ИСТИНА

Международная конференция «Биокатализ. Фундаментальные основы и применение (“Biocatalysis/ Fundamentals and Applications”) проводится традиционно каждые 2- года, начиная с 1993 года и является продолжением всесоюзных конференций с тем же названием, проводимых с 1974 года с такой же периодичностью. Широкий круг обсуждаемых проблем в области биокатализа, биотехнологии, химической и инженерной энзимологии вызывает повышенный интерес ученых в научном мире и стабильно собирает около 200-250 участников, из которых в разные годы от 30 до 90 – были ученые из США, стран Европы, Азии, Африки, стран СНГ. Организаторами Международной конференции "Биокатализ-2015" при поддержке Министерства образования и науки РФ, Российской академия наук, Российского фонда фундаментальных исследований являются Институт биохимической физики им.Н.М. Эмануэля РАН, Химический факультет Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова, ООО «Инновации и высокие технологии МГУ». В 2015 году партнером проведения 3-й школы по нанобиотехнологиям в рамках конференции Биокатализ-2015 выступил Фонд инфраструктурных и образовательных программ РОСНАНО. В работе конференции приняли участие около 200 человек, из них 14 иностранных ученых и более 60 молодых ученых. Высокая активность российских и зарубежных ученых, а также молодых ученых в участии в Международной конференции «Биокатализ-2015» связана с тем, что на заседаниях секций обсуждались новейшие проблемы и достижения в мировой науке в области биокатализа и биотехнологии, включая проблемы нанобиотехнологии. Непосредственно работа конференции «Биокатализ-2015» была разделена на 5 секций, на которых были рассмотрены актуальные фундаментальные проблемы современного биокатализа. В 2013 году организаторы конференции приняли решение расширить традиционный формат заседаний и в рамках 9-й Международной конференции Биокатализ-2013 был проведен 1-й Международный научный ко-симпозиум «Наноплазмоника: применение в химии, биологии и медицине» (“Nanoplasmonics: Chemical, Biological and Medical Applications”), к которому было проявлено повышенное внимание не только аудитории конференции, но и широкой научной аудитории как российских, так и зарубежных ученых. Успех нового формата проведения научных мероприятий был закреплен и значительно расширен при проведении конференции «Биокатализ-2015». В рамках конференции были проведены два ко-симпозиума: 2-й ко-симпозиум "Наноплазмоника: сенсорные и биосенсорные приложения" и ко-симпозиум “Эстеразный статус для диагностики интоксикаций, вызываемых ФОС". Также в рамках конференции была проведена 3-я Международная летняя научная школа НАНО-2015 («Наноматериалы и нанотехнологии в живых системах. Безопасность и наномедицина». Эти мероприятия привлекли большое внимание участников конференции, а также было организовано участие дополнительного числа слушателей не из числа участников – в основном молодых ученых, аспирантов и студентов, приехавших целевым порядком на интересующие их мероприятия. Была проведена расширенная стендовая сессия по конференции и сопутствующим мероприятиям. На конференции были заслушаны доклады российских и иностранных ученых-специалистов в области химической и инженерной энзимологии и биотехнологии. Активное участие молодых ученых, аспирантов и студентов (не менее 40% от общего числа участников), большое количество сделанных ими научных докладов и представленных постеров является отличительной чертой конференции Биокатализ-2015. Открытие конференции. Вступительная лекция профессора С.Д.Варфоломеева (РФ, МГУ, ИБХФ РАН) «Жизнь молекул в экстремальных условиях». Суть сообщения в том, что в предельных экстремальных условиях возможно существование биомакромолекул и, следовательно, возможна жизнь. Экологически обособленную группу в природе представляют термофильные микроорганизмы. Различные микроорганизмы могут развиваться при разных температурах: одни микробы хорошо растут при низких температурах, близких к О °С (+5 °С); другие, наоборот, способны к росту при высоких температурах (около 90 °С). Экстремально-термофильные бактерии - экстремальные термофилы, способны развиваться при крайне высоких -экстремальных температурах - формы выделены из различных термальных источников, вода которых имела температуру 85—95 °С и слабощелочную реакцию. Сверхтермофильность этих бактерий характеризуется более высокими температурными параметрами роста. Ферменты, продуцируемые термофильными микроорганизмами применяются достаточно широко. В текстильной и спиртовой промышленности -амилаза - используется для размягчения зерновых и картофельных сред при высоких температурах. Протеазы - для переработки сырья животного происхождения (обезволашивания кожи, получения клея и т.