https://www.dia-m.ru/catalog/reactive/?utm_source=biomol&utm_campaign=up-baner#reactive-order
Подписаться
Оглавление
Биомолекула

Как живет и работает самый молодой вуз России — Университет «Сириус»

Как живет и работает самый молодой вуз России — Университет «Сириус»

  • 536
  • 0,0
  • 1
  • 2
Добавить в избранное print
Обзор

Пять научно-исследовательских центров Университета «Сириус»: Центр трансляционной медицины, Центр генетики и наук о жизни, Центр информационных технологий и искусственного интеллекта, Центр когнитивных исследований и Математический центр. Рисунок в максимальном разрешении.

иллюстрация Лили Матвеевой

Сириус — самая яркая звезда земного небосклона, входящая в созвездие Большого Пса... Почему мы говорим о нем на портале, посвященном биологии и медицине? «Сириус», о котором пойдет речь у нас в статьях, — это недавно созданный университет, который уже привлек к себе немало звездных ученых и, по планам, собирается обучить не одну плеяду молодых исследователей для развития российской науки. Этой статьей мы открываем новый спецпроект, посвященный научным исследованиям Университета «Сириус», и расскажем, какие проекты в нем идут сейчас, а какие стартуют в ближайшее время.

Если звезды зажигают

Университет «Сириус»

«Биомолекула» продолжает рассказывать о том, как и где можно получать биологическое образование и работать по научной специальности в России. В этом спецпроекте мы объединились с Университетом «Сириус», расположенным на одноименной федеральной территории на берегу Черного моря. За три публикации мы познакомим читателей с тем, какие исследования в нем ведутся, какие программы магистратуры и аспирантуры уже открыты и какие планы по развитию «Сириуса» есть у руководства университета. Чтобы разобраться во всех этих вопросах, авторы проекта пообщаются с российскими учеными, которые выбрали самый молодой вуз России местом своей работы.


Партнер спецпроекта — Университет «Сириус». Инновационный научно-технологический центр «Сириус» – это «город» внутри Сочи с собственными научно-технологическим университетом, инфраструктурой и с резидентами, «делающими» науку.

Федеральная территория «Сириус» на берегу Черного моря задумывалась как сложный самодостаточный комплекс для развития образования, науки и технологий, в котором будет всё: от детского сада, школы и университета до спортивного, медицинского и культурного кластеров и научно-технологической долины. Но нас в первую очередь интересует Университет «Сириус», который громко заявил о своих планах стать ведущей научно-исследовательской организацией страны. О том, какие центры входят в его состав, какие принципиально новые подходы в нем поощряются и какие образовательные программы ждут своих студентов, и пойдет речь в этой — вводной — статье спецпроекта «Если звезды зажигают». Особое внимание мы уделим исследованиям только что сформированного центра трансляционной медицины. Следующие статьи будут более прицельно рассматривать некоторые проекты исследователей из «Сириуса».

Немного истории

История «Сириуса» началась с создания в 2015 году Образовательного центра для талантливых детей на объектах олимпийского наследия, а 1 июля 2019 года был открыт и Научно-технологический университет «Сириус». 22 декабря 2020 года территории, на которой находятся Образовательный центр и Университет, решили присвоить особый статус. Так «Сириус» стал первой в стране федеральной территорией.

Прежде всего мы задались самыми важными вопросами: зачем нужен Университет «Сириус»? Что он может предложить учащимся такого, чего не могут другие вузы страны: МГУ, МФТИ, довольно новый Сколтех ?

Кстати, про образование в области биологии «Биомолекула» писала отдельно в проекте «Биолог на перепутье»: «Как это — научить биологии?» [1].

Что ж, пожалуй, главное отличие в том, что Университет «Сириус» «ставит» не на простое традиционное академическое образование, а нацелен на результат и прикладное использование знаний. Исследования же в нем ведутся в самых «модных» и многообещающих областях науки: геномике, молекулярной иммунологии, нейробиологии, вычислительной биологии, технологии создания генотерапевтических лекарственных препаратов, растений с отредактированным геномом, новых биосовместимых материалов.

Мы выбираем направления, развивающие самые актуальные технологии, использующие их как для получения новых знаний, так и для разработки новых продуктов. Мы открыты для всех российских и зарубежных коллег, которые хотели бы реализовывать свои проекты, используя инфраструктуру “Сириуса”, если их идеи обладают новизной, а потенциальные результаты — востребованностью, и если коллеги готовы переезжать в “Сириус” и создавать уникальные образовательные программы.

Роман Иванов,
руководитель только что открытого Центра трансляционной медицины и
проректор по научно-технологическому развитию университета.

Приоритет университета, как рассказывает Роман Иванов, — обеспечить студентов крайне востребованными знаниями и практическими навыками. «Университет “Сириус” — возможно, лучшее место для тех магистрантов и аспирантов, кто хочет максимального погружения в научно-исследовательские и технологические проекты мирового уровня, — продолжает Иванов. — Они станут членами проектных команд, будут работать в лабораториях вместе со своими наставниками и получат возможность еще во время учебы стать авторами высокорейтинговых статей и заявок на патенты».

