Разработки и исследования Томского государственного университета в 2021 году
В ближайшие 10 лет исследователи ТГУ намерены сконцентрировать основные силы на пяти направлениях: «Инженерная биология», «Глобальное изменение Земли: климат, экология, качество жизни», «Социогуманитарный инжиниринг: исследование и проектирование человека и общества», «Технологии безопасности» и «Открытая экосистема генерации знаний и технологий – Большой университет Томска».
ИНЖЕНЕРНАЯ БИОЛОГИЯ
Будет создан первый в России ДНК-принтер
Томский государственный университет инициировал создание консорциума, который приступил к разработке принтера для печати олигонуклеотидов – коротких участков ДНК. Их можно будет использовать для сборки уже известных генов с внесением модификаций либо для создания новых последовательностей в зависимости от решаемой задачи. Появление первого российского ДНК-принтера способно привести к революционным изменениям во всех отраслях – медицине, фармацевтике, химической промышленности, агрокомплексе. В состав консорциума вошли ТГУ, Институт химической биологии и фундаментальной медицин СО РАН (Новосибирск) и ТУСУР (Томск).
Реконструирован климат монгольского озера Баян-Нур за 3000 лет
Ученые восстановили климатическую историю монгольского озера Баян-Нур за последние три тысячи лет и выяснили, что численность населения в этом регионе никак не коррелировала с изменениями средней температуры и количеством осадков. По всей видимости, на нее больше влияли социокультурные процессы, нежели климат. Статья опубликована в журнале The Holocene. Исследования возглавляет доцент Биологического института ТГУ, руководитель лаборатории PaleoData Института археологии и этнографии СО РАН Наталия Рудая.
Впервые расшифрован геном ковыля
Ученые научно-исследовательской лаборатории «Гербарий» ТГУ в сотрудничестве с биологами Польши и Германии впервые получили полный геном ковыля – одного из часто встречающихся степных растений. Часть видов этого растения используется для восстановления почв, при этом ковыль является важным маркером изменений климата. Статья опубликована в высокорейтинговом журнале Scientific Reports (Q1, ИФ 4,379) издательства Springer Nature.
Изучена эволюция сибирских хантавирусов
Группа ученых, в которую вошли исследователи из России, Японии и США, опубликовала научную статью с анализом родственных связей хантавирусов, выявленных в Сибири, и дополнила список переносчиков этих вирусов. Полученные данные позволяют предположить существование нового вируса – LENV – на территории Восточной Сибири. Коллективная статья вышла в высокорейтинговом журнале Viruses (Q1) издательства MDPI (США).
НОВАЯ МЕДИЦИНА И ИСКУССТВЕННЫЙ ИНТЕЛЛЕКТАлгоритм поможет быстрее диагностировать опухоли щитовидки
Исследователи из 10 ведущих научных центров России, среди которых ТГУ, МГУ, НГУ, Курчатовский институт, Институт проблем лазерных и информационных технологий РАН и другие, в рамках комплексного проекта РФФИ разработали новый подход к диагностике опухолей щитовидной железы, основанный на анализе крови. Основными инструментами диагностики выступают методы спектроскопии и машинное обучение. Задачей ученых Томского госуниверситета в этом проекте было создание методов анализа с использованием искусственного интеллекта. Результаты работы изложены в статье, опубликованной в высокорейтинговом журнале Biomedical Optics Express (Q1).
ИИ научили выявлять инфаркт миокарда по «летучим» биомаркерам
Группа учёных, в которую вошли специалисты лаборатории лазерного молекулярного имиджинга и машинного обучения Томского госуниверситета, Сибирского государственного медуниверситета и НИИ кардиологии, разработала новый неинвазивный подход для диагностики инфаркта миокарда. В его основу заложена методика анализа биомаркеров в выдыхаемом воздухе, ранее созданная в ТГУ для диагностики серьёзных патологий. Исследователи научили компьютерную модель узнавать «летучие» маркеры и выявлять одно из самых опасных состояний, чреватых летальным исходом. Результаты совместной работы исследователи изложили в научной статье, которая опубликована в журнале «Journal of Breath Research» (Q2).
Создана установка для реабилитации больных после COVID-19
Учёные Томского государственного университета запатентовали аппаратно-программный комплекс для тренинга бронхолегочной системы людей, перенесших коронавирусную инфекцию в тяжелой форме. Он сочетает в себе аппарат для искусственной вентиляции легких (ИВЛ) и устройство для регистрации профиля летучих метаболитов, ранее созданное в ТГУ для диагностики заболеваний по выдыхаемому человеком воздуху. Комплекс позволит улучшить качество жизни пациентов и ускорить их возвращение к трудоспособному состоянию.
