Использование результатов научных разработок за 2007 г.
Биологические науки.

Институт биологии Коми НЦ
 

Даны рекомендации и рассчитано количество сеголетков европейского хариуса, необходимое для восстановления и поддержания нормальной численности вида в модельных водотоках бассейна р. Уса. В реки Уса, Колва и Большая Сыня выпущено около 100 тысяч мальков европейского хариуса естественной генерации, проинкубированных и подращенных в условиях рыбопитомника.
 

Выполнены расчеты климатических характеристик за весь период инструментальных наблюдений и построены карты для установления территориальных строительных норм (ТСН) «Строительная климатология Республики Коми». ТСН 23-011-2007 введены в действие на территории республики.
 

Проведена оценка фонового содержания тяжелых металлов в почвах южных районов Республики Коми (Усть-Вымского, Княжпогостского). С использованием ГИС-технологий создана база данных содержания в почвах тяжелых металлов, углеводородов и радионуклидов, составлены соответствующие карты их распределения в почвах. Полученные результаты могут быть использованы для оценки воздействия этих токсичных веществ на почвенный покров в зонах возможного загрязнения, а также при проведении экологической экспертизы и разработке проектов ОВОС регионального уровня.
 

Разработан оригинальный способ и создано устройство для выявления сульфатного загрязнения в тонких верхних слоях снежного покрова. Результаты опробования методики положены в основу новой схемы мониторинга аэротехногенного загрязнения поверхности снега с учетом морозного конденсирования атмосферных газов и техногенных эмиссий. Подана заявка на патент.
 

Впервые исследованы закономерности поступления и распределения ртути в сельскохозяйственных растениях (овощные, бобовые и злаковые) при разной степени загрязнения типичной среднеокультуренной подзолистой почвы солями ртути. Показано значительное концентрирование ртути в корнях и накопление в хозяйственно-полезной части салата, редиса, пелюшки (гороха полевого) в количествах, превышающих ПДК, уже при низком уровне загрязнения. Выявлено нарушение репродуктивной функции растений ячменя на фоне усиления роста вегетативной массы. Данные могут быть использованы в экологическом мониторинге, при подборе тест-культур и прогнозировании последствий попадания ртути в природные экосистемы.
 

Проведено детальное изучение группового, видового состава и количественных характеристик биопленок Nostoc commune – одного из эдификаторов техногенно загрязненных территорий. Показана высокая биосорбционная способность компонентов данных биопленок по отношению к тяжелым металлам. Доказан биопротекторный эффект пленок Nostoc commune при обработке семян сельскохозяйственных культур (горчица, пелюшка, пшеница), выращиваемых в условиях высоких концентраций свинца и метилфосфоновой кислоты. Защитный эффект обработки семян сельскохозяйственных растений комплексом микроорганизмов цианобактериальной пленки может быть использован при ремедиации загрязненных свинцом почв.
 

Разработаны новые методы биотестирования качества окружающей среды на основе использования альгологически чистых культур Nostoc paludo-sum, N. muscorum и N. linckia. Показана достаточно высокая чувствительность новых тест-объектов к модельным токсикантам – дихромату калия, сульфату кадмия, свинцу и метилфосфоновой кислоте.
 

Разработана новая белково-углеводная кормовая добавка для птицеводства на основе отходов растениеводства и зерновых культур с использованием ферментативных биотехнологий. Продукт характеризуется оптимальным составом незаменимых аминокислот, близких к идеальному белку (в соответствии с Продовольственной и сельскохозяйственной организацей ООН – FAO), и практически не содержит трудноусваиваемых веществ, содержащихся в исходном субстрате.
 

Совместно с Институтом химии Коми НЦ разработан процесс ферментативной деструкции порошковых целлюлоз (ПЦ), полученных с использованием модифицирующих агентов различной природы. Особенность и преимущество разработанного способа заключается в том, что процесс деструкции ПЦ останавливается после разрушения немодифицированных фрагментов нативной целлюлозы. Метод дает возможность получения новых материалов для изготовления биопластиков, обладающих повышенной водостойкостью и устойчивостью к биодеструкции.
 