Такой подход, по-видимому, работает. Так, например, у исследователей с аффилиацией Университета «Сириус» в 2021 году вышло 123 русскоязычных статьи, согласно Российскому индексу научного цитирования РИНЦ. Выходили статьи и в зарубежных изданиях (рис. 1).

Публикации исследователей с аффилиацией Университета «Сириус» в 2021 году

Рисунок 1а. Публикации исследователей с аффилиацией Университета «Сириус» в 2021 году в базе Scopus. НЦ ГиНЖ — научный центр генетики и наук о жизни; НЦ ИТиИИ — научный центр информационных технологий и искусственного интеллекта; НЦ КогнИ — научный центр когнитивных исследований; Мат. центр — математический центр; РФФИ—«Сириус» — проект грантовой поддержки ученых Российского фонда фундаментальных исследований и Университета «Сириус». Среди зарубежных публикаций — работы, например, в журналах Journal of Nanobiotechnology [2], Vaccines [3], Viruses [4], Colloids and Surfaces B: Biointerfaces [5], Pharmaceutics [6], International Journal of Molecular Sciences [7], Journal of Medicinal Chemistry [8], Frontiers in Behavioral Neuroscience [9] и Frontiers in Physiology [10].

иллюстрация Лили Матвеевой по данным Университета «Сириус»

Статьи из первого квартиля за 2021 год

Рисунок 1б. Статьи из первого квартиля (Q1 в Scopus) за 2021 год с распределением по по областям наук (доля дана в процентах от общего числа таких статей — 99).

иллюстрация Лили Матвеевой по данным Университета «Сириус»

Сейчас Университет «Сириус» состоит из пяти научных центров: только что открывшегося Центра трансляционной медицины, Центра генетики и наук о жизни, Центра информационных технологий и искусственного интеллекта, Центра когнитивных исследований и Математического центра (рис. 2).

Научно-исследовательские центры Университета «Сириус»

Рисунок 2. Научно-исследовательские центры Университета «Сириус» и их главные направления

иллюстрация Лили Матвеевой

Кроме того, в университете есть не только научные центры, но и Центр урбанистики и дизайна окружающей среды и Центр интеллектуальной собственности и передачи технологий. Также для расширения кругозора студентов в 2021 году открыли Центр гуманитарных наук с лекторием. В прошлом году в университете стартовали четыре программы магистратуры и три программы аспирантуры, на которых уже учатся 80 человек. В этом году университет открыл еще пять новых магистерских программ и шесть специальностей аспирантуры.

Давайте познакомимся с пятью научно-исследовательскими центрами Университета «Сириус» поближе.

Центр генетики и наук о жизни

Первым делом мы расскажем о Центре генетики и наук о жизни, в котором семь разных направлений. Помимо собственно генетики, эпигенетики, генетического редактирования растений, в нем занимаются нейробиологией, иммунологией, исследованиями био- и наноматериалов, а также междисциплинарными исследованиями спорта. Директор центра, а также руководитель направления «Генетика», Евгений Рогаев — один из ведущих генетиков России, знакомый даже широкой публике своими работами в таких громких проектах как:

Цель Центра генетики и наук о жизни Университета «Сириус», как говорит Евгений Рогаев (рис. 3), — подготовить высококвалифицированных и востребованных специалистов для наукоемких отраслей: «Наши молодые ученые смогут работать над проектами как в области фундаментальных открытий, так и прикладных исследований, создавать свои наукоемкие технологии и открывать высокотехнологичные стартапы. Они познакомятся с инновационными экспериментальными методами, будем погружать их в реальную работу над исследованиями, которые уже сейчас ведем в университете, и в решение задач, поставленных российской наукоемкой индустрией».

Евгений Рогаев

Рисунок 3. Евгений Рогаев, директор Центра генетики и наук о жизни и руководитель направления «Генетика», доктор биологических наук, член-корреспондент РАН, лауреат двух Государственных премий РФ, заведующий кафедрой генетики биологического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова, заведующий лабораторией эволюционной геномики Института общей генетики имени Н.И. Вавилова РАН, профессор психиатрии медицинского факультета Университета Массачусетса.

пресс-служба «Сириуса»

Пока что большинство лабораторных помещений только готовится к введению в эксплуатацию, но по планам это будет самый масштабный в России лабораторный комплекс (лабораторных помещений в нем — более 120) генетики и наук о жизни. Для его оснащения уже закуплено оборудование: высокопроизводительные секвенаторы и роботизированная станция для автоматизации пробоподготовки, конфокальный микроскоп, многофункциональные клеточный сортер и цитометр, ЯМР-спектрометр, масс-спектрометр высокого разрешения, фитотроны для выращивания растений, несколько биореакторов различного объема для культивирования клеток бактерий и млекопитающих и многое другое.

При этом уже два года Университет «Сириус» ежемесячно вместе с ведущими университетами, академическими центрами и технологическими партнерами проводит короткие интенсивные профильные программы для студентов со всей России. В 2021 году стартовали первые программы магистратуры и аспирантуры, а сотрудники центра опубликовали и/или ждут публикации более 80 научных статей. Весной 2022 года центр запустил еще три программы магистратуры.

