Полезно знать: нацпроект "Наука и университеты"

Под колючим пронизывающим ветром африканский студент Петер Адеолу Адедибу чувствует себя почти комфортно. Это уже его вторая зима в России, и он усвоил основные правила дальневосточного дресс-кода: шарф потуже и капюшон на самые глаза. Петер окончил бакалавриат на родине - в Нигерии, выиграл стипендию на продолжение образования за рубежом, и выбрал российский вуз, причём в самом экзотичном, по меркам жаркого континента, регионе – на Дальнем Востоке. Вот уже больше года он живёт и учится на самом большом острове Приморского края - Русском. Полтора десятилетия назад это была пустынная и малодоступная окраина, а теперь - эпицентр научной жизни. Здесь вырос студенческий город - десятки жилых и учебных корпусов - так называемый кампус Дальневосточного федерального университета. Он объединил четыре основные приморских вуза и уже успел стать интеллектуальной доминантой России, источником инноваций и современных технологий для развития Дальнего Востока и других регионов страны.

Учебные корпуса отвечают всем студенческим запросам. На этажах много светлых уютных зон, в которых можно подготовиться к семинарам, поработать над проектом, ну или отдохнуть и выпить кофе. Это уникальный и крупнейший в России комплекс - ежегодно в Дальневосточном федеральном университете живут, учатся и работают более 26 тысяч студентов и сотрудников.

Поступить сюда считается престижным - в университет приезжают из многих российских регионов, здесь учатся более трёх тысяч иностранных студентов из Индии, Китая, Вьетнама, стран Африки и других уголков мира.

- Есть ли в этом наборе данных щелочная фосфатаза?

- Да, скорее всего.

Студент-четверокурсник Георгий из Калининграда обсуждает с Петером из сердца Африки общую тему - щелочную фосфатазу из морской бактерии. Исследованием разных аспектов этого важного фермента занятА вся лаборатория, которая имеет статус "молодежной". Это означает, что ее руководитель и две трети коллектива младше 39 лет. Такие лаборатории создаются по всей стране по национальному проекту "Наука и университеты". Его ключевая задача — воспитать и поддерживать новое поколение ученых, способное показать всему миру, что такое "наука открывать".

В Дальневосточном университете по нацпроекту "Наука и университеты" в 2022 году открылись четыре молодежные лаборатории. Направления - "Новая медицина" и "Энергетика".

"Лаборатории были сформированы и работают уже третий год, можно сказать, что не совсем, конечно, полный, но уже за такой короткий период мы видим хорошие результаты. Во-первых, эти молодые кандидаты наук сформировали вокруг себя коллективы молодых ученых. Очень много студентов привлекается к работе в лабораториях, аспирантов. Есть возможность трудоустройства этих молодых людей на научные ставки", - Светлана Гончарова, и.о. проректора по научной работе ДВФУ.

В молодежную лабораторию рекомбинантных ДНК-технологий приходят даже первокурсники - их учат азам молекулярной биологии и основам проведения реакций. Ну а дальше – можно погружаться в науку и работать по-настоящему. Один из возможных итогов исследования - разработка противовоспалительного препарата, который в некоторых случаях сможет заменить антибиотики. При этом будет более эффективным и недорогим в производстве.

"Здесь немножко другой подход к самому процессу воспаления - наш препарат, возможно, поможет снять в принципе воспаление, то есть все убрать токсичные действия бактерий на организм. Мы предполагаем, что мы сможем это сделать", - говорит Александра Сейткалиева, руководитель молодежной лаборатории рекомбинантных ДНК-технологий передовой инженерной Школы ДВФУ.

В своей итоговой квалификационной работе Петер Адедибу проводит большое исследование о том, как можно получать щелочную фосфатазу из растений табака. Растительный фермент проще очистить, и он больше подходит для лекарственных целей, чем его аналог из морских бактерий. Всего три года назад Петер услышал от своих друзей об авторитетных российских учёных и сильных научных центрах, и вот теперь он - часть команды.