д.). Термофильные актиномицеты, образуют протеолитические и амилолитические ферменты, комплекс целлюлозе- и гемицеллюлозолитических ферментов. С их помощью можно повысить питательную ценность грубых кормов для животных, осахаривать сульфатную целлюлозу до глюкозы, получая таким образом из непищевого сырья ценный питательный продукт, расщепить полисахариды одревесневших, растительных материалов (шелуха злаковых культур, подсолнечная лузга) до сахаров (глюкозы и ксилозы), возможна замена кислотного гидролиза древесины и различных отходов ферментативным гидролизом, полностью ликвидируются расход минеральных кислот и необходимость применения высоких температур и давлений при превращении целлюлозы в сахара. Получен термофильный актиномицет образующий комплекс литических ферментов - разрушают клеточные стенки различных бактерий и дрожжей (мертвых и живых). Литические ферменты могут применяться для повышения усвояемости и питательной ценности кормовой микробной биомассы, в борьбе с бактериальными инфекциями человека и животных и в других областях. Термофильные бактерии активно применяются для очистки сточных вод, одновременно может быть собран выделяющийся при этом метан (10—20 м3 на 1 м3 сброженной жидкости) и для разрушения нефтей и озокеритов, превращения серы и в других процессах. Пленарный доклад проф. Тишкова В.И. "Белковая инженерия. Новая парадигма для создания биокатализаторов" был посвящен методам белковой инженерии для получения мутантных форм ферментов с повышенной стабильностью, улучшенными кинетическими свойствами и с измененной коферментной специфичностью. Секция 1. Биокатализ: структура, механизм действия и белковая инженерия ферментов В докладах были изложены результаты научных исследований, связанных с изучением кинетики действия ферментов, структуры активных центров ферментов, разработкой фундаментальных основ специфичности и высокой активности ферментов, изучением гетерогенных катализаторов на основе иммобилизованных ферментов и клеток, математического моделирования действия ферментов и ферментных систем, создания нового поколения биокатализаторов. На заседании были заслушана пленарная лекция чл.-корр. РАН Габибова А.Г. о возможностях современной фармакологии: чрезвычайно эффективные и комбинаторные подходы. Заслушан доклад чл.-корр РАН Попова В.О. о новых подходах в получении биокатализаторов с заданными свойствами. Фундаментальные проблемы биокатализа и изучения структуры биомолекул были рассмотрены в пленарных лекциях профессоров Алана Фрибуле (Alain Friboulet, Франция), В.И.Тишкова (МГУ имени М.В.Ломоносова и Институт биохимии имени А.Н.Баха РАН), в секционных докладах профессора Герца Лихтенштейна (G.Likhtenshtein, Израиль), Н.Н. Угаровой (МГУ имени М.В.Ломоносова), а также в устных докладах других участников. Эти доклады были посвящены как развитию современных методов исследования структуры и механизма действия ферментов (рентгеноструктурный анализ, масс-спектрометрия, ЯМР), так и собственно изучению структуры м механизмам действия биокатализаторов, генетической инженерии и направленному мутагенезу белков, а также созданию биокатализаторов методами направленной эволюции и поиску новых ферментов на основе анализа геномов целых организмов. Секция 2. Индустриальный биокатализ (ферменты, мультиферментные системы и клетки). Тонкий органический синтез. Дизайн процессов биотрансформации. (Industrial biocatalysis (enzymes, multi enzyme systems and cells). Fine organic synthesis. Design of biotransformation processes.) Были заслушаны сообщения о создании новых технологичных форм биокатализаторов на основе ряда ферментов для синтеза экологичных инсектицидов, аттрактантов насекомых, ключевых полупродуктов получения антибиотиков, гиполипидемических, противовирусных, противоопухолевых препаратов. Основным тенденциям развития прикладных аспектов биокатализа были посвящены пленарные лекции профессоров В.К.Швядаса и Синицына А.П. (МГУ имени М.В.Ломоносова). В пленарной лекции профессора В.К.