Очистка экосистем Кузбасса и производство антиаллергенного молока: какие исследования пройдут в новых молодежных лабораториях

В рамках национального проекта «Наука и университеты» Минобрнауки России в 2021 году провело отбор новых лабораторий среди научных организаций и вузов ― участников научно-образовательных центров мирового уровня. 

Как отметил заместитель Председателя Правительства России Дмитрий Чернышенко, они будут работать под руководством молодых и перспективных ученых. Проводимые в них исследования позволят Правительству более эффективно реализовывать новые стратегические инициативы. Всего же до 2024 года в планах Правительства организовать работу не менее 900 молодежных лабораторий, укомплектованных самым современным оборудованием. 

На примерах трех научных центров в разных регионах страны рассказываем о проектах, которые реализуют в новых лабораториях. 

Лаборатория инновационных технологий в АПК: производство антиалергенного молока 

В Федеральном исследовательском центре комплексного изучения Арктики создают лабораторию инновационных технологий в агропромышленном комплексе. Ее работа будет отвечать актуальным потребностям молочного животноводства в Архангельской области. Ученые, используя генотипированных* племенных животных, планируют разработать систему производства полноценной и экологически безопасной продукции молочного животноводства Арктической зоны России. В рамках проекта будет организовано крупномасштабное производство антиаллергенного молока, а также его промышленная переработка в Архангельской области и Ненецком автономном округе.

В предыдущие годы ученые Архангельского НИИ сельского хозяйства определяли достоверность происхождения племенных животных методом иммуногенетики, однако международные требования сегодня предусматривают использование ДНК-технологий. Оборудование, которым планируется оснастить новую лабораторию, позволит восполнить этот пробел.

Ученые планируют разработать экспресс-методы ранней диагностики различных заболеваний у коров молочных пород, что в конечном итоге позитивно скажется на качестве молока. Производство антиаллергенного коровьего молока за счет использования генотипированных родительских пар методами ДНК-технологий даст возможность получить высококачественный российский пищевой продукт под региональным брендом «Северное молоко».

Новая лаборатория формируется на базе НИИ сельского хозяйства Федерального исследовательского центра комплексного изучения Арктики имени академика Н.П. Лавёрова Уральского отделения Российской академии наук и входит в структуру научно-образовательного центра «Российская Арктика: новые материалы, технологии и методы исследования».  

*Генотипирование ― процесс определения различий в генотипе через изучение последовательности ДНК и сравнение ее с другими последовательностями.

Лаборатория фиторемедиации посттехногенных ландшафтов: очистка природных экосистем Кузбасса

Исследования ученых лаборатории фиторемедиации посттехногенных ландшафтов, созданной на базе Кемеровского государственного университета, будут связаны с очисткой природных экосистем Кемеровской области ― Кузбасса (воздуха и нарушенных угледобычей почв) от различных видов загрязнений: углеводородов, тяжелых металлов и других поллютантов антропогенного происхождения. 

Кемеровская область ― Кузбасс входит в число наиболее динамично развивающихся регионов России с выраженной сырьевой специализацией: здесь преобладают угледобыча и металлургия. Интенсивное развитие региона привело к загрязнению атмосферного воздуха, истощению водных ресурсов, снижению биологического разнообразия и многим другим проблемам. Для их решения в регионе создан научно-образовательный центр мирового уровня «Кузбасс». Его участники разработали комплексную научно-техническую программу полного инновационного цикла «Чистый уголь ― зеленый Кузбасс». Одним из приоритетных ее направлений станут безотходные природоподобные технологии, в том числе реставрация экосистем на сложных техногенных ландшафтах. Планируется также совместная работа с научно-производственным консорциумом «Карбоновый полигон «Кузбасс» по снижению промышленной экологической нагрузки в регионе.

В лаборатории фиторемедиации посттехногенных ландшафтов пройдут исследования, посвященные разработке эффективных систем «растение ― ризосферные бактерии». Они нужны для создания продуктов, востребованных в экологической биотехнологии и агропромышленном комплексе: биопрепаратов для рекультивации техногенно нарушенных почв; биостимуляторов роста растений; микробных препаратов, формирующих благоприятные микробиомы в ризосфере сельскохозяйственных культур при учете взаимного влияния микроорганизмов на растения.

В первую очередь будут реализованы проекты, направленные на создание биопрепаратов для рекультивации техногенно нарушенных почв и биостимуляторов роста растений, в состав которых войдут штаммы ростстимулирующих бактерий (PGPR), выделенных из почв угольных отвалов Кузбасса.

Лаборатория создана 1 октября 2021 года. Сотрудниками стали молодые ученые, доля которых в коллективе составляет 82%, под руководством кандидата технических наук Людмилы Асякиной.

Лаборатория клеточной биологии и анатомии: получение растений, идентичных исходному материнскому организму

Лаборатория клеточной биологии и анатомии создана на базе Никитского ботанического сада ― Национального научного центра РАН. На ближайшие три года основные направления работы ученых будут связаны с изучением структуры и ультраструктуры клеток, тканей и органов растений, выращиваемых in vitro («в пробирке») на питательных средах с различной концентрацией регуляторов роста. Кроме того, исследователи проведут генетическую оценку растительного материала, в том числе с применением молекулярных маркеров. 

«Работа с культурой ткани in vitro ― трудоемкий, но достаточно интересный процесс, тем более когда подключены еще структурные и молекулярные исследования. Надеюсь, что дополнительную энергию мы будем получать от наших младших коллег, которые являются еще студентами-магистрантами», ― отметил руководитель лаборатории, молодой ученый, кандидат биологических наук Илья Булавин.

По словам ученого, у проекта есть как фундаментальное, так и прикладное значение. Последнее заключено в понимании того, при каких условиях будет получен in vitro материал, абсолютно идентичный исходному материнскому растению, когда после определенного срока культивирования растения и их части, помещенные на питательные среды, должны сохранять не только морфолого-анатомическое, но и генетическое подобие. В исследовании будут использованы модельные, эфиромасличные и плодовые растения; модельные ― в качестве удобного объекта для исследований, эфиромасличные и плодовые ― с перспективой для ускоренного размножения.

Лаборатория клеточной  биологии и анатомии создана 1 октября в рамках научно-образовательного центра «МореАгроБиоТех». Сегодня в лаборатории работают 18 человек ― все молодые ученые, при этом 30% ― магистранты 1–2 курса вузов Крыма.

Ранее в ходе реализации федерального проекта «Развитие кадрового потенциала в сфере исследований и разработок» национального проекта «Наука» в 2018–2019 гг. в 177 научных организациях, подведомственных Минобрнауки России, было создано 300 новых лабораторий под руководством молодых перспективных ученых. В 2020 году на базе 54 подведомственных Минобрнауки России образовательных организаций высшего образования было создано еще 80 лабораторий и в 2021 ― еще 120. 

Таким образом, на сегодняшний день создано 500 новых лабораторий. Всего в рамках реализации федерального проекта «Развитие человеческого капитала в интересах регионов, отраслей и сектора исследований и разработок» национального проекта «Наука и университеты» запланировано создание до 2024 года включительно 900 новых лабораторий нарастающим итогом.