A fizikai és matematikai tudományok doktora Alexander máj a leginkább "lente.ru" -t írja le perspektív irányok A fizikusok és a kapcsolódó tudományok a fiatal tudósok Nemzeti Blavatnik-díjat követő legnagyobb prémium eredményeit követően. Most a Matematikai Intézet vezető kutatója és tudományos titkára V.A. Steklov az Orosz Tudományos Akadémia, a Moszkvai Állami Egyetem Fizikai Karán tanult, és a Princeton Egyetemen dolgozott, és 2009-ben a BVAUTNIK-díjat kapta az első oroszok közül.

fő téma

Fotó: Jens Kalaene / ZB / Global Look

A fotonika megvizsgálja az átvitel, a tárolás, az információfeldolgozás, a mikro-előadások (sejtek, a makromolekulák) és a kvantumrendszerek (egyes atomok) fény használatának lehetőségét. A fotonikus technológia alapján felgyorsíthatja vagy energiaátviteli, tárolás és feldolgozás. Ez fontos például az adatközpontok számára, amelyek most az Egyesült Államok legnagyobb energiafogyasztói fogyasztói. Modulált fény és mesterségesen létrehozott anyagok speciális, nem természetű optikai tulajdonságokkal - a lézer és a fotokémia alapja, valamint ilyen érdekes dolgok, mint "láthatatlan esőkabátok" és optikai csipeszek.

A fotonika gyakorlati alkalmazása

Fotó: Tachi laboratórium, Tokió Egyetem

A metamaterials egy olyan mesterséges anyagok, amelyek speciális optikai tulajdonságokkal rendelkeznek, amelyek lehetővé teszik az objektumok elrejtését, hogy láthatatlan legyen. Elméletileg az ilyen anyagokat először a Velgor szovjet fizikusja vizsgálta.

Jelenleg az ilyen anyagok aktív fejlődése van. Például 2009-ben az infravörös fényre vonatkozó láthatatlan szőnyegek fizikája.

Optikai csipeszek - olyan szerszám, amely lehetővé teszi manipulált mikroszkopikus tárgyakat lézer fény, például az egyes sejtek rendezése és áthelyezése, fehérje molekulák.

A Leonid Blavatnik orosz származású amerikai milliárdos termumot 42 év alatt az Egyesült Államokban dolgozó kutatóknak ítélték oda. Az összeg 250 ezer dollár - lehetővé teszi számunkra, hogy a fiatal tudósoknak a Nobel-díjas sajátos analógját tekintjük. Az Egyesült Államokban az idei laureates tiszteletben tartották, és egy szimpóziumot tartottak a legígéretesebb tudományos trendek a modernitás.

Jelminősségek

A díjat három jelölésben ítélik oda: "Life Sciences" (biológia, orvosság, neurobiológia, stb.), "Fizikai és mérnöki tudományok", "kémia". 2015-ben kezdődött mintegy 300 jelölt 147 amerikai intézmény és egyetem. Mindegyik tudományág esetében tíz döntős közül választottak. Ezután egy laureate-t választották ki a döntős csoportokból. Az év mindhárom laureate Kaliforniai Egyetem: Edward Cheng (Edward Chang, San Francisco Egyetem, Life Science szakterülete), Led Jafar (Syed Jafar, Irvina Egyetem, Fizikai tudományok) és Christopher Chang (Christopher Chang, Berkel Egyetem , Kémia).

Most egy új megközelítés alakul ki a fotonikában, hogy ellenőrizzék a kvantumrendszereket, azaz az egyes atomokat vagy molekulákat. (Ez a fő téma tudományos munka Alexander Kenoya - kb. "Tape.ru"). Hagyományosan a részecskéket egy lézer vezérli változó sugárzási intenzitással. E környezetre új módszereket használnak. A hagyományos rendszerekben a hatását soha nem szabad megszüntetni, és pusztító hatással van az atomi és molekuláris kvantumrendszerekre. Most azonban a külső környezet hatását figyelembe veszik, és ezeket a rendszerek kezelésére használják.

Quantum rendszer kezelése használják sebességének szabályozásával kémiai reakciók egy lézer, hogy növelje a kimenet a kívánt terméket a reakció és a szelektív kémiai szünet komplex molekulák, izotópjainak szétválasztására lézerek alkalmazásával, vagy a nem-koherens optikai sugárzás. A kvantumkezelést a kvantumszámításokban is használják, amelyeket még vizsgáltak, és a gyakorlatban - a mágneses rezonancia tomográfok sebességének növelése.

Quantum szimulátorok és új anyagok

A kvantumanyagok felhasználhatók kvantummemóriákban, hogy magas hőmérsékletű szupravezetés, biodiagnózis kvantum-pontok, szuperkapacitorok alapján lézer által kiváltott grafén alapján.

A biológiai molekulák, a kristályok, az atommagok és más komplex rendszerek szimulálása érdekében kiszámoljuk a nagyszámú részecskék kvantumdinamikáját, amely teljesen nem elérhető a modern számítástechnikai eszközökhöz. Quantum szimulátorok - Modell kvantumrendszerek, amelyek olyan paraméterek, amelyek lehetővé teszik más komplex rendszerek modellezését, amelyek gyakorlati érdeklődésre számítanak. Tulajdonképpen quantum szimulátorok - Ezek analóg kvantum számítógépek.

Orvosi és biotechnológia

Fotó: Robson Fernandjes / Estadao Conteudo / Global Look

Az élet területén a tudósok a távközlési technológiák, például az okostelefonok fejlesztését a távközlési technológiák fejlesztésére fizetik, különböző orvosi érzékelőkkel együtt a betegségek távoli diagnosztizálásához, anélkül, hogy személyes látogatás lenne az orvoshoz. Ez az irány volt a tudományos fejlemények forgalomba hozatalának példáinak leglátványosabb példája.

Azonban a Neuronuk - Optogenetika ígéretes területeiből, a neuronok ellenőrzésének tanulmányozása fényimpulzusokkal. A száloptikai fényvezetők és a fényérzékeny fehérjék használata lehetővé teszi a nagy hatású pontosság elérését idegsejtek. A különböző agyvágók aktiválása és leállítása miatt az utóbbi években az optogenetika az idegrendszer tanulmányaiban valós forradalom készült.

Matematikai fizika

A modern elméleti modellek komplex matematikai készüléket igényelnek. Bár a fegyelem Nobel-díját nem ítélik oda, de kevésbé ismert, valamint a jelölések közeli területeken. Például a Clement Hongler (Clement Hongler) a 2014-es Blavator regionális díjának győztese lett. Érdemes megjegyezni, hogy PhD fokozatot kapott az irány alatt orosz matematika És a Laureate a Fieldsovskaya díj Stanislav Smirnov. Honger beszámolt az új pontos eredményekről az ISING modellben - egy matematikai modell, amelyet az anyagok mágnesezésének folyamatának leírására használnak. Az ISING modell a D-Wave Systems által gyártott legnagyobb D-hullámkvizem számítástechnikai eszközök alapjául szolgál. Fenntartást fogok tartozni, hogy a megbeszélések folyik, hogy milyen mértékben ezeket a számítógépeket kvantumnak kell tekinteni.

A Hongler munkái a statisztikai mechanika, a valószínűségi elmélet, az átfogó elemzés és a kvantummezőelmélet csomópontjában találhatók. Az ISING modell tanulmányozásának szigorú eredményeivel, beleértve az ilyen fontos területet is, a Belavin terület, a Polyakova és a Zavolodchikov konformális elméletének kritikus modelljének létrehozásával - egy univerzális elméletet A fizika különböző kritikus jelenségeinek leírása, azaz a helyzetek, amikor valamilyen paraméterben enyhe változás, például a hőmérséklet a fizikai rendszer viselkedésének legszörnyűbb változásához vezet.

Szintén érdekes a irányokat kapcsolatos vándor bolygó, amely nem kapcsolódik semmilyen csillag, és az új megfigyelési eszközök, amelyek a közeljövőben lesz megbízást keresni és a kutatás a bolygók a Naprendszeren kívül. Ezek segítenek jelentősen bővíteni az ilyen bolygók tudásunkat, felfedezni kémiai összetétel Légkörük, meghatározzák a szerves anyagok jelenlétét, és keressenek ott az életet.

A kutatás forgalmazása

Modern trend - Tudományos felfedezések forgalmazása. A fent említett díjat szentelt eseményen, majdnem két tucat vállalat az orvosi diagnosztika, az energiatárolás, az adatelemzés területén a prémium megmunkálással alakult. A Harvard Center az expeditált fejlesztési biomedicalis gyorsító (Harvard Blavnik Biomedical Accelerator) is kifejleszti.

Szint modern tudomány Lehetővé teszi, hogy viszonylag gyorsan mozogjon az alapvető tanulmányokból, hogy alkalmazzák, majd tudományos felfedezéseket alkalmazzanak a kereskedelmi termékekben.

Több mint száz éve a fizikusok ismertek a kvantumhatásokról, például a Quanta azon képességét, hogy eltűnik egy helyen, és megjelenjenek a másikban, vagy egyszerre két helyen legyenek. A kvantummechanika feltűnő tulajdonságai azonban nem csak a fizikában, hanem a biológiában is alkalmazhatók.

A kvantumbiológia legjobb példája a fotoszintézis: a növények és néhány baktérium a napfény energiáját használja a szükséges molekulák felépítéséhez. Kiderül, hogy a fotoszintézis valójában a feltűnő jelenségre támaszkodik - az energia kis tömege "tanulmányozza az összes lehetséges utat az önelégültséghez, majd a" válassza ki "a leghatékonyabbat. Lehetséges, navigálja a madarakat, a DNS-mutációkat, és még a szaga érzését is valahogy a kvantumhatásokra támaszkodunk. Bár ez a tudomány még mindig rendkívül rendkívüli ellentmondásos, a tudósok úgy vélik, hogy egy nap, a kvantumbiológia által okozott ötletek új gyógyszerek és biomimetikus rendszerek létrehozásához vezethetnek tudományos régióahol a biológiai rendszereket és struktúrákat új anyagok és eszközök létrehozására használják).

3. Excometorológia

Jupiter

Az exocoearanographs és exogeológusok mellett az exomeoretológusok érdeklődnek a más bolygókon előforduló természetes folyamatok tanulmányozásában. Most, hogy a hatalmas teleszkópoknak köszönhetően lehetővé vált a közeli bolygók és műholdak belső folyamatainak tanulmányozása, az exometeorológusok figyelemmel kísérhetik légköri és időjárási viszonyaikat. És a Szaturnusz hihetetlen skálájával az első kutatási jelöltek, valamint a Mars rendszeres porviharokkal.

Az excometoreológusokat a naprendszeren kívüli bolygók is tanulmányozzák. És ami érdekes, végül megtalálhatják a földönkívüli élet jeleit az exoplaneteken az ökológiai nyomok vagy emelkedett szintek hangulatában szén-dioxid - Az ipari civilizáció jele.

4. Nutriegenomika

A NutriGentomic az élelmiszer és a genomexpresszió közötti összetett kapcsolatok tanulmányozása. A területen dolgozó tudósok arra törekszenek, hogy megértsék a genetikai változatok és az étrendi reakciók szerepét, hogy a tápanyagok hogyan befolyásolják a genomot.