Генетика

Пожалуй, самым важным проектом направления «Генетика» стало исследование генома человека. Эта тема уже несколько десятилетий остается актуальной: еще в 1990–2003 годах конкурировали два проекта: «Геном человека» и Celera Genomics [15]. Тогда тот «черновик» генома человека (а по сути — ДНК большого количества людей) стал действительно революционным достижением, но, по сути, работа не была закончена. Исследования обоих проектов в основном были направлены на расшифровку эухроматиновых участков. Не был «прочитан» гетерохроматин; локусы, примыкающие к центромерам и теломерам; короткие плечи акроцентрических хромосом и многие длинные тандемные повторы и сателлитные последовательности.

В прошлом году объявили о более масштабной «описи» человеческого генома: были расшифрованы 22 аутосомы человека и X-хромосомы [16]. И сейчас, 1 апреля 2022 года, наконец, все результаты проекта опубликованы: Science подготовил специальный выпуск Completing the Human Genome из шести публикаций, знаменующий полную расшифровку генома. Евгений Рогаев, руководитель направления, числится в авторах двух из них: Complete genomic and epigenetic maps of human centromeres [17] и The complete sequence of a human genome [16]. Сотрудники Университета «Сириус» входили в состав международного консорциума Telomere to Telomere и в этом исследовании отвечали за биоинформатическую постановку задачи и сборку ранее не декодированных участков в геноме человека. Этот проект [16] — фундаментальное достижение, ведь реконструированная последовательность генома послужит базой для новых исследований в различных областях наук о человеке.

Среди других исследований направления «Генетика» Центра генетики и наук о жизни хотелось бы отметить проект по исторической генетике и генетической истории древнего населения Русской равнины. Исследования древней ДНК [18] и палеогенетика — одни из самых захватывающих областей науки, появившиеся в 80-х, когда технологический прогресс позволил работать с небольшими фрагментами ДНК из плохо сохранившихся археологических останков, да еще и загрязненных разными примесями. Результаты таких работ — это настоящая машина времени, позволяющая заполнить белые пятна на фамильном древе животных и людей. Кстати, подробнее об этом можно почитать в статье самого Рогаева и его соавторов «Достижения и особенности в работе с древней ДНК и ДНК из сложных криминалистических образцов» [19].

Теперь в рамках проекта по генетической истории ученые планируют описать геном и влияние на него популяций древних людей, живших на Русской равнине в разное время. «Об определенных процессах развития человеческих популяций и культур на протяжении столетий и тысячелетий мы можем судить по сравнительному исследованию последовательностей ДНК, извлеченной из древних биологических образцов. Причем это весьма объективные данные. Сравнивая “тексты” геномной ДНК, можно определить процессы миграции, происхождение, родство, смешение древних групп населения, а также описать определенные фенотипические признаки, например, цвет радужной оболочки глаз, цвет волос, кожи», — говорил в интервью Рогаев. Как пишут СМИ, уже удалось секвенировать и проанализировать митохондриальную ДНК неандертальца эпохи палеолита, и это первый подобный результат для России.

Наконец, еще одно интересное направление работы центра — это изучение молекулярно-генетических основ функционирования мозга, нейрогенетика. Под них в университете создан проект МАГК, объединяющий подходы математики, генетики и когнитивных наук (о них речь пойдет ниже) и направленный на изучение различных генетических и эпигенетических факторов, связанных с особенностями поведения или нейропсихическими заболеваниями. Этот проект хоть только и начинает работу, но в прошлом году уже вышла статья в Nature Communications [20], посвященная благоприятному влиянию инактивации адаптивного иммунитета при болезни Альцгеймера. В новом исследовании ученые смогли выяснить, что накопление активированных В-клеток в кровотоке, а также их просачивание в паренхиму головного мозга приводит к откладыванию иммуноглобулинов вокруг бета-амилоидных бляшек (Aβ). Одним из авторов работы также выступил руководитель центра Евгений Рогаев.

Биология и биотехнология растений

Еще одно направление, которое хотелось бы упомянуть, — это «Биология и биотехнология растений» под руководством Елены Хлесткиной (рис. 4). Современные методы редактирования генома помогают менять различные характеристики растений (например, повышать их уровень устойчивости к болезням и вредителям) и создавать новые сорта, действуя точечно на таргетные гены и получая редактированные растения. Именно этим и занимаются исследователи данного направления, и недавно у них вышел обзор в журнале Agronomy, где авторы обобщили успехи геномного редактирования плодовых и ягодных культур с помощью системы CRISPR/Cas9 [28].

Елена Хлесткина

Рисунок 4. Елена Хлесткина, руководитель направления «Биология и биотехнология растений», доктор биологических наук, профессор РАН, директор Федерального исследовательского центра «Всероссийский институт генетических ресурсов растений имени Н.И. Вавилова», член Президиума совета по науке и высшему образованию при Президенте РФ, член Европейской ассоциации по исследованиям в области селекции растений (EUCARPIA), член Ассоциации научных редакторов и издателей (АНРИ).

«Во всем мире происходит активный переход к биоэкономике, — делится Елена Хлесткина с «Биомолекулой». — В ближайшие десятилетия, очевидно, самыми востребованными профессиями станут связанные с биотехнологией. И важное место среди них займет биотехнология растений — ключ для ответа на самый главный вызов человечеству — глобальную продовольственную и экологическую безопасность. Именно поэтому в Университете “Сириус” мы не только ведем научные исследования по созданию новых сортов винограда и гороха, но и обучаем студентов самым современным методам работы с растениями, а также комплексному междисциплинарному подходу к растениеводству».

