի խորը ուսումնասիրություն և այդ բեռը նվազեցնելու միջոցառումների ընդունումը, օրինակ՝ կենսավառելիքի, կենսաքայքայվող պլաստիկի, գյուղատնտեսական առաջադեմ մեթոդների, շրջակա միջավայրի աղտոտման նվազեցման և կենսավերականգնման մեթոդների միջոցով: - աղտոտված կամ ոչնչացված կենսացենոզների վերականգնում:

Կյանքի գիտությունները միավորող կենտրոնական օղակը բիոտեխնոլոգիան է՝ տերմինի լայն իմաստով։

Կենդանի համակարգերի առաջնահերթություն

Հիվանդությունների անհատական ​​նույնականացում և հուսալի ախտորոշում, մարդու օրգանների մշակում և վիտամինների, ճարպերի և սպիտակուցների բարձր պարունակությամբ մշակաբույսերի ստեղծում, նոր պատվաստանյութեր և դեղամիջոցներ. այս և շատ այլ տեխնոլոգիաներ իրավամբ պատկանում են «կենդանի համակարգեր» կոչվող ամենալայն տարածությանը: .

Հետինդուստրիալ հասարակության մեջ զարգացած տնտեսության ստեղծումն անհնար է առանց տեխնոլոգիական կառուցվածքի և գիտական ​​գործունեության ձևերի թարմացման, որոնք համապատասխանում են արտագնա տնտեսական համակարգին։ Ուստի մեր պետության առանցքային խնդիրներից է գիտության և նորարարության արդյունավետ և մրցունակ հատվածի ձևավորումը։ Գիտության և տեխնիկայի զարգացման ոլորտում պետության հիմնական գործիքը դաշնային նպատակային ծրագիրն է «2007-2012 թվականներին Ռուսաստանի գիտատեխնիկական համալիրի զարգացման առաջնահերթ ոլորտներում հետազոտություն և զարգացում»: Այս ծրագրի շրջանակներում պետությունը ֆինանսավորում է ընտրված գիտական ​​և գիտատեխնիկական պետական ​​առաջնահերթություններին համապատասխան աշխատանքները, որոնցից է «Կենդանի համակարգերը»։

STRF Օգնություն.
«Կենդանի համակարգեր» գերակա ոլորտում աշխատանքներ են իրականացվում նաև «Ռուսաստանի գիտատեխնիկական համալիրի 2007-2012 թվականների զարգացման առաջնահերթ ոլորտներում հետազոտություն և զարգացում» Դաշնային նպատակային ծրագրի շրջանակներում: Այս ուղղությամբ 2008 թվականին մշակվել են հետևյալ կրիտիկական տեխնոլոգիաները, մասնավորապես.
- կենսաբժշկական և անասնաբուժական տեխնոլոգիաներ մարդկանց և կենդանիների կյանքի պահպանման և պաշտպանության համար.
- կենսակատալիտիկ, բիոսինթետիկ և բիոսենսորային տեխնոլոգիաներ.
– դեղեր ստեղծելու գենոմային և հետգենոմային տեխնոլոգիաներ.
- բջջային տեխնոլոգիաներ;
- բիոինժեներական տեխնոլոգիաներ.

հայեցակարգ կյանքի գիտություններեկավ փոխարինելու «կենսաբանական գիտությունների» սովորական հասկացությունը և ընդհանուր անուն տվեց կենդանիների բոլոր գիտություններին. կենդանաբանություն և գենետիկա, բուսաբանություն և մոլեկուլային կենսաբանություն, ֆիզիոլոգիա և կենսաքիմիա, էկոլոգիա և բժշկություն: Բոլոր նրանք, ովքեր աշխատում են այս ոլորտներում, գործ ունեն կենդանի համակարգերի, այսինքն՝ կենդանի օրգանիզմների հետ՝ լինի դա մարդ, թե ծաղիկ, վիրուս, թե բակտերիա։ Կարելի է ասել, որ կենդանի համակարգերն այն ամենն են, ինչ վերարտադրվում է, շնչում, ուտում և շարժվում։

Սակայն խոսքը միայն անվանափոխության մասին չէ։ «Կենդանի համակարգեր» տերմինն ավելի ակտիվ է, ավելի կառուցվածքային։ Այն արտացոլում է համակարգված մոտեցում գիտության և գիտելիքի այս միջառարկայական ոլորտին, որտեղ աշխատում են կենսաբաններ, քիմիկոսներ, ֆիզիկոսներ և մաթեմատիկոսներ: Բացի այդ, «Կենդանի համակարգեր» տերմինը շատ տեխնոլոգիական է: Այն ապահովում է ոչ միայն ապրողների կազմակերպման սկզբունքների իմացությունն ու բացահայտումը, այլ նաև այդ գիտելիքի օգտագործումը նոր տեխնոլոգիաների տեսքով։ Այս մոտեցումը տարբեր մասնագետների հրավիրում է միասին անցնել գիտական ​​գաղափարից դեպի դրա գործնական իրականացումը և կիրառումը մարդկանց շահերից ելնելով:

Հիվանդությունների անհատական ​​նույնականացում և հուսալի ախտորոշում, մարդու օրգանների մշակում և վիտամինների, ճարպերի և սպիտակուցների բարձր պարունակությամբ մշակաբույսերի ստեղծում, նոր պատվաստանյութեր և դեղամիջոցներ. այս և շատ այլ տեխնոլոգիաներ իրավամբ պատկանում են «կենդանի համակարգեր» կոչվող ամենալայն տարածությանը: . Այս ոլորտում կատարված հետազոտություններն ու զարգացումները մեր արդյունաբերությունը կլցնեն բարձր տեխնոլոգիաներով, կբարելավեն Ռուսաստանի քաղաքացիների առողջությունն ու անվտանգությունը: Այդ իսկ պատճառով կենդանի համակարգերը գիտության և տեխնոլոգիաների ոլորտում պետական ​​հիմնական գերակայություններից են, որոնք ակտիվորեն աջակցվում են դաշնային նպատակային ծրագրերի օգնությամբ:

Այս ժողովածուն հակիրճ ընթերցողին կներկայացնի տեխնոլոգիական հարթակների և բիոտեխնոլոգիաների հայեցակարգը, ինչպես նաև «Կենդանի համակարգեր» առաջնահերթ ուղղությամբ աշխատող ռուսական առաջատար հետազոտական ​​թիմերի որոշ զարգացումներ:

STRF Օգնություն.
Ֆինանսավորման բաշխում «Կենդանի համակարգերի» ուղղությամբ Դաշնային թիրախային ծրագրի շրջանակներում 2008 թվականին ըստ շրջանների (միլիոն ռուբլի).
FEFD - 9 պայմանագիր, բյուջե 116.5
Վոլգայի դաշնային շրջան - 17 պայմանագիր, բյուջե 140.1
Հյուսիսարևմտյան դաշնային շրջան - 32 պայմանագիր, բյուջե 156.0
Սիբիրի դաշնային շրջան - 34 պայմանագիր, բյուջե 237.4
ՉԹՕ - 1 պայմանագիր, բյուջե 50
Կենտրոնական դաշնային շրջան - 202 պայմանագիր, բյուջե 2507.8
SFD - 4 պայմանագիր, բյուջե 34.85

Գիտելիքը որպես տեխնոլոգիա

Կենդանի համակարգերի ոլորտում հիմնարար և կիրառական զարգացումների զարգացման մասին զրույցի ընթացքում ավելի ու ավելի է հանդիպում «տեխնոլոգիա» հասկացությունը։ Ժամանակակից, հետինդուստրիալ տնտեսության մեջ տեխնոլոգիաները հասկացվում են որպես փաստաթղթավորված գիտելիքների մի շարք՝ նպատակային գործունեության համար՝ օգտագործելով տեխնիկական միջոցներ (օրինակ՝ կազմակերպչական տեխնոլոգիաներ, սպառման տեխնոլոգիաներ, սոցիալական տեխնոլոգիաներ, քաղաքական տեխնոլոգիաներ): Պետք է նշել, որ շուկայական տնտեսության մեջ տեխնոլոգիան, որպես գիտելիքի տեսակ, ապրանք է։ Գիտելիքների համալիրը, որը նշվում է այս հայեցակարգով, հարցեր է առաջացնում ոչ միայն այն մասին, թե ինչ ենք մենք անում, այլ նաև ինչպես և ամենակարևորը, թե ինչու ենք դա անում:

Գիտատեխնիկական համալիրի ազգային մասշտաբով զարգացման ռազմավարությունները որոշելիս օգտագործվում է «տեխնոլոգիական հարթակ» հասկացությունը։ Այս տերմինի միանշանակ սահմանում դեռ չկա։ Այնուամենայնիվ, արդեն ակնհայտ է, որ այս հայեցակարգը ներառում է գիտելիքների, մեթոդների, նյութատեխնիկական բազայի և որակյալ կադրերի մի շարք, որոնք տատանվում են՝ կախված գիտական ​​և տեխնոլոգիական աշխատանքի արտաքին պատվերից: «Կենդանի համակարգեր» առաջնահերթ ոլորտը կարելի է դիտարկել որպես մի քանի տեխնոլոգիական հարթակների համադրություն:

Առեղծվածները Բացահայտված

Կենդանի համակարգերից մենք վերցնում ենք տեխնոլոգիաներ, որոնք նորմ են բնության համար: Նա դրանք օգտագործում է ցանկացած կենդանի օրգանիզմի ծննդյան, զարգացման և մահվան մեջ: Ավելին, կենդանի համակարգի հիերարխիայի յուրաքանչյուր մակարդակում՝ գենետիկ, բջջային, օրգանիզմային, գործում է իր տեխնոլոգիական լուծումների հավաքածուն:

Ցանկացած կենդանի համակարգ սկսվում է կյանքի հիմնական մոլեկուլից՝ ԴՆԹ-ից, որը պահպանում և փոխանցում է ժառանգական ինֆորմացիան սերնդեսերունդ։ ԴՆԹ-ն պայմանականորեն կարելի է բաժանել իմաստային բաժինների՝ գեների։ Նրանք հրամաններ են ուղարկում որոշակի սպիտակուցներ սինթեզելու համար, որոնք կազմում են օրգանիզմի բնութագրերը և ապահովում նրա կյանքը։ Գիտնականները մարդու գեների թիվը գնահատում են 20-25 հազար։ Եթե ​​կան գեների խզումներ, որոնք կոչվում են մուտացիաներ, ապա մարդու մոտ առաջանում են լուրջ հիվանդություններ։ Գենոմում «գրանցված» տեքստի քանակությունը նույնական է «Իզվեստիա» օրաթերթի 30 տարվա փաստաթղթերին։