Разработана система оптимизированного применения макро- и микроудобрений, позволившая повысить эффективное плодородие подзолистых почв и обеспечить получение стабильно высоких урожаев с хорошим качеством. Предложенная система внедрена в хозяйствах Сысольского, Сыктывдинского районов и г. Сыктывкара Республики Коми.
 

Разработаны новая рецептура и модифицированный прием биотехнологического метода утилизации гидролизного лигнина, значительные запасы которого накоплены на свалке производственного комплекса «Монди Бизнес Пейпа Сыктывкарский ЛПК» (г. Сыктывкар). Модернизированный метод базируется на использовании комплекса микромицетов и беспозвоночных (вермикультура). Конечным продуктом преобразования лигнина является биологически активный нетоксичный компост, обогащенный элементами питания растений, использование которого под кормовые травы оказывает эффект, близкий к воздействию традиционных органических удобрений.
 

Разработан способ одновременного получения биологически активных нафтодиантроновых пигментов зверобоя продырявленного (Hypericum perforatum L.) – гиперицина и псевдогиперицина на основе экстракции из растительного сырья в СВЧ поле с частотой 2450 МГц. Предложен способ количественного определения гиперицина и псевдогиперицина в растительном сырье и лекарственных формах.
 

Институт экологии растений и животных
 

Разработан определитель видовой принадлежности коренных зубов полевок рода Clethrionomys в современных и ископаемых фаунах Уральского региона и Западной Сибири. Определитель может быть использован для уточнения видовой диагностики по экстерьерным и краниальным параметрам при проведении мониторинга состояния современных экосистем, изучения спектров питания хищных птиц и в палеоэкологических реконструкциях, а также в качестве учебного пособия для студентов биологических специальностей в вузах.
 

Разработана система радиационного мониторинга в 30-километровой зоне Белоярской АЭС, которая включает слежение за содержанием долгоживущих дозообразующих радионуклидов (₉₀Sr, ₁₃₇Cs, _238-240Pu) в объектах окружающей среды (снеговой покров, верхний слой почвы). Оценен определяющий вклад в радиоактивное загрязнение природных объектов в Каменском и Сысертском районах Свердловской области (приграничных с Челябинской областью) вследствие постоянного переноса радионуклидов воздушным путем при штатной работе предприятий ПО «Маяк». Показано, что загрязнение водоемов и почв сохраняется на всей исследованной территории, а в ряде точек превышает фоновые значения, принятые для Свердловской области.
 

Совместно с Уральской медицинской академией предложен способ прогноза развития внутриутробной гипоксии плода, базирующийся на определении фонда свободных аминокислот в венозной крови беременной женщины. Способ позволяет выявить наличие развивающейся гипоксии и осуществлять контроль эффективности проводимой терапии.
 

Выполнено биологическое обоснование проекта искусственного воспроизводства обских сиговых рыб путем использования производителей, зашедших на нерест в рр. Собь, Харбей, Лонготъеган бассейна Нижней Оби, инкубации икры в заводских условиях и выпуска подращенных личинок в пойменные соры р. Оби. Указаны конкретные места и сроки сбора икры и выпуска личинок, основанные на многолетних данных о покатной миграции личинок сиговых рыб, их численности, питании, выживании и распределении на местах нагула, развитии кормовой базы, биологических особенностях и динамики нерестового хода производителей. Внедрение предложенных мероприятий будет способствовать восстановлению численности популяций сиговых рыб Нижней Оби.
 

Ботанический сад
 

По результатам исследований на обширных гарях в сосновых лесах подзон предлесостепи и северной лесостепи Западной Сибири разработаны основные принципы создания эколого-динамической классификации типов гарей. Разработка нацелена на выявление ведущих факторов и направлений динамики лесовозобновительных процессов после пожаров различных типов и интенсивности и восстановления ценопопуляций главных лесообразующих видов.
 

Разработаны и рекомендованы в производство технологии рубок главного и промежуточного пользования, которые не предусмотрены действующими нормативными документами, или имеют с ними некоторые противоречия. Технологии обеспечивают экономический и лесоводственный эффект, в том числе последующего естественного восстановления вырубленных площадей хвойными породами.
 

