#зоопарк_одобряет #дорогая_редакция

Актинидии – род растений, самым известным представителем которого является киви (фоточка для привлечения внимания) с центром происхождения в Китае. Но на нашем Дальнем Востоке есть свои виды мелкоплодных актинидий, причем в некоторых из них витамина С еще больше, чем в их крупноплодном родственнике.

В Главном ботаническом саду #РАН (Москва) собрана коллекция дальневосточных актинидий, но до недавнего времени она не была охарактеризована полностью в генетическом ключе. В недавней работе коллег из ГБС РАН, сделанной совместно с Курчатником, описано геномное разнообразие всей коллекции с помощью RAD-секвенирования, оценивающего отличия по однонуклеотидным полиморфизмам. Помимо таксономических отличий также определены важные для селекции подобных растений характеристики – плоидность образцов и полиморфизмы, по-видимому, связанные с опадаемостью плодов в случае одного из видов.

Статья вышла в Plants (IF = 4.0)

https://www.mdpi.com/2223-7747/14/1/7

#зоопарк_одобряет #дорогая_редакция

Для большинства месторождений нефти коэффициент извлечения не превышает 30-40%, и уже давно одна из важных научных задач - как "выдоить" из скважины побольше. Один из вариантов - закачка в нефтегазовый пласт разных реагентов (поверхностно-активные вещества, они же ПАВ, и тому подобное).

Над этим работают многие коллективы, к том числе и коллеги из СФУ @SibFUofficial (Красноярск). Их свежая работа - о серии экспериментов на микрофлюидных чипах, имитирующих горную породу, по вытеснению нефти из них с помощью различных наносуспензий. Опыты показывают, что эффективность наносуспензий для увеличения нефтеотдачи сопоставима с растворами ПАВ и может превосходить их. Главные факторы - концентрация частиц, их морфология и размер, свойства пластовых флюидов и т.д., то есть этим процессом вполне можно управлять.

Статья опубликована в Journal of Molecular Liquids (IF = 5.3)

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0167732224028344?via%3Dihub

#зоопарк_одобряет

Хороший проект КоЛаб выпустил свою версию "Топ-100 лучших статей российских ученых за 2024 год" - поглядите, там интересно

https://t.iss.one/colaboratory/1685

#зоопарк_одобряет #дорогая_редакция

КР-спектроскопия (она же Раман-спектроскопия) – очень чувствительный метод, который позволяет регистрировать единичные молекулы с точностью "отпечатков пальцев" - но не все, а только соединения с определенной поляризацией связей. Этот метод массово используют для быстрого "отлова", например, взрывчатки, благо приборы эти очень компактны и более неприхотливы, чем, скажем, масс-спектрометры.

Проблема тут в том, что многие нехорошие вещества, опасные в очень низких концентрациях (тот же ботулотоксин), не дают хорошей интенсивности рамановского сигнала. Соответственно, их этим методом и не ловят, а хотелось бы. Для некоторых "раман-неактивных" веществ проблему решают делают «видимыми» переводом в окисленную форму, делают это перекисью, и чаще всего в присутствии фермента (пероксидазы) и для катализа, и для того, чтобы процесс был селективным. Это технически сложная методика.

Коллеги из ИФХЭ #РАН и с химфака МГУ @chemistryofmsu собрали куда более универсальную платформу для "проявления" невидимых в КР-спектрах соединений,. Суть метода: на монослой оксида графена нанесли цинковый комплекс фталоцианина как сенсибилизатор. Такой чип генерирует только синглетный кислород (селективный окислитель) при облучении видимым светом. Если добавить на чип плазмонные частицы и нанести невидимый в КР-спектре аналит, то достаточно нескольких секунд облучения, чтобы получить отлично разрешенный интенсивный рамановский спектр для концентрации вещества 10-8 моль (это ооооочень низкая концентрация, если что).

Перспектива ясная - такие чипы можно использовать для быстрого выявления методом КР таких соединений, для которых раньше это было невозможно. Криминалистика, лаборатории контроля качества - масса вариантов.

Статья вышла в Small Methods (IF = 10.7)

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smtd.202401420

#зоопарк_одобряет #дорогая_редакция

Ученые из НГТУ НЭТИ @nstu_neti @fen_nstu разработали и обучили абсолютно новую модель прогноза режима работы Новосибирской ГЭС, взяв за ее основу массив данных из метеорологических сведений за 9 лет со значениями температуры воздуха, давления, осадков, влажности и естественного притока к створу станции. В результате они смоделировали самый сложный период предполоводной сработки (недельный и декадный прогноз). Протестировав разные модели машинного обучения, ученые пришли к выводу, что по оценке точности MAPE, RMSE, R2 и MSE, модель на основе случайного леса деревьев решений достигла самой высокой точности и в полной мере учла стохастичность поведения внешних факторов гидроузла.
⠀
Главное преимущество разработки - учет погодных условий, который позволяет предсказать и выбрать наилучший режим работы Новосибирской ГЭС, подстроиться к изменениям структуры и режима потребления, заблаговременно разработать стратегию наполнения водохранилища и объемов холостых сбросов.
⠀
Работа опубликована в журнале International Journal of Hydrogen Energy (IF = 8.1)
⠀
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0360319924051668

#зоопарк_одобряет #дорогая_редакция

Глиобластома - одна из самых частых и "злых" опухолей головного мозга, на счету которой миллионы жизней. Для ее диагностики используют МРТ, и залог успеха здесь - сегментация изображения. Над тем, как это делать лучше, работают многие коллективы по всему миру.