ԴՆԹ-ն ապրում և գործում է բջիջում: Կենդանի բջիջն ինքնին կատարելություն է: Նա գիտի, թե ինչպես անպետք նյութերը վերածել անհրաժեշտի, սինթեզել օրգանիզմի համար ներքին դեղամիջոցներ, շինանյութ և շատ ավելին։ Ամեն րոպե միլիոնավոր քիմիական ռեակցիաներ են տեղի ունենում կենդանի խցում ամենատարածված պայմաններում՝ ջրային միջավայրում, առանց բարձր ճնշման և ջերմաստիճանի:

Մեկ բջիջն ինքնին ապրում է միայն միաբջիջ օրգանիզմներում՝ բակտերիաներում։ Կենդանի համակարգերի մեծ մասը բազմաբջիջ են։ Հասուն մարդու մարմինը պարունակում է միջինը 10 14 բջիջ: Ծնվում են, կերպարանափոխվում, անում են իրենց գործն ու մահանում։ Բայց միևնույն ժամանակ նրանք ապրում են ներդաշնակության և համագործակցության մեջ՝ կառուցելով պաշտպանության կոլեկտիվ համակարգեր (իմունային համակարգ), հարմարվողականություն (կարգավորող համակարգ) և այլն։

Քայլ առ քայլ մենք բացահայտում ենք կենդանի համակարգերի գաղտնիքները և այս գիտելիքների հիման վրա ստեղծում կենսատեխնոլոգիա.

Կենսատեխնոլոգիա

Կենսատեխնոլոգիան կարող է սահմանվել որպես գործընթացներ, որոնցում կենդանի համակարգերը կամ դրանց բաղադրիչներն օգտագործվում են նյութեր կամ այլ կենդանի համակարգեր արտադրելու համար: Կենդանի էակները մի տեսակ «գործարաններ» են, որոնք հումքը (սնուցիչները) վերամշակում են իրենց կյանքը պահպանելու համար անհրաժեշտ ապրանքների լայն տեսականի: Եվ բացի այդ, այդ գործարանները կարողանում են վերարտադրվել, այսինքն՝ առաջացնել շատ նման այլ «գործարաններ»։

Այսօր մենք արդեն շատ բան գիտենք այն մասին, թե ինչպես են դասավորված և գործում կենդանի գործարանների «բանվորները»՝ գենոմը, բջիջների կառուցվածքները, սպիտակուցները, իրենք՝ բջիջները և ամբողջ մարմինը։

Այս գիտելիքի շնորհիվ, թեև դեռ ամբողջական չէ, հետազոտողները սովորել են մանիպուլյացիայի ենթարկել կենդանի համակարգերի առանձին տարրեր՝ գեներ (գենոմային տեխնոլոգիաներ), բջիջներ (բջջային տեխնոլոգիաներ) և ստեղծել գենետիկորեն ձևափոխված կենդանի օրգանիզմներ՝ մեզ համար օգտակար հատկություններով (գենետիկ ճարտարագիտություն): Մենք կարողանում ենք բնական «գործարանները» հարմարեցնել մեզ անհրաժեշտ արտադրանքը (արդյունաբերական կենսատեխնոլոգիա) արտադրելու համար։ Եվ ավելին, գենետիկորեն ձևափոխել այս գործարանները, որպեսզի նրանք սինթեզեն այն, ինչ մեզ անհրաժեշտ է:

Այսպես մենք ստեղծում ենք կենսատեխնոլոգիաներ, որոնք կքննարկվեն հետագա։ Բայց նախքան ձեզ ներկայացնելը տեխնոլոգիաների օրինակներ, որոնք արդեն իսկ ծառայում են մարդուն, պետք է մի քանի խոսք ասել էլեգանտ լուծման մասին, որն այսօր օգնում է գիտնականներին թափանցել կյանքի գաղտնիքները և ծանոթանալ կենդանի համակարգերի մեխանիզմներին: Ի վերջո, բջջում տեղի ունեցող գործընթացները տեսանելի չեն, և գիտական ​​հետազոտությունները պահանջում են տեխնոլոգիաներ, որոնք կարող են օգտագործվել դրանք տեսնելու և հասկանալու համար: Ի դեպ, այս լուծումն ինքնին բիոտեխնոլոգիա է։

փայլուն սկյուռիկներ

Պարզելու համար, թե ինչպես են աշխատում գեները, պետք է տեսնել նրանց աշխատանքի արդյունքը, այսինքն՝ սպիտակուցները, որոնք սինթեզվում են նրանց հրամանով։ Ինչպե՞ս կարող ենք գտնել հենց այն, ինչ փնտրում ենք: Գիտնականները գտել են մի մեթոդ, որը տեսանելի է դարձնում սպիտակուցները՝ փայլելով ուլտրամանուշակագույն լույսի ներքո:

Նման լուսավոր սպիտակուցներ հանդիպում են բնության մեջ, օրինակ՝ ծովային խեցգետնակերպերում և մեդուզաներում։ Երկրորդ համաշխարհային պատերազմի ժամանակ ճապոնացիները որպես տեղական լույսի աղբյուրի փոշի օգտագործում էին «ծովային կայծոռիկից»՝ երկփեղկանի պատյանով խեցգետնակերպ: Երբ այն թրջվում էր ջրի մեջ, այն վառ էր փայլում։ Հենց այս ծովային կայծիկից և մեդուզայից Օ. Շիմոմուրան (Ճապոնիա) 20-րդ դարի 50-ականների վերջին առաջին անգամ մեկուսացրեց լուսաշող սկյուռիկներին: Սա այսօրվա հայտնի GFP-ի պատմության սկիզբն էր՝ կանաչ լյումինեսցենտ սպիտակուցը (կանաչ լյումինեսցենտ սպիտակուց): Իսկ 2008 թվականին Օ.Շիմոմուրան, Մ.Չելֆին և Ռ.Ցիենը (ԱՄՆ) ստացել են քիմիայի Նոբելյան մրցանակ՝ լյումինեսցենտային սպիտակուցների համար։ Այս սպիտակուցների օգնությամբ կարելի է տարբեր կենդանի առարկաներ փայլեցնել՝ սկսած բջջային կառուցվածքներից մինչև մի ամբողջ կենդանի։ Լյումինեսցենտային լապտերը, որը հնարավոր էր գենետիկ մանիպուլյացիաների միջոցով միացնել ցանկալի սպիտակուցներին, հնարավորություն տվեց տեսնել, թե որտեղ և երբ է սինթեզվում այդ սպիտակուցը, բջջի որ մասերին է այն ուղղված։ Դա հեղափոխություն էր կենսաբանության և բժշկության մեջ:

Բայց կարմիր լյումինեսցենտ սպիտակուցները առաջին անգամ հայտնաբերվել են մարջաններում և ծովային այլ օրգանիզմներում երկու ռուս հետազոտողների՝ Միխայիլ Մատսի և Սերգեյ Լուկյանովի կողմից: Այժմ մենք ունենք լյումինեսցենտ սպիտակուցներ ծիածանի յուրաքանչյուր գույնի մեջ, և դրանց կիրառությունները շատ լայն են՝ սկսած կենսաբանության և բժշկության, այդ թվում՝ ուռուցքաբանության, թույների և պայթուցիկների հայտնաբերումից մինչև փայլուն ակվարիումի ձկներ:

Ռուսաստանի գիտությունների ակադեմիայի թղթակից անդամ Ս.Լուկյանովի (ՌԳԱ Կենսօրգանական քիմիայի ինստիտուտ) ղեկավարությամբ ստեղծվել է ռուսական բիոտեխնոլոգիական Evrogen ընկերությունը, որն ամբողջ աշխարհի գիտնականներին մատակարարում է բազմագույն ֆլուորեսցենտային պիտակներ։ Այսօր Evrogen-ը կենսաբանական հետազոտությունների համար լյումինեսցենտ սպիտակուցների համաշխարհային շուկայում առաջատարներից մեկն է:

Գենետիկական նույնականացում

Մենք բոլորս շատ տարբեր ենք: Արտաքին տեսք, բնավորություն, ունակություններ, հակվածություն թմրամիջոցների նկատմամբ, այս կամ այն ​​սննդից հրաժարվելը` այս ամենը գենետիկորեն դրված է: Մեզանից յուրաքանչյուրի գենոմի յուրահատկությունը այն դարձնում է ինքնության հաստատման հուսալի գործիք: Ըստ էության, մեր գեները նույն մատնահետքերն են, միայն այլ բնույթի: ԴՆԹ-ի նույնականացման մեթոդը դատաբժշկական պրակտիկայում ներդրվել է բրիտանացի հետազոտող Ալիկ Ջեֆրիսի կողմից անցյալ դարի 80-ականներին։ Այսօր դա արդեն սովորական և ծանոթ ընթացակարգ է ամբողջ աշխարհում։

Այն օգտագործվում է նաև Ռուսաստանում։ Այնուամենայնիվ, մենք ռեագենտներ ենք գնում արտասահմանում անալիզի համար: Ռուսաստանի գիտությունների ակադեմիայի ընդհանուր գենետիկայի ինստիտուտում, ՌԴ ԳԱ թղթակից անդամ Նիկոլայ Յանկովսկու ղեկավարությամբ, ստեղծվում է մարդու ԴՆԹ-ի նույնականացման ռեագենտների հավաքածու։ Նման ներքին գործիքի հայտնվելը շատ ժամանակին է, քանի որ 2008 թվականի նոյեմբերի 19-ին Ռուսաստանի Դաշնության Պետական ​​Դումայի կողմից ընդունված «Գենոմատիկ գրանցման մասին» օրենքը ուժի մեջ կմտնի 2009 թվականի հունվարի 1-ից: Մեր գիտնականների զարգացումը թույլ կտա ոչ միայն հրաժարվել ներկրումից, այլեւ քրեական հեղինակներին կտա ավելի առաջադեմ գործիք, որը, ի տարբերություն արեւմտյան անալոգների, աշխատում է խիստ վնասված ԴՆԹ-ով։ Իսկ դա սովորական դեպք է դատաբժշկական փորձաքննության ժամանակ։