Как рассказывает Елена, в университете проходят регулярные двухнедельные образовательные модули этого направления по темам «Генетические ресурсы растений», «Генетическое редактирование растений», «Большие данные в биологии растений». Кроме того, существует и программа магистратуры «Генетика и биотехнология растений». «Магистерская программа построена так, что студенты не только в течение двух лет будут слушать лекции ведущих ученых России по этой тематике, но и сразу присоединятся к нашему научному коллективу, начав практическую работу в проектах», — говорит Елена Хлесткина.

Про работу других направлений центра пойдет подробный разговор в других частях спецпроекта.

Среди партнеров программ Центра генетики и наук о жизни — МГУ, СПБГУ, НГУ, НГАУ, РостГМУ и Сеченовский университет; такие компании как Generium, BIOCAD, Yandex, «Генотек» и Qiagen; а также научные институты, среди которых ИОГен, ИЦиГ СО РАН, ИБР РАН и ВНИИСХМ.

Центр трансляционной медицины

Центр трансляционной медицины — самый новый в Университете «Сириус», его руководителем стал Роман Иванов, бывший вице-президент по разработкам и исследованиям компании BIOCAD (рис. 5).

Кстати, у «Биомолекулы» есть два спецпроекта в сотрудничестве с BIOCAD: о терапевтических антителах, в одной из статей которого, кстати, подробно идет речь о самой компании [29], и о генной и клеточной терапиях.

Как отдельная часть университета Центр трансляционной медицины оформился только в начале 2022 года, но в нем уже активно идут исследования по направлениям «Биотехнология» и «Генная терапия» (ранее эти направления входили в Центр генетики и наук о жизни), а в планах — разработка новых систем доставки и инновационных средств, от моноклональных антител и мРНК-вакцин до пептидных и генотерапевтических препаратов, и участие в формировании медицинского кластера на федеральной территории с развитием университетской медицинской клиники (пока что клиника оказывает медицинские услуги жителям и сотрудникам «Сириуса», но в будущем на ее базе планируют проводить клинические исследования).

Роман Иванов

Рисунок 5. Роман Иванов, проректор по научно-технологическому развитию Университета «Сириус», руководитель Научного центра трансляционной медицины и направления «Биотехнология», PhD по специальности «Молекулярная иммунология» (Университет Утрехта, Нидерланды). Работал в компании BIOCAD в 2005–2019 гг.

Прежде чем мы познакомимся с направлениями центра, давайте сначала разберемся, что такое «трансляционная медицина», почему возникла необходимость открытия отдельного центра и в чем его уникальность.

Как рассказывает Роман Иванов, трансляционная медицина — это область биомедицинских исследований, превращающая научное знание в востребованные обществом инновационные продукты и технологии для профилактики, диагностики и лечения заболеваний. В ней используют компетенции и технологии из различных областей науки, в том числе биотехнологии и клинической медицины.

«Реализация таких проектов требует тесного взаимодействия, эффективной передачи знаний между исследователями разных направлений, включая врачей, — продолжает Роман Иванов. — Под “трансляцией” в этом контексте понимают процесс трансформации знания, полученного на одном из этапов биомедицинских исследований, в знание, применимое на другом этапе. Эта связь может быть разнонаправленной. Так, например, информация о побочных реакциях или неэффективности используемого в клинике препарата у отдельных пациентов может привести к выявлению ранее неизвестных биологических механизмов в результате генетических исследований. В свою очередь, это знание может быть использовано для разработки таргетно воздействующих на данный биологический механизм лекарственных препаратов с целью коррекции патологических процессов. Трансляция знания между звеньями разработки обеспечивает повышение эффективности процесса разработки за счет наиболее информированных решений на каждой стадии и минимизации рисков неудачи на последующих стадиях».

Конечно, «Биомолекула» тоже не могла обойти вниманием проблему «долины смерти», разрыва между фундаментальными и клиническими исследованиями, и о ней тоже писала в статьях «Проблемы, тренды и точки роста доклинических исследований» [30] и «Трансляционные исследования в нейробиологии» [31].

В этом году в центре открылся набор на новую профильную программу магистратуры — «Медицинская химия», где будут готовить разработчиков новых лекарств на основе малых молекул.

Генная терапия

Как уже было упомянуто, одно из основных направлений работы центра — генная терапия, руководителем которого выступает Александр Карабельский (рис. 6). Исследователи занимаются разработкой терапии для лечения наследственной оптической нейропатии Лебера (LHON) и генетически обусловленных ретинопатий. Также ученые пробуют создать новый иммунотерапевтический препарат против рака на основе онколитического вируса — в данном случае, вируса везикулярного стоматита (VSV), который поможет побороть резистентность некоторых опухолей к этому виду лечения. Вирус генетически модифицируют так, чтобы инфицированные им клетки продуцировали целый коктейль молекул, усиливающих противораковый иммунный ответ организма, стимулируя инфильтрацию и активацию дендритных клеток и Т-лимфоцитов и повышая активность фагоцитирующих клеток. Подробнее об этом методе можно почитать в статье Combinatorial Approaches for Cancer Treatment Using Oncolytic Viruses: Projecting the Perspectives through Clinical Trials Outcomes [33]. Доклинические исследования на животных запланированы на середину 2022 года.