"В России очень много возможностей для моего развития как ученого. Я особенно заинтересовался ДНК и бесконечными возможностями, которые можно достичь при помощи генной инженерии", - говорит Петер Адеолу Адедибу, магистрат передовой инженерный школы ДВФУ.

В лаборатории студенты, аспиранты и недавние выпускники сосредоточенно манипулируют генами из "молекулы жизни", чтобы получить нужный фермент. Большинство биохимических экспериментов невидимы - учёные работают с прозрачными жидкостями, и только потом визуализируют результат - как будто проявляют плёнку. Все это возможно благодаря самому современному оборудованию.

"Это не учебная лаборатория, это лаборатория, которая занимается научными исследованиями, и всё оборудование - на мировом уровне. Молекулы ДНК мы можем визуально увидеть, только когда мы накопим её в большом количестве. С помощью амплификатора, с помощью электрофореза, с помощью системы визуализации агарозным гелем, например. Под ультрафиолетом молекулы ДНК, обработанные специальным реактивом, начинают светиться, и мы это можем увидеть", - Александра Сейткалиева, руководитель молодежной лаборатории рекомбинантных ДНК-технологий передовой инженерной школы ДВФУ.

Молодые специалисты, получив первоклассное оборудование и поддержку, стали предлагать проекты и идеи, которые поначалу казались для университета неожиданными - как, например запуск собственной линии по производству биологически активных веществ. Теперь этим занимается команда Натальи Ли. Ученые производят сухие полезные смеси, которые, в зависимости от задач, помогут восстановить силы или скорректировать питание. В основе – растения и травы Дальнего Востока.

"Они видят готовый результат. Это очень интересно для молодых исследователей. Да, мы работаем над этим. Это одно из наших направлений - сделать наши смеси на только полезными, но и приятными на вкус. Это может быть спортивное питание, детское питание и питание при определенных видах патологий", - говорит Наталья Ли, заведующая молодежной лабораторией функционального, лечебного и спортивного питания передовой инженерной школы ДВФУ.

Это самая "вкусная" лаборатория, в которой результат можно не только увидеть, но и попробовать. Здесь выстроен весь технологический процесс – от получения компонентов из сырья до упаковки. И каждая стадия – творческий процесс, ведь важно правильно подобрать режимы, дозировку и учесть множество других нюансов. С капустой кейл всё получилось, и теперь килограммы продукта умещаются в маленьких "умных" капсулах.

"Наш порошок сохраняет абсолютно все те же свойства, что и продукт, то есть все необходимые полезные микроэлементы, которые есть в свежей капусте, они содержатся в этом порошке. И мы сейчас их закатываем в капсулы", - Ольга Слугина, студентка 2 курса бакалавриата промышленная биотехология ДВФУ.

А студентка четвёртого курса Людмила пришла в лабораторию со своей бизнес-идеей: сделать полезный краситель из сельскохозяйственных отходов – из ботвы свЁклы. При щадящих методах обработки в порошке сохраняется много витаминов, а цвет получается насыщенно-зеленый.

"Я предлагаю вносить данный красители в напитки различные, например, из ягодного сырья и при этом используя такой необычный комплекс, придавая необычную окраску напиткам, обогащать его полезными веществами дополнительно", - Людмила Бажанова, студентка 4 курса бакалавриата пищевая биотехнология ДВФУ.

Пока это дипломная работа, но с потенциалом магистерской диссертации. Людмила готова продолжать работать над своей идеей, которая с большой долей вероятности станет стартапом. Вообще, в университете ориентированы на прикладные технологии – это общая тенденция российских вузов, и важная часть  программы "Приоритет 2030" национального проекта "Наука и университеты". Суть в том, чтобы разработки молодых ученых не только помогали развивать фундаментальную науку, но и решали задачи бизнеса.

"Все проекты реализуются в кооперации с индустриальными партнёрами реального сектора экономики. В разработке, которую анонсировал коллектив, должен быть заинтересован конкретный потребитель из индустрии. В проекте должен был показан конечный результат в качестве прототипа, технологии, метода. По программе "Приоритет 2030" - у нас ежегодно порядка 10 таких проектов, прикладных научных проектов реализуется", - Светлана Гончарова, и.о. проректора по научной работе ДВФУ.