Այս գործիքի միջոցով կլուծվի ևս մեկ կարևոր սոցիալական խնդիր՝ օրինախախտների գենետիկ տվյալների բանկի ստեղծումը, որի շնորհիվ կավելանա հանցագործությունների բացահայտումը և կկրճատվի հետաքննության ժամանակը։ Մեծ Բրիտանիայում հանցագործ աշխարհի հետ այս կամ այն ​​կերպ կապված մարդկանց գենետիկական բազան արդեն մի քանի միլիոն մարդ ունի։

ԴՆԹ-ի նույնականացման մեթոդը հատկապես լավ է պատերազմների, աղետների և այլ հանգամանքներում զոհված մարդկանց նույնականացնելու համար: Այսօր այն կիրառվում է նաև Ռուսաստանում։ Ամենահայտնի դեպքը վերջին թագավորական ընտանիքի աճյունների նույնականացումն է։ Այս մեծ աշխատանքի վերջին փուլը՝ կայսեր որդու և դստեր մնացորդների նույնականացումը, իրականացրել է պրոֆեսոր Եվգենի Ռոգաևը՝ Ռուսաստանի գիտությունների ակադեմիայի ընդհանուր գենետիկայի ինստիտուտի գենոմիկայի ամբիոնի վարիչ։

Վերջապես, ԴՆԹ-ի նույնականացման մեթոդի կիրառման մեկ այլ ոլորտ հայրության հաստատումն է: Հետազոտությունները ցույց են տալիս, որ օրինական հայրերի մի քանի տոկոսը կենսաբանական չեն: Երկար ժամանակ հայրությունը հաստատվել է երեխայի և ծնողի արյունը վերլուծելով՝ որոշել են արյան խումբը, Rh գործոնը և համեմատել տվյալները։ Այնուամենայնիվ, այս մեթոդն իր էությամբ անվստահելի էր, ինչպես այժմ հասկանում են հետազոտողները, և առաջացրեց բազմաթիվ սխալներ, որոնք վերածվեցին անձնական ողբերգությունների: ԴՆԹ-ի նույնականացման օգտագործումը վերլուծության ճշգրտությունը հասցրեց գրեթե 100%-ի: Այսօր հայրության հաստատման այս տեխնիկան հասանելի է նաև Ռուսաստանում։

Գենետիկ ախտորոշում

Մեկ մարդու գենոմի ամբողջական վերլուծությունը դեռևս մեծ ծախսեր է պահանջում՝ երկու միլիոն դոլար։ Ճիշտ է, տասը տարի հետո, երբ տեխնոլոգիաները բարելավվեն, գինը կնվազի, ըստ կանխատեսումների, հազար դոլարի։ Բայց ի վերջո հնարավոր է և ոչ բոլոր գեները նկարագրել։ Հաճախ բավական է գնահատել միայն գեների որոշակի խմբերի աշխատանքը, որոնք վճռորոշ են տարբեր հիվանդությունների առաջացման համար:

Գենետիկ ախտորոշումը պահանջում է հատուկ սարքեր՝ մանրանկարչություն, արագ և ճշգրիտ։ Այս սարքերը կոչվում են բիոչիպեր: ԴՆԹ-ի կառուցվածքը որոշող կենսաչիպերի աշխարհում առաջին արտոնագիրը պատկանում է Ռուսաստանին՝ Մոլեկուլային կենսաբանության ինստիտուտի ակադեմիկոս Անդրեյ Միրզաբեկովի թիմին։ V.A. Engelhardt RAS. Այնուհետեւ, անցյալ դարի 80-ականների վերջին Միրզաբեկովի թիմը մշակեց միկրոզանգվածների տեխնոլոգիան։ Հետագայում դրանք կոչվեցին բիոչիպեր։

Կենսաբանական միկրոչիպերը ապակուց կամ պլաստմասսայից պատրաստված փոքրիկ ափսե են, որի մակերեսին կան բազմաթիվ բջիջներ։ Այս հորերից յուրաքանչյուրը պարունակում է գենոմի որոշակի շրջանի մարկեր, որը պետք է հայտնաբերվի նմուշում: Եթե ​​հիվանդի արյան նմուշը գցվի կենսաչիպի վրա, ապա մենք կարող ենք պարզել, թե արդյոք այն պարունակում է այն, ինչ մենք փնտրում ենք. համապատասխան ջրհորը կփայլի լյումինեսցենտային պիտակի շնորհիվ:

Դիտելով օգտագործված բիոչիպը՝ հետազոտողները կարող են ախտորոշել որոշակի հիվանդությունների հակվածություն, ինչպես նաև հայտնաբերել հիվանդի արյան մեջ վտանգավոր վիրուսներ, օրինակ՝ տուբերկուլյոզ կամ հեպատիտ C։ Ի վերջո, վիրուսը ոչ այլ ինչ է, քան օտարի կտոր։ ԴՆԹ-ն սպիտակուցային թաղանթում: Նոր տեխնիկայի շնորհիվ կենսաբանական նյութերի բարդ լաբորատոր անալիզների տեւողությունը մի քանի շաբաթից կրճատվել է մեկ օրվա։

Այսօր կենսաբանական միկրոբիոչիպերը մշակվում են Եվրոպայի և ԱՄՆ-ի տասնյակ ընկերությունների կողմից: Այնուամենայնիվ, ռուսական բիոչիպերը հաջողությամբ դիմակայում են մրցակցությանը: Biochip-IMB թեստային համակարգի միջոցով մեկ անալիզն արժե ընդամենը 500 ռուբլի, մինչդեռ արտասահմանյան անալոգի օգտագործումն արժե 200-500 դոլար։

Իսկ Ռուսաստանի Գիտությունների ակադեմիայի մոլեկուլային կենսաբանության ինստիտուտը սկսել է բիոչիպերի սերտիֆիկացումը, որոնք հայտնաբերում են հեպատիտ C-ի վիրուսի տեսակները հիվանդի մոտ: Նոր տեխնոլոգիայի շուկայական ներուժը հսկայական է: Իսկապես, ավանդական անալիզների միջոցով ամեն երրորդ դեպքում հնարավոր չէ պարզել, թե որ տեսակին է պատկանում հայտնաբերված վիրուսը։ Այժմ այս խնդիրը լուծված է.

ԴՆԹ ախտորոշման օգնությամբ հնարավոր է ոչ միայն բացահայտել հիվանդությունները և դրանց նկատմամբ հակվածությունը, այլև կարգավորել ամենօրյա սննդակարգը։ Օրինակ՝ դրա մեջ ամբողջական կաթ ներառե՞լ, թե՞ ոչ։ Բանն այն է, որ շատերի մոտ անարատ կաթն առաջացնում է սրտխառնոց, փորլուծություն և ընդհանուր թուլություն: Դա պայմանավորված է կաթնային շաքարը քայքայող ֆերմենտի՝ ​​կաթնաշաքարի պակասով: Դրա պատճառով մարմնում անախորժություններ են առաջանում։ Իսկ ֆերմենտի առկայությունը գենետիկորեն պայմանավորված է։ Գենետիկական ուսումնասիրությունների համաձայն՝ մեր երկրում մեծահասակների մեկ երրորդ ու կեսը (կախված տարածաշրջանից) չի կարողանում մարսել ամբողջական կաթը։ Այնուամենայնիվ, դպրոցական սննդակարգը դեռ պահանջում է օրական մեկ բաժակ կաթ յուրաքանչյուր երեխայի համար: Ռուսաստանի գիտությունների ակադեմիայի ընդհանուր գենետիկայի ինստիտուտում մշակված ԴՆԹ ախտորոշման օգնությամբ հեշտ է պարզել, թե ում կարելի է խորհուրդ տալ ամբողջական կաթը, իսկ ում՝ ոչ: Սա է «Առողջ մարդկանց առողջության պահպանում» ծրագրի նպատակը, որն իրականացվում է Ռուսաստանի գիտությունների ակադեմիայի կողմից Տամբովի մարզի վարչակազմի հետ համատեղ:

Գենային թերապիա

Գենետիկ ախտորոշումը ապագայի բժշկության հիմքն է կառուցում: Բայց բժշկությունը միայն ախտորոշում չէ, այն նաև բուժում է։ Կարո՞ղ ենք շտկել կենդանի օրգանիզմի արատավոր գեները կամ փոխարինել դրանք ամբողջականով այն ծանր դեպքերում, երբ ավանդական բուժումն անզոր է: Դա գենային թերապիայի մարտահրավերն է:

Գենային թերապիայի էությունը բառերով պարզ է. անհրաժեշտ է կա՛մ «վերականգնել» կոտրված գենը այն հյուսվածքների և օրգանների բջիջներում, որտեղ այն չի գործում, կա՛մ լիարժեք գեն հասցնել հիվանդի օրգանիզմ, որը մենք ունենք: կարող է սինթեզվել փորձանոթում: Այսօր մշակվել են մի քանի մեթոդներ՝ բջիջներում նոր գեներ ներմուծելու համար։ Սա ներառում է չեզոքացված վիրուսների միջոցով գեների առաքում, գենետիկական նյութի միկրոներարկում բջջի միջուկ, հատուկ ատրճանակից բջիջների գնդակոծում ոսկու ամենափոքր մասնիկներով, որոնք իրենց մակերեսին առողջ գեներ են կրում և այլն: Մինչ այժմ շատ քիչ հաջողություններ են գրանցվել: գործնական գենային թերապիայի ոլորտում։ Այնուամենայնիվ, կան վառ ու սրամիտ բացահայտումներ, այդ թվում՝ ռուսական լաբորատորիաներում։

Այս գաղափարներից մեկը, որը նախատեսված է քաղցկեղի բուժման համար, կարելի է անկաշկանդ անվանել «տրոյական ձի»: Հերպեսի վիրուսի գեներից մեկը ներարկվում է քաղցկեղի բջիջների մեջ: Մինչև որոշակի ժամանակ այս «տրոյական ձին» ինքն իրեն չի բացահայտում։ Բայց արժե հիվանդի օրգանիզմ ներդնել հերպեսի (գանցիկլովիր) բուժման համար լայնորեն կիրառվող դեղամիջոց, քանի որ գենը սկսում է գործել։ Արդյունքում բջիջներում առաջանում է չափազանց թունավոր նյութ, որը ներսից քայքայում է ուռուցքը։ Քաղցկեղի գենային թերապիայի մեկ այլ տարբերակ գեների առաքումն է քաղցկեղի բջիջներին, որոնք կհրահրեն այսպես կոչված «ինքնասպանության» սպիտակուցների սինթեզը՝ հանգեցնելով քաղցկեղի բջիջների «ինքնասպանության»:

Քաղցկեղի բջիջներին գեներ փոխանցելու տեխնոլոգիան մշակվում է Կենսօրգանական քիմիայի ինստիտուտի գիտնականների մեծ խմբի կողմից: Մ.Մ. Շեմյակինը և Յու.Ա. Աշխատանքը ղեկավարում է ակադեմիկոս Եվգենի Սվերդլովը։ Նախագծում հիմնական շեշտը դրված է թոքերի քաղցկեղի (մահացության առաջին տեղ) և կերակրափողի քաղցկեղի (յոթերորդ տեղ) դեմ դեղամիջոցների ստեղծման վրա։ Այնուամենայնիվ, ստեղծվող մեթոդներն ու դիզայնը օգտակար կլինեն ցանկացած տեսակի քաղցկեղի դեմ պայքարելու համար, որոնց թիվը հարյուրից ավելի է։ Անհրաժեշտ կլինիկական փորձարկումներից հետո, եթե դրանք հաջող լինեն, դեղամիջոցները պրակտիկայում կմտնեն 2012թ.