Впервые проведено комплексное детальное лесопатологическое обследование насаждений лесопарков с использованием предложенных методов количественной оценки пораженности болезнями на основе изучения древесных кернов из стволов и корневых лап. Это позволяет не только точно оценить пораженность насаждений болезнями, но и площадь поражения древесины, стадию и характер течения патологического процесса, что имеет важное значения для прогноза его развития.
 

Разработаны предложения по оптимизации методологии и методов биологической рекультивации нарушенных земель в условиях ХМАО-Югры, основанные на комплексности и поэтапности проводимых работ, использованию новых совершенных технологий сорбентов и бактериальных препаратов, подборе ассортимента высших растений, максимально приближенного к видовому составу исходных ценозов, длительном мониторинге результатов рекультивации в разных типах нарушенных земель, геокомплексах и фитоценозах с соответствующей корректировкой методов.
 

Проведена комплексная оценка состояния лесных насаждений естественного и искусственного происхождения в районе Сухоложско-Рефтинского промузла. Даны рекомендации по целесообразности использования комбинированного сельскохозяйственно-лесного направления, предусматривающего применение мелиорантов, в том числе отходов производства, и оставление части площадей под самозарастание при рекультивации крупных золоотвалов. Это может существенно повысить устойчивость создаваемых растительных сообществ (культурфито(дендро)ценозов) и положительно повлиять на эколого-экономическую составляющую. Предложен широкий ассортимент древесных и травянистых растений, в том числе интродуцентов, прошедших испытания в неблагоприятных условиях, для практического использования при зеленом строительстве в крупных промышленных центрах, на деградированных территориях и при рекультивации нарушенных земель.
 

Предложены два новых метода оценки токсичности почв, которые опробованы при исследовании загрязнения придорожных почвогрунтов на территории пяти городов ХМАО-Югры. Поданы 2 заявки на патенты.
 

Институт экологии и генетики микроорганизмов
 

Проведено депонирование нового штамма Staphylococcus hominis KLP-1- продуцента нового низкомолекулярнорго пептида широкого спектра антибактериального действия в коллекцию штаммов ГНИИСКМБП им. Л.А. Тарасевича.
 

Из засоленных почв и донных отложений, отобранных в районе солеразработок (г. Березники, Пермский край) выделены и охарактеризованы галотолерантные активные штаммы бактерий родов Arthrobacter, Streptomyces, Janibacter, Dietzia, Rhоdococcus, Kocuria, способных к деструкции широкого спектра ароматических, алифатических углеводородов и продуктов переработки нефти в экстремальных условиях. Выделенные штаммы являются перспективными для их использования при биоремедиации техногенных (нефтезагрязненных) почв.
 

Разработан новый эффективный биокатализатор для синтеза амидосоединений на основе иммобилизованных бактерий Rhodococcus-продуцентов нитрилгидратазы. Биокатализатор получен на основе клеток R. ruber и R. erythropolis с высокой нитрилгидратазной активностью (200-380 мкмоль/мг в мин), иммобилизованных путем адсорбции на углеродсодержащих материалах, и предназначен для многократного или непрерывного синтеза высокочистых концентрированных растворов акриламида, никотинамида и других амидосоединений.
 

С помощью микробных тест-систем исследованы лекарственные растения Западной Сибири и Урала, водно-спиртовые экстракты которых обладают высокой антиоксидантной активностью и могут быть использованы как природные источники сырья для получения антиоксидантов с последующим их применением в фармацевтической, пищевой промышленности и косметике.
 

Разработан новый информативный диагностический метод определения иммунных комплексов сывороток крови, дифференцированных по размеру и изотипам иммуноглобулинов. Установлены размеры и характер иммунных комплексов у здоровых людей и пациентов с ревматоидным артритом, обнаружена сильная достоверная связь между их размерами и активностью патологического процесса. Показана роль различных иммуноглобулинов в формировании патогенных иммунных комплексов при ревматоидном артрите.
 

Институт клеточного и внутриклеточного симбиоза
 

Разработан диагностический алгоритм выявления сальмонеллезного бактерионосительства на основе определения информативных биологических свойств сальмонелл, характеристики состояния микробиоценоза толстого кишечника, системного и местного иммунитета и клинико-лабораторных показателей. Получен патент РФ. Проведена клиническая апробация алгоритма. Утверждено и издано пособие для врачей МЗиСР РФ «Прогнозирование и санация реконвалесцентного сальмонеллезного бактерионосительства».
 