Один из них – проект Максима Жидкова в области биофармацевтики. Молодой учёный вместе со своей командой приближается к созданию прототипа лекарственного препарата нового поколения на основе биологически активных веществ из морских губок. Все объекты исследования обитают тут же – в аквариуме.

"Самые перспективные объекты – это самые простые организмы, чаще всего это микроорганизмы, губки, кораллы, которые, в отличие от креветки, не могут убежать от врагов, и вынуждены выделять яды, токсины, чтобы защищаться, чтобы выжить. А их мы будем использовать как исходные соединения для получения лекарственного препарата", - говорит Максим Жидков, заведующий молодежной лабораторией оптимизации биологически активных веществ природного происхождения ДВФУ.

Это сложный процесс, разбитый на множество этапов. Сначала вещества из губки выделяются в виде смеси, её анализируют. В том числе – пропускают через огромный многоволновой реактор, который может менять температуру, воздействовать ультрафиолетом и ультразвуком. За тем, что происходит в колбе, можно наблюдать на экране.

Мы наблюдаем химический процесс. Видим, идёт перемешивание смеси, идет её облучение. Идёт нагревание, потому что капельки растворителя мы наблюдаем. То есть процесс пошёл в полную мощность.

Затем полученную смесь нужно разделить на индивидуальные компоненты, которых в морском микроорганизме может быть до тысячи. В специальном приборе все выделенные вещества автоматически собираются в отдельные пробирки. После этого изучается их структура и биологическая активность. Здесь снова помогает прибор, который появился по программе "Приоритет 2030" нацпроекта "Наука и университеты" - хромато-масс-спектрометр.

"Это очень облегчило, упростило и ускорило нашу работу. Понимание, что за вещество у меня в пробирке – возникает отсюда", - говорит Максим Жидков,  заведующий молодежной лабораторией оптимизации биологически активных веществ природного происхождения ДВФУ.

А в этой лаборатории все экспериментальные установки ребята делают сами – молодые ученые разрабатывают и создают камеры сгорания и наблюдают за поведением пламени в среде из разных газовых смесей. Например, из двух кварцевых труб получилась горелка, на примере которой исследуют, как энергию от сгорания газового топлива наилучшим образом  преобразовать в излучение – эта технология может получить промышленное применение.

"Данная горелка, по сути, представляет из себя инфракрасную печь, внутри которой мы исследуем распределение температуры, тепловые потоки, и её потенциально можно применять в качестве промышленного нагревателя в тех областях, в которых на текущий момент используются электрический нагрев", - говорит Сергей Мокрин, заведующий лабораторией микрогорения ДВФУ.

А за шторой – новый эксперимент. Здесь – имитация промышленной шахты. Два слабых языка пламени, которые при обычных условиях не жизнеспособны, подогревают и поддерживают друг друга. И в реальности могут создать опасную ситуацию. За всеми научными открытиями лаборатории с интересом следит Мария, биолог и жена Сергея. Молодые люди встретились в университете, когда Маша училась на третьем курсе, а Сергей – в аспирантуре. История знакомства – почти семейный анекдот.

"Я с ней познакомился в 2013 году, а она со мной в 2015. Это да. Я первый раз её увидел возле главного входа. Мы были с приятелем, с коллегой. Она его хорошо знала. Они стояли, разговаривали. Я стоял просто рядом стоял, не отсвечивал. Ну и потом еще полтора года с ней здоровался, она меня правда не замечала", - говорит Мокрин.

Когда, наконец заметила, события развивались стремительно – поженились уже в следующем году, вместе уже девять лет. Сама Маша из Забайкальского края, магистратуру закончила на Дальнем Востоке, а аспирантуру – в Японии.

"Я на самом деле очень благодарна и вузу, и Владивостоку. Если бы не Владивосток и не вуз, я бы не встретила ни Сергея, ни своих друзей, близких, ни соратников, не получил бы такое образование. И потом, когда дальше я поступила в Японию по правительственному гранту от японской стороны, я понимаю, что, если бы не университет, у меня бы не было таких возможностей, и не было бы таких знаний, навыков, которые мне позволили потом так хорошо представить и университет, и Владивосток на международном уровне", - говорит Мария Мокрина.

