27–28 октября во Владивостоке прошел всероссийский Фестиваль науки Nauka 0+ — масштабное событие для популяризации научных знаний и технологий. После фестиваля «The Village Владивосток» встретился с учеными из лабораторий Дальневосточного федерального университета. Они объяснили, зачем измеряют дыхание почв, почему биоразнообразие нужно не только для красоты, и как озоновые дыры связаны с холодильниками.

Мы хотим разнообразить список молекул, которые будут использованы в качестве лекарств от рака в будущем. Взяли для начала 100 экстрактов из лекарственных растений, животных и грибов (например, это местные трутовики, водоросли и морские беспозвоночные) — изучаем то, как они влияют на рост раковых клеток и механизмы их деления.

У меня оба родителя погибли от рака. Борьба с онкологическими заболеваниями — сложная тема, и я не думаю, что возможно найти какое-то универсальное лекарство, «волшебную пулю». Рак по-прежнему воспринимают как злого духа с щупальцами, который забирает людей. Но это множество заболеваний с принципиально разными механизмами. Несмотря на то, что есть понятия «рак мозга» или «рак желудка», каждый случай уникален. Мы пытаемся эти болезни классифицировать на основании общности их молекулярных механизмов, потому что, если вариантов болезни много, значит, и вариантов лечения должно быть столько же.

Сейчас лекарства от рака дорогие и имеют тяжелые побочные эффекты. Наша задача: поиск новых эффективных молекул, и мы видим решение в биоразнообразии. Почему на планете так много видов растений? Вариант «только для красоты» не вызывает доверия. Животные в природе болеют меньше, скорее всего, потому что они в лесу имеют доступ ко многим растениям и чувствуют, что им следует есть. Мы хотели бы сделать в перспективе добавки в еду на основе натуральных экстрактов. Их могли бы принимать люди с предрасположенностью к определенным типам рака. Они могли бы создавать молекулярные барьеры в организме для развития онкологических заболеваний.


Александр Каганский (42 года)

Исследователь в области эпигенетики и онкологических заболеваний

Заведующий центром геномной и регенеративной медицины школы биомедицины ДВФУ

Взвешивание экстракта одноклеточной водоросли
Экстракты медицинских растений

Для нашего исследования еще одна важная задача — противодействовать исчезновению видов на планете. Если мы потеряем часть биоразнообразия, то никогда не получим лекарства, которые они могли бы дать. В реалиях современного мира для нас важно не только выделять из природных видов лекарства, но и придумать способ, как химически синтезировать вещества и культивировать необходимые виды.

Говоря об общем состоянии науки сейчас, я думаю, что теперь выходят на первый план многие темы, связанные с биологией и экологией. Изменения климата, борьба с вновь возникающими болезнями, влияние технологий на жизнь — людям необходимо решать эти новые проблемы. Что касается моей области, то сейчас многих интересует редактирование генома. Несколько лет назад произошло открытие, которое позволило его разрезать как будто ножницами, менять или устранять мутацию. Например, изменить цвет глаз или любые другие параметры в человеке, запрограммировать генетически комара, чтобы он, спариваясь с малярийными, превращал популяцию в непатогенную. Евгеника — наука о создании идеального человека — снова угрожает нашей повседневной реальности, и эти тенденции нужно как-то регулировать.


Эпигенетика — молодое направление современной науки, пока она не так широко известна, как генетика. Если генетика изучает клеточные процессы в зависимости от последовательностей ДНК, то эпигенетика занимается изменениями в работе генов, при которых структура ДНК остается прежней.

У нашей лаборатории есть несколько направлений исследований. Первое: нанотоксикология. Мы тестируем наночастицы различной формы и химического состава. Эти исследования проводятся, например, на микроводорослях, моллюсках, крысах.

Второе направление: изучение атмосферных взвесей. Уже несколько лет мы составляем атлас атмосферных загрязнений Дальнего Востока. Во время снегопада собираем пробы снега, а после таяния исследуем частицы, которые осели на снегу по пути к земле. На основе этих данных изучаем атмосферный перенос и то, что содержится в воздухе. Мы уже знаем, что в атмосфере летают природные частицы (песок, осколки ракушек, части растений и насекомых), и что в городах все они покрыты сажей. В городах в воздухе много микрочастиц резины, попадающих туда при истирании шин автомобилей. Попадаются наночастицы платины и золота, их используют в катализаторах современных автомобилей. Также мы выяснили, что новые автомобили и гальванические цеха выбрасывают особенно много металлических микро- и наночастиц.