Az élelmiszer valóban hatalmas hatással van az egészségre - és minden szó szerinti értelemben van a molekuláris szinten. Nutrigentomic mindkét irányban működik: tanulmányozza, hogy milyen genomunk, amely befolyásolja a gasztronómiai preferenciákat, és fordítva. A fegyelem fő célja a személyre szabott táplálkozás létrehozása - ez szükséges ahhoz, hogy az ételünk tökéletes az egyedülálló generációs készletünkhöz.

5. Cleeliomic

A Cleyedinamics olyan fegyelem, amely egyesíti a történelmi makroszociológiát, a gazdasági történelmet (cliometrikus), a hosszú távú társadalmi folyamatok matematikai modellezését, valamint a történelmi adatok rendszerezését és elemzését.

A név a görög történelem és költészet Múzeuma nevében jön létre. Egyszerűen fogalmazva, cliodynamics egy kísérlet, hogy előre, és leírja a széles körű társadalmi kapcsolatokat a történelem - és tanulni a múlt, és mint potenciális lehet megjósolni a jövőt, például az előrejelzések a társadalmi kirekesztés.

6. Szintetikus biológia

A szintetikus biológia új biológiai részek, eszközök és rendszerek tervezése és építése. Ez magában foglalja a meglévő biológiai rendszerek korszerűsítését is végtelen mennyiségű hasznos alkalmazásokhoz.

Craig Venter, az egyik vezető szakértő ezen a területen, 2008-ban kijelentette, hogy a baktériumok teljes genomját a kémiai összetevőinek ragasztásával állította össze. Két évvel később, csapata a digitális kód által létrehozott "szintetikus élet" - DNS-molekulákat hozott létre, majd 3D-s nyomtatóra nyomtatva, és egy élő baktériumba ágyazott.

A jövőben a biológusok különböző típusú genomot kívánnak elemezni, hogy hasznos szervezeteket hozzanak létre a szervezetbe és a biorobotokba, amelyek előállíthatók vegyi anyagok - Bioüzemanyag - a semmiből. Van egy ötlet is, hogy küzdjenek a szennyezés mesterséges baktériummal vagy vakcinával komoly betegségek kezelésére. A tudományos fegyelem potenciálja csak egy hatalmas.

7. Rekombináns memetika

Ez a tudományterület csak feltörekvő, de már egyértelmű, hogy ez csak idő kérdése - előbb-utóbbi tudósok kapnak jobban megérteni az egész emberi Noosphere (az összes ismert ember információinak összességét) és hogyan Az információ terjesztése az emberi élet szinte minden aspektusát érinti.

A rekombináns DNS-hez hasonlóan, ahol különböző genetikai szekvenciákat gyűjtenek össze, hogy valami új, rekombináns memetikai vizsgálatokat hozzanak létre, hogy a személy személyéből átvitt elképzeléseket hogyan lehet beállítani és kombinálni más mémekkel és memeperekkel - az egymással összefüggő mémek kialakított komplexei. Ez hasznos lehet a "szociálisan terápiás" célokra, például a radikális és szélsőséges ideológiák terjedésének leküzdésére.

8. Számítástechnikai szociológia

Mint egy cliodinamika, a számítási szociológia foglalkozik a társadalmi jelenségek és a trendek tanulmányozásában. A fegyelem központi helye a számítógépek és a kapcsolódó információk feldolgozási technológiák használatát veszi igénybe. Természetesen ezt a fegyelmet csak a számítógépek megjelenésével és az internet széles körű elterjedésével fejlesztették ki.

Különös figyelmet fordítanak ebben a tudományágban a mindennapi életünk hatalmas információáramlására, például e-mail, telefonhívásokra, a közösségi hálózatokra, a hitelkártyával, a keresőmotorokra és így tovább. A munka példái a szociális hálózatok szerkezetének tanulmányozására szolgálhatnak, és az információk átruházzák őket, vagy intim kapcsolatot keletkeznek az interneten.

9. Kognitív gazdaság

Rendszerint a gazdaság nem kapcsolódik a hagyományos tudományos tudományokhoz, de ez az összes tudományos ágazat szoros kölcsönhatása miatt változhat. Ez a fegyelem gyakran viselkedési gazdasággal van konfigurálva (a gazdasági döntések összefüggésében viselkedésünk tanulmányozása). A kognitív gazdaság a tudomány, hogyan gondoljuk. Függetlenül attól, hogy Caldwell, a blog szerzője a fegyelemről, írja erről:

"Kognitív (vagy pénzügyi) gazdaság ... felhívja a figyelmet arra, hogy mi történik egy személy elméjében, amikor választja. Mi az a belső döntési struktúra, amely befolyásolja, hogy milyen információkat érzékel az elme ezen a ponton, és hogyan feldolgozzák, milyen emberi belső formák a preferencia, és végső soron hogyan tükrözik a viselkedést? ".

Más szóval, a tudósok kezdik tanulmányaikat a legalacsonyabb, az egyszerűsített szinten és formában micromodes döntési elvek kidolgozására modell nagyszabású gazdasági magatartását. Gyakran ez a tudományos fegyelem kölcsönhatásba lép a szomszédos területekkel, például számítástechnikai gazdaságokkal vagy kognitív tudományokkal.

10. Műanyag elektronika

Általában az elektronika inert és szervetlen vezetékek és félvezetők, mint a réz és a szilícium. De az új elektronikai ipar vezetőképes polimereket és kis molekulákat használ, amelynek alapja szén. A szerves elektronika magában foglalja a funkcionális szerves és szervetlen anyagok fejlesztését, szintézisét és feldolgozását a fejlett mikro- és nanotechnológia kialakulásával együtt.

Igazság szerint ez nem egy ilyen új tudományág, az első fejlemények az 1970-es években történtek. Az összes zavaros adat csökkentése érdekében azonban csak a közelmúltban kiderült, különösen a nanotechnológiai forradalom rovására. Hála a szerves elektronika szerves napelemek, önszerveződő egyrétegű elektronikus eszközök és szerves protézisek hamarosan megjelenik, amely a jövőben is helyettesíthető ember sérült végtagok: a jövőben az úgynevezett kiborgok meglehetősen lehetséges, a Legyen több a bioritástól, mint a szintetikus részekből.

11. Számítástechnikai biológia

Ha hasonlóan szereted a matematikát és a biológiát, akkor ez a fegyelem csak az Ön számára. A számítási biológia a biológiai folyamatok megértése matematikai nyelven keresztül. Ugyanígy más mennyiségi rendszerekre, például fizikára és számítástechnikára is használható. Az Ottawa Egyetem tudósai megmagyarázzák, hogyan lehetett megvalósítani:

"Mivel a biológiai eszköz készítése és könnyű hozzáférése a számítástechnikai kapacitásokhoz, a biológiához hasonlóan, nagyszámú adatval kell működnie, és a megszerzett tudás sebessége csak növekszik. Így az adatok érzése számszerű megközelítést igényel. Ugyanakkor a fizikusok és a matematikusok szempontjából a biológia olyan szintre nőtt, amikor a biológiai mechanizmusok elméleti modelljei kísérletileg ellenőrizhetők. Ez a számítástechnikai biológia fejlődéséhez vezetett. "

A területen dolgozó tudósokat elemezzük és mérik mindent a molekuláktól, és az ökoszisztémákkal végződnek.

Hogyan működik az "agy" munka - az üzenetek az agyba az interneten keresztül történő továbbítása az interneten keresztül

10 A világ titka, hogy a tudomány végül kiderült

10 fő kérdés az univerzumról, a válaszok, amelyekre a tudósok most keresnek

8 dolog, ami nem tudja megmagyarázni a tudományt

2500 éves tudományos rejtély: miért ásítunk

3 a leghülyebb érvek, amelyek az evolúció elméletének ellenfelei igazolják tudatlanságukat

Lehetséges-e megvalósítani a szuperhősök képességeit a modern technológiák alkalmazásával?

2008. július 11.

Tudomány az életről Élettudományok) A biológia, a biotechnológia és az orvostudomány különböző ágának egyesülése. Az elmúlt években ez a világ tudomány és a közgazdaságtan egyik prioritása. A tudományok megválasztása az életről, mint elsőbbségi irányítási irányt, több okból magyarázható. Ezek a tudományok alapul szolgálnak az emberiség elsőbbségi igényeinek biztosításához.

Először is, ez az egészség. Annak érdekében, hogy vigyázzon az egészségre, meg kell érteni, hogy mi történik az egészséges emberrel, és mi történik a patológia során. Különösen fontos, hogy a tudomány az élet feltételei növeli a várható átlagos élettartam: annak szükségességét, hogy az idősek a társadalom tagjai az egészséges és aktív időskor helyeken új feladatok előtt a biológia és az orvostudomány. Másodszor, a világ növekvő lakossága és a jólét növekedése megköveteli a mezőgazdaság termelékenységének növelésének új módjainak fejlesztését, az új növényi fajták nem csak több termés, hanem jobb fogyasztói tulajdonságokkal is rendelkeznek. Harmadszor, a növekvő terhelés által az emberiség a természet megköveteli az egyre mély tanulmány az ökológia és csökkentésére irányuló intézkedések ezt a terhelést - például miatt kinyerésére szolgáló eljárásokat a bioüzemanyagok, a biológiailag lebomló műanyag, progresszív mezőgazdasági módszereket, a környezetszennyezés csökkentése és a biológiai tisztítási - Restaurálás szennyezett vagy megsemmisített biocenózisok.

A központi kapcsolat, amely az élet tudományai, a biotechnológiák a legszélesebb megértésben.

Az élő rendszerek elsőbbsége

A betegségek személyiségének és megbízható diagnosztizálásának azonosítása, az ember termesztése és a vitaminok, zsírok és fehérjék, új vakcinák és gyógyszerek megnövekedett tartalmának megteremtése - ezek és sok más technológia jogosan utalnak az "élő rendszerek" legszélesebb körére .

A fejlett gazdaság létrehozása a poszt-ipari társadalomban lehetetlen a technológiai mód és űrlapok frissítése nélkül tudományos tevékenységmegfelel a kimenő gazdasági rendszernek. Ezért az államunk egyik legfontosabb feladata a tudomány és az innováció hatékony és versenyképes szektorának kialakulása. A fő eszköze az állam területén a fejlődés a tudomány és a technológia a szövetségi célprogram „kutatási és fejlesztési prioritási Directions fejlesztési Tudományos és Műszaki Complex Oroszország 2007-2012.” E program részeként az állami forrásokat a kiválasztott tudományos és tudományos és műszaki állami prioritásoknak megfelelő munkát forgalmaz, amelyek közül az egyik az "élő rendszerek".

Segítség STRF.RU:
Az "Élő Systems" prioritási területen dolgozik, valamint a Federal Célprogram keretében "Kutatás és fejlesztés az Oroszország 2007-2012-es tudományos és technológiai komplexumának kidolgozásához". Ennek az iránynak a részeként 2008-ban a következő kritikai technológiákat fejlesztették ki:
- biomedikai és állatorvosi megélhetés és emberi és állatvédelmi technológiák;
- biokatalitikus, bioszintetikus és bioszenzoros technológiák;
- genomiális és poszt-agenus technológiák a gyógyszerek létrehozásához;
- celluláris technológia;
- Bioengineering technológia.