Для молодых учёных создаются условия, чтобы они оставались в регионах, и своими идеями и талантом меняли жизнь к лучшему. Сильные кадры и отечественные разработки, в том числе в области продовольственной безопасности - приоритетные задачи национального проекта "Наука и университеты", благодаря которому открываются и селекционно-семеноводческие центры. Один из них – по картофелю – третий год работает в Уссурийске.

В пробирках – целая растительная "библиотека" - золотая коллекция безвирусных сортов картофеля – всего около 30-ти, и большинство - отечественной селекции. Такой фонд ин-витро - позволяет сохранить генотипы ценных сортов, например, на случай катаклизмов. Коллекция обновляется ежемесячно.

В пробирках же исследователи получают и микроурожай – клубни размером с бусины. Чуть крупнее, мини-картофелины получают на стерильных "воздушных" грядках аэропонной установки. Оздоровление – важная часть семеноводства, ведь материал нужно менять каждые три года, иначе в клубнях накапливается инфекция, на растениях появляются пятна, скручиваются листья, падает урожайность. Все о фитовирусах знает биотехнолог Ольга, она следит за "здоровьем" культур.

"Клубни картофеля висят в воздухе, и питательный субстрат непосредственно распыляться на корни. Таким образом, это мы не работаем с почвой и нивелируем возможность заражения через почву клубни картофеля, питательной субстрат сбалансирован по микро- и макроэлементам", - говорит  Ольга Собко, научный сотрудник лаборатории селекционно-генетических исследований полевых культур Федерального научного центра агробиотехнологий Дальнего Востока имени А.К. Чайки.

А начинается оздоровление под микроскопом, с применением биотехнологий. От зараженного растения отделяется частица, которая помещается в питательную среду с противовирусными препаратами. Так называемая "химиотерапия" длится около месяца. А весь курс "лечения" занимает около года и внимательно отслеживается на каждом этапе.

"Через год мы только получим растения вот такие вот оздоровлённые. Затем их высаживаем в теплице, получаем мини-клубни. Мини-клубни мы высаживаем затем в поле, и уже только после этого получим первое полевое поколение. Ещё размножаем его и получаем супер-супер элиту. И чаще всего потребители, частники берут супер – элиту", - говорит Ирина Ким, ведущий научный сотрудник лаборатории диагностики болезней картофеля, кандидат сельскохозяйственных наук.

С помощью новых технологий в центре оценивают иммунитет растений, и знают всё о главном вредителе Приморского края – картофельной коровке, здесь она опаснее колорадского жука. И растения пытаются сопротивляться – отращивают на листьях пушистую "броню", выделяют отпугивающие вещества. Техническая база позволяет значительно расширить исследования. 

"В рамках проекта были куплены микроскопы, другие приборы, которых мне не хватало. И всё это позволило мне написать докторскую диссертацию, которую я буду в ближайшее время защищать", - говорит Наталия Мацишина, старший научный сотрудник лаборатории селекционно-генетических исследований полевых культур Федерального научного центра агробиотехнологий Дальнего Востока имени А.К. Чайки.

В самом центре селекцию и семеноводство сравнивают с театром, где садоводы и дачники - зрители, а основная работа идет за кулисами. Причём даже с применением молекулярной генетики. Этот инновационный метод позволяет, в том числе, на ранних этапах селекции отбирать образцы с самыми полезными качествами, и выводить новые сорта. Только за последние три года в центре вывели шесть картофельных "новичков" - это очень высокий показатель. Все они - для разных условий. "Идеальной" картошки не существует.

"Сейчас для селекционеров очень расширился вот этот спектр задач. И тут очень большая работа предстоит: создать сорта для переработки сорта, для длительного хранения, что очень важно для регионов Дальнего Востока, северных регионов нашей страны. Создать сорта, пригодных для механизированной уборки, обладающие устойчивостью к травмированности, что позволит снизить применение ручного труда в сельском хозяйстве. Поэтому инновационность, она и в этом состоит в направленности нашей работы", - говорит Алексей Емельянов, директор Федерального научного центра агробиотехнологий Дальнего Востока им. А.к. Чайки.