Քաղցկեղի ախտորոշում

Ռուսաստանում և աշխարհում մեծ թվով գիտական ​​թիմեր աշխատում են քաղցկեղի խնդրի վրա։ Սա հասկանալի է. ամեն տարի քաղցկեղը մի փոքր ավելի քիչ մահացու բերք է հավաքում, քան սրտանոթային հիվանդությունները: Գիտնականների խնդիրն է ստեղծել տեխնոլոգիաներ, որոնք թույլ կտան հայտնաբերել քաղցկեղը ամենավաղ փուլերում և ոչնչացնել քաղցկեղային բջիջները՝ առանց օրգանիզմի համար կողմնակի ազդեցությունների։ Վաղ և արագ ախտորոշումը, երբ վերլուծությունը տևում է ընդամենը մի քանի ժամ, չափազանց կարևոր է սովորական քաղցկեղի բուժման համար: Բժիշկները գիտեն, որ հիվանդությունն ավելի հեշտ է կծել բողբոջում: Ուստի ամբողջ աշխարհի կլինիկաներին անհրաժեշտ են ախտորոշիչ տեխնոլոգիաներ, որոնք համապատասխանում են այդ պահանջներին: Այստեղ է, որ օգնության է հասնում կենսատեխնոլոգիան:

Քաղցկեղի վաղ և արագ ախտորոշման նոր մոտեցումն աշխարհում առաջին անգամ առաջարկել է Ալեքսանդր Չետվերինը Ռուսաստանի գիտությունների ակադեմիայի սպիտակուցային ինստիտուտից: Մեթոդի էությունը արյան մեջ հայտնաբերելն է այն mRNA մոլեկուլները, որոնք հեռացնում են տեղեկատվություն գենոմի համապատասխան մասերից և կրում են քաղցկեղի սպիտակուցների սինթեզի հրամանը: Եթե ​​նման մոլեկուլներ կան հիվանդի արյան նմուշում, ապա կարելի է ախտորոշել՝ կա քաղցկեղ։ Այնուամենայնիվ, խնդիրն այն է, որ արյան նմուշում այս մոլեկուլներից շատ քիչ կա, մինչդեռ կան շատ ուրիշներ: Ինչպե՞ս գտնել և տեսնել այն առանձին դեպքերը, որոնք մեզ անհրաժեշտ են: Այս խնդիրը լուծել է գիտնականների խումբը՝ Ա.Չետվերինի գլխավորությամբ։

Հետազոտողները սովորել են տարածել քաղցկեղի բջիջների փնտրված, բայց անտեսանելի մարկերային մոլեկուլները՝ օգտագործելով այսպես կոչված պոլիմերազային շղթայական ռեակցիան (PCR):

Արդյունքում, մեկ անտեսանելի մոլեկուլից աճում են ամբողջ մոլեկուլային գաղութներ, որոնք արդեն կարելի է տեսնել մանրադիտակի միջոցով։ Եթե ​​հիվանդի արյան նմուշը (ասենք, մեկ միլիլիտր) պարունակում է առնվազն մեկ քաղցկեղի բջիջ և մեկ մարկեր մոլեկուլ, ապա նորածին հիվանդությունը կարող է հայտնաբերվել:

Վերլուծությունը կարող է կատարվել ընդամենը մի քանի ժամում, իսկ դրա արժեքը մի քանի հազար ռուբլի է: Բայց եթե դուք զանգվածաբար օգտագործում եք, օրինակ, տարեկան կանխարգելիչ բժշկական հետազոտության ժամանակ, ապա գինը կարող է իջնել մինչև 300-500 ռուբլի:

Քաղցկեղի բուժում

Քաղցկեղի բուժման ոլորտում նույնպես կան կենսատեխնոլոգիայի վրա հիմնված մի քանի նոր մոտեցումներ։ Դրանցից մեկը սպեցիֆիկ հակամարմինների՝ որպես հակաքաղցկեղային գործակալների օգտագործումն է։

Հակամարմինները սպիտակուցային մոլեկուլներ են, որոնք արտադրվում են իմունային համակարգի բջիջների կողմից: Իրականում սա քիմիական զենք է, որը մեր օրգանիզմն օգտագործում է բոլոր տեսակի վիրուսների, ինչպես նաև մեր սեփական մարմնի այլասերված բջիջների դեմ պայքարում՝ քաղցկեղային: Եթե ​​իմունային համակարգը ինքնին չի կարողանում հաղթահարել քաղցկեղը, ապա նրան կարելի է օգնել։

Մոլեկուլային իմունոլոգիայի լաբորատորիայի (Կենսօրգանական քիմիայի ինստիտուտ, Ռուսաստանի գիտությունների ակադեմիա) գիտնականները՝ ՌԴ ԳԱ թղթակից անդամ Սերգեյ Դևի գլխավորությամբ, նախագծում են հակամարմինների նոր սերունդ, որոնք ճանաչում և ոչնչացնում են թիրախը: Այս մոտեցումը հիմնված է այսպես կոչված «կախարդական գնդակի» սկզբունքի վրա, որը միշտ և ճշգրիտ գտնում է իր զոհին։ Հակամարմինները լավագույնս համապատասխանում են այս դերին: Նրանց մոլեկուլի մի մասը ծառայում է որպես «ալեհավաք»՝ ուղղված թիրախին՝ քաղցկեղի բջջի մակերեսին։ Իսկ տարբեր վնասակար նյութեր կարող են կառչել հակամարմինների պոչից՝ տոքսիններ, օրգանական մոլեկուլներ, ռադիոակտիվ իզոտոպներ։ Նրանք ունեն տարբեր ազդեցություններ, բայց բոլորն էլ ի վերջո սպանում են ուռուցքը:

Քաղցկեղի բջիջները կարող են ոչնչացվել գրեթե բնական ճանապարհով: Բավական է սկսել ծրագրավորված բջիջների մահվան մեխանիզմը, մի տեսակ ինքնասպանություն, որը նախատեսված է բնության կողմից։ Գիտնականները դա անվանում են ապոպտոզ. Ինքնասպանության մեխանիզմը գործարկվում է ներբջջային ֆերմենտների կողմից, որոնք ոչնչացնում են բջջի ներսում գտնվող սպիտակուցները և հենց ԴՆԹ-ն: Ցավոք սրտի, քաղցկեղի բջիջները զարմանալիորեն դիմացկուն են, քանի որ նրանք գիտեն, թե ինչպես ճնշել իրենց ինքնասպանության «տրամադրությունը»: Խնդիրն այն է, որ այդ ֆերմենտներից շատ քիչ են քաղցկեղի բջիջներում, և, հետևաբար, դժվար է սկսել ապոպտոզը:

Սակայն այս խնդիրը նույնպես լուծված է։ Ինքնասպանության մեխանիզմը գործարկելու համար սիբիրցի գիտնականներն առաջարկում են բացել բջջային կառույցների թաղանթները, ինչպիսիք են միտոքոնդրիան։ Այդ դեպքում բջիջն անխուսափելիորեն կմեռնի: Ռուսաստանի գիտությունների ակադեմիայի Սիբիրի մասնաճյուղի կենսաօրգանական քիմիայի ինստիտուտը, «Վեկտոր» պետական ​​գիտական ​​կենտրոնը (Կոլցովո գյուղ), քաղաքային թոքային վիրաբուժական հիվանդանոցը (Նովոսիբիրսկ), «Բժշկական տեխնոլոգիաներ» գիտաարտադրական հիմնադրամը (Կուրգան), Ռուսաստանի բժշկական գիտությունների ակադեմիայի կլինիկական և փորձարարական իմունոլոգիայի գիտահետազոտական ​​ինստիտուտը (Նովոսիբիրսկ) մասնակցում է այս խոշոր նախագծին: Հետազոտողները միասին ընտրել են նյութեր, որոնք կարող են բացել բջջային կառուցվածքների թաղանթները և մշակել են այդ նյութերը քաղցկեղի բջիջ հասցնելու մեթոդ:

Պատվաստանյութեր

Կենդանիների իմունային համակարգի մասին մեր գիտելիքները կարող են օգտագործվել ոչ միայն քաղցկեղի, այլև ցանկացած վարակիչ հիվանդությունների բուժման համար: Շատ հիվանդությունների դեմ մենք իմունիտետ ենք ստանում «ժառանգությամբ», մյուսների նկատմամբ իմունիտետ ենք ձեռք բերում՝ տառապելով նոր վարակի հետևանքով առաջացած հիվանդությունից։ Բայց իմունիտետը նույնպես կարելի է մարզել, օրինակ՝ պատվաստման միջոցով։