Стало ясно, как организм спасает центр памяти при ишемии мозга
Нейробиологи Томского государственного университета провели исследование, в ходе которого проанализировали процессы, происходящие при тотальном нарушении кровоснабжения головного мозга в гиппокампе – отделе, который называют «менеджером памяти». Иммунные клетки центральной нервной системы пытаются спасти его за счёт разрыва нервных связей и подавления гипервозбуждения нейронов, так называемой эксайтотоксичности. Новые фундаментальные данные важны для формирования эффективных подходов профилактики ишемии головного мозга у людей из группы риска, например, с тяжёлыми кардиопатологиями. Результаты исследований опубликованы в высокорейтинговом журнале «International Journal of Molecular Sciences».
Создан противоспаечный материал в 10 раз дешевле импортного
Химики Томского госуниверситета совместно коллегами из Института проблем химико-энергетических технологий СО РАН (Бийск) и Сибирского государственного медицинского университета разработали противоспаечный материал, который по эффективности превосходит зарубежные аналоги, но при этом в 10 раз дешевле. Биоразлагаемые пленки, созданные сибирскими учёными, не только решают проблему возникновения спаек, но и снижают риск развития воспаления в послеоперационном периоде. В марте 2021 года химики получили патент на новый материал.
БЕЗОПАСНОСТЬВьетнам использует разработки ТГУ для обеспечения безопасности
ТГУ получил два патента на программы, предназначенные для распознавания людей в видеопотоке и в статичном состоянии. Разработки созданы учёными факультета инновационных технологий. Программные продукты уже используются в Республике Вьетнам для обеспечения порядка и безопасности людей в общественных местах и в одном из крупнейших морских портов страны – Хай Фонг.
ТГУ получил федеральную субсидию на разработку биоцидных материалов
АО «Объединение «Ярославские краски» и Томский государственный университет выиграли конкурс на получение федеральной субсидии (Постановление РФ №218). Проект направлен на создание антивирусных (в том числе эффективных в отношении коронавируса SARS-CoV-2), антимикробных (в том числе эффективных в отношении внутрибольничных инфекций) и антигрибковых лакокрасочных материалов и составов с пролонгированными сроками действия.
НОВЫЕ СОЦИОГУМАНИТАРНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
Обнаружено 1000 объектов в «Долине царей»
Сотрудники лаборатории «Артефакт» ТГУ совместно со специалистами Эрмитажа отработали технологию дистанционного поиска археологических объектов с помощью аэрофотосъёмки. Использование БПЛА позволило не только значительно повысить скорость исследования территории «Долины царей» в Туве, но и обнаружить многие объекты, не доступные для фиксации с земли. Результаты работы, проведённой при поддержке научного фонда ТГУ им. Д.И. Менделеева, опубликованы в журнале «Digital Applications in Archaeology and Cultural Heritage» (Q1).
Онлайн-платформа на основе ИИ оценит компетенции сотрудников и студентов
Команда Томского государственного университета разрабатывает диагностический онлайн-комплекс адаптивного тестирования (AITST), который поможет точнее оценивать компетенции и способности при оценке и отборе сотрудников различных организаций, в том числе образовательных. На интенсиве «Архипелаг 2121» – одном из мероприятий Года науки и технологий в России – он вошел в топ проектов.
НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
Разработан первый в мире комптоновский микроскоп
Радиофизики ТГУ вместе с учеными из немецкого электрон-синхротронного центра DESY завершили разработку и тестирование первого в мире комптоновского микроскопа, позволяющего проводить исследования на субклеточном уровне, то есть изучать живые, функционирующие клетки без их препарирования. Этот прибор нового класса на основе рассеянного излучения не разрушает объект исследования после его облучения рентгеновским пучком, как это происходит в просвечивающей рентгеновской микроскопии.
Превратить пластик в карбид титана: в ТГУ патентуют новую технологию
Молодой ученый Томского государственного университета Яна Дубкова в рамках гранта «УМНИК» заканчивает реализацию собственного проекта «Разработка технологии переработки пластика в высокотехнологичные порошки карбида титана» и готовится патентовать эту технологию. Благодаря предложенному способу синтеза из пластика получаются порошковые соединения углерода и металла, имеющие широкий спектр применения – от тепловых труб до ядерной энергетики.
Найден способ определять тип почвы из космоса
Ученые геолого-географического факультета и Биологического института Томского госуниверситета создают карты пространственной неоднородности почвенного покрова по составу земель сельскохозяйственного назначения. Эти карты помогут правильно классифицировать почвы для высокотехнологичного земледелия. В работе используются алгоритмы машинного обучения и данные дистанционного зондирования Земли с космического аппарата Sentinel-2. Состав почв по методике ученых ГГФ впервые определяется с высокой точностью – 76%.
Новые алгоритмы помогут обеспечить связь при работе дронов в группах
Выпускник магистерской программы Computer engineering: Applied Al and Robotics факультета инновационных технологий Томского госуниверситета Казават Зирак (Пакистан) создал новые алгоритмы для обеспечения связи между дронами, работающими в группе. Благодаря использованию технологии блокчейн и других инструментов разработчику удалось достичь высокой степени защищённости беспилотников от взлома и передачи ложных данных.