"Посейдон" - это одна из новейших наших разработок последних - имеет жёлтую мякоть. Отличительная способность его в том, что очень устойчив к переувлажнению. Вот видите, ярко желтую мякоть? Это востребовано сейчас у нас в регионе

На одном столе – достижения дальневосточного селекционно-садоводческого центра. Здесь и фавориты – урожайные "Казачок", "Дачный", "Янтарь", и новые сорта - "Аскольд", "Лотос" и "Орион", которые ещё проходят испытания. Картофель оценивается по виду и вкусу – для этого в центре проводят регулярную органолептическую экспертизу, или попросту – дегустацию. Все образцы обезличены, эксперты проставляют баллы в специальной анкете.

Для дегустации образцы варятся в кожуре и без соли. Перед картофельными "сомелье" стоит непростая задача - оценить клубни сразу по нескольким параметрам - вкус, запах консистенция, мучнистость. Этот сорт ярко-желтого цвета на вкус... сладковатый.

В центре агробиотехнологий отличный вкус картофеля – не только признак сорта, но и результат любви к своему делу, вовлечённости и возможности применять высокие технологии, которые появились благодаря нацпроекту "Наука и университеты". Он охватывает даже Арктику.

Якутск – один из самых холодных городов мира, столбики термометров здесь опускаются до отметки минус 60, и зима занимает большую часть года. По программе "Приоритет 2030" в Северо-Восточном федеральном университете открылся уникальный центр, в котором изучают человеческие возможности в экстремальных условиях севера.

"Мы единственный федеральный университет, который работает в рамках двух больших макрорегионов - это территория Арктики и территория Дальневосточного федерального округа. И, конечно же, есть большой вызов о том, что мы находимся, конечно, в очень ограниченном человеческом капитале и в удаленности от многих федеральных научных центров. И, конечно, мы должны держать очень высокую планку в научном технологическом потенциале", - рассказывает Анатолий Николаев, ректор Северо-Восточного Федерального Университета

Поэтому по многим направлениям нацпроекта "Наука и университеты" здесь созданы отдельные проекты, которые буквально "перепрошили" внутреннюю жизнь вуза и вывели его на мировой уровень. Осенью прошлого года здесь начал работать первый в России учебно-научный центр кинезиологических исследований. В фокусе внимания ученых – двигательная активность человека в суровых климатических условиях.

"Это бег на улице, например, в холоде, или катание на лыжах. Улучшается, увеличивается серьёзно выносливость, выносливость спортсменов. И мы эти технологии, методики применяем в нашей исследовательской работе и для повышения результатов спортсменов", - говорит Николай Гоголев, директор института физической культуры и спорта СВФУ.

С момента открытия в центре побывали около двух тысяч спортсменов. Сначала испытуемые проходят полное обследование.

- Сколько раз в неделю тренировки?

- Шесть раз.

- Сколько часов? По два часа.

Помимо лабораторных исследований и фиксации общих показателей, спортсменов смотрят узкие специалисты. А также оценивается состав тела, доля мышечной массы, работа лёгких и сердца. Некоторые параметры снимаются во время упражнений.

- Молодцы, помогаем руками.

В центре разрабатывают оздоровительные методики и помогают спортсменам добиваться высоких результатов. И в то же время – это экспериментальная лаборатория для будущих педагогов и специалистов в области физического воспитания. К работе в центре привлекаются магистры, бакалавры, аспиранты и кандидаты наук. С помощью системы захвата движений – через специальные датчики и камеры, которые снимают сто кадров в секунду — на компьютере молодые специалисты проводят анализ биомеханики. Это нужно для корректировки техники спортсменов.   

"Благодаря вот механическим показателям мы будем находить минусы, и плюсы от техники, угол сгибания суставов, угловую скорость, линейную скорость", - говорит Айал Мигалкин, старший преподаватель кафедры "физическое воспитание" ИФКИС СВФУ, стажер-исследователь учебно-научного центра кинезиологических исследований и оздоровительных технологий СВФУ

Эти девушки умеют попадать в цель. Они учатся стрелять из пневматической винтовки при помощи игры "Интеллектуальный биатлон". Этот метод - авторская разработка Анны Павловой, и тема её диссертации. Так студенты быстрее учатся всем приёмам стрельбы и прокачивают свои навыки.