Александр Карабельский

Рисунок 6. Александр Карабельский, руководитель направления «Генная терапия», кандидат биологических наук по специальностям «Биохимия», «Клеточная биология», «Цитология», «Гистология»; бывший директор департамента перспективных исследований BIOCAD, соавтор нескольких патентов по направлениям получения рекомбинантных белков.

пресс-служба Университета «Сириус»

«Биотехнология» и борьба с антибиотикорезистентностью

Пожалуй, одна из основных областей исследований направления «Биотехнология» — это антибиотики (о глобальной угрозе антибиотикорезистентности «Биомолекула» неоднократно писала [34]). В конце 2021 года в «Сириусе» стартовал проект «Разработка подходов для профилактики и преодоления резистентности бактерий к противомикробным препаратам», в рамках которого ученые подойдут к проблеме антибиотикорезистентности с разных сторон.

Традиционно исследователи ищут новые соединения — так сделали и в университете. Во время поисков протестировали больше пятисот новых штаммов почвенных бактерий, и идентифицировали около 30 активных метаболитов, в том числе и 6-гидрокситетраценомицин Х, новый антибиотик из класса тетраценомицинов (рис. 7, а также читайте статью «Биомолекулы» «В каждой бочке затычка» [35]). Возможно, несколько других метаболитов тоже не были описаны раньше — как раз сейчас проводятся исследования по определению их структуры. По результатам работы исследователи опубликовали статью в журнале Biochimie [36].

6-гидрокситетраценомицин Х

Рисунок 7. 6-гидрокситетраценомицин Х, новый антибиотик из класса тетраценомицинов

С другой стороны, можно модифицировать уже применяемые на практике антибиотики. Другой подход — применение специального потенциатора. Исследователи предлагают добавлять к антибиотику ингибитор синтеза сероводорода H2S, ведь именно это вещество помогает снизить у бактерий уровень окислительного стресса, который развивается в ответ на действие антибиотика. Таким образом ученые надеются повысить чувствительность микроорганизмов к уже существующим лекарствам и снизить вероятность развития антибиотикорезистентности.

Наконец, исследователи планируют заняться и мРНК-вакцинами, которые могли бы помочь организму справиться с хроническими инфекциями.

Подробнее об исследованиях направления «Биотехнология» пойдет речь во второй статье нашего цикла.

Что касается образовательных программ, то в 2022 году стартует магистерская программа по медицинской химии в партнерстве с СПбГУ и фармкомпаниями. В следующем же году, как делится Роман Иванов, планируется открытие магистерской программы для подготовки специалистов в области разработки биотехнологических препаратов.

Центр когнитивных исследований

Когнитивные исследования — еще одна тема, под которую университет «Сириус» отвел отдельный центр. Его руководитель — Елена Григоренко (рис. 8). Исследования будут вестись по нескольким направлениям (см. рис. 2): «Порождение, передача и приобретение знаний», «Расстройства аутистического спектра: наука и практика» и «Грамотность как основа экономики знаний».

Во главу угла ученые центра ставят уникальность каждого человека. Их целью стало изучить, как всевозможные индивидуальные особенности коррелируют с успешностью людей в разных сферах деятельности.

Елена Григоренко

Рисунок 8. Елена Григоренко, руководитель Центра когнитивных исследований, доктор психологических наук, профессор Хьюстонского и Йельского университетов, профессор факультета молекулярной генетики и генетики человека и факультета педиатрии Медицинского колледжа Бейлора, ведущий научный сотрудник МГППУ, ведущий ученый лаборатории междисциплинарных исследований раннего детства СПбГУ.

пресс-служба Университета «Сириус»

В рамках направления «Порождение, передача и приобретение знаний» будет изучаться работа мозга при разных условиях в реальном времени: например, во время психологической консультации, при взаимодействии в тандеме «наставник-ученик» или в других смоделированных ситуациях. Проблемами грамотности и понимания прочитанного у школьников с научной точки зрения будет заниматься проект «Грамотность как основа экономики знаний».

Расстройствам аутистического спектра посвящена другая часть исследований центра когнитивных исследований. Среди целей ученых — повысить осведомленность о РАС и провести подготовительные этапы исследований этиологии расстройства. Кроме того, планируется в целом предпринять шаги для улучшения диагностики РАС в России, например, разработав вариант опросника SCQ на русском языке («Биомолекула» уже писала о возникающих проблемах диагностики [37]) и оценить общее количество детей с РАС в возрасте 6–9 лет в стране. Одним из главных мероприятий прошлого года по этому направлению стала Междисциплинарная научно-практическая конференция по проблемам инклюзивного образования и инклюзивного общества в сотрудничестве с ассоциацией некоммерческих организаций «Аутизм-Регионы».

В будущем в Центре когнитивных исследований будет и своя магистратура по направлению «Прикладной анализ поведения». А сейчас центр ведет набор в аспирантуру по научным специальностям «Междисциплинарные исследования мозга» и «Общая психология, психология личности, история психологии».