Когда мы завершим наши исследования, то планируем разработать и предложить новые стандарты контроля за загрязнениями. Такие выбросы влияют на здоровье людей, и это серьезная проблема. Все, наверное, слышали историю про то, как выяснилось, что фреон из холодильных установок провоцирует образование озоновых дыр. Тогда многие страны запретили использовать фреон при производстве, заменив его на аналоги.


Владимир Чайка (37 лет)

Исследователь в области нанотехнологий

Директор научно-образовательного центра «Нанотехнологии» ДВФУ

Микропрепараты внутренних органов моллюсков
Микроводоросли в климатической камере

Третье направление работы нашей лаборатории — фитолиты (камни, образующиеся в растениях). Дальний прицел этих исследований в том, чтобы разобраться с механизмами их образования. Растения содержат очень чистый оксид кремния, а он используется в электронике. Применение «зеленых» технологий для такого синтеза откроет широкие возможности в сфере микроэлектроники.

Сейчас усилия ученых моей и большей части областей направлены на улучшение качества жизни человека. Появляются новые лекарства, технологии и материалы. Наночастицы используются практически во всех областях жизни человека. Их применение в микроэлектронике позволило получить материалы с абсолютно новыми свойствами, они используются в косметике, при производстве лекарств, в создании новых материалов (нанокомпозитов).


Наночастицы — мельчайшие частицы, размеры которых таковы, что позволяют проявляться квантовым эффектам или эффектам, недоступным классической физике. Нанотехнологии открывают большие возможности для развития науки и техники. Это роботизированные, компьютерные и медицинские технологии (например, точечные лекарства или миниатюрные зонды).

Я занимаюсь гидратами природного газа, проблемами разработки их залежей и транспортировки. Газовые гидраты — перспективный источник ископаемого топлива, и, кроме того, возможный участник изменения климата.

Первоначально эти соединения были синтезированы в конце XIX века и расценивались как курьез — за пределами фундаментальных теоретических исследований их никто не воспринимал серьезно. Намного позже, в 60-х годах ХХ века, советские ученые открыли газовые гидраты в природе и нашли метод их эффективного использования. Теперь ряд стран заинтересован в разработке таких месторождений. Считается, что себестоимость разработки газогидратных месторождений в разы дороже, чем добыча природного газа традиционными способами. Но наши азиатские коллеги работают над удешевлением технологии, и мне кажется, они не так далеки от успеха.

На примере истории с гидратами можно продемонстрировать перспективность популяризации прикладной науки. Изобрели и открыли практически всё. Мы подошли к тому, что современная концепция описана цифровыми моделями, ее возможно освоить в короткое время. Сейчас человек, у которого есть добротное базовое образование и доступ в интернет, может в сжатые сроки создать продукт, обладающий приличными потребительскими качествами и своей нишей — как это было во многих случаях с современными коммерческими успехами.


Юрий Ем (43 года)

Исследователь в области нефтегазового дела

Заведующий лабораторией нефти и газа ДВФУ

Ячейка высокого давления, куда помещается ледяная пудра
Получение газогидратной суспензии с помощью постепенного понижения температуры (процесс возможен и при резком повышении давления)

Беда в том, что человек вышел на постиндустриальный уровень развития, когда нет недостатка в производстве. Теперь на первом месте должны обсуждаться вопросы экологии и ответственности за место, где мы живем. Вопросы из разряда «Африка голодает» теряют свою актуальность, пройдет 10–15 лет, и вопрос уйдет, как история с перенаселением или недостатком полезных ископаемых. Сейчас нужно что-то делать с последствиями глобального потепления, с теми же парниковыми газами.

Тема изучения газовых гидратов мне кажется не просто интересной, а необходимой. Потому что таяние вечной мерзлоты провоцирует эмиссию парниковых газов и может стать причиной высвобождения их из огромных гидратных залежей. Современные наблюдения показывают, что мерзлота оттаивает уже со скоростью 20 сантиметров в год. Ежегодные выделения метана и углекислого газа в таких условиях скоро превысят результат деятельности мировой индустрии в 10 раз, а при таянии гидратов — эффект удвоится.