Предложен способ дезинфекции объектов внешней среды, основанный на применении антибактериального действия гидроксильных радикалов. Способ позволяет добиться эффективного уничтожения микроорганизмов различных таксонов, включая споросодержащие, и может быть использован при развертывании госпиталей в полевых условиях, обработки крупных объектов сельскохозяйственного назначения. Способ экологичен вследствие спонтанного разрушения гидроксильных радикалов и отсутствия хлорсодержащих соединений. Получено положительное решение о выдаче патента РФ.
 

Выявлено, что штамм бактерий Klebsiella pneumoniae ГИСК № 278, выделенный ИКВС УрО РАН, может быть использован для получения ингибитора лизоцима, в качестве эталонного штамма при подборе эффективных препаратов, подавляющих антилизоцимную активность бактерий, и для проведения экспериментальной работы в научных и практических лабораториях учреждений микробиологического и медицинского профилей. Получено положительное решение о выдаче патента РФ.
 

Получена чистая культура водоросли Dunaliella salina, свободная от водорослевых и бактериальных спутников, выделенная в Соль-Илецком районе Оренбургской области. Подобран оптимальный режим ее выращивания в искусственных условиях для получения биомассы. Культура водоросли обладает антиоксидантной активностью, снижая интенсивность перекисного окисления липидов. Отмечено ингибирующее влияние водоросли по отношению к условно-патогенным бактериям Escherichia coli и Pseudomonas aeruginosa. Культура является перспективной и как источник биологически активных веществ, например каротиноидов, и как природный антиоксидант. В отличие от известных зарубежных аналогов штамм водоросли D. salina неприхотлив и хорошо выращивается в лабораторных условиях.
 

Выделен штамм Gordona terrae из альго-бактериальной ассоциации зеленой водоросли Chlamydomonas Reinhardii Dang. озера Беленовское (Оренбургская область). Штамм Gordona terrae ИКВС19 способен окислять углеводороды, обладает стабильным свойством продуцировать фермент каталазу, предложен в качестве референс-штамма для определения каталазной активности при подборе штаммов-деструкторов нефтепродуктов. Культура Gordona terrae ИКВС19 принята на национальное патентное депонирование во Всероссийскую коллекцию промышленных микроорганизмов ФГУП ГосНИИгенетика.
 

Разработан алгоритм прогнозирования риска развития и характера течения перинатальной инфекционно-воспалительной патологии и респираторного дистресс-синдрома у новорожденных детей на основе выявленных наиболее информативных анамнестических характеристик и клинико-микробиологических признаков этих заболеваний. Использование данного алгоритма позволяет своевременно корректировать схемы ведения новорожденных и осуществлять профилактику возникновения у них тяжелых осложнений в виде пневмонии и сепсиса.
 

Предложен способ дифференциации стафилококковой микрофлоры слизистой оболочки носа человека при бактерионосительстве от транзиторной на основе изучения факторов персистенции стафилококков. Антикарнозиновый признак является наиболее информативным и определяет формирование бактерионосительства. Получено положительное решение о выдаче патента РФ.
 

Институт иммунологии и физиологии
 

Разработан, испытан и внедрен в производство новый лекарственный препарат на основе альфа-фетопротеина – профеталь. Препарат включен в Справочник Видаль «Лекарственные препараты в России 2008».
 

На основе новых научных подходов ИИФ УрО РАН создан первый в России региональный регистр первичных иммунодефицитов, включающий информацию о больных из Южно-Уральского региона (совместно с Областной детской клинической больницей № 1).
 

Разработан и внедрен в лечебно-диагностическую работу гастроэнтерологических отделений Областной клинической больницы и ряда городских больниц г. Челябинска способ применения топического иммуномодулятора имудона в комплексном лечении больных с Нelicobacter pylori – ассоциированными заболеваниями гастродуоденальной зоны.
 