Центр информационных технологий и искусственного интеллекта

Еще одна важная часть университета «Сириус» — Центр информационных технологий и искусственного интеллекта. Он работает по трем основным направлениям: «Вычислительной биологии», «Математической робототехники и искусственного интеллекта» и «Финансовой математики и финансовых технологий». Возглавляет центр ректор университета Максим Федоров (рис. 9).

Максим Федоров

Рисунок 9. Максим Федоров, профессор, кандидат физико-математических наук, доктор химических наук, ведущий ученый в области вычислительных технологий, технологии больших данных и молекулярной информатики, искусственного интеллекта, компьютерного поиска новых биоактивных соединений и конструирования лекарств. С 2020 по 2021 год занимал пост вице-президента Сколтеха в области искусственного интеллекта и математического моделирования.

По первому из них, «Вычислительной биологии», сейчас идут в основном «сухие» исследования системы доставки геннотерапевтического препарата в рамках проекта «Генная терапия» и ингибиторов убиквитинспецифичной протеазы 7 (USP7) для использования их в качестве терапии рака. Кроме того, в сотрудничестве с другими отечественными организациями ведутся и другие проекты. Разработаны компьютерные модели по метаболизму, сигналингу и эпигенетическим изменениям скелетных мышц в норме и при нагрузках (подробнее смотрите в статье A Modular Mathematical Model of Exercise-Induced Changes in Metabolism, Signaling, and Gene Expression in Human Skeletal Muscle [38] и работе по скелетным мышцам крыс — Genome-Wide Atlas of Promoter Expression Reveals Contribution of Transcribed Regulatory Elements to Genetic Control of Disuse-Mediated Atrophy of Skeletal Muscle [39]), а также сердечно-сосудистой и почечной систем при разных показателях артериального давления (статья Thoroughly Calibrated Modular Agent-Based Model of the Human Cardiovascular and Renal Systems for Blood Pressure Regulation in Health and Disease [40]).

Разработки направления «Математической робототехники и искусственного интеллекта» также в основном нацелены на конкретное практическое применение — это моделирование и создание роботов и управление ими, например, с привлечением искусственного интеллекта. Экспериментальную часть работы можно проводить в недавно открытой лаборатории промышленной робототехники.

С прошлого года в центре принимают молодых ученых три программы магистратуры и программа аспирантуры. Среди партнеров магистратур Центра информационных технологий и искусственного интеллекта не только такие крупнейшие вузы как МГУ, СПГУ, КФУ, ДВФУ и Сеченовский университет, но и многие другие институты и компании, а также «Финтех Хаб» и «Альфа-Банк». В этом году в центре стартовала еще одна магистерская программа по теме «Математическое моделирование в биомедицине и нефтегазовом инжиниринге» в сотрудничестве с МФТИ, Сеченовским университетом и компанией «Газпром нефть».

Математический центр

Особое место в структуре университета занимает Математический центр «Сириус», работающий с 2019 года. Его цель — продвижение математических исследований в России через проведение научных конференций, где специалисты собираются вместе для обсуждения конкретных задач или работы над совместными публикациями, а также научных школ для молодых исследователей. Так, например, в 2021 году, когда были сняты ограничения из-за пандемии, более тысячи студентов, аспирантов и исследователей посетили центр в рамках 14 конференций и 7 научных школ. Также, Математический центр выступил локальным организатором проведения в Парке науки и искусства «Сириус» в августе 2021 году первой Конференции международных математических центров мирового уровня, где было представлено более трех сотен устных докладов и более 100 постерных. В составе центра работает небольшая научная группа в области математической физики. В прошлом году научные сотрудники центра опубликовали три научные статьи в журналах, включенных в Scopus (Hardy Inequality for Antisymmetric Functions [41], Spectral properties of the logarithmic Laplacian [42], Second order differential operators in the limit circle case [43]), и еще одна статья (Sharp upper and lower bounds of the attractor dimension for 3D damped Euler-Bardina equations [44]) вышла в этом году.

В мире существует несколько подобных специализированных центров: в Швеции, Германии, Франции, Китае, США, Канаде. В России же Математический центр «Сириуса» — первый подобный центр, и в перспективе он планирует стать постоянным местом встреч математиков России и их зарубежных коллег.

«Сириус»: сегодня и завтра

Мы познакомились с тем, как устроен Университет «Сириус» и некоторыми научными исследованиями его центров. Во второй статье мы расскажем о том, какие исследования ведутся в лабораториях по направлениям «Биотехнология» (немного о ней было сказано в этой статье), «Иммунология и биомедицина». В третьей и заключительной статье речь пойдет про направления «Биоматериалы», «Нанобиомедицина» и «Нейробиология». Но прежде давайте выясним, а какие же задачи университет ставит себе на будущее?

Планов на 2022 год было немало. Только что открылся Центр трансляционной медицины, о котором мы рассказали выше. Сейчас открываются новые направления в Центре информационных технологий и искусственного интеллекта и Центре когнитивных исследований. Кроме того, планируется развивать центр интеллектуальных и беспилотных транспортных средств и направление рационального природопользования, в частности, по проектам ESG в России.