Koncepció "Élet tudományok" (Élettudományok) A "biológiai tudományok" szokásos fogalmát helyettesíti, és az általános nevet adta az élet minden tudományának: zoológia és genetika, botanikus és molekuláris biológia, fiziológia és biokémia, ökológia és gyógyászat. Mindazok, akik ezeken a területeken dolgoznak, az élő rendszerekkel foglalkoznak, azaz éles organizmusokkal, legyen egy személy vagy virág, vírus vagy baktérium. Azt mondhatjuk, hogy az élő rendszerek mindegyike, amelyek megszorozzák, lélegzik, táplálkoznak, mozognak.

Azonban nem csak a név megváltoztatása. Az "élő rendszerek" kifejezés aktívabb, strukturáltabb. Ez tükrözi az interdiszciplináris tudomány és tudás szisztematikus megközelítését, amelyben biológusok, vegyészek, fizika, matematikai munka. Ezenkívül az "élő rendszerek" kifejezés nagyon technológiai. Nemcsak az élet szervezésének elveinek ismeretét és megnyitását biztosítja, hanem ezt a tudást új technológiák formájában is. Ez a megközelítés különböző szakembereknek ajánlja, hogy tudományos elképzelésből a gyakorlati megvalósításáig és az emberek érdekében alkalmazzák.

A betegségek személyiségének és megbízható diagnosztizálásának azonosítása, az ember termesztése és a vitaminok, zsírok és fehérjék, új vakcinák és gyógyszerek megnövekedett tartalmának megteremtése - ezek és sok más technológia jogosan utalnak az "élő rendszerek" legszélesebb körére . Az ezen a területen végzett tanulmányok és fejlesztések kitöltik iparágunkat natív technológiákjavítja az egészséget és növeli az orosz állampolgárok biztonságát. Ezért az élő rendszerek az egyik legfőbb állami prioritás a tudományos technikusok területén, aktívan támogatott szövetségi célzott programok.

Ez a gyűjtemény röviden bemutatja az olvasót a technológiai platformok és a biotechnológia fogalmával, valamint az "élő rendszerek" prioritási irányban dolgozó vezető orosz tudományos csapatok fejlődését.

Segítség STRF.RU:
A finanszírozás forgalmazása "Élő rendszerek" a szövetségi célprogram keretében 2008-ban régióban (millió rubel):
DVFO - 9 szerződés, költségvetés 116.5
PFO - 17 szerződés, költségvetés 140.1
NWFO - 32 szerződés, költségvetés 156.0
SFO - 34 szerződések, költségvetés 237.4
UFO - 1 szerződés, költségvetés 50
CFO - 202 szerződések, költségvetés 2507.8
SFO - 4 szerződés, költségvetés 34.85

Tudás, mint technológia

Az alapvető és alkalmazott fejlemények kidolgozásáról szóló beszélgetés során egyre inkább megtalálható a "technológia" fogalmát. A modern, poszt-ipari gazdaságban a technológiák szerint megértik a technikai eszközökkel (például a szervezeti technológiák, a szociális technológiák, a társadalmi technológiák, a politikai technológiák, a politikai technológiák, a politikai technológiák). Meg kell jegyezni, hogy a piacgazdasági technológiában, mint egyfajta tudás, egy termék. A koncepció által jelzett tudás komplexuma nemcsak arról szól, hogy mit csinálunk, hanem, és ami a legfontosabb, miért csináljuk.

A tudományos és technikai komplexum fejlesztési stratégiáinak meghatározásakor az ország skálán a "technológiai platform" fogalmát használják. Ennek a kifejezésnek nincs egyértelmű meghatározása. Mindazonáltal már nyilvánvaló, hogy ez a fogalom magában foglalja a tudás, technikák, anyagi és műszaki bázis és szakképzett személyzet összességét, a tudományos és technológiai munkák külső megrendeléseitől függően változó. Az "élő rendszerek" prioritási iránya több technológiai platformkészletnek tekinthető.

Megnyitott titkok

Az élő rendszerektől olyan technológiákat vetünk fel, amelyek a természethez - az élet normája. Az élő szervezetek megjelenését, fejlődését és halálát használja. Ráadásul egy élő rendszer hierarchiájának mindegyik szintjén - genetikai, cellás, szervező, technológiai megoldások sorozata működik.

Bármely élő rendszer a fő életmolekulával kezdődik, a DNS, amely tárolja és továbbítja a generáció generációs örökletes adatait. A DNS hagyományosan szemantikai ülésekre osztható. Parancsokat küldenek arra, hogy szintetizálják azokat vagy más fehérjéket, amelyek a test jeleit alkotják és életét biztosítják. Az emberben lévő gének száma 20-25 ezerre becsülhető. Ha a génekben voltak bontások, az úgynevezett mutációk, súlyos betegségek alakulnak ki emberben. A "rögzített" szövegmennyiség a genomban megegyezik az "Izvestia" alázatos újságával 30 évig.

A DNS él és működik egy ketrecben. Az élő sejt maga a tökéletesség. Tudja, hogyan kell használni a haszontalan anyagokat jobbra, szintetizálja a test belső gyógyszereit, építőanyagot és még sok másot. Minden percben egy élő sejtben több millió kémiai reakció fordul elő a leggyakoribb körülmények között - vizes közegben, nagy nyomás és hőmérséklet nélkül.

Az egyik ketrec önmagában csak egysejtes organizmusokban él - baktériumok. Az élő rendszerek többsége többszínű. A felnőtt testében átlagosan 10 14 cellát tartalmaz. Születettek, átalakítják magukat, elvégzik munkájukat és meghalnak. De ugyanakkor harmóniában és együttműködésben élnek, kollektív védelmi rendszerek (immunrendszer), adaptáció (szabályozási rendszer) és mások.

Lépésről lépésre feltárjuk az élő rendszerek titkait, és e tudás alapján létrehozzuk biotechnológia.

Biotechnológia

Biotechnológia lehet olyan eljárások, amelyekben élő rendszerek vagy elemeik gyártásához használt anyagok vagy más élő rendszerek. Az élő lények különös "gyárak", a feldolgozási arányok (tápanyagok) az életük fenntartásához szükséges termékek széles választékában. És emellett ezek a gyárak képesek reprodukálni, vagyis más hasonló hasonló "gyárak" létrehozására.

Ma már sokat tudunk arról, hogy a "munkavállalók" az élő gyárak - genom, sejtszerkezetek, fehérjék, maguk és a szervezet egésze elrendezése és működése.

Ennek köszönhetően a tudást, de még mindig nem teljes, a kutatók megtanulták manipulálni egyes elemeit élő rendszerek - gének (géntechnológia), sejteket (celluláris technológiák) -, és hozzon létre a géntechnológiával módosított élő organizmusokat tartalmaz hasznos számunkra (géntechnológia). Képesek vagyunk alkalmazkodni a természetes "gyárak", hogy létrehozzák a szükséges terméket (ipari biotechnológia). Ezenkívül ezeknek a gyárak genetikailag módosítják, hogy szintetizálják, amire szükségünk van.

Így létrehozunk biotechnológiákat, amelyekről és beszélünk. De mielőtt bemutatjuk, hogy a példák technológiák már szállított a személy, egy pár szót kell mondani az elegáns határozatot, amely ma segít a tudósok behatolnak az élet titkait, és tudom, a mechanizmusok élő rendszerekben. Végtére is, a sejtbe áramló folyamatok nem láthatóak, és a tudományos keresés olyan technológiákat igényel, amelyekkel láthatja őket és megértheti. By the way, ez a döntés már önmagában biotechnológia.

Világító fehérjék

Annak érdekében, hogy megtudja, hogyan működik a gének, meg kell látni a munkájuk eredményét, azaz a csapat által szintetizált fehérjéket. Hogyan látjuk pontosan azokat, akiket keresünk? A tudósok olyan módszert találtak, amely lehetővé teszi számukra, hogy a fehérjék láthatóvá váljanak, ragyogjanak az ultraibolya fényben.

Az ilyen izzó fehérjék természetben találhatók, például a tengeri versenyeken és a medúzában. A második világháború idején a japánok helyi fénypor forrásaként használták a "Sea Firefly" - egy kéthéjú mosogató öl. Amikor a vízben duzzadt, ragyogóan ragyogott. Először a fényes fehérjéket először a huszadik század végén első alkalommal osztották fel, amelyet a tengeren és a medúzából regisztráltak. Ebből kezdődött a híres GFP - zöld fluoreszcens fehérje (zöld fluoreszcens fehérje) története. És 2008-ban, O.Simomur, M.Celfi és R.cien (USA) fluoreszcens fehérjéket kapta a kémiai Nobel-díjat. Ezeknek a fehérjéknek köszönhetően számos élő tárgyat készíthet, a sejtszerkezetektől egész számba. A fluoreszkáló zseblámpa, amely képes volt pótkocsi genetikai manipulációra a kívánt fehérjékhez, megengedett, hogy hol és mikor ez a fehérje szintetizálódott, amelybe a sejteket elküldik. A biológia és az orvostudomány puccs volt.

De a vörös fluoreszcens fehérjéket először a korallokban és más tengeri organizmusokban találták két orosz kutató - Mikhail Mats és Sergey Lukyanov. Most fluoreszkáló fehérje minden a szivárvány színeiben, és a területén való használata igen széles: az elülső éle biológia és az orvostudomány, beleértve az onkológia és az észlelési mérgező és robbanóanyagok izzó akváriumi halak.

Az Orosz Tudományos Akadémia megfelelő tagjának vezető szerepében S. Lulkjanova (az Orosz Tudományos Akadémia Bioorganikus Kémiai Kémiai Intézete) létrehozta az orosz "Evrogen" céget, amely az egész világ tudósait többszínű fluoreszkáló címkével ellátja . Ma az Eurogen az egyik vezetője a fluoreszcens fehérjék globális piacának a biológiai kutatáshoz.

Genetikai azonosítás

Mindannyian nagyon mások vagyunk. A gyógyszerek megjelenése, karaktere, képessége, érzékenysége, egy vagy másik élelmiszer elutasítása - mindez genetikailag meghatározott. Mindegyikünk genom egyedülállósága megbízható eszközt jelent az azonosításhoz. Lényegében a génjeink ugyanazok az ujjlenyomatok, csak más jellegűek. A DNS-azonosítási módszer a British Searcher Alik Jefris bűnügyi gyakorlatába vezetett be a múlt század 80-as években. Ma ez egy közös és ismerős eljárás a világ minden táján.