Պատվաստման արդյունավետությունն առաջին անգամ ցուցադրվել է ավելի քան 200 տարի առաջ բժիշկ Էդվարդ Ջենների կողմից, ով ապացուցել է, որ կով հիվանդացած մարդը իմունիտետ է ձեռք բերել ջրծաղիկի նկատմամբ: Այդ ժամանակից ի վեր բազմաթիվ հիվանդություններ վերցվել են բժիշկների հսկողության տակ։ Պաստերի ժամանակներից ի վեր պատվաստանյութերում օգտագործվել են թուլացած կամ սպանված վիրուսներ։ Բայց սա սահմանափակումներ է դնում. չկան երաշխիքներ, որ պատվաստանյութը լիովին զերծ է ակտիվ վիրուսային մասնիկներից, դրանցից շատերի հետ աշխատելը մեծ խնամք է պահանջում, և պատվաստանյութի պահպանման ժամկետը կախված է պահպանման պայմաններից:

Այս դժվարությունները կարելի է շրջանցել՝ օգտագործելով գենետիկական ինժեներիայի մեթոդները: Օգտագործելով դրանք, դուք կարող եք զարգացնել բակտերիաների և վիրուսների առանձին բաղադրիչներ, այնուհետև դրանք տրամադրել հիվանդներին. պաշտպանիչ ազդեցությունը ավելի վատ չի լինի, քան սովորական պատվաստանյութերը: Գենետիկորեն մշակված առաջին պատվաստանյութերը կենդանիների համար էին` ոտքի և բերանի հիվանդության, կատաղության, դիզենտերիայի և կենդանիների այլ հիվանդությունների դեմ: Առաջին գենետիկորեն մշակված մարդու պատվաստանյութը հեպատիտ B-ի պատվաստումն էր:

Այսօր, վարակների մեծ մասի համար, մենք կարող ենք պատվաստանյութեր պատրաստել՝ դասական կամ գենետիկորեն մշակված: Հիմնական խնդիրը կապված է քսաներորդ դարի ժանտախտի՝ ՁԻԱՀ-ի հետ։ Պատվաստումը հենց նրա համար է: Ի վերջո, այն ուժեղացնում է իմունային համակարգը, ստիպում է օրգանիզմին ավելի շատ իմունային բջիջներ արտադրել: Իսկ մարդու իմունային անբավարարության վիրուսը (ՄԻԱՎ), որն առաջացնում է ՁԻԱՀ, ապրում ու բազմանում է այս բջիջներում։ Այսինքն՝ մենք նրան էլ ավելի շատ հնարավորություններ ենք տալիս՝ վարակելու իմունային համակարգի նոր, առողջ բջիջներ։

ՁԻԱՀ-ի դեմ պատվաստանյութերի որոնման հետազոտությունը երկար պատմություն ունի և հիմնված է անցյալ դարի 70-ական թվականներին ապագա ակադեմիկոսներ Ռ.Վ.Պետրովի, Վ.Ա.Կաբանովի և Ռ.Մ.Խայտովի կողմից արված հայտնագործության վրա: Դրա էությունը կայանում է նրանում, որ պոլիէլեկտրոլիտներ (լիցքավորված պոլիմերային մոլեկուլներ, որոնք լուծելի են ջրի մեջ)փոխազդում է իմունային համակարգի բջիջների հետ և դրդում վերջիններիս ինտենսիվ հակամարմիններ արտադրելու։ Եվ եթե, օրինակ, վիրուսի կեղևը կազմող սպիտակուցներից մեկը կցվի պոլիէլեկտրոլիտի մոլեկուլին, ապա այս վիրուսի դեմ իմունային պատասխանը կմիանա։ Ըստ գործողության մեխանիզմի՝ նման պատվաստանյութը սկզբունքորեն տարբերվում է նախկինում աշխարհում ստեղծված բոլոր պատվաստանյութերից։

Աշխարհում առաջին և առայժմ միակ պոլիէլեկտրոլիտը, որը թույլատրվում է ներմուծել մարդու օրգանիզմ, դարձել է. պոլիօքսիդոնիում. Այնուհետեւ պոլիմերին «կարել են» գրիպի վիրուսի սպիտակուցները։ Արդյունքը եղավ Grippol պատվաստանյութը, որը գրեթե 10 տարի պաշտպանում է Ռուսաստանում միլիոնավոր մարդկանց վիրուսային վարակից։

Նույն մեթոդաբանությամբ այսօր ստեղծվում է ՁԻԱՀ-ի դեմ պատվաստանյութ։ ՁԻԱՀ-ի վիրուսին բնորոշ սպիտակուցը կապված էր պոլիէլեկտրոլիտի հետ: Ստացված պատվաստանյութը հաջողությամբ փորձարկվել է մկների և նապաստակների վրա։ Նախակլինիկական փորձարկումների արդյունքների հիման վրա ՌԴ ԳԱ Իմունոլոգիայի ինստիտուտին կամավորների մասնակցությամբ կլինիկական փորձարկումներ իրականացնելու թույլտվություն է տրվել։ Եթե ​​դեղամիջոցի փորձարկման բոլոր փուլերը հաջող լինեն, այն կարող է օգտագործվել ոչ միայն ՄԻԱՎ վարակի կանխարգելման, այլ նաև ՁԻԱՀ-ի բուժման համար:

Կենսատեխնոլոգիայի կողմից նվիրաբերված դեղամիջոցներ

Դեղորայքը շարունակում է մնալ բժշկական պրակտիկայի հիմնական գործիքը։ Սակայն դեղերի առյուծի բաժինն արտադրող քիմիական արդյունաբերության հնարավորությունները սահմանափակ են։ Շատ նյութերի քիմիական սինթեզը բարդ է և հաճախ անհնարին, ինչպես, օրինակ, սպիտակուցների ճնշող մեծամասնության սինթեզը։ Այստեղ է, որ օգնության է հասնում կենսատեխնոլոգիան:

Միկրոօրգանիզմների օգտագործմամբ դեղերի արտադրությունը երկար պատմություն ունի։ Առաջին հակաբիոտիկը՝ պենիցիլինը, մեկուսացվել է բորբոսից 1928 թվականին, իսկ դրա արդյունաբերական արտադրությունը սկսվել է 1940 թվականին։ Պենիցիլինից հետո հայտնաբերվեցին և զանգվածային արտադրության այլ հակաբիոտիկներ:

Երկար ժամանակ մարդկային սպիտակուցների վրա հիմնված շատ դեղամիջոցներ կարելի էր ձեռք բերել միայն փոքր քանակությամբ, դրանց արտադրությունը շատ թանկ էր։ Գենային ճարտարագիտությունը հույս է տվել, որ սպիտակուցային դեղամիջոցների տեսականին և դրանց թիվը կտրուկ կավելանա։ Եվ այս սպասումներն արդարացան։ Կենսատեխնոլոգիական միջոցներով ստացված մի քանի տասնյակ դեղամիջոցներ արդեն մտել են բժշկական պրակտիկա։ Փորձագետների կարծիքով՝ գենետիկորեն մշակված սպիտակուցների վրա հիմնված դեղամիջոցների համաշխարհային շուկայի տարեկան ծավալն ավելանում է 15%-ով և մինչև 2010 թվականը կկազմի 18 մլրդ դոլար։

Այս ոլորտում մեր կենսատեխնոլոգների աշխատանքի ամենավառ օրինակը գենետիկորեն մշակված մարդու ինսուլինն է, որն արտադրվում է Կենսօրգանական քիմիայի ինստիտուտում: M.M.Shemyakin և Yu.A.Ovchinnikov RAS: Ինսուլինը, այսինքն՝ սպիտակուցային կառուցվածքի հորմոնը, կարգավորում է մեր օրգանիզմում շաքարի քայքայումը։ Այն կարելի է հանել կենդանիներից։ Նրանք նախկինում այդպես էին վարվում: Բայց նույնիսկ խոզերի ենթաստամոքսային գեղձի ինսուլինը, կենսաքիմիապես մեզ ամենամոտ կենդանիները, դեռ մի փոքր տարբերվում են մարդուց:

Նրա ակտիվությունը մարդու օրգանիզմում ավելի ցածր է, քան մարդկային ինսուլինի ակտիվությունը։ Բացի այդ, մեր իմունային համակարգը չի հանդուրժում օտար սպիտակուցները և ամբողջ ուժով մերժում է դրանք։ Հետևաբար, խոզի ներարկված ինսուլինը կարող է անհետանալ մինչև բուժիչ ազդեցություն ունենալու ժամանակ չունենա: Խնդիրը լուծվել է գենետիկական տեխնոլոգիայի միջոցով, ըստ որի՝ այսօր արտադրվում է մարդու ինսուլին, այդ թվում՝ Ռուսաստանում։

Բացի կենսաօրգանական քիմիայի ինստիտուտում գենետիկորեն մշակված մարդու ինսուլինից: Մ. Մ. Շեմյակինան և Յու. Ա. Օվչիննիկովը Ռուսաստանի գիտությունների ակադեմիայից, IBCh RAS-ից, Ռուսաստանի Բժշկական գիտությունների ակադեմիայի Արյունաբանական հետազոտական ​​կենտրոնի հետ համատեղ ստեղծեցին արյան զանգվածային կորստի դեմ սպիտակուցների արտադրության տեխնոլոգիա: Մարդու շիճուկի ալբումինը և արյան մակարդման գործոնը առաջին օգնության և վերակենդանացման հիանալի գործիքներ են, որոնք պահանջվում են աղետների բժշկության կողմից:

գենետիկորեն ձևափոխված բույսեր

Գենետիկայի ոլորտում օրեցօր համալրվող մեր գիտելիքները թույլ են տվել ստեղծել ոչ միայն գենետիկական թեստեր՝ հիվանդությունների և լուսաշող սպիտակուցների, պատվաստանյութերի և դեղամիջոցների, այլ նաև նոր օրգանիզմների ախտորոշման համար։ Այսօր հազիվ թե գտնվի մարդ, ով չի լսել գենետիկորեն ձևափոխված կամ տրանսգենային օրգանիզմների (ԳՁՕ) մասին։ Սրանք բույսեր կամ կենդանիներ են, որոնց ԴՆԹ-ի գեները ներմուծվում են դրսից՝ այդ օրգանիզմներին տալով նոր, օգտակար, մարդկային տեսանկյունից, հատկություններ։

ԳՁՕ բանակը մեծ է. Նրա շարքում կան օգտակար մանրէներ, որոնք աշխատում են կենսատեխնոլոգիական գործարաններում և արտադրում են մեզ համար շատ օգտակար նյութեր, և բարելավված հատկություններով գյուղատնտեսական մշակաբույսերը, և կաթնասունները, որոնք տալիս են ավելի շատ միս, ավելի շատ կաթ:

ԳՁՕ-ների ամենազանգվածային ստորաբաժանումներից մեկը, իհարկե, բույսերն են: Չէ՞ որ նրանք անհիշելի ժամանակներից ծառայում են որպես կեր մարդուն, կերակուր կենդանիներին։ Բույսերից մենք ստանում ենք մանրաթելեր շինարարության համար, նյութեր դեղամիջոցների և օծանելիքի համար, հումք քիմիական արդյունաբերության և էներգետիկայի համար, կրակ և ջերմություն:

Մենք շարունակում ենք բարելավել բույսերի որակը և զարգացնել նոր սորտեր բուծման միջոցով: Բայց այս տքնաջան և ժամանակատար գործընթացը շատ ժամանակ է պահանջում: Գենետիկական ճարտարագիտությունը, որը մեզ թույլ է տվել օգտակար գեներ մտցնել բույսերի գենոմի մեջ, բուսաբուծությունը բարձրացրել է բոլորովին նոր մակարդակի:

Առաջին տրանսգենային բույսը, որը ստեղծվել է քառորդ դար առաջ, ծխախոտն էր, և այժմ աշխարհում արդյունաբերական մասշտաբով օգտագործվում է 160 տրանսգենային մշակաբույս: Դրանցից են եգիպտացորենն ու սոյայի հատիկները, բրինձն ու ռապանը, բամբակն ու կտավատը, լոլիկն ու դդումը, ծխախոտն ու ճակնդեղը, կարտոֆիլն ու մեխակը և այլն։

Ռուսաստանի գիտությունների ակադեմիայի բիոինժեներական կենտրոնում՝ ակադեմիկոս Կ.Գ.Սկրյաբինի գլխավորությամբ։ Նրանք բելառուս գործընկերների հետ ստեղծեցին գենետիկորեն ձևափոխված առաջին կենցաղային մշակաբույսը՝ Էլիզավետա կարտոֆիլի սորտը, որը դիմացկուն է Կոլորադոյի կարտոֆիլի բզեզին:

Առաջին գենետիկորեն ձևափոխված մշակաբույսերը, որոնք արտադրվել են 1980-ականների սկզբին, դիմացկուն էին թունաքիմիկատների և միջատների նկատմամբ: Այսօր գենետիկ ինժեներիայի օգնությամբ մենք ստանում ենք սորտեր, որոնք պարունակում են ավելի շատ սննդանյութեր, դիմացկուն են բակտերիաների և վիրուսների, երաշտի և ցրտի նկատմամբ։ 1994 թվականին առաջին անգամ ստեղծվել է փտում դիմացկուն լոլիկի սորտը։ Այս բազմազանությունը գենետիկորեն ձևափոխված ապրանքների շուկաներում հայտնվեց երկու տարվա ընթացքում։ Մեկ այլ տրանսգենային արտադրանք՝ Ոսկե բրինձը, լայն ճանաչում է ձեռք բերել։ Նրանում, ի տարբերություն սովորական բրնձի, ձևավորվում է բետա-կարոտին՝ վիտամին A-ի նախադրյալ, որը բացարձակապես անհրաժեշտ է օրգանիզմի աճի համար։ Ոսկե բրինձը մասամբ լուծում է լավ սնվելու խնդիրը այն երկրներում, որտեղ բրինձը շարունակում է մնալ սննդակարգի հիմնական ուտեստը: Եվ սա առնվազն երկու միլիարդ մարդ է:

Սնուցումն ու բերքատվությունը միակ նպատակները չեն, որ հետապնդում են գենետիկ ինժեներները: Հնարավոր է ստեղծել բույսերի այնպիսի տեսակներ, որոնք իրենց տերևներում և պտուղներում կպարունակեն պատվաստանյութեր և դեղամիջոցներ։ Սա շատ արժեքավոր և հարմար է. տրանսգենային բույսերի պատվաստանյութերը չեն կարող վարակվել կենդանական վտանգավոր վիրուսներով, իսկ բույսերն իրենք կարող են հեշտությամբ աճել մեծ քանակությամբ: Եվ, վերջապես, բույսերի հիման վրա կարելի է ստեղծել «ուտելի» պատվաստանյութեր, երբ պատվաստման համար բավական է ուտել որոշակի քանակությամբ տրանսգենային միրգ կամ բանջարեղեն, օրինակ՝ կարտոֆիլ կամ բանան։ Օրինակ՝ գազարը, որը պարունակում է նյութեր, որոնք մասնակցում են օրգանիզմի իմունային պատասխանի ձևավորմանը։ Նման բույսերը համատեղ ստեղծվել են Սիբիրի երկու առաջատար կենսաբանական ինստիտուտների գիտնականների կողմից՝ Ռուսաստանի գիտությունների ակադեմիայի Սիբիրյան մասնաճյուղի բջջաբանության և գենետիկայի ինստիտուտի և Ռուսաստանի գիտությունների ակադեմիայի Սիբիրյան մասնաճյուղի քիմիական կենսաբանության և հիմնարար բժշկության ինստիտուտի: .

Չի կարելի ասել, որ հասարակությունը զգուշանում է գենետիկորեն ձևափոխված բույսերից (GMPs): Իսկ բուն գիտական ​​հանրությունում ԳՄՌ հնարավոր պոտենցիալ վտանգի մասին քննարկումը շարունակվում է։ Ուստի ամբողջ աշխարհում ուսումնասիրություններ են կատարվում ԳՄՌ-ի օգտագործման հետ կապված ռիսկերը գնահատելու համար՝ պարենային, ագրոտեխնիկական, բնապահպանական։ Մինչ Առողջապահության համաշխարհային կազմակերպությունը նշում է հետևյալը. «ԳՁ մշակաբույսերի առևտրային օգտագործման 10 տարվա փորձը, հատուկ ուսումնասիրությունների արդյունքների վերլուծությունը ցույց է տալիս, որ մինչ այժմ գրանցված ԳՄ մշակաբույսերի թունավորության կամ անբարենպաստ ազդեցության որևէ ապացուցված դեպք չի գրանցվել: որպես սննդի կամ կերային աղբյուրներ աշխարհում»։

1996 թվականից, երբ սկսվեց ՀՄՌ-ի առևտրային մշակումը, մինչև 2007 թվականը, տրանսգենային բույսերով տնկված ընդհանուր տարածքը 1,7 միլիոնից հասավ 114 միլիոն հեկտարի, ինչը կազմում է աշխարհի բոլոր վարելահողերի մոտ 9%-ը: Ընդ որում, այս տարածքի 99%-ը զբաղեցնում է հինգ մշակաբույսերը՝ սոյայի հատիկները, բամբակը, բրինձը, եգիպտացորենը և ռապանը։ Նրանց արտադրության ընդհանուր ծավալում գենետիկորեն ձևափոխված սորտերը կազմում են ավելի քան 25%: GMR-ի օգտագործման բացարձակ առաջատարը ԱՄՆ-ն է, որտեղ արդեն 2002 թվականին բամբակի և սոյայի 75%-ը տրանսգեն էր։ Արգենտինայում տրանսգենային սոյայի տեսակարար կշիռը կազմել է 99%, Կանադայում այս եղանակով արտադրվել է ռեփի սերմի 65%-ը, իսկ Չինաստանում՝ բամբակի 51%-ը։ HMR մշակումը 2007 թվականին ներգրավել է 12 միլիոն ֆերմերների, որոնց 90%-ը ապրում է զարգացող երկրներում: Ռուսաստանում HMR-ի արդյունաբերական մշակումն արգելված է օրենքով։

գենետիկորեն ձևափոխված կենդանիներ

Նմանատիպ ռազմավարություն օգտագործվում է գենետիկ ինժեներների կողմից՝ կենդանիների նոր ցեղատեսակներ բուծելու համար: Այս դեպքում ինչ-որ արժեքավոր հատկանիշի դրսևորման համար պատասխանատու գենը ներմուծվում է բեղմնավորված ձվի մեջ, որից նոր օրգանիզմ է զարգանում։ Օրինակ, եթե կենդանու գեների հավաքածուն լրացվում է աճը խթանող հորմոնի գենով, ապա այդպիսի կենդանիներն ավելի արագ կաճեն ավելի քիչ սպառված սննդի դեպքում: Արդյունքն ավելի էժան միսն է։

Կենդանին կարող է լինել ոչ միայն մսի և կաթի, այլ նաև այս կաթի մեջ պարունակվող բուժիչ նյութերի աղբյուր։ Օրինակ՝ մարդկային ամենաթանկ սպիտակուցները։ Դրանցից մի քանիսի մասին արդեն խոսել ենք։ Այժմ այս ցանկը կարող է համալրվել լակտոֆերինով՝ սպիտակուց, որը պաշտպանում է նորածին երեխաներին վտանգավոր միկրոօրգանիզմներից մինչև իրենց սեփական իմունիտետը չաշխատի։

Կնոջ օրգանիզմն այս նյութը արտադրում է կրծքի կաթի առաջին չափաբաժիններով։ Ցավոք, ոչ բոլոր մայրերն ունեն կաթ, ուստի նորածինների առողջությունը պահպանելու համար արհեստական ​​կերակրման համար անհրաժեշտ է ավելացնել մարդկային լակտոֆերինը: Եթե ​​սննդակարգում բավարար պաշտպանիչ սպիտակուց կա, ապա աղեստամոքսային տարբեր վարակներից արհեստական ​​նորածինների մահացությունը կարող է տասնապատկվել։ Այս սպիտակուցը պահանջված է ոչ միայն մանկական սննդի արդյունաբերությունում, այլեւ, օրինակ, կոսմետիկայի ոլորտում։

Մարդու լակտոֆերինով այծի կաթի արտադրության տեխնոլոգիան մշակվում է Ռուսաստանի գիտությունների ակադեմիայի գենային կենսաբանության ինստիտուտում և Բելառուսի ԳԱԱ անասնաբուծության գիտագործնական կենտրոնում։ Այս տարի ծնվել են առաջին երկու տրանսգենիկ երեխաները։ Դրանցից յուրաքանչյուրի ստեղծման համար մի քանի տարվա հետազոտությունների ընթացքում ծախսվել է 25 միլիոն ռուբլի։ Մնում է սպասել, մինչև նրանք մեծանան, բազմանան և սկսեն կաթ տալ մարդկային արժեքավոր սպիտակուցով։