Свежее исследование коллег из ЛЭТИ @LETIToday (Санкт-Петербург), сделанное совместно с индийскими коллегами (профессор Саркар - один из ведущих специалистов по обработке биомед-изображений) и опубликованное в Biomedical Signal Processing and Control (IF = 4.9) - как раз об этом. Представлен усовершенствованный ансамбль нейронных сетей, основанный на подходе нечеткого ранжирования для сегментации опухолей с использованием комбинации известных архитектур сверточных нейронных сетей (CNN) - SegResNet, UNETR и SwinUNETR.

В терминах метрик предложенный метод превосходит все известные на данный момент результаты (если оценивать по известному открытому набору данных МРТ BRATS 2023), то есть если не прорыв, то точно большой шаг вперед.

Спецы из ЛЭТИ занимаются этой темой (обработкой биомедицинских изображений разной природы) уже не первый год. Первая их статья на эту тему вышла в 2021 году и процитирована больше 100 раз - впечатляет!

#зоопарк_одобряет #дорогая_редакция

Нитрификация - важнейший процесс в круговороте азота - может идти в двух вариантах: авто- или гетеротрофном, и если для первого биохимические процессы и соответствующие гены микроорганизмов изучены хорошо, то для второго - куда слабее. Свежий обзор коллег из ЮФУ @sfedu_study - как раз об этом, в нем описаны преимущества и ограничения существующих подходов к изучению гетеротрофной нитрификации в почвах: культуральных, молекулярных, изотопных и ингибиторных.
Авторы предлагают использовать некоторые техники, которые пока применяются не так активно: стабильные изотопные метки в ДНК (13C, 15N), а также комбинацию флуоресцентной гибридизации in situ и микроавторадиографиии (14C). По их мнению, это поможет узнать о гетеротрофной нитрификации (а в лесных почвах ее доля может достигать 99%) гораздо больше.

Статья вышла в Soil Biology and Biochemistry (IF = 9.8)

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0038071724003985?via%3Dihub

#зоопарк_одобряет #дорогая_редакция

Управление живыми клетками с помощью света - привлекательная идея, но далеко не все клетки имеют фоточувствительные рецепторы. Есть чуть более сложный путь - использовать молекулы, под действием света превращающиеся в вещества, которые активируют нужный рецептор.

У этого пути есть свои риски - могут получаться потенциально вредные побочные продукты. Например, фотохимическое высвобождение адреналина сопровождается фотоокислением с образованием токсичного адренохрома. Чтобы подробно изучить этот эффект, учёные из НГУ @biophotonics_nsu и НИОХ СО РАН @nioch_sb_ras (Новосибирск) синтезировали и сравнили два аналога адреналина, содержащих фотоудаляемую защитную группу. Оказалось, что введение карбаматного мостика между адреналином и защитной группой уменьшает фотоокисление, при этом не мешая высвобождению адреналина под действием света.
Новое вещество планируют использовать для исследования активации тромбоцитов.

Статья вышла в Journal of Xenobiotics (ИФ = 6.8).

https://www.mdpi.com/2039-4713/15/1/8

#зоопарк_одобряет #дорогая_редакция

Классический вариант фотодинамической терапии опухолей (ФДТ) - когда используют препараты-фотосенсибилизаторы и облучение светом, то есть видимую область спектра. В результате активации таких агентов в опухолевых тканях образуются различные активные формы кислорода (АФК), подавляющие рост смертоносных клеток. Проблема в том, что современные ФДТ-препараты не очень селективны, в результате чего страдает эффективность лечения и появляются неприятные побочные эффекты.

Большой коллектив химиков и биофизиков из ННГУ @lobachevsky_university совместно с коллегами из ИХР РАН @isc_ras (Иваново), ИГХТУ, ИОХ РАН @ziocras и Uppsala University разработал дизайн нового фотосенсибилизатора, выделяемого из хлорофилла-А и объединенного со специфической векторной молекулой для точной доставки к опухолевым тканям.

Благодаря использованию современных подходов медицинской химии ученым удалось точно "настроить" фотосенсибилизаторы, сделав их максимально эффективными против EGFR-экспрессирующих опухолей (очень распространенный вариант). Более того, предложен удобный синтетический путь, позволяющий быстро синтезировать новые агенты.