Планируются и более масштабные преобразования. Как рассказывает «Биомолекуле» Роман Иванов, проректор по научно-технологическому развитию университета, в «Сириусе» создается целый биотехнологический кластер, который включит в себя научные центры генетики и трансляционной медицины, университетскую медицинскую клинику, инфраструктуру для доклинических исследований, масштабирования и трансфера биотехнологических продуктов. Он станет площадкой для развития компаний, разрабатывающих инновационные продукты и технологии в области медицины, фармацевтики, промышленной и сельскохозяйственной биотехнологии. В «Сириусе» станет возможно осуществлять полный цикл разработки — от фундаментальных и прикладных исследований до опытного производства и внедрения в практику. «В рамках кластера предполагается создание дополнительных лабораторий для резидентов площадью около 20 000 м2, офисов компаний, развитие инфраструктуры для доклинических исследований инновационных препаратов на приматах на территории нашего соседа НИИ медицинской приматологии, — продолжает Роман Иванов. — И, конечно, планируется создание новых направлений. На стыке когнитивных исследований, нейробиологии и клинической медицины мы планируем открыть направление клинической психологии, которое будет разрабатывать научно обоснованные подходы к психологической помощи, в том числе в части коррекции особенностей психического развития у детей.

Большой интерес представляет развитие компетенций в области метаболомики, использования метаболомных данных для разработки подходов к персонализированной терапии и профилактики заболеваний».