Разработан и применен малоинвазивный инструментальный метод гистероскопии, позволяющий проводить раннюю диагностику и с высокой точностью диагностировать гиперпластические процессы эндометрия, дифференцировать их от другой внутриматочной патологии, определять локализацию патологического процесса с получением биопсийного материала. Установлен лабораторный маркер развития гиперпластического процесса эндометрия, который может быть использован для ранней диагностики и динамического контроля в ходе лечения заболевания.
 

Выявлены клинические особенности внебольничной пневмонии различной этиологии (пневмококковой, хламидийной, микоплазменной) у подростков, а также особенности иммунного реагирования на воспалительный процесс. Обоснован положительный клинико-иммунологический эффект от включения циклоферона в комплексное лечение.
 

В клинико-физиологических исследованиях, проводимых совместно с ОКБ №1 Свердловской области, установлены достоверные отличия между характером региональной неоднородности сокращений стенки желудочка в нормальной группе и у больных ишемической болезнью сердца.
 

Разработаны и апробированы алгоритмы лабораторных исследований легинелезной пневмонии и сифилиса с использованием современных методов серологической диагностики.
 

Внедрена методика дифференциальной диагностики системных и локальных инфекций бактериальной природы с использованием теста на прокальцитонин для определения степени выраженности системно-воспалительного ответа.
 

Институт физиологии Коми НЦ
 

Разработан метод получения галактуронанов, обладающих противовоспалительным действием, непосредственно из растительного сырья. Способ позволяет выделять галактуронаны из растений, минуя стадию выделения пектинов, с достаточно высокой степенью очистки целевых продуктов. Методику можно использовать для любых высших растений, содержащих пектиновые полисахариды. Подана заявка на патент РФ.
 

Предложены две новые ресурсосберегающие криотехнологии сохранения функциональных резервов ядерных клеток крови в состоянии холодового анабиоза на уровне, достаточном для восстановления процессов метаболизма в клетках после размораживания. Оригинальность одной из них заключается в замораживании клеток до –70°С по экспоненциальной программе под защитой малотоксичного криопротекторного раствора и их быстром отогреве (получен патент РФ). Другая методика предлагает использование нового состава криоконсерванта, содержащего лемнан (пектиновый полисахарид ряски малой) при –10°С. Обе криотехнологии не требуют значительных финансовых затрат и могут найти широкое применение в медицине, микробиологии, ветеринарии.
 

Создан новый раствор для консервирования лейкоцитов, позволяющий сохранять высокий процент физиологически активных лейкоцитарных клеток в течение шести дней при температурах от 0 до +2оС. Данный раствор может быть применен в учреждениях медицинского и биологического профилей для сохранности биообъектов в условиях бытового холодильника. Получен патент РФ.
 

Лаборатория сравнительной кардиологии Коми НЦ
 

Разработана технология перинатальной помощи, базирующаяся на неинвазивной оценке функционального состояния сердечно-сосудистой системы плода по электрической активности миокарда на абдоминальной поверхности беременной женщины. Внедрение данной методики в акушерскую практику будет способствовать повышению качества диагностики состояния плода, снижению неблагоприятных исходов беременности, улучшению качества здоровья новорожденных.
 

Институт физиологии природных адаптаций.
 

Предложен и внедрен в практику способ коррекции вегетативных дисбалансов с помощью комплекса для обработки кардиоинтервалограмм и анализа вариабельности сердечного ритма «Варикард 2.51», работающего под управлением компьютерной программы ISCIM 6.1 (BUILD 2.8) c использованием биологической обратной связи. Модернизация программного обеспечения позволяет использовать прибор не только как диагностическое средство для определения функциональных резервов вегетативной регуляции человека, но и для коррекции вегетативных расстройств лиц с психоэмоциональными и нейроциркуляторными нарушениями.
 

Разработан метод разведения реактивов для определения фенотипов лимфоцитов в иммунопероксидазной реакции на стекле. Данный способ позволяет рационально использовать реактивы для фенотипирования лимфоцитов.
 

Найден способ коррекции углеводного обмена по содержанию в периферической крови полинасыщенных жирных кислот полисахаридными препаратами ламинарии производства ТОО «Альгатех».
 

Отчет о научной и научно-организационной
деятельности за 2007 г. Часть 1.