Выраженный противоопухолевый эффект в наномолярном диапазоне концентраций в совокупности с высокой селективностью показан как на клеточных, так и на животных моделях. Вообще, надо сказать, настолько мощная фотодинамическая активность обычно не свойственна классическим хлориновым фотосенсибилизаторам. При этом анализ основных биохимических параметров у животных после введения новых препаратов ФДТ свидетельствует об их безопасности.

Статья опубликована в Journal of Medicinal Chemistry (IF=7.3) - и эта работа тоже поддержана РНФ.

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jmedchem.4c02643

#зоопарк_одобряет #дорогая_редакция

Чтобы лечить эпилепсию, сейчас используют медикаменты и хирургию. Увы, около 30% пациентов не реагируют на лечение противосудорожными препаратами, а возможности хирургического лечения ограничены (удалить всю зону возникновения приступов часто не удается). Перспективный путь - нейростимуляция, заключающаяся в использовании токов в мозге для изменения и остановки патологической нейрональной активности. Разработка новых вариантов стимуляции и носимых устройств (например, нейроинтерфейсов) для остановки и подавления эпилептиформной нейрональной активности - очень важная задача.

В последнее время исследования, связанные с разработкой нейроинтерфейсов, сосредоточены на использовании мемристивных устройств – элементов, способных имитировать функции нейронов и синапсов благодаря возможности аналогового изменения электрического сопротивления. Этот путь в перспективе ведет не только к схемотехническому упрощению и уменьшению размеров и стоимости конечного устройства, но и к увеличению энергоэффективности и производительности.
Именно такими исследованиями – изучением отклика мемристивного устройства на основе диоксида циркония на эпилептиформную нейрональную активность – занимаются нижегородские исследователи (ННГУ @lobachevsky_university).
Вызвав экспериментально эпилептиформную нейрональную активность и зарегистрировав ее in vitro (в срезах) гиппокампа лабораторных мышей, такой сигнал направили на мемристивное устройство. Последнее проявило синаптическую пластичность в ответ на биологические эпилептиформные импульсы. Результаты говорят о возможности использования мемристоров (искусственных синапсов) в качестве элементов нейропротезов.

Работа опубликована в журнале Chaos, Solitons & Fractals (IF = 5.3)

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S096007792401511X

#обозревая_происходящее #зоопарк_одобряет

Сегодня квантовые точки низкой (менее 1 на мкм2) плотности являются основой для создания источников одиночных и запутанных фотонов – ключевых элементов систем квантовых коммуникаций и оптических квантовых вычислений. Один из перспективных, но технологически существенно более сложных способов получения таких структур - предварительное структурирование эпитаксиальной поверхности путем создания на ней углублений, в которых преимущественно и происходит зарождение и рост квантовых точек.

В свежей работе спецов из ЮФУ @sfedu_study (Таганрог), сделанной совместно с коллегами из петербуржской Вышки, предложен новый и относительно простой метод получения таких структурированных подложек. В основе - идея о том, что если удаление собственного окисла GaAs определяется взаимодействием его компонентов с атомарным галлием (он образуется при термическомо разложении GaAs), то, меняя параметры этих процессов, можно управлять морфологией поверхности. Метод точно работает для создания квантовых точек InAs/GaAs в субкритических режимах с большей длиной волны излучения.

Статья опубликована в Applied Surface Science (IF = 6.3)

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0169433225000868

#зоопарк_одобряет

Видео, которое порадует ценителей индустриальной эстетики - прямо со стройплощадки: в ФИЦ Иркутский институт химии СО #РАН почти готов к пуску цех по производству противотурбулентных реагентов для нефтянки (около 40 тонн в год). Именно так и выглядит "внебюджет здорового человека".

А ещё тут будет создан инжиниринговый центр по малотоннажной химии - на это государство уже выделило грант в 300 млн. По сути, старый хороший исследовательский институт, сохраняя фундаменталку, существенно усиливает прикладную компоненту, постепенно мутируя в некое подобие НПО советской модели, о которой в последнее время вспоминают все чаще.

#зоопарк_одобряет #дорогая_редакция

Есть такие бактериальные белки - инкапсулины. Название уже намекает - они самопроизвольно собираются в капсулы, по типу капсида.

Если такие белки генетически закодировать и засунуть в эукариотическую клетку, то они будут там синтезироваться и самопроизвольно собираться в эти капсулы. Один из инкапсулинов из бактерии Quasibacillus thermotolerans (Qt) также несёт белок, который умеет не просто накачивать внутрь такой капсулы железо, но и минерализовать его, превращая в магнитные наночастицы. В результате становится управлять возможным эукариотическими клетками с помощью магнитного поля, просто-напросто двигая их туда или сюда. Об этом - свежая работа большого международного коллектива из Германии, США, Нидерландов и России (наши соотечественники - из МИСИС @nust_misis, Пироговки @daily_2med и НИИ ФХБ МГУ).

Статья вышла в Advanced Functional Materials (IF = 18.5). Кстати, эта работа тоже была поддержана РНФ, причем международным грантом

https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202418013