Литература

  1. Биолог на перепутье: Как это — научить биологии?;
  2. Alessandro Parodi, Polina Buzaeva, Daria Nigovora, Alexey Baldin, Dmitry Kostyushev, et. al.. (2021). Nanomedicine for increasing the oral bioavailability of cancer treatments. J Nanobiotechnol. 19;
  3. Maryam Bidram, Yue Zhao, Natalia G. Shebardina, Alexey V. Baldin, Alexandr V. Bazhin, et. al.. (2021). mRNA-Based Cancer Vaccines: A Therapeutic Strategy for the Treatment of Melanoma Patients. Vaccines. 9, 1060;
  4. Alexander Malogolovkin, Nizami Gasanov, Alexander Egorov, Marianna Weener, Roman Ivanov, Alexander Karabelsky. (2021). Combinatorial Approaches for Cancer Treatment Using Oncolytic Viruses: Projecting the Perspectives through Clinical Trials Outcomes. Viruses. 13, 1271;
  5. Nikolay A. Barinov, Anna P. Tolstova, Egor A. Bersenev, Dmitry A. Ivanov, Evgeniy V. Dubrovin, Dmitry V. Klinov. (2021). Molecular patterns of oligopeptide hydrocarbons on graphite. Colloids and Surfaces B: Biointerfaces. 206, 111921;
  6. Maxim A. Korneyenkov, Andrey A. Zamyatnin. (2021). Next Step in Gene Delivery: Modern Approaches and Further Perspectives of AAV Tropism Modification. Pharmaceutics. 13, 750;
  7. Ilya R. Akberdin, Ilya N. Kiselev, Sergey S. Pintus, Ruslan N. Sharipov, Alexander Yu Vertyshev, et. al.. (2021). A Modular Mathematical Model of Exercise-Induced Changes in Metabolism, Signaling, and Gene Expression in Human Skeletal Muscle. IJMS. 22, 10353;
  8. Aleksei E. Machulkin, Anastasia A. Uspenskaya, Nikolay U. Zyk, Ekaterina A. Nimenko, Anton P. Ber, et. al.. (2021). Synthesis, Characterization, and Preclinical Evaluation of a Small-Molecule Prostate-Specific Membrane Antigen-Targeted Monomethyl Auristatin E Conjugate. J. Med. Chem.. 64, 17123-17145;
  9. Vladimir P. Grinevich, Evgeny M. Krupitsky, Raul R. Gainetdinov, Evgeny A. Budygin. (2021). Linking Ethanol-Addictive Behaviors With Brain Catecholamines: Release Pattern Matters. Front. Behav. Neurosci.. 15;
  10. Elena Kutumova, Ilya Kiselev, Ruslan Sharipov, Galina Lifshits, Fedor Kolpakov. (2021). Thoroughly Calibrated Modular Agent-Based Model of the Human Cardiovascular and Renal Systems for Blood Pressure Regulation in Health and Disease. Front. Physiol.. 12;
  11. Evgeny I Rogaev, Yuri K Moliaka, Boris A Malyarchuk, Fyodor A Kondrashov, Miroslava V Derenko, et. al.. (2006). Complete Mitochondrial Genome and Phylogeny of Pleistocene MammothMammuthus primigenius. PLoS Biol. 4, e73;
  12. E. I. Rogaev, A. P. Grigorenko, Y. K. Moliaka, G. Faskhutdinova, A. Goltsov, et. al.. (2009). Genomic identification in the historical case of the Nicholas II royal family. Proceedings of the National Academy of Sciences. 106, 5258-5263;
  13. Криминалистика. Молекулярно-генетическая экспертиза;
  14. Tatiana Andreeva, Andrey Manakhov, Svetlana Kunizheva, Evgeny Rogaev. (2021). Genetic Evidence of Authenticity of a Hair Shaft Relic from the Portrait of Tsesarevich Alexei, Son of the Last Russian Emperor. Biochemistry Moscow. 86, 1572-1578;
  15. Геном человека: как это было и как это будет;
  16. Sergey Nurk, Sergey Koren, Arang Rhie, Mikko Rautiainen, Andrey V. Bzikadze, et. al.. (2022). The complete sequence of a human genome. Science. 376, 44-53;
  17. Nicolas Altemose, Glennis A. Logsdon, Andrey V. Bzikadze, Pragya Sidhwani, Sasha A. Langley, et. al.. (2022). Complete genomic and epigenetic maps of human centromeres. Science. 376;
  18. Древняя ДНК: привет из прошлого;
  19. Григоренко А.П., Боринская С.А., Янковский Н.К., Рогаев Е.И. (2009). Достижения и особенности в работе с древней ДНК и ДНК из сложных криминалистических образцов. Acta Naturae. 3, 64-76;
  20. Ki Kim, Xin Wang, Emeline Ragonnaud, Monica Bodogai, Tomer Illouz, et. al.. (2021). Therapeutic B-cell depletion reverses progression of Alzheimer’s disease. Nat Commun. 12;
  21. Уйти на профилактику: деменция как предотвращаемое заболевание;
  22. На руинах памяти: настоящее и будущее болезни Альцгеймера;
  23. R. Sherrington, E. I. Rogaev, Y. Liang, E. A. Rogaeva, G. Levesque, et. al.. (1995). Cloning of a gene bearing missense mutations in early-onset familial Alzheimer's disease. Nature. 375, 754-760;
  24. A. P. Grigorenko, Y. K. Moliaka, G. I. Korovaitseva, E. I. Rogaev. (2002). Novel Class of Polytopic Proteins with Domains Associated with Putative Protease Activity. Biochemistry (Moscow). 67, 826-834;
  25. E. A. Rogaeva, K.C. Fafel, Y.Q. Song, H. Medeiros, C. Sato, et. al.. (2001). Screening for PS1 mutations in a referral-based series of AD cases: 21 Novel mutations. Neurology. 57, 621-625;
  26. Заговор с целью нейродегенерации: бета-амилоид и тау-белок;
  27. Болезнь Альцгеймера: ген, от которого я без ума;
  28. Anastasia Fizikova, Nadezhda Tikhonova, Yulia Ukhatova, Roman Ivanov, Elena Khlestkina. (2021). Applications of CRISPR/Cas9 System in Vegetatively Propagated Fruit and Berry Crops. Agronomy. 11, 1849;
  29. BIOCAD: взгляд изнутри;
  30. Проблемы, тренды и точки роста доклинических исследований;
  31. Трансляционные исследования в нейробиологии;
  32. От живого к неживому. Доклинические исследования сегодня и завтра;
  33. Alexander Malogolovkin, Nizami Gasanov, Alexander Egorov, Marianna Weener, Roman Ivanov, Alexander Karabelsky. (2021). Combinatorial Approaches for Cancer Treatment Using Oncolytic Viruses: Projecting the Perspectives through Clinical Trials Outcomes. Viruses. 13, 1271;
  34. Антибиотики и антибиотикорезистентность: от древности до наших дней;
  35. В каждой бочке затычка: как тетраценомицин X затыкает бактериальные и эукариотические рибосомы;
  36. Vera A. Alferova, Tinashe P. Maviza, Mikhail V. Biryukov, Yuliya V. Zakalyukina, Dmitrii A. Lukianov, et. al.. (2022). Biological evaluation and spectral characterization of a novel tetracenomycin X congener. Biochimie. 192, 63-71;
  37. Диагностика РАС и генетика;
  38. Ilya R. Akberdin, Ilya N. Kiselev, Sergey S. Pintus, Ruslan N. Sharipov, Alexander Yu Vertyshev, et. al.. (2021). A Modular Mathematical Model of Exercise-Induced Changes in Metabolism, Signaling, and Gene Expression in Human Skeletal Muscle. IJMS. 22, 10353;
  39. Sergey S. Pintus, Ilya R. Akberdin, Ivan Yevshin, Pavel Makhnovskii, Oksana Tyapkina, et. al.. (2021). Genome-Wide Atlas of Promoter Expression Reveals Contribution of Transcribed Regulatory Elements to Genetic Control of Disuse-Mediated Atrophy of Skeletal Muscle. Biology. 10, 557;
  40. Elena Kutumova, Ilya Kiselev, Ruslan Sharipov, Galina Lifshits, Fedor Kolpakov. (2021). Thoroughly Calibrated Modular Agent-Based Model of the Human Cardiovascular and Renal Systems for Blood Pressure Regulation in Health and Disease. Front. Physiol.. 12;
  41. T. Hoffmann-Ostenhof, A. Laptev. (2021). Hardy Inequality for Antisymmetric Functions. Funct Anal Its Appl. 55, 122-129;
  42. Ari Laptev, Tobias Weth. (2021). Spectral properties of the logarithmic Laplacian. Anal.Math.Phys.. 11;
  43. Dmitri R. Yafaev. (2021). Second-Order Differential Operators in the Limit Circle Case. SIGMA;
  44. Alexei Ilyin, Anna Kostianko, Sergey Zelik. (2022). Sharp upper and lower bounds of the attractor dimension for 3D damped Euler–Bardina equations. Physica D: Nonlinear Phenomena. 432, 133156.

Комментарии