Запатентована система раннего обнаружения природных пожаров
Ученые Томского государственного университета получили патент на систему раннего обнаружения лесных, степных и торфяных пожаров, которая позволяет минимизировать силы и средства на их поиск. Разработка зарегистрирована в Государственном реестре изобретений РФ. Для сравнения, спутниковое наблюдение практически не способно определять случаи торфяных пожаров. Кроме того, технология ТГУ сможет выявлять прочие природные пожары в связке с другими системами, это позволит намного повысить точность обнаружения пожаров с исключением ложных сигналов.
КЛИМАТ И ЭКОЛОГИЯ
Промысел и потепление климата могут сократить численность трески
Тихоокеанская треска является одним из важнейших промысловых видов. Её вылов ведётся в Беринговом и Охотском морях, у берегов Аляски, у Курильских и Алеутских островов и в других местах северной части Тихого океана. Группа учёных из Америки и России на основе зооархеологических данных и современной информации оценила изменения размеров трески, которые являются индикатором состояния популяции. Результаты исследований опубликованы в специальном выпуске журнала Quaternary Research (Q1), издаваемом Cambridge University Press.
Картирован ключевой участок заповедника «Васюганский»
Ученые Биологического института ТГУ завершили работу по ландшафтному картированию ключевого участка государственного природного заповедника «Васюганский». Наличие карты необходимо для проведения исследований на территории Большого Васюганского болота (БВБ) – уникального природного комплекса со сложной ландшафтной структурой и особыми типами болотных массивов. Большое Васюганское болото выступает главным «хранителем» углерода в Западной Сибири и оказывает глобальное влияние на формирование климата Земли.
Исследуется влияние глобального потепления на ледники Алтая
Ученые ГГФ ТГУ выяснили, что из-за глобального потепления ледник Левый Актру на Алтае потерял за 2020 год 107 сантиметров своей высоты. Причина – в повышении температур, которое стало одним из рекордных за более чем 60-летнюю историю работы полевого стационара ТГУ в горно-ледниковом бассейне Актру.
Впервые выявлены мухи-переносчики инфекций для девяти регионов РФ
Группа российских и американских исследователей, занимающихся изучением паразитов летучих мышей, составила полный перечень мух-никтерибиид для всех регионов России. Представители данного семейства способны переносить инфекции, опасные для животных и человека. Для девяти регионов России никтерибииды выявлены впервые. В Сибири их обнаружили на летучих мышах, которые часто встречаются в населенных пунктах и контактируют с людьми. Результаты исследований опубликованы в высокорейтинговом журнале Zootaxa (Q2).
Откуда в дожде и снеге берётся микропластик?
Биологи Томского государственного университета одними из первых в России начали изучать атмосферный перенос микропластика. Анализ проб дождя и снега, собранных на территории Сибири, показывает: частицы, которые в них преобладают, – это преимущественно синтетические волокна. Они являются самыми легкими и поэтому наиболее подвержены переносу.
Изучение планктона цифровой голографической камерой поможет экологии
Ученые лаборатории радиофизических и оптических методов изучения окружающей среды РФФ ТГУ нашли способ определять загрязнения водоемов по планктону. Основной инструмент – цифровая голографическая камера. Она, находясь в воде, может определять размеры и форму планктонных и других частиц, их скорость, количество особей и другие параметры. Полученные данные, в свою очередь, служат основой для выводов о состоянии водоема и его биологическом разнообразии.
Создан препарат для очистки воды и почвы от нефти
Ученые Биологического института Томского госуниверситета совместно с Группой компаний «Дарвин» разработали препарат «Абориген» для биологической очистки водоёмов от нефти. В основе препарата – углеводородокисляющие микроорганизмы, которые используют нефтепродукты в качестве источника пищи и энергии и окисляют их, разлагая до нетоксичных веществ. Новый препарат применён для очистки водного объекта летом 2021 года в Заполярье в рамках совместного комплексного проекта с ООО «ЛУКОЙЛ-Коми». После очистки ручья Малый Войвож – притока реки Ухты, относящейся к бассейну Печоры от нефти в него вернулась рыба.
Получена комплексная оценка загрязнению морей в российской Арктике
Группа учёных из ВНИРО, Института океанологии РАН, Биологического института ТГУ и Полярного филиала ВНИИ рыбного хозяйства и океанографии (Мурманск) впервые провела комплексную оценку антропогенного загрязнения четырёх арктических морей РФ. В рамках исследования были проанализированы результаты донных траловых съёмок, проведённых в 2019 году во время большого трансарктического перехода. Установлено, что наиболее часто встречающимся типом донного мусора является пластик. Полученные данные опубликованы в статье «Marine seabed litter in Siberian Arctic: A first attempt to assess» в журнале Marine Pollution Bulletin (Q1).