Oroszországban használják. Azonban vásárolunk reagenseket külföldre elemzésre. Az Orosz Tudományos Akadémia Általános Genetikai Intézetében az Orosz Tudományos Akadémia megfelelő tagjának vezető szerepében Nikolai Yankovsky egy olyan reagenseket hoz létre az emberi DNS azonosításához. Az ilyen hazai eszköz kialakulása nagyon időszerű, 2009. január 1-jétől kezdődően a "genomiális nyilvántartásba vétel" törvény hatályba lép, amelyet az Orosz Föderáció állami Duma 2008. november 19-én fogad el. A tudósok fejlődése nemcsak lehetővé teszi, hogy megtagadja az importálást, hanem a bűnözők kezét is tökéletesebb eszközt ad, amely a nyugati partnerekkel ellentétben egy erősen megsemmisített DNS-vel működik. Ez egy gyakori eset a törvényszéki vizsgálatban.

Ezzel az eszközzel egy másik nagy társadalmi feladat megoldásra kerül - a törvény genetikai adatainak bankjának létrehozása, amelynek köszönhetően a bűncselekmények közzététele növekedni fog, és a vizsgálati idő növekedni fog. Az Egyesült Királyságban az emberek genetikai adatainak alapja, egy vagy más, a bűnözői világhoz kapcsolódó másik, már több millió ember számozott.

A DNS-azonosítási módszer különösen jó a háborúkban, katasztrófákban és más körülmények között meghalt személy azonosságára. Ma Oroszországban használják. A leghíresebb eset az utolsó maradványok azonosítása királyi család. Az utolsó szakaszban ennek a nagy munka az azonosítása a továbbra is a Fiú és a lánya a császár - professzor által Evgeny Rogaev, a fejét a genomika Intézet főosztályvezetője a General Genetics az Orosz Tudományos Akadémia.

Végül a DNS-azonosítási módszer másik alkalmazási területe az apaság kialakítása. A tanulmányok azt mutatják, hogy a jogi atyák néhány százaléka nem biológiai. Hosszú ideig az apaságot a gyermek vérének és szülőnek - meghatározta a vércsoportot, a rhesus faktort, és összehasonlította az adatokat. Ez a módszer azonban lényegében megbízhatatlan volt, mivel a kutatók most megértették, és sok hibát adtak, amelyeket személyes tragédiákba csomagoltak. A DNS-azonosítás használata növelte az elemzés pontosságát közel 100% -ra. Napjainkban ez a technika az apaság létrehozásához Oroszországban érhető el.

Genetikai diagnosztika

Tegyen egy teljes elemzést egy személy genomjára, miközben hatalmas pénz - kétmillió dollár. Igaz, tíz év alatt, mivel a technológia javul, az ár fog esni, az előrejelzések szerint, akár ezer dollárt is. De nem tudod leírni az összes gént. Gyakran elég ahhoz, hogy értékelje csak az egyes gének egyes csoportjainak munkáját, kritikus fontosságot a különböző betegségek előfordulásához.

A genetikai diagnosztika speciális eszközöket, miniatűr, gyors és pontos szükséges. Ezeket az eszközöket Biochipaminak nevezik. A világ első szabadalma a Biohegyek számára, hogy meghatározza a DNS-struktúrát Oroszországba - a Mirzabekov akadémikus csapata a Molekuláris Biológia Intézetéből. V.A. Engelgardt Ras. Majd a 80-as évek a múlt század, a csapat Mirzabekova kifejlesztett micromatrice technológia. Elkezdték őket felhívni őket a biohegyekkel.

A biológiai mikrochipek egy kis pohár vagy műanyag lemez, amelynek felszínén sok sejt létezik. Mindegyik lyukban van egy marker a genom egyik vagy másik részén, amelyet a mintában kimutathatunk. Ha van egy páciens vérmintája a Biochipen, akkor megtudhatja, hogy van-e valami, amit keresünk, a megfelelő kút ragyogjon fluoreszcens címke miatt.

A kiégett Biochip-t nézve a kutatók diagnosztizálhatják az egy vagy egy másik betegségre való hajlamot, valamint a beteg vérében, például tuberkulózisban vagy hepatitis C-ben, a vírus nem több, mint egy idegen DNS fehérjehéj. Az új módszernek köszönhetően a biológiai anyagok komplex laboratóriumi vizsgálatainak időtartama több héttől egy napig csökkent.

Ma a biológiai mikrobirlokok több tucatnyi vállalatot fejlesztenek Európában és az Egyesült Államokban. Az orosz biokák azonban sikeresen ellenállnak a versenynek. Az egyik elemzés a BioCIP-IMB tesztrendszert használva csak 500 rubel, míg egy külföldi ellenfél használata 200-500 dollárba kerül.

És a Molekuláris Biológia Intézetében a Ras megkezdte a biokippák tanúsítását, amely feltárja a hepatitis C vírus fajtáit a betegben. Az új technológia piaci potenciálja hatalmas. Végtére is, a hagyományos elemzések segítségével, minden harmadik esetben, nem lehet megtudni, hogy milyen fajta fajta talált vírus. Most ezt a feladatot megoldják.

A DNS-diagnosztika segítségével nemcsak a betegségeket és a hajlamot észlelheti számukra, hanem a napi étrend beállítása is. Például, hogy teljes tejet vagy sem. Az a tény, hogy sok embernek szilárd teje van, hányingert, hasmenést és általános betegséget okoz. Ez annak köszönhető, hogy hiányzik egy enzim, amely elpusztítja a tejcukor - laktózt. Mert a testben és a problémák merülnek fel. És az enzim jelenléte genetikailag történik. A genetikai vizsgálatok szerint az országunkban lévő felnőttek harmadik és fele (a régiótól függően) nem tudják elnyelni az egész tejet. Mindazonáltal az iskolai étrend továbbra is minden gyermek napi pohár tejet ír elő. A DNS Diagnosticum segítségével, amelyet az Orosz Tudományos Akadémia Általános Genetikájának Intézetében fejlesztett ki, könnyű megállapítani, hogy ki lehet ajánlani a teljes tejet, és ki nem rendelkezik. Ez arra törekszik, hogy "az egészséges emberek egészségének megőrzése", amelyet az Orosz Tudományos Akadémia, a Tambov régió adminisztrációjával együtt hajtott végre.

Génterápia

A genetikai diagnózis megalapozza a jövő gyógyszerének alapját. De az orvostudomány nem csak diagnózis, ez a kezelés. Megállíthatjuk a hibás géneket egy élő szervezetben, vagy teljes körűen helyettesíthetjük azokat a súlyos esetekben, amikor a hagyományos kezelés tehetetlen? Olyan feladat, amely genetikai terápiát helyez el.

A szavakkal kapcsolatos genetikai terápia lényege egyszerű: a törött gént a szövetek és szervek sejtjeiben "javíthatják", ahol nem működik, vagy teljes körű gént szállít a test testébe beteg, amelyet szintetizálhatunk egy kémcsőben. Napjainkban több módszert hoztak létre a sejtekben a sejtekben. Ez a gének a semlegesített vírusok segítségével, a genetikai anyag mikroienének segítségével a sejtmagban, a sejtek héja egy speciális ágyúból a legkisebb aranyrészecskékkel, amelyek egészséges géneket hordoznak a felületükön, miközben a siker a A gyakorlati genetikai terápia területe meglehetősen egy kicsit. Azonban vannak fényes és szellemes találatok, beleértve az orosz laboratóriumokat is.

A rák kezelésére szánt elképzelések egyike szokásos módon hívható " trójai faló" A herpesz vírus gének egyik génje a rákos sejtekbe kerül. Amíg egy bizonyos pórus, ez a "trójai ló" nem érzékeli magát. De a betegek gyógyszert kell bevezetni a testbe, széles körben használják a herpesz (ganciklovir) kezelésére, mivel a gén kezd dolgozni. Ennek eredményeképpen egy rendkívül mérgező anyag, amely elpusztítja a tumort belsejéből a sejtekből. A rákos génterápia egy másik kiviteli alakja a gének rákos sejtjeinek szállítása, amely provokálja az úgynevezett "öngyilkossági" fehérjék szintézisét, ami a rákos sejtek "öngyilkossági" -jához vezet.

A gének a rákos sejtek számára történő átadásának technológiája a Bioorganikus Kémiai Intézet nagy szakembere. M.M.Sheyakina és Yu.A.ovachinnikova RAS, orosz Onkológiai Tudományos Központ, kosok Intézet Molekuláris Genetikai az Orosz Tudományos Akadémia Biológiai Intézet, GENA RAS. Kezeli az Akadémikus Evgeny Sverdlov munkáját. A projekt fő hangsúlyozása a tüdőrák (első halálozási arány) és az essophagealis rák (hetedik hely) elleni kábítószerek létrehozására vonatkozik. Azonban a létrehozott módszerek és formatervek hasznosak lesznek bármilyen rák elleni küzdelem, amely több mint száz. A szükséges klinikai vizsgálatok után, ha sikeresek, a kábítószereket 2012-ben a gyakorlatban fogják bevinni.

A rák diagnosztizálása

Számos tudományos csapat Oroszországban és a világon a rák problémáján dolgozik. Ez érthető: Évente rák egy kicsit kevésbé halálos betakarítást gyűjt, mint a cardiovascularis betegségek. A tudósok feladata olyan technológiák létrehozása, amelyek lehetővé teszik a rák kimutatását a legkorábbi szakaszokban, és célozhatják, anélkül, hogy mellékhatások a testre, elpusztítják a rákos sejteket. Korai és gyors diagnózis Amikor az elemzés csak néhány órát vesz igénybe, rendkívül fontos a hagyományos rákterápia szempontjából. Az orvosok tudják, hogy a betegség könnyebb elpusztítani az embriót. Ezért az egész világnak a diagnosztikai technológiák klinikái, amelyek megfelelnek ezeknek a követelményeknek. És itt, hogy segítsen a kutatók biotechnológiájához.

Egy új megközelítés a korai és gyors diagnózis rák először a világon ajánlottak Alexander Chetverin az Institute of Protein RAS. A módszer lényege, hogy azonosítsa az mRNS-molekulák, amelyek eltávolítják információt a vonatkozó részeit a genom és végrehajtja a parancsot a szintézisét a daganatos fehérjékkel. Ha ilyen molekulák vannak jelen a páciens vérmintájában, akkor diagnosztizálhat: van rák. Azonban a probléma az, hogy nagyon kevés ilyen molekulák egy vérmintában, és sok más is van. Hogyan lehet megtalálni és látni, hogy az egyetlen példány, amellyel szükségünk van? Ezt a feladatot a tudósok csapata megoldotta az A.Chaterin vezetésével.

A kutatók megismerték, hogy megszorozzák a rákos sejtek kívánt, de láthatatlan molekulák-markereket az úgynevezett polimeráz láncreakció (PCR) alkalmazásával.

Ennek eredményeképpen az egész molekuláris telepek egy láthatatlan molekulából nőnek, ami már látható a mikroszkópban. Ha a beteg vérmintájában (mondjuk, egy millililitressben) legalább egy ráksejtet és egy marker molekulát tartalmaz, akkor a feltörekvő betegség kiderülhet.

Az elemzés csak néhány órán belül elvégezhető, és több ezer rubelt költ. De ha egy tömegrendben használják, például egy éves profilaktikus orvosi vizsgálat, akkor az ár 300-500 rubelre csökkenthet.

Rák kezelés

A rák kezelésében számos új megközelítés létezik a biotechnológián alapulva. Az egyikük a specifikus antitestek alkalmazása rákellenes eszközökként.