Швядаса была обсуждена методология поиска и классификации участков связывания в молекулах белков для создания селективных ингибиторов ферментов из различных источников с использованием методов сравнительного биоинформатического анализа суперсемейств. Методология основана на гипотезе о преимущественном участии аминокислотных остатков консервативных для отдельных подсемейств белков/ферментов в формировании наиболее функционально важных центров связывания регуляторных лигандов. Предполагается, что использование данной методологии позволит создать селективные ингибиторы ферментов патогенов, обладающие низкой токсичностью по отношению к человеку и животным. Проф. Синицын А.П. посвятил свой доклад проблемам масштабирования до уровня пилотного производства процессов биоконверсии растительного сырья и получению из него полезных продуктов. Секция 3. Аналитическое применение биокатализа: тест-системы, биосенсоры, биоаналитические нанотехнологии и биочипы (Analytical applications of biocatalysis: test systems, biosensors, bioanalytical nanotechnology and biochips. В рамках этой секции были обсуждены общие проблемы развития аналитической биотехнологии, а также новые подходы и методы, получившие применение в течение последних лет. Особое внимание планируется уделить использованию целых клеток как биосенсоров, а также развитию «безреагентных» методов анализа, когда для проведения анализа потребуется только раствор анализируемого образца. Секция 4. Биокатализ в окружающей среде. Биокатализ для химической и биологической безопасности ( Biocatalysis for chemical and biological safety. Biocatalysis in environmental biotechnology. Biocatalysis for chemical and biological safety) Обсуждались вопросы разработки новых и усовершенствования существующих биотехнологических процессов по защите и сохранению окружающей среды. Секция 5. Ферменты, рибозимы и белки как лекарственные средства и вакцины. Наномедицина. (Enzyme, ribozymes and proteins as drugs and vaccines, Nanomedicine problems and prospects: diagnostics, address delivery of medicines and other therapeutic agents with application nanomaterials) Особый акцент в 2015 году был сделан на применение биокатализа в медицине. В докладах были рассмотрены различные подходы по созданию и разработке новых лекарственных препаратов, методик их испытания и методов диагностики для различных социально значимых заболеваний (сердечно-сосудистые, онкологические, офтальмологические, инфекционные и др.). На секции обсуждались методы и подходы создания новых лекарственных средств с помощью белков и ферментов, новых систем доставки лекарственных средств. Обсуждение эффективных средств, способствующих лизису тромбов, обсуждение новых рецепторных механизмов, позволяющих избегать образования тромбов, тормозить развитие опухолей, создания новых способов ускорения процессов заживления ран при аппликации в полимерных пленках на раневую поверхность протеиназ, их ингибиторов, коагулянтов, и создание материалов, содержащих соответствующие белковые наполнители. Обсуждение получения и действия новых медицинских препаратов, способствующих терапии различных заболеваний и сложных ран, терапии онкологических заболеваний, даже для терминальных больных, клинической практике для иммунотерапии в зонах с повышенной радиационной опасностью, при радио- и химиотерапии, для терапии ожоговых ран. В докладах были рассмотрены наномедицинские проблемы и перспективы: диагностика, адресная доставка лекарств и других терапевтических веществ с применением наноматериалов. В рамках конференции «Биокатализ-2015» были проведены 3-я Международная летняя научная школа «Наноматериалы и нанотехнологии в живых системах» (НАНО-2015) организованная Химическим факультетом МГУ имени М.В. Ломоносова совместно с Научно-образовательным центром (НОЦ). МГУ участвует в создании долгосрочного образовательного проекта «Наноматериалы и нанотехнологии в биологии и медицине» сроком на 5 лет с регулярным проведением научной школы с тем же названием для повышения квалификации ученых химических, биологических и медицинских специальностей, а также студентов, аспирантов МГУ имени Ломоносова и других институтов, в целях создания и усовершенствования образовательных программ и курсов, изучаемых в профильных высших учебных заведениях на территории России. Школа «Наноматериалы и нанотехнологии в живых системах» - это междисциплинарная коммуникативно-образовательная площадка, направленная на обсуждение актуальных проблем и повышение квалификации специалистов в области обеспечения и оценки безопасности наноматериалов и нанотехнологий, а также применения нанотехнологий для создания продуктов медицинского назначения; • развитие междисциплинарных компетенций специалистов организаций, выполняющих работы в области медицинских применений нанотехнологий и работы в области