Газовые гидраты — твердые кристаллические соединения, образующиеся при определенных термобарических условиях из воды (водного раствора, льда, водяных паров) и низкомолекулярных газов. Внешне напоминают лед или снег. При умеренном давлении газовые гидраты природных газов существуют вплоть до 20–25 °C.

В ДВФУ я занимаюсь исследованием дыхания почв, изучаю потоки парниковых газов. Работаю под руководством итальянского ученого Лука Беллели Маркезини, чья специализация — лесная экология. Наша общая цель — разработка новой экологической политики в регионе, на основе мониторинга и анализа моделей изменения климата.

В других университетах мало ученых занимается такой работой, а на Дальнем Востоке таких людей почти нет. Наверное, дело в том, что только у нас есть оборудование, которое позволяет считать потоки газов. Без него оценить их размер почти невозможно.

В лаборатории есть портативный газоанализатор. Он весит 11 килограммов и выглядит как обычный рюкзак. Я подключаюсь к газоанализатору через Wi-Fi со смартфона, и он показывает графики изменения концентрации веществ. Вместе с ним хожу по кампусу ДВФУ и замеряю потоки газов в разных местах — на болоте, в парке с газоном, на лугу. Потом анализирую большой массив данных. Большая часть времени уходит как раз на их обработку.


Сергей Коровицкий (22 года)

Исследователь в области изменения климата

Лаборатория изучения климатических изменений ДВФУ

Растение в стеклянном футляре для проведения анализа
Портативный газоанализатор

В итоге мы понимаем, как ведут себя газы на разных территориях и как они меняют поведение в местах, которые использует человек. Сейчас нам необходимо оценить потоки от разных типов почв, чтобы исследовать их влияние на парниковый эффект (сколько выбрасывается метана и так далее). Для маленьких замеров газоанализатора достаточно, но в будущем мы планируем устанавливать вышки на сопках. Они будут собирать те же данные, но в масштабах леса.

Парниковый эффект — серьезная проблема. Благодаря поддержке научного сообщества, тема привлекает больше внимания с каждым годом. Объединяются исследователи, экологи и обычные люди. Многие страны заключили соглашение, благодаря которому к 2020 году выбросы газов предприятиями будут сокращены. Надеюсь, со временем удастся замедлить парниковый эффект, но остановить — вряд ли выйдет.


Парниковый эффект — подъем температуры на поверхности Земли в результате тепловой энергии, которая появляется в атмосфере из-за нагревания газов. Основные газы, которые ведут к парниковому эффекту на Земле, — это водяные пары и углекислый газ.

Сейчас я занимаюсь темой группового взаимодействия подводных аппаратов. Пока это больше теоретическое исследование — разрабатываю алгоритмы, провожу вычислительные эксперименты. Иногда мы тестируем наработки в бассейне на студенческих аппаратах, либо едем в экспедицию, и там робот выполняет задачу в бухте.

Роботы, которых мы создаем, предназначены для съемки акватории (данные потом используют в навигации), поиска акустических маяков и других объектов, транспортировки.

Одно из прибыльных направлений для подводных роботов — обследование водных сооружений нефтяных станций (там человеку опасно находиться). Или участие в долгих миссиях подо льдом в Арктике, когда работа водолазов слишком дорого стоит.

Робот может выполнять свои задачи даже без управления человеком. Главное —сделать работу максимально автономной. Например, если робот выходит из строя, нужно сделать так, чтобы он решил проблему самостоятельно. Так многие океанологические миссии будут более надежными.


Максим Спорышев (24 года)

Исследователь в области подводной робототехники

Лаборатория необитаемых подводных аппаратов и их систем ДВФУ

Запуск робота в бассейне
Начало работы под водой

Я стал исследователем, потому что мне хочется сделать нечто новое. Чтобы под водой появилась хорошая связь, а технологии стали еще доступнее. Конечно, профессия ученого всё еще не очень популярна, но, мне кажется, это постепенно меняется.

Большие компании вкладывают деньги в развитие науки. И, в любом случае, мы живем в новом мире, который важно познавать. У нас есть эффективные телефоны и автомобили, мы работаем с большими данными, а информация и знания часто приобретают коммерческую ценность.


Автономные необитаемые аппараты — сравнительно новый класс подводных роботов. Они осуществляют сбор информации, двигаясь в автоматическом режиме по маршруту, заранее проложенному оператором.


Фотографии: обложка, 1–12 — Ксения Рябова, 13 — Екатерина Адашинская, 14–15 — Алексей Губенко