Az antitestek az immunrendszer sejtjei által előállított fehérje molekulák. Lényegében ez egy vegyi fegyver, amely a testünket a küzdelemben mindenféle vírus elleni küzdelemben, valamint a saját testrák újjászülető sejtjeivel használja. Ha az immunrendszer maga maga nem fog megbirkózni a rákkal, akkor segíthet neki.

A Molekuláris Immunológiai Laboratóriumból származó tudósok (az Orosz Tudományos Akadémia Bioorganikus Kémiai Kémiai Intézete) az Orosz Tudományos Akadémia megfelelő tagjának vezető szerepében Sergey Deva megtervezik az olyan antitestek új generációját, amelyek felismerik a célt és megsemmisítik. Ez a megközelítés az úgynevezett "mágikus golyó" elvén alapul, amely mindig és egyértelműen megtalálja az áldozatot. Antitestek, hogyan nem lehet jobb erre a szerepre. A molekula egyik része "antenna", ami a célhoz vezet - a rákos sejt felülete. És az antitest farokához különböző rögzítőszerek ragaszkodhatnak - toxinok, szerves molekulák, Radioaktív izotópok. Különböző hatásokkal rendelkeznek, de mindenki végül megöli a tumort.

A rákos sejtek megsemmisíthetők és szinte természetesek lehetnek. Elég elindítani a programozott sejthalál mechanizmusát, egy természet által előírt öngyilkosságot. A tudósok ezt hívják apoptózis. Az öngyilkossági mechanizmus olyan intracelluláris enzimeket indít, amelyek a sejtek belsejében és a DNS-ben lévő fehérjéket elpusztítják. Sajnos a rákos sejtek elképesztően túlélők, mert tudják, hogyan kell elnyomni az öngyilkossági "hangulataikat". A probléma az, hogy ezek a rákos sejtekben lévő enzimek nagyon kicsiek, ezért nehéz elindítani az apoptózist.

Ez azonban megoldódott, és ez a probléma. Az öngyilkossági mechanizmus elindításához a szibériai tudósok a sejtszerkezetek membránjait, például mitokondriumokat nyitják meg. Ezután a ketrec elkerülhetetlenül meghal. Ebben a nagy projektben az Orosz Tudományos Akadémia Szibériai Akadémiájának Bioorganikus Kémiai Intézete, SSC "Vektor" (Pos. Koltsovo), önkormányzati tüdőművet (Novosibirsk), NPF "Medical Technologies" (Kurgan), Kutatóintézet A RAM klinikai és kísérleti immunológiája (Novoszibirszk). A közös erőfeszítések kutatók kiválasztott anyagok, amely megnyithatja a membránok sejtszerkezetekre és kifejlesztett egy módszert biztosítanak ezeknek az anyagoknak egy rákos sejt.

Védőoltások

Használja az állatok immunrendszerének ismeretét nem csak rák kezelésére, hanem fertőző betegségekre is. A legtöbb betegség elleni mentességet kapjuk "örökséggel", mások ellen, immunitást szerezünk, egy új fertőzés okozta betegséget. De az immunitás képzett - például vakcinázással.

A vakcinázás hatékonyságát először az Edward Jenner orvosa igazolta, aki bizonyította, hogy az a személy, akinek a tehén tályogása volt, nem reagál az Ope természetesnek. Azóta sok betegség van az orvosok ellenőrzése alatt. Mivel a vakcinákra, gyengített vagy megölt vírusokat használnak. De korlátozásokat szab ki: nincs garancia arra, hogy nincsenek aktív vírusrészecskék a vakcinában, sokan sok esetben nagy figyelmet igényelnek, a vakcina eltarthatósága a tárolási körülményektől függ.

Ezek a nehézségek megkerülhetik a géntechnikai módszereket. Ezek segítségével lehetséges a baktériumok és vírusok egyedi összetevőinek előállítása, majd bevezetni őket a betegeknek - a védőhatás nem lesz rosszabb, mint a szokásos vakcinák használata. Az első, aki géntechnológiával érhető el, az állatokra vakcinák voltak - az Andnae, a veszettség, a dizenteria és más állatbetegségek ellen. Az első genetikai-kamrai vakcina az ember számára a hepatitis V ellen vakcinává vált.

Ma a legtöbb fertőzéshez vakcinákat készíthetünk - klasszikus vagy genenis-kamrai. A legfontosabb probléma a huszadik században - AIDS-nek kapcsolódik. Oltás csak a kezében. Végtére is, az immunrendszert, ami miatt a test több immunsejtet eredményez. Egy humán immunhiányos vírus (HIV), amely az AIDS-t okozza, csak ezeken a sejtekben él és szorozzon. Más szóval, még több lehetőséget biztosítunk neki - az immunrendszer új, egészséges sejtjei fertőzésre.

Az AIDS elleni vakcinák keresésére vonatkozó tanulmányok hosszú történelemmel rendelkeznek, és a múlt század 70-es években készült felfedezésen alapulnak a jövőbeli akadémiaiak R.v. Petrov, V.a. Kabanov és R.M. Khaitov. Az ő lényege az, hogy polielektrolytes (vízben oldódó töltött polimer molekulák) Mi kölcsönhatásba lépünk az immunrendszer sejtjeivel, és ösztönözzük az utolsóat az antitestek előállítására. És ha a molekulát rögzítjük, például a vírushéjat alkotó fehérjék egyike, az immunválasz a vírus ellen szerepel. Az ilyen vakcina a cselekvési mechanizmus alapvetően különbözik a világban korábban létrehozott vakcináktól.

Az első a világon, míg az egyetlen polielektrolit, amely lehetővé teszi az emberi testbe, vált polixidónium. Aztán a polimerre "varrott" az influenza vírus fehérjéi. Az influenza oltóanyag, amely közel 10 évig közel 10 éve védi a vírusos fertőzéseket az oroszországi emberek millióinak közel 10 éve.

Ugyanazon a módszeren ma az AIDS elleni vakcinát is létrehozzák. Az AIDS-vírusra jellemző fehérje polielektrolittal van kötve. Az így kapott vakcinát sikeresen ellenőrizték egereken és nyulakon. A preklinikai vizsgálatok eredményei szerint az Orosz Tudományos Akadémia Immunológiai Intézete engedélyt adott az önkéntesek részvételével klinikai vizsgálatok elvégzésére. Ha a gyógyszer minden szakaszának sikeres lesz, akkor nem csak a HIV-fertőzés megelőzésére, hanem az AIDS kezelésére is használható.

A biotechnológia által bemutatott gyógyszerek

A gyógyszerek továbbra is az orvosi gyakorlat fő eszköze marad. Az Oroszlán Orvosi Drugok részesedését előállító vegyipar azonosítása azonban korlátozott. Számos anyag kémiai szintézise bonyolult, és gyakran lehetetlen, mint például a fehérjék túlnyomó többségének szintézise. És itt a mentéshez jön a biotechnológia.

A mikroorganizmusokkal rendelkező gyógyszerek előállítása hosszú történelemmel rendelkezik. Az első antibiotikum penicillin - 1928-ban elosztott penicillin, és ipari termelése 1940-ben kezdődött. Penicillint követően más antibiotikumokat nyitottak meg, és tömegtermelésük megalapozott.

Hosszú ideig számos emberi fehérjéken alapuló kábítószer csak kis mennyiségben kapta meg, termelésük nagyon drága volt. A géntechnológia reményt adott, hogy a fehérje-készítmények spektruma és mennyisége drámaian növekedni fog. És ezek az elvárások indokoltak. A biotechnológia által kapott több tíz gyógyszer már belépett az orvosi gyakorlatba. A szakemberek számításai szerint a Global kábítószer-piac éves volumene a Genengentine által létrehozott fehérjéken alapulva, 15% -kal, 2010-re nő, 18 milliárd dollár.

A legélénkebb példája a munkái biotechnologists ezen a területen - agenic inzulin a személy, aki keletkezik az Intézet Bioorganic Chemistry. M.m.shyakina és Yu.A.ochinnikova Ras. Az inzulin, azaz a fehérje szerkezetének hormonja szabályozza a cukor bomlását a testünkben. Ez eltávolítható az állatokból. Korábban tette. De még az inzulin a hasnyálmirigyekből - a biokémiailag legközelebbi állatok közel hozzánk - még mindig különbözik az embertől.

Tevékenysége az emberi testben alacsonyabb, mint az emberi inzulin aktivitása. Ezenkívül immunrendszerünk nem tolerálja az idegen fehérjéket, és elutasítja őket minden esetlegesen. Ezért a bevitt sertés inzulin eltűnhet, mielőtt az orvosi intézkedésnek van ideje van. A problémát egy genetikai mérnöki technológia megoldotta, amely ma humán inzulint termel, beleértve Oroszországba is.

A Bioorganikus Kémiai Intézetben lévő személy mannin-tervezett inzulinja mellett. MM Sumyakina és Yu.A.ovachinnikova RAS IBH RAS együtt hematológiai tudományos központ a RAMS létrehozta a gyártási technológia fehérjék leküzdésére masszív vérveszteség. Humán szérumalbumin és véralvadási tényező - kiváló mentő és újraélesztés, kereslet az orvostudományi katasztrófák.

Genetikailag módosított növények

Tudásunk a genetika területén, a napi feltöltött napon, lehetővé tette számunkra, hogy ne csak genetikai vizsgálatokat hozzunk létre a betegségek és a ragyogó fehérjék, vakcinák és gyógyszerek diagnosztizálásához, hanem új organizmusok is. Ma alig van olyan személy, aki nem hallott a genetikailag módosított vagy transzgenikus, organizmusok (GMO-k). Ezek azok a növények vagy állatok, amelyeknek a DNS összetétele a géneken kívülre kerül, amelyek ezeket a szervezeteket újnak, hasznosnak tartják, egy személy, tulajdonságok szempontjából.

A hadsereg GMO nagyszerű. A biotechnológiai gyárakon dolgozó rangsorban és hasznos mikrobákban sok hasznos anyagot termelnek nekünk, és a mezőgazdasági növények javított tulajdonságokkal és emlősökkel, amelyek több húst, több tejet adnak.

A GMO egyik leggyakoribb divíziója természetesen növények. Végtére is, az időelemek, akik személyként szolgálnak, táplálják az állatokat. A növényekből rostokat kapunk építésre, gyógyszerek és parfümök, nyersanyagok a vegyipar és az energia, a tűz és a hő.

Még mindig javítjuk a növények minőségét, és új fajtákat hozunk a kiválasztás segítségével. De ez a gondozás és az időigényes folyamat sok időt igényel. Genetikai tervezés, amely lehetővé tette számunkra, hogy hasznos géneket helyezzünk be a növényben a genomban, alapvetően új szintre emelte a választást.

Az első transzgenikus növény, amelyet egy évszázaddal ezelőtt hoztak létre, dohány, és most a világban ipari skála Használjon 160 transzgenikus növényt. Ezek közül kukorica és szója, rizs és repce, pamut és len, paradicsom és sütőtök, dohány és répa, burgonya és szegfű és mások.