обеспечения безопасности нанотехнологий и продукции наноиндустрии; • ориентация деятельности исследовательских организаций на потребности компаний наноиндустрии в сфере обеспечения безопасности; • выработка оптимальных подходов по оценке и управлению рисками при производстве и использовании наноматериалов и продуктов их содержащих. Международная летняя научная школа «Наноматериалы и нанотехнологии в живых системах. Безопасность и наномедицина» проводится раз в два-три года, является одной из значимых научных школ по нанобиоматериалам и нанобиотехнологиям в России. Она включает научные направления в области нанобиотехнологий и создания инновационных нанобиоматериалов, которые могут получить приоритетное развитие в ближайшие годы. 1 и 2-я Международные летние научные школы «Наноматериалы и нанотехнологии в живых системах», организованные совместно МГУ имени М.В.Ломоносова и ОАО РОСНАНО в 2009 и 2011 гг. соответственно, получили высокую оценку и к ним был проявлен значительный интерес как высококвалифицированных лекторов – российских и иностранных, – так и российских молодых ученых, аспирантов и студентов, работающих и обучающихся по этой новейшей научной проблеме. Нанобиотехнология является разделом в нанотехнологиях, занимающимся изучением и воздействием объектов нанодиапазона на биологические объекты и их использованием для развития наномедицины, т.е. для создания нанолекарств, диагностических систем на основе наночастиц, разработки медицинских нанороботов, создания медицинских наноматериалов и др. Целями Международной научной школы «Наноматериалы и нанотехнологии в живых системах» является развитие междисциплинарных компетенций специалистов организаций, выполняющих работы в области медицинских применений нанотехнологий и работы в области обеспечения безопасности нанотехнологий и продукции наноиндустрии, выработка оптимальных подходов по оценке и управлению рисками при производстве и использовании наноматериалов и содержащих их продуктов; обмен между учеными информацией о достигнутых результатах по основным направлениям химии и физики наносистем и определение путей дальнейшего развития фундаментальных и прикладных работ в этой важной области науки, включая новейшие разработки в области медицинской нанотехнологий. Работа Школы проходила в рамках последовательно действующих секций по направлениям: • адресная доставка лекарств и других терапевтических агентов с применением нанотехнологий; • диагностика в медицине с применением нанобъектов; • регенеративная медицина; • обеспечение безопасности наноматериалов и нанотехнологий; • токсикология наноматериалов: пути проникновения в организм, методы; • детектирование наноматериалов в окружающей среде, продуктах питания; • оценка и управление рисками при производстве и использовании наноматериалов; • детектирование и оценка токсичности промышленных товарах. Целевой аудиторией школы являются студенты, аспиранты и сотрудники МГУ и других вузов РФ, сотрудники институтов РАН и других исследовательских организаций РФ и стран СНГ, сотрудники отделов исследований и разработок высокотехнологичных и инновационных предприятий и компаний. В работе конференции планируется, в зависимости от формата, участие от 150 до 250 человек, включая ведущих ученых РФ, стран ближнего и дальнего зарубежья. Проведение в рамках научной школы (НАНО-2015) программы для молодых ученых (до 35 лет) позволит расширить научный кругозор молодых научных сотрудников и привлечь молодые кадры для работы в вузах, научных организациях РАН и прочих исследовательских организациях. Одним из значимых результатов регулярной работы школы является установление и расширение научных контактов ученых-нанобиотехнологов (внутри страны и международных), повышение квалификации специалистов, специализирующихся в области создания и исследования новых, в том числе нанотехнологичных материалов. К участию в работе Школы за эти годы проявили интерес 15 ведущих иностранных ученых из США, Японии, Китая и нескольких из крупных научных центров Европы, лекции которых позволят получить ценную информацию о развитии аналогичных исследований в мире. Мероприятие привлекло студентов, аспирантов, молодых ученых, работающих или начинающих работать в бурно развивающихся областях нанобиотехнологии и наномедицины. На открытии Школы были заслушаны пленарные доклады проф. Бронич (США) и проф. Клячко Н.Л. (МГУ имени М.В.Ломоносова). После окончания заседаний Школы, состоялся 2-й Международный косимпозиум «Наноплазмоника: сенсорные и биосенсорные