"Занимаясь пулевой стрельбой, я усовершенствовал такие навыки, как концентрация мышления. И благодаря "Интеллектуальному биатлону, даже хитрость появилась!", - говорит Айталана Пухова, студентка группы БХТ-22 института естественных наук СВФУ

Также здесь развивают и адаптивные технологии – работают со спортсменами с нарушениями слуха. Центр только начал работу. Планируется вести исследования и в области возрастной, прикладной и оздоровительной кинезиологии.

Прошлый год стал вторым годом Десятилетия науки и технологий в России. Во всех регионах продолжается реализация 18 инициатив, которые помогают привлечь в науку молодые кадры. Состоялось более 2 тысяч мероприятий, в которых приняли участие более 20 миллионов человек.

А в лаборатории на базе передовой инженерной школы "Институт биотехнологий, биоинженерии и пищевых систем" Дальневосточного федерального университета надеются совершить прорыв в медицине. Второкурсница Ванесса изучает сверхспособности фермента из морской бактерии – противовоспалительные и диагностические свойства. В будущем на основе этих исследований можно будет создать сверхточные тест-системы для выявления некоторых видов рака на ранних стадиях. Ванесса увлеклась наукой ещё в школе, а теперь сама стала наставником для абитуриентов, первокурсников и иностранных студентов.

"Я всегда знала, что буду учёным, и собираюсь им быть и развиваться в этом направлении. И для меня было очень важно, насколько университет будет давать мне возможность, помимо теоретических знаний, работать также на практике, насколько я смогу часто появляться в лаборатории и повышать свои компетенции именно в этом плане", - говорит Ванесса Власова, студентка 2 курса и сотрудник молодежной лаборатории рекомбинантных ДНК-технологий передовой инженерной школы ДВФУ.

У Ванессы был выбор, куда поступать. Она десять лет прожила с родителями в Китае, и могла подать документы в любой азиатский, американский или европейский вуз, но решила учиться в Приморье, и не пожалела — здесь программы поддержки молодых исследователей позволяют реализовать свои мечты.

Вы знаете, я думаю, мечта каждого ученого состоит в том, чтобы результаты его исследования получили какое-то прикладное значение в жизни, и ещё помогли человечеству, всему миру… Вот эти молодые ученые, они своей энергией, своей верой в результат заражают всех наших ведущих ученых, и руководство университета. И я считаю, что это очень влияет на конечный результат", - говорит Светлана Гончарова, и.о. проректора по научной работе ДВФУ.

По планам программы "Приоритет 2030" к началу следующего десятилетия по всей стране будет сформировано более сотни прогрессивных современных университетов — центров научно-технологического и социально-экономического развития страны. А глобальная цель национального проекта "Наук и университеты" – вывести Россию в топ мировых лидеров, ведущих разработки в приоритетных научных областях.

Жилые корпуса в кампусе Дальневосточного университета студенты называют гостиницами, ведь в номерах есть даже клининг! Но имеется и неотъемлемый атрибут студенческих общежитий – кухня на каждом этаже. Ужин – сегодня это яичница – Ванесса по китайской привычке готовит палочками, вилок и ложек у неё практически нет. Соседи каждый год разные, потому что комнаты распределяются по рейтингу успеваемости. На этот раз компанию на кухне составил первокурсник Алексей из Хабаровского края. 

- А ты остаешься на каникулы, или уезжаешь домой?

- Я остаюсь здесь, но будет мероприятие завтра, приезжают 90 школьников. Мы будем показывать им, как роботов собирают, как управлять роботами…

У Ванессы сессия уже закончилась, всех желающих она приглашает на чаепитие. Небольшой перерыв, а потом снова напряженная работа – на парах и в лабораториях. Ведь только так может исполниться мечта каждого настоящего учёного – сделать собственное большое открытие.