A "Bioengineering" központjában az Orosz Tudományos Akadémia, amelyet az akadémikus K.G.Skryabin. A belorusz kollégákkal együtt az első hazai genetikailag módosított kultúra jött létre - az "Elizabeth" burgonya burgonya sokféleségét, szemben a Colorad bogárnak.

Az 1980-as évek elején kapott első genetikailag módosított kultúrák ellenálltak a herbicidekkel és a rovarokkal szemben. Napjainkban a genetikai mérnöki tevékenység segítségével olyan fajtákat kapunk, amelyek több tápanyagot tartalmaznak a baktériumoknak és vírusoknak, a szárazságra és a hidegre. 1994-ben először számos paradicsomot hoztak létre, nem pedig rothadtak. Ez a fajta két év alatt megjelent a genetikailag módosított termékek piacán. A többi transzgenikus termék széles körben híres volt - arany rizs (arany rizs). Benne, ellentétben a rendes rizzsel, a béta-karotin kialakulása - az A-vitamin elődje, amely feltétlenül szükséges a test növekedéséhez. Az arany rizs részben megoldja azoknak az országoknak a lakóinak teljes táplálkozásának problémáját, ahol a rizs továbbra is a táplálék főétele marad. És ez legalább kétmilliárd ember.

A táplálkozás és a hozam nem az egyetlen olyan cél, amelyet a genetikai mérnökök folytatnak. Olyan növényi fajtákat hozhat létre, amelyek a vakcina és az orvostudomány leveleikben és gyümölcsökben tartalmazhatnak. Nagyon értékes és kényelmes: a transzgenikus növényekből származó vakcinák nem szennyezhetők veszélyes állati vírusokkal, és a növények maguk is könnyű növekedni nagy mennyiségben. És végül a növények alapján létrehozhat "ehető" vakcinákat, ha elegendő, ha elég transzgenikus gyümölcsöt vagy zöldséget fogyaszthat vakcinázáshoz, például burgonya vagy banán. Például egy olyan sárgarépa, amely olyan anyagokat tartalmaz, amelyek részt vesznek a test immunválaszának kialakításában. Az ilyen üzemek közösen hozzák létre a Szibéria két vezető biológiai intézményének tudósait: az Orosz Tudományos Akadémia Szibériai Branziós és Intézet Szibériai ágának Citológiai és Genetikai Intézet kémiai biológia és alapvető gyógyszer SB RAS.

Nem szabad azt mondanunk, hogy a társadalom óvatos a géntechnológiával módosított növények (GMP). És maga a tudományos közösségben folytatódnak a GMR lehetséges potenciális veszélyéről. Ezért vannak tanulmányok a világ minden tájáról, amely lehetővé teszi a GMR - élelmiszer, agrotechnikai, környezetvédelem használatával kapcsolatos kockázatokat. Míg az Egészségügyi Világszervezet a következőket állapítja meg: "A GM kultúrák 10 éves kereskedelmi felhasználásának több mint 10 éve felhalmozott tapasztalat, a speciális kutatási eredmények eredményeinek elemzése: eddig nem létezik egyetlen bizonyított toxicitás, vagy a regisztrált GM kultúrák kedvezőtlen hatása élelmiszer- vagy takarmányforrásokként "

1996 óta, amikor a GMR kereskedelmi termesztése 2007-ig kezdődött teljes területA transzgenikus növények elmulasztása 1,7 millió és 114 millió hektár között nőtt, ami a világ összes szántóhelyének 9% -a. Ráadásul a terület 99% -a öt kultúrát foglal magában: szója, pamut, rizs, kukorica és nemi erőszak. A termelés teljes mennyiségében a genetikailag módosított osztályok több mint 25%. A GMR használatának abszolút vezetője az Egyesült Államok, amelyben a pamut és szója 75% -át 2002-ben transzgénálták. Argentínában a transzgenikus szója részesedése 99% volt, a repce 65% -át Kanadában és 51% -os pamutban állították elő Kínában. A GMR termesztését 2007-ben 12 millió gazdálkodó alkalmazta, amelyek közül 90% a fejlődő országokban él. Oroszországban a GMR ipari termesztése törvény által tilos.

Genetikailag módosított állatok

Hasonló stratégia Használja a génmérnököket, és távolítsa el az új állatok új szikláit. Ebben az esetben az értékes jel megnyilvánulásáért felelős génot megtermékenyített tojásba vezetik be, amely tovább fejleszt egy új szervezetet. Tegyük fel, hogy egy állati gének a hormon genom kiegészítéséhez, a növekedés ösztönzéséhez, az ilyen állatok gyorsabban növekedni fognak kisebb mennyiségű élelmiszerrel. A kijáratnál - olcsóbb hús.

Az állat nemcsak hús és tej forrása lehet, hanem gyógyszerekebben a tejben. Például a legértékesebb emberi fehérjék. Már elmondtuk néhányat. Most ez a lista kiegészíthető a lactoferrin - fehérjével, amely védi az újszülötteket veszélyes mikroorganizmusokból, amíg saját immunitásuk nem szerzett.

A nő teste ezt az anyagot termeli az anyatej első részével. Sajnos a tej nem minden anya, így az emberi lactoferrint hozzá kell adni a mesterséges etetéshez az újszülöttek egészségének megőrzéséhez. Ha a táplálkozásban lévő védőfehérje elegendő, akkor a különböző gasztrointesztinális fertőzésekből származó halommérlegek halálozási aránya tízszeresére csökkenthető. Ez a fehérje nemcsak a gyermekek élelmiszeriparban, hanem például a kozmetikai iparban is keres.

A technológia a termelés a kecsketej humán laktoferrin alakul ki az Institute of Biology of the RAS Gena és a tudományos és gyakorlati Központ a Nemzeti Tudományos Akadémia Belarusz állattenyésztés. Ebben az évben megjelent az első két transzgenikus kecske. Mindegyikük létrehozását több éven át 25 millió rubel kutatásra fordították. Továbbra is várnia kell, amikor felnőnek, tenyészteni és elkezdenek tejet adni egy értékes emberi fehérjével.

Celluláris mérnöki

Van egy másik csábító terület a biotechnológia - celluláris technológia. Egy személy testében él és dolgozik fantasztikus sejtek képességeikben - szár. Arra jönnek, hogy helyettesítsék a halott sejteket (mondjuk, vörösvérsejtek, a vér vörösvérsejtje, csak 100 napig élnek), meggyógyítják a töréseket és a sebeket, helyreállítják a sérült szöveteket.

Az őssejtek létezése megjósolta az orosz hematológustól St. Petersburg Alexander Maximov 1909-ben. Több évtized után elméleti feltételezését kísérletileg megerősítették: az őssejtek találtak és kiosztottak. De az igazi fellendülés a huszadik század végén kezdődött, amikor a kísérleti technológiák területén haladás lehetővé tette a sejtek lehetőségeit.

Eddig az őssejtek használatával kapcsolatos gyógyszerek előrehaladása több mint szerény. Ezeket a sejteket, tárolhatjuk, szaporodhatunk, kísérletezhetünk velük. De még mindig nem teljesen értik a mechanizmus mágiájuk átalakulások, amikor az arctalan őssejt alakul vérsejt vagy izomszövet. Még nem ismertünk a kémiai nyelv végéig, amelyen az őssejt átalakulást kap. Ez a tudatlanság kockázatot jelent az őssejtek használatából, és visszatartja az aktív bevezetésüket az orvosi gyakorlatba. Mindazonáltal a sikerek a nem gyógyító törések kezelésének területén vannak az időseknél, valamint a szívrohamok és a szívműködések utáni kezelés csökkentésével.

Oroszországban a retina égési sérülésének kezelésére szolgáló eljárást humán agyi őssejtek alkalmazásával fejlesztik. Ha ezek a sejtek belépnek a szembe, akkor aktívan mozognak az égési területre, amely a sérült retina külső és belső rétegeiben található, és stimulálja az égés gyógyulását. A módszer kidolgozott egy kutatócsoportot a Moszkvai Kutató Intézet szembetegségeinek. GELMGolts MZ az Orosz Föderáció, Fejlesztési Biológia Intézete. N.K. Koltsova Ras, a Gene Biológia Biológiai Intézete és a rúd szülészetének tudományos központja, nőgyógyászat és perinatológia.

Miközben az őssejtek ismereteinek felhalmozódása. A tudósok erőfeszítései a tanulmányokra koncentrálnak az infrastruktúra létrehozásáról, különösen az őssejtek bankjaira, amelyek közül az első, aki Oroszországban "Hemabank" lett. Növekvő szervek, kezelés sclerosis scarm És a neurodegeneratív betegségek a jövő, bár nem távoli.

Bioinformatika

A tudás számát, az információ növekszik, mint egy hógolyó. Az élő rendszerek működésének elveinek ismeretében ismerjük az élő anyagok eszközének hihetetlen összetettségét, amelyben számos biokémiai reakciót szenvednek egymással, és zavaró hálózatokat képeznek. Az élet "web" elhelyezése csak a modern matematikai módszerekkel lehetséges az élő rendszerek modellezési modellezésére.

Ezért származik egy új irány a biológia és a matematika - bioinformatika - a biotechnológusok munkájának már elképzelhetetlen. A bioinformációs módszerek többsége természetesen az orvostudományon dolgozik, nevezetesen új gyógyászati \u200b\u200bkapcsolatok kereséséhez. A molekula szerkezetének ismeretei alapján kereshetnek, amely egy adott betegség kialakulásáért felelős. Ha egy ilyen molekulát blokkolja a nagy pontossággal kiválasztott anyagok, a betegség folyamata leállítható. A bioinformatika lehetővé teszi a klinikai használatra alkalmas blokkoló molekulát. Ha ismerjük a célt, mondjuk, a "patogén" fehérje szerkezete, majd a számítógépes programok segítségével szimulálhatja a gyógyszer kémiai szerkezetét. Ez a megközelítés jelentősen időt és erőforrásokat takaríthat meg, amelyek a mellszoborba mennek, és több tízezer kémiai vegyületet tesztelnek.

Az oroszországi bioinformatikájú kábítószerek létrehozásának vezetői között - a "Himrar" cég. A potenciális rákellenes szerek keresése során különösen több ezer kémiai vegyület szűrésével foglalkozik. A bioinformatika legerősebb orosz tudományos központjai is szerepelnek az Orosz Tudományos Akadémia szibériai ágának Citológiai és Genetikai Intézetében. A huszadik század 60-as évei óta egyedülálló tudományos iskola, biológusok és matematikusok egyesítése, a Novoszibirszk Academgorodokban fejlődött. A Novosibirsk bioinformatika munkáinak fő iránya a sejtek belsejében lévő fehérjék kölcsönhatásának elemzése, valamint az új gyógyszerek potenciális molekuláris célpontok keresése.