Բջջային ճարտարագիտություն

Կենսատեխնոլոգիայի մեկ այլ գայթակղիչ ոլորտ կա՝ բջջային տեխնոլոգիա: Իրենց կարողություններով ֆանտաստիկ ցողունային բջիջները ապրում ու գործում են մարդու մարմնում։ Նրանք փոխարինում են մեռած բջիջներին (ասենք՝ էրիթրոցիտը, կարմիր արյան բջիջը, ապրում է ընդամենը 100 օր), նրանք բուժում են մեր կոտրվածքներն ու վերքերը, վերականգնում են վնասված հյուսվածքները։

Ցողունային բջիջների գոյությունը կանխատեսել էր Սանկտ Պետերբուրգից ռուս արյունաբան Ալեքսանդր Մաքսիմովը դեռ 1909 թվականին։ Մի քանի տասնամյակ անց նրա տեսական ենթադրությունը հաստատվեց փորձարարական եղանակով՝ ցողունային բջիջները հայտնաբերվեցին և մեկուսացվեցին։ Բայց իսկական բումը սկսվեց 20-րդ դարի վերջին, երբ փորձարարական տեխնոլոգիայի առաջընթացը հնարավորություն տվեց տեսնել այդ բջիջների ներուժը:

Առայժմ ցողունային բջիջների օգտագործման հետ կապված բժշկության առաջընթացն ավելի քան համեստ է: Մենք գիտենք, թե ինչպես կարելի է մեկուսացնել, պահել, բազմապատկել և փորձարկել այս բջիջները: Բայց մենք դեռ լիովին չենք հասկանում նրանց կախարդական փոխակերպումների մեխանիզմը, երբ անդեմ ցողունային բջիջը վերածվում է արյան բջիջի կամ մկանային հյուսվածքի։ Մենք դեռ լիովին չենք հասկացել քիմիական լեզուն, որով ցողունային բջիջը հրամայված է փոխակերպվել: Այս անտեղյակությունը ռիսկեր է առաջացնում ցողունային բջիջների օգտագործումից և խոչընդոտում է դրանց ակտիվ ներդրմանը բժշկական պրակտիկայում: Այնուամենայնիվ, առաջընթացներ կան տարեցների չբուժող կոտրվածքների բուժման, ինչպես նաև սրտի կաթվածից և սրտի վիրահատությունից հետո վերականգնման գործում:

Ռուսաստանում մշակվել է ցանցաթաղանթի այրվածքների բուժման մեթոդ՝ օգտագործելով մարդու ուղեղի ցողունային բջիջները։ Եթե ​​այս բջիջները մտցվեն աչքի մեջ, դրանք ակտիվորեն կտեղափոխվեն այրվածքի տարածք, որը գտնվում է վնասված ցանցաթաղանթի արտաքին և ներքին շերտերում և կխթանի այրվածքի ապաքինումը։ Մեթոդը մշակվել է Մոսկվայի աչքի հիվանդությունների գիտահետազոտական ​​ինստիտուտի գիտնականների հետազոտական ​​խմբի կողմից: Գ.Հելմհոլց Ռուսաստանի Դաշնության Առողջապահության նախարարություն, Զարգացման կենսաբանության ինստիտուտ: Ն.Կ.Կոլցովի ՌԳԱ, Գենային կենսաբանության ինստիտուտ ՌԳԱ և Ռուսաստանի բժշկական գիտությունների ակադեմիայի մանկաբարձության, գինեկոլոգիայի և պերինատոլոգիայի գիտական ​​կենտրոն:

Մինչ մենք ցողունային բջիջների մասին գիտելիքների կուտակման փուլում ենք։ Գիտնականների ջանքերը կենտրոնացած են հետազոտությունների, ենթակառուցվածքների, մասնավորապես՝ ցողունային բջիջների բանկերի ստեղծման վրա, որոնցից առաջինը Ռուսաստանում Գեմաբանկն էր։ Օրգանների աճը, ցրված սկլերոզի և նեյրոդեգեներատիվ հիվանդությունների բուժումը ապագան է, թեև ոչ այնքան հեռավոր:

կենսաինֆորմատիկա

Գիտելիքների ու տեղեկատվության քանակը ձնագնդի պես աճում է։ Սովորելով կենդանի համակարգերի գործունեության սկզբունքները՝ մենք գիտակցում ենք կենդանի նյութի կառուցվածքի անհավանական բարդությունը, որում մի շարք կենսաքիմիական ռեակցիաներ խճճվածորեն միահյուսվում են միմյանց և կազմում բարդ ցանցեր: Կյանքի այս «սարդոստայնը» հնարավոր է բացել միայն կենդանի համակարգերում պրոցեսների մոդելավորման ժամանակակից մաթեմատիկական մեթոդների կիրառմամբ։

Այդ իսկ պատճառով կենսաբանության և մաթեմատիկայի խաչմերուկում ծնվեց մի նոր ուղղություն՝ կենսաինֆորմատիկան, առանց որի կենսատեխնոլոգների աշխատանքն արդեն անհնար է պատկերացնել։ Կենսաինֆորմատիկայի մեթոդների մեծ մասն, իհարկե, աշխատում է բժշկության համար, մասնավորապես՝ նոր բուժական միացությունների որոնման համար։ Դրանք կարելի է որոնել՝ հիմնվելով մոլեկուլի կառուցվածքի իմացության վրա, որը պատասխանատու է որոշակի հիվանդության զարգացման համար։ Եթե ​​նման մոլեկուլը արգելափակված է բարձր ճշգրտությամբ ընտրված ինչ-որ նյութով, ապա հիվանդության ընթացքը կարելի է դադարեցնել։ Կենսաինֆորմատիկան հնարավորություն է տալիս հայտնաբերել կլինիկական օգտագործման համար հարմար արգելափակող մոլեկուլ: Եթե ​​գիտենք թիրախը, ասենք, «հիվանդություն առաջացնող» սպիտակուցի կառուցվածքը, ապա համակարգչային ծրագրերի օգնությամբ կարող ենք մոդելավորել դեղամիջոցի քիմիական կառուցվածքը։ Այս մոտեցումը կարող է զգալիորեն խնայել ժամանակն ու ռեսուրսները, որոնք ծախսվում են տասնյակ հազարավոր քիմիական միացությունների տեսակավորման և փորձարկման վրա:

Ռուսաստանում բիոինֆորմատիկա օգտագործող դեղերի ստեղծման առաջատարների թվում է «Խիմրար» ընկերությունը։ Պոտենցիալ հակաքաղցկեղային դեղամիջոցների որոնման համար այն զբաղվում է, մասնավորապես, հազարավոր քիմիական միացությունների սկրինինգով։ Ռուսաստանի գիտությունների ակադեմիայի Սիբիրյան մասնաճյուղի բջջաբանության և գենետիկայի ինստիտուտը նույնպես բիոինֆորմատիկայով զբաղվող ռուսական ամենաուժեղ գիտահետազոտական ​​կենտրոններից է։ 1960-ականներից սկսած Նովոսիբիրսկի Ակադեմգորոդոկում ձևավորվեց եզակի գիտական ​​դպրոց, որը միավորեց կենսաբաններին և մաթեմատիկոսներին։ Նովոսիբիրսկի բիոինֆորմատիկոսների աշխատանքի հիմնական ոլորտը բջիջների ներսում սպիտակուցների փոխազդեցության վերլուծությունն է և նոր դեղամիջոցների համար հնարավոր մոլեկուլային թիրախների որոնումը:

Որոշակի հիվանդության զարգացման մեխանիզմը հասկանալու համար կարևոր է իմանալ, թե հիվանդ բջիջում աշխատող հազարավոր գեներից որն է իրականում պատասխանատու հիվանդության համար: Այս հեշտ գործը բարդանում է նրանով, որ գեները, որպես կանոն, միայնակ չեն գործում, այլ միայն այլ գեների հետ համատեղ։ Բայց ինչպե՞ս հաշվի առնել այլ գեների ներդրումը կոնկրետ հիվանդության մեջ: Եվ ահա բժիշկներին օգնության է հասնում բիոինֆորմատիկան։ Մաթեմատիկական ալգորիթմների միջոցով հնարավոր է կառուցել քարտեզ, որի վրա ուղիների հատումները ցույց են տալիս գեների փոխազդեցությունները։ Նման քարտեզները բացահայտում են գեների կլաստերներ, որոնք աշխատում են հիվանդ բջիջում հիվանդության տարբեր փուլերում: Այս տեղեկատվությունը չափազանց կարևոր է, օրինակ, քաղցկեղի բուժման ռազմավարություն ընտրելու համար՝ կախված հիվանդության փուլից:

Արդյունաբերական կենսատեխնոլոգիա

Մարդը բիոտեխնոլոգիան օգտագործել է անհիշելի ժամանակներից: Մարդիկ կաթից պանիր էին պատրաստում, ձմռան համար խմորում կաղամբը, պատրաստում էին զվարճալի ըմպելիքներ այն ամենից, ինչ խմորվում էր: Այս ամենը դասական մանրէաբանական գործընթացներ են, որոնց հիմնական շարժիչ ուժը միկրոօրգանիզմն է՝ ամենափոքր կենդանի համակարգը։

Այսօր կենսատեխնոլոգիայի կողմից լուծվող խնդիրների շրջանակը անհավատալիորեն ընդլայնվել է։ Մենք արդեն խոսել ենք հիվանդությունների գենետիկ ախտորոշման, կենսատեխնոլոգիայի, գենետիկորեն ձևափոխված օրգանիզմների օգնությամբ ստացված նոր պատվաստանյութերի և դեղամիջոցների մասին։ Այնուամենայնիվ, կյանքը նաև այլ մարտահրավերներ է դնում: Հսկայական քիմիական արդյունաբերությունը, որտեղ մենք ստանում ենք հարմարավետ կենսամիջավայր կառուցելու համար անհրաժեշտ նյութեր (մանրաթելեր, պլաստմասսա, շինանյութեր և շատ ավելին), այսօր այլևս այնքան գրավիչ չեն թվում, որքան 60 տարի առաջ: Նրանք խժռում են մեծ քանակությամբ էներգիա և ռեսուրսներ (բարձր ճնշում, ջերմաստիճան, թանկարժեք մետաղների կատալիզատորներ), աղտոտում են շրջակա միջավայրը և գրավում թանկարժեք հողերը։ Այստեղի բիոտեխնոլոգիաները կարո՞ղ են փոխարինում առաջարկել:

Այո նրանք կարող են. Օրինակ՝ գենետիկորեն ձևափոխված միկրոօրգանիզմները, որոնք աշխատում են որպես արդյունավետ կատալիզատորներ արդյունաբերական քիմիական գործընթացների համար: Նման կենսակատալիզատորներ ստեղծվել են Գենետիկայի և միկրոօրգանիզմների բուծման համառուսական գիտահետազոտական ​​ինստիտուտում, օրինակ՝ թունավոր նյութի ակրիալամիդ ստանալու վտանգավոր և կեղտոտ փուլի համար։ Այն պատրաստված է պոլիմերից պոլիակրիլամիդ,օգտագործվում է ջրի մաքրման և տակդիրների արտադրության մեջ, ծածկված թղթի արտադրության մեջ և շատ այլ նպատակներով: Բիոկատալիզատորը թույլ է տալիս քիմիական ռեակցիային արտադրել մոնոմեր սենյակային ջերմաստիճանում՝ առանց ագրեսիվ ռեակտիվների և բարձր ճնշման օգտագործման:

Բիոկատալիզատորը Ռուսաստանում արդյունաբերական օգտագործման է բերվել «Բիոամիդ» ՓԲԸ-ի (Սարատով) գիտական ​​խմբի ջանքերով՝ Սերգեյ Վորոնինի ղեկավարությամբ: Նույն թիմը մշակել է ասպարաթթվի արտադրության կենսատեխնոլոգիա և ստեղծել ներմուծվող «Ասպարկամ Լ» սրտաբանական դեղամիջոցը: Դեղը արդեն մտել է Ռուսաստանի և Բելառուսի շուկա։ Ռուսական դեղամիջոցը ոչ միայն ավելի էժան է, քան ներմուծված անալոգները, այլեւ, ըստ բժիշկների, ավելի արդյունավետ: Բանն այն է, որ «Ասպարկամ Լ»-ը պարունակում է թթվի միայն մեկ օպտիկական իզոմեր, որն ունի թերապևտիկ ազդեցություն։ Իսկ արևմտյան գործընկերը՝ պանանգինը, հիմնված է երկու օպտիկական իզոմերների՝ L և D խառնուրդի վրա, որոնցից երկրորդը պարզապես ծառայում է որպես բալաստ։ Bioamide թիմի հայտնագործությունը կայանում է նրանում, որ նրանք կարողացան առանձնացնել այս երկու դժվար բաժանվող իզոմերները և գործընթացը դնել արդյունաբերական հիմքի վրա:

Հնարավոր է, որ ապագայում հսկա քիմիական գործարաններն ընդհանրապես վերանան, իսկ դրանց փոխարեն լինեն շրջակա միջավայրին չվնասող փոքր անվտանգ արտադրամասեր, որտեղ կաշխատեն միկրոօրգանիզմները՝ արտադրելով բոլոր անհրաժեշտ միջանկյալ արտադրանքները տարբեր ոլորտների համար։ Բացի այդ, փոքր կանաչ գործարանները, լինեն միկրոօրգանիզմներ, թե բույսեր, մեզ թույլ են տալիս ստանալ օգտակար նյութեր, որոնք հնարավոր չէ պատրաստել քիմիական ռեակտորում։ Օրինակ, սարդի մետաքսի սպիտակուցը: Թակարդի ցանցերի շրջանակի թելերը, որոնք սարդը հյուսում է իր զոհերի համար, մի քանի անգամ ավելի ամուր են, քան պողպատը կոտրման ժամանակ: Թվում է, թե սարդերը դնում են արհեստանոցներում և դրանցից սպիտակուցային թելեր են քաշում։ Բայց սարդերը նույն բանկայի մեջ չեն ապրում, նրանք իրար կուտեն:

Գեղեցիկ լուծում է գտել գիտնականների խումբը՝ կենսաբանության դոկտոր Վլադիմիր Բոգուշի (Գենետիկայի և միկրոօրգանիզմների ընտրության պետական ​​գիտահետազոտական ​​ինստիտուտ) և կենսաբանության դոկտոր Էլեոնորա Փիրուզյանի (ՌԳԱ ընդհանուր գենետիկայի ինստիտուտ): Նախ, սարդի գենոմից առանձնացվել են սարդի մետաքսի սպիտակուցի սինթեզի համար պատասխանատու գեները։ Այդ գեները այնուհետև տեղադրվեցին խմորիչի և ծխախոտի բջիջների մեջ: Ե՛վ նրանք, և՛ մյուսները սկսեցին արտադրել մեզ անհրաժեշտ սպիտակուցը: Արդյունքում ստեղծվել է եզակի և գրեթե բնական կառուցվածքային նյութի արտադրության տեխնոլոգիայի հիմքը՝ թեթև և չափազանց դիմացկուն, որից կարելի է պատրաստել պարաններ, զրահաբաճկոններ և շատ ավելին։

Կան նաև այլ խնդիրներ։ Օրինակ՝ հսկայական քանակությամբ թափոններ։ Կենսատեխնոլոգիան թույլ է տալիս թափոնները վերածել եկամուտի։ Գյուղատնտեսության, անտառային և սննդի արդյունաբերության ենթամթերքները կարող են վերածվել մեթանի՝ կենսագազի, որը հարմար է ջեռուցման և էներգիայի արտադրության համար: Եվ դուք կարող եք ներառել մեթանոլ և էթանոլ, որոնք կենսավառելիքի հիմնական բաղադրիչներն են:

Կենսատեխնոլոգիայի արդյունաբերական կիրառությունները ակտիվորեն իրականացվում են Մոսկվայի պետական ​​համալսարանի քիմիայի ֆակուլտետում: Մ.Վ.Լոմոնոսով. Այն ներառում է մի քանի լաբորատորիաներ, որոնք զբաղվում են մի շարք նախագծերով՝ արդյունաբերական բիոսենսորների ստեղծումից մինչև օրգանական նուրբ սինթեզի ֆերմենտների արտադրություն, արդյունաբերական թափոնների հեռացման տեխնոլոգիաներից մինչև կենսավառելիքի արտադրության մեթոդների մշակում:

Գիտություն, բիզնես, կառավարություն

Ձեռք բերված հաջողությունները կենդանի համակարգերի տարածքում աշխատող կենսաբանների, քիմիկոսների, բժիշկների և այլ մասնագետների համատեղ ջանքերի արդյունք են։ Տարբեր առարկաների փոխկապակցվածությունը արդյունավետ է եղել։ Իհարկե, կենսատեխնոլոգիան գլոբալ խնդիրների լուծման համադարման չէ, այլ գործիք, որը մեծ հեռանկարներ է խոստանում ճիշտ օգտագործման դեպքում։

Այսօր աշխարհում կենսատեխնոլոգիայի շուկայի ընդհանուր ծավալը կազմում է 8 տրլն. դոլար։ Կենսատեխնոլոգիաները առաջատար են նաև հետազոտությունների և զարգացման ֆինանսավորման առումով. միայն Միացյալ Նահանգներում պետական ​​կառույցները և մասնավոր ընկերությունները տարեկան ծախսում են ավելի քան 30 միլիարդ դոլար այդ նպատակների համար:

Գիտության և տեխնոլոգիաների ոլորտում ներդրումներն ի վերջո տնտեսական արդյունք կտան: Բայց միայն բիոտեխնոլոգիան չի կարողանա լուծել բարդ բժշկական կամ պարենային խնդիրներ։ Պետք է ստեղծվի բարենպաստ առողջապահական ենթակառուցվածք և արդյունաբերական կառուցվածք՝ ախտորոշման նոր մեթոդների, պատվաստանյութերի և դեղերի, ինչպես նաև բարելավված հատկություններով բույսերի հասանելիությունը երաշխավորելու համար: Այստեղ չափազանց կարևոր է նաև գիտության և բիզնեսի միջև կապի արդյունավետ համակարգը։ Վերջապես, տնտեսության արդյունավետ նորարարական հատված կառուցելու համար բացարձակապես անհրաժեշտ պայման է գիտական ​​և առևտրային կառույցների փոխգործակցությունը պետության հետ։

Օգնեք STRF.ru-ին
«Կենդանի համակարգեր» ուղղությամբ թեմաների ձևավորման համար 2008 թվականին ներկայացվել է 939 հայտ (համեմատության համար՝ ընդհանուր ծրագրի համար՝ 3180),
– Մրցույթին ներկայացվել է 396 հայտ (ընդամենը 1597),
– անցկացվել է 179 մրցույթ (ընդամենը 731)
– Մրցումներին մասնակցել են 23 գերատեսչությունների կազմակերպություններ (ընդհանուր 36), որոնցից 17-ը հաղթել են
– Կնքվել է 179 պայմանագիր (ընդամենը 731)
– 120 պայմանագիր ընթացիկ (ընդամենը 630)
– Կենդանի համակարգերի թեմաների ձևավորման դիմումներ են ուղարկվել 346 կազմակերպությունների կողմից (ընդհանուր 842)
– Մրցույթին որպես գլխավոր հայտ ուղարկվել է 254 կազմակերպություն (ընդամենը 806):
– Մրցույթին որպես համակատարող հայտ է ուղարկել 190 կազմակերպություն (ընդամենը 636):
– միջին մրցակցություն լոտերի համար 2212 ուղղությամբ (ծրագրի միջինը՝ 2185)
– 2008 թվականի պայմանագրի բյուջեն կազմել է 1041,2 միլիոն ռուբլի: (ծրագրի ընդհանուր բյուջեի 21.74%-ը)

2002–2006 թվականների Դաշնային նպատակային գիտատեխնիկական ծրագրի և 2007–2012 թվականների Դաշնային նպատակային ծրագրի շրջանակներում կենսահամակարգերի ուղղությամբ ֆինանսավորման աճի և բաշխման դինամիկան.
2005 - 303 պայմանագիր, 1168,7 միլիոն ռուբլի: (100%)
2006 - 289 պայմանագիր, 1227,0 միլիոն ռուբլի: (105%)
2007 - 284 պայմանագիր, 2657,9 միլիոն ռուբլի: (227%)
2008 - 299 պայմանագիր, 3242,6 միլիոն ռուբլի: (277%)