Annak érdekében, hogy megértsük az egyik vagy egy másik betegség kialakulásának mechanizmusa, fontos tudni, hogy melyek a betegeknél több ezer ember génjei valóban felelősek a betegségért. Ezt egyáltalán nem könnyű feladat bonyolítja az a tény, hogy a gének általában nem működnek, hanem csak más génekkel együtt. De hogyan kell figyelembe venni a más gének sajátos betegségéhez való hozzájárulását? És itt a bioinformatika az orvosok segítésére szolgál. Matematikai algoritmusok használatával olyan térképet építhet, amelyen az útvonalak kereszteződései a gének kölcsönhatását mutatják. Ilyen kártyák érzékelik a beteg sejtekben működő gének klasztereit a betegség különböző szakaszaiban. Ez az információ rendkívül fontos, például egy rákkezelési stratégia kiválasztása, a betegség szakaszától függően.

Ipari biotechnológia

Az ember használt biotechnológiát az idő előtt. Az emberek a tejből készült sajtot, a téli káposzta káposztát, vicces italokat készítettek mindentől, ami erjesztett. Mindezek olyan klasszikus mikrobiológiai folyamatok, amelyekben a fő hajtóerő mikroorganizmus, a legkisebb életrendszer.

Napjainkban a biotechnológia által megoldott feladatok spektruma hihetetlenül kibővült. Már meséltünk a biotechnológiai, a genetikailag módosított szervezetek által kapott betegségek, új vakcinák és gyógyszerek genetikai diagnózisáról. Az élet azonban más feladatokat dob. Óriási kémiai termelés, amelyen kapunk olyan anyagokat, amelyek szükségesek egy kényelmes élőhely (rost, műanyag, Építőanyagok És még sok más) Ma már nem tűnik olyan vonzónak, mint 60 évvel ezelőtt. Sok energiát és erőforrást (nagynyomású, hőmérséklet, nemesfémek katalizátorait) szétválnak, szennyezik a környezetet, és értékes földterületeket foglalnak el. Lehet-e a biotechnológusok cserélni?

Igen, ők tudják. Például, genetikailag módosított mikroorganizmusok, amelyek hatékony ipari kémiai folyamatok katalizátorát működtetik. Ilyen biokatalalizátorok jönnek létre a genetika és a mikroorganizmusok kiválasztásában, például egy veszélyes és piszkos szakaszban az akrilamid mérgező szerének megszerzéséhez. Polimer teszi poliakrilamid, a víztisztításban és a pelenkák gyártásában, valamint bevonattal ellátott papír előállításában, valamint számos más célból. A biokatalalizátor lehetővé teszi a kémiai reakciót, hogy szobahőmérsékleten monomert kapjunk, agresszív reagensek és nagy nyomás nélkül.

Az ipari használat előtt Oroszországban a biokatalizátort a CJSC Bioamid (Saratov) tudományos csapata (Saratov) erőfeszítései hozták a Szergej-voronin vezetésével. Ugyanez a csapat kifejlesztette a biotechnológiát az aszparaginsav megszerzéséhez, és létrehozott egy import-helyettesítő szívfeladat: A gyógyszer már belépett Oroszországban és Fehéroroszországban. Az orosz kábítószer nem csak olcsóbb importált analógok, hanem az orvosok szerint is hatékonyabb. Az a tény, hogy az "Asparkov L" csak egy optikai savforrást tartalmaz, amelynek terápiás hatásai vannak. És a nyugati analóg, Panangin két optikai izomer, L és D keverékén alapul, amelyek közül a második egyszerűen ballasztként szolgál. A bioamid csapat megtalálása abban áll, és rejlik, hogy sikerült megosztani ezeket a két nehéz külön izomereket, és ipari alapon helyezkednek el.

Lehetséges, hogy a jövőben az óriási kémiai vegyületek egyáltalán eltűnnek, és ezek helyett olyan kis biztonságos műhelyek maradnak, amelyek nem károsítják a környezetet, ahol a mikroorganizmusok működnek, amelyek a különböző iparágak számára szükséges közreműködő termékeket dolgoznak ki. Ezen kívül, a kis zöld gyárak, akár mikroorganizmusok, akár növények, lehetővé teszik számunkra, hogy olyan felhasználható anyagokat szerezzünk, amelyek nem cselekednek egy kémiai reaktorban. Például egy pók selyemfehérje. A ragasztóhálózatok keretek szálai, amelyeknek az áldozatoknak a pókember erősebb, mint az acél szünetben. Úgy tűnik, tegye a pókokat a műhelybe és a fehérje szálak húzásához. De az egyik bank pókjai nem élnek - enni egymást.

Egy szép döntés volt egy kutatócsoport vezetése alatt a biológiai tudományok doktora Vladimir Bogushi (Gosnia Genetika és Selections mikroorganizmusok) és Orvosok Biológiai Tudományok Eleanora Peerbian (Institute of General Genetics az Orosz Tudományos Akadémia). Először a pók génjeit a pókháló szintéziséért felelős gének osztották fel. Ezután ezek a gének az élesztő és a dohánysejtekbe ágyazódtak. Mindkettő és mások elkezdték termelni a szükséges fehérjét. Ennek eredményeként az egyedülálló és szinte természetes szerkezeti anyag, a könnyű és rendkívül tartós, amelyből elvégezhető, kötél, test páncél és még sok más.

Vannak más problémák is. Például egy hatalmas mennyiségű hulladék. A biotechnológia lehetővé teszi számunkra, hogy a hulladék bevételeket fordítsunk. Side Products A mezőgazdaság, az erdő és az élelmiszeripar átalakítható metán, biogáz, amely alkalmas az energia melegítésére és előállítására. És lehetséges - metanolban és etanolban, a bioüzemanyagok fő összetevői.

A biotechnológia ipari alkalmazása aktívan részt vesz a Moszkvai Állami Egyetem kémiai karán. M.V. Lomonosov. Ez több laboratórium által elfoglalt legkülönbözőbb projektek - a létrehozása ipari bioszenzorok szerezni enzimek finom szerves szintézis, az ipari hulladék hasznosító technológiák kidolgozása előtt a bioüzemanyag-termelés módszereket.

Tudomány, üzlet, állam

Az elért előrehaladás a biológusok, vegyészek, orvosok és más szakemberek együttes erőfeszítéseinek eredménye az élő rendszerek térében. A különböző tudományágak viszonya gyümölcsöző volt. Természetesen a biotechnológia nem csodaszer a megoldáshoz globális problémákés olyan eszköz, amely nagyszerű perspektívákat ígér, megfelelő használatával.

Ma a világ biotechnológiai piacának teljes mennyisége 8 trillió. dollár. A biotechnológiák is vezetnek a kutatási fejlesztések finanszírozásának volumenén: csak az Egyesült Államokban, az állami struktúrák és a magánvállalatok évente több mint 30 milliárd dollárt költenek.

A tudomány és a technika beruházásai végül gazdasági gyümölcsöket hoznak. De a biotechnológia nem tud maguk megoldani a komplex orvosi problémákat. A kedvező egészségügyi infrastruktúra és az ipari struktúra, amely garantálja az új diagnosztikai technikákhoz, vakcinákhoz és gyógyszerekhez való hozzáférést, javított tulajdonságú növényeket kell létrehozni. Itt is rendkívül fontos a tudomány és az üzlet közötti hatékony kommunikációs rendszer is. Végül a gazdaság hatékony innovatív szektorának kialakításának feltétlenül szükséges feltétele az állammal való tudományos és kereskedelmi struktúrák kölcsönhatása.

Segítsen STRF.RU.
2008-ban 939 pályázatot nyújtottak be a téma képződésében az "élő rendszerek" irányába (összehasonlítás: összesen a program alatt - 3180),
- 396 kérelmet nyújtottak be a versenyre (csak 1597),
- 179 versenyt tartottak (csak 731)
- A versenyeken való részvételt 23 osztály (csak 36) szervezése fogadta el, közülük 17.
- 179 szerződés megkötése (összesen731)
- Továbbra is 120 szerződés (csak 630)
- Az élő rendszerek témáinak kialakítására szolgáló alkalmazások 346 szervezetet küldtek (csak 842)
- 254 szervezet küldött székhely a versenyért (806 összesen)
- 190 szervezet a Co-Appliance alkalmazásokként küldött (636 összesen)
- középső verseny a 2.212 tételhez (átlagos programon - 2,185)
- A 2008-as szerződési költségvetés 1041,2 millió dörzsölés volt. (Az egész program költségvetésének 21,74% -a)

A növekedés dinamikája és finanszírozás elosztása irányába élő rendszerek keretében a Szövetségi Munkacsoport Tudományos és Műszaki Program 2002-2006 és a szövetségi célprogram 2007-2012:
2005 - 303 szerződés, 1168,7 millió rubel. (100%)
2006 - 289 szerződések, 1227,0 millió rubel. (105%)
2007 - 284 szerződések, 2657,9 millió rubel. (227%)
2008 - 299 szerződések, 3242,6 millió rubel. (277%)

A tudományok nem önmagukban keletkeznek, nem azért, mert valaki csak "érdekeset". Bármely tudomány az e vagy más feladatok emberiségének kialakításának szükségességének eredményeként jelenik meg a fejlődés folyamatában. A biológia nem kivétel, az emberek számára nagyon fontos problémák megoldásával is felmerült. Az egyikük mindig az élelmiszertermékek megszerzéséhez kapcsolódó vadgazdálkodási folyamatok mélyebb megértése volt, azaz a növények és az állatok életének jellemzőinek ismerete, az ember befolyása alatt, az ember befolyása alatt, a megbízható és gazdag betakarítás megszerzésének módja. A probléma megoldása a biológiai fejlődés egyik alapvető oka.

Egy másik, nem kevésbé fontos "tavasz" az emberi biológiai jellemzők tanulmányozása. Az ember a vadon élő állatok fejlesztésének terméke. A létfontosságú tevékenységünk minden folyamata hasonló a természetben előfordulóakhoz. És ezért csak a biológiai folyamatok mély megértése tudományos alapot szolgál az orvostudomány számára. A tudat megjelenése, ami azt jelenti, hogy egy óriási előrelépés az anyag önismeretében, szintén nem érthető a vadon élő állatok mély kutatása nélkül, legalább két irányban - az agy előfordulása és fejlődése, mint gondolkodásmód (eddigi) A gondolkodás rejtélye továbbra is megoldatlan) és a szocializmus, a nyilvános kép élettartama.

A megnövekedett élelmiszertermelés és a gyógyszerfejlesztés fontos, de nem az egyetlen olyan probléma, amely meghatározza a biológia fejlesztését, mint a tudomány több ezer éve. Az élő természet az emberiség számára szükséges anyagok és termékek forrása. Szükséges ismerni a tulajdonságaikat, hogy megfelelően használják, tudják, hol keressük őket a természetben, hogyan kell kapni. Sok szempontból a biológia ilyen ismeretek nagy forrása. De ez nem kimeríti a biológiai tudományok fontosságát.

A XX. Században A Föld lakossága annyira nőtt, hogy az emberi társadalom fejlődése lett a meghatározó tényező a Föld bioszférájának fejlődésében. A mai napig kiderült, hogy a vadon élő állatok nemcsak élelmiszerforrás és sok szükséges termék és anyag, hanem az emberiség létezésének szükséges feltétele is. A mi kapcsolataink sokkal közelebb és létfontosságúak, mint a XX. Század elején is gondolták.

Például a levegő ugyanolyan kimeríthetetlen és állandó jellegű erőforrásnak tűnt, mint például, napfény. Tény, hogy nem. Tot kvalitatív összetétel Az atmoszféra, amelyhez hozzászokunk, 20,95% -os oxigénnel és 0,03% szén-dioxid - származtatott tevékenységi tevékenységet folytatunk: a növények légzése és fotoszintézise, \u200b\u200ba halott szerves anyag oxidációja. A levegő oxigén csak a növények létfontosságú aktivitása következtében merül fel. Az oxigén fő növényei a trópusi erdők és az óceán algák. De ma, mint megfigyelések azt mutatják, a szén-dioxid mennyisége a Föld légkörében folyamatosan növekszik az olaj, a gáz, a szén, a fa, valamint más antropogén folyamatok égetése során. 1958 és 1980 között a széndioxid mennyisége a szárazföldi atmoszférában 4% -kal nőtt. A század végére több mint 10% -kal növelheti karbantartását. A 70-es években. XX. Század A növények létfontosságú tevékenységének következtében a légkörbe bevitt oxigén mennyiségét T / évben értékelték, és az emberiség éves fogyasztása T / évben van. Ez azt jelenti, hogy már élünk már a múltban felhalmozott oxigén tartalékai miatt, több millió évvel az élőlények fejlődése a bolygón.

Ez a víz, amit inni, pontosabban - a víz tisztaságát, annak minőségét elsősorban a vadon élő állatokban is meghatározzák. A szennyvíztisztító telepek csak a természetben láthatatlan hatalmas folyamatot teljesítünk: a talajban vagy a víztározóban lévő víz ismételten áthalad a gerinctelenek méhjeinek testén, szűrtük, és szerves és szervetlen szennyeződésektől mentesek A folyókban, tavakban és kulcsokban ismerjük.

Így a kiváló minőségű kompozíció és a levegő és a víz a földön az élő szervezetek létfontosságú tevékenységétől függ. Hozzá kell tenni, hogy a talaj termékenysége a termés alapja - az élő szervezetek létfontosságú tevékenységének eredménye a talajban: hatalmas számú baktérium, gerinctelenek, algák.

Az emberiség nem létezhet a vadon élő állatok nélkül. Ezért szükség van arra, hogy a "munkakörülményben" tartsuk.

Sajnos ez nem olyan könnyű. A bolygó egész felületének fejlesztése, a mezőgazdaság, az iparág, az erdők csökkentése, a szárazföld és az óceánok szennyezése, egyre több növényfaj, gomba, az állatok, a föld arca eltűnik. Az eltűnt nézet lehetetlen. Ez egy millió évnyi evolúciójú termék, amely egyedülálló génmedencével rendelkezik - csak az örökletes adatok kódexében rejlő, amely meghatározza az egyes fajok tulajdonságainak egyediségét. Egyes számítások szerint a 80- [GG. A világon naponta átlagosan egyfajta állatok esetében megsemmisült, 2000-re ez a tempó óránként egy fajra emelkedhet. Hazánkban egyfajta gerinces állatok átlagosan 3,5 évig eltűnnek. Hogyan változtathatja meg ezt a tendenciát, és térjen vissza az evolúciós indokolt elérési útra az állandó "életösszeg" folyamatos növekedésének, és nem a csökkentése? Ez a probléma minden emberiséget érinti, de lehetetlen megoldani a biológusok nélkül.

Figuratívan beszélő, modern biológia egy hatalmas, többszintes épület, amely több ezer "szobát" tartalmaz - irányvonalat, tudományokat, valamint független tudományokat. Ugyanez a lista több tíz oldalt vehet igénybe.

A biológia épületében négy fő "padló" van, amelyek megfelelnek az élő anyagok megszervezésének alapszintjének. Az első emelet molekuláris genetikai. Az itt élők tanulmányozásának tárgya az örökletes információ (gének) egysége, azok változásai - mutációk és az örökletes adatok továbbításának folyamata. A második emelet ontogenetikus, vagy az egyéni fejlődés szintje. Ebbe a "padlón" események még mindig a legkevésbé tanulmányoznak a biológiában. Van egy titokzatos folyamat, amely meghatározza a megfelelő hely megjelenését a megfelelő időben, mi jelenik meg az egyes egyéni lábak vagy szem normál fejlődése során az állat, a lap vagy a kéreg az üzemben. A következő "padló" népi fajok szintje. Az elemi egységek ezen a szinten - populáció, azaz viszonylag kicsi, hosszadalmas, hosszú, egy faj egy fajta csoportja, amelyen belül cserébe Örökletes információ. Az elemi jelenségek itt visszafordíthatatlan változások a populációk genotípusos összetételében, és végül különböző eszközök (adaptációk) és új fajok megjelenése. Az utolsó, negyedik emeleten a különböző léptékű környezeti rendszerek folyamata sok faj összetett közössége, a bioszféra folyamatokig. E közösségek elemi struktúrái - biogeocenózisok és elemi jelenségek - a biogeocenózis átmenete a dinamikus egyensúly egyik állapotából a másikba, ami a teljes bioszféra egészének változásához vezet. Minden szinten vannak saját minták, de az egyesek mindegyikében előforduló események szorosan kapcsolódnak az eseményekhez más szinteken.

Az elmúlt évtizedekben a molekuláris biológia előrelépett (az ezen a területen alkalmazott tudósok számának megfelelően, a különböző államokban felszabaduló eszközöknek, hogy pontosan ezt a kutatás irányát fejlesszék ki). Csodálatos eredményeket kapnak, a tisztán elméleti (dekódolás) genetikai kód és az első mesterséges gének szintézisének) a gyakorlati (például a genetikai mérnöki fejlesztés). Most a népességbiológia gyorsan fejlődik ki, amely sikeresen megoldja a numerikusan növekvő emberiséghez szükséges élelmiszerek előállításához kapcsolódó modern problémákat, a gyorsan eltűnt élő szervezetek gyors eltűnési típusainak megőrzését, a nagyszerű feladathoz kapcsolódó problémák számát Kezelés irányítása evolúciós fejlődés Észletően I. több faj. Nem messze a kutatás bioszféra "padlójának" hegységétől és intenzív fejlődésétől.

Nem hiszem, hogy a klasszikus területek biológusai - zoológia, botanikus, morfológia, fiziológia, szisztematika és mások már megtörténtek. Még mindig sok munka van itt. Akár tudod, hogy mit tudsz tudományosan leírni (pontos leírások, és a tudományos név adódik) kevesebb mint fele a bolygónkban lakó emberek - csak körülbelül 4,5 millió faj, és néhány számítás, legfeljebb egy harmadik vagy akár egynegyede őket? Még hazánkban is, elsősorban egy mérsékelt éghajlati övezetben, amely nem különbözik a szerves formák sokféleségében, a tudósok évente megnyitják az új fajokat (főként gerinctelenek).

A fosszilis organizmusok szétszórt maradványai által nem lenyűgözött paleontológusok kutatása a hosszú kihalt állatok megjelenését, rekonstruálja a múltbeli korszakok természetét, megtudja az ökológiai világ fejlődésének módját?

És itt a kutatók várják a legérdekesebb találatot. Milyen szenzációs, például a legrégebbi fejéses fosszíliák felfedezése a több mint 3 milliárd éves kora szikláiban! Ez azt jelenti, hogy már volt az élet a Földön. Nem kevésbé lenyűgöző és teljes felfedezései a genetika, zoológusok, botanika, biokémisták, fiziológusok stb.

Mi, az emberek, egyre inkább a Földön, és jobban akarunk élni. Ezért egyre több nyersanyag szükséges a társadalom fejlődéséhez. Innen van egy nagy szándék nemzetgazdaság, beleértve a biológiához kapcsolódó iparágakat, elsősorban a mezőgazdaságot, az erdőt és a vadászat-halászatot, a halakat. De nem csak ezek az iparágak. Országunkban a mikrobiológiai iparág jött létre és sikeresen fejlődik, például a mikrobiológiai iparág a nemzetgazdaság hatalmas szektora, az élelmiszer- és takarmányt (állatállomány és madarak, vadvilág stb.) Termékek, a legújabb gyógyszerek és és még segítsen mélyen kivonni a földi ásványi anyagok mélyén. A nemzeti gazdaság - biotechnológia egy másik biológiai iparága, amely a folyamatok és struktúrák nyitott fizikai-kémiai (molekuláris) biológiájának használatán alapul, már hozza az első gyümölcsöket a nyílt fizikai-kémiai (molekuláris) biológiák és struktúrák használata alapján, hogy megteremtse a szükséges emberiséget. A biológiai tudományok legfontosabb területeinek fejlesztéséről a gyakorlati kapcsolatuk bővítése az orvostudományi és mezőgazdasággal az 1986-1990-es Szovjetunió Gazdasági és Társadalmi Fejlesztési Fejlesztési Fejlesztési Útmutatójában szerepel, és 2000-ig terjedő időszakra " , az XXVII CPSU Kongresszus által elfogadott.

Az intenzívebbítés kemény megtakarítást jelent természetes erőforrások, megőrzése a fejlődő társadalom érdekében. Csodálatos ingatlan Az élő természeti erőforrások megújíthatósága, az élő szervezetek reprodukciójának helyreállításának képessége. Ezért az élő természeti erőforrások használatának intenzívebbé tétele során biztosítani lehet, hogy hosszú ideig szolgáljon bennünket. Ez megtörténhet az üzlet, a gazdaságos felhasználás és a természet élő erők fenntartása során. Sok tudósok foglalkoznak a problémák megoldásában. Mindezek a kérdések nagy figyelmet fordítanak a pártra és a kormányra. Az SZKP program (új kiadás) jegyezte fel: „A párt úgy véli, hogy meg kell erősíteni a felett környezeti menedzsment, amely szélesebb kiépítése a környezeti nevelés.”

Amikor a könyv létrehozásának ötlete, a szerzők csapat előtti fő feladatok egyike az volt, hogy elmondja a modern biológia fontos és érdekes jellemzőit, amely már képes volt más területeken elérni, és milyen megoldatlan problémákkal szembesülnek a biológusok . A tankönyvet megismételtük, de arra a tudatra támaszkodva, hogy a biológia iskolai programja adja meg, megmutatja, milyen biológusokat dolgozik a laboratóriumokban és az expedíciókban. Számos esszé van az országunk és más országok kiemelkedő biológusairól is. Ez a tudomány elődei munkájának köszönhetően a mai tudásunk van.

Néhány szó arról, hogyan kell elolvasni ezt a könyvet. A szövegben gyakran találkoznak a dőlt betűvel kiosztott szavakkal. Ez azt jelenti, hogy van egy speciális cikk a szótárban ezen a koncepcióban. A szótár tartalmának középpontjában az alfabetikus mutató a könyv végén helyezkedik el. Ügyeljen arra, hogy nézze meg az olvasásra ajánlott hivatkozások listáját.

Reméljük, hogy a fiatal biológus "enciklopédikus szótár" segít abban, hogy sok új és lenyűgöző a vadon élő állatokról, találja meg a válaszokat az érdeklődő kérdésekre, felébred, és érdeklődést fog alakítani a csodálatos tudomány iránti érdeklődést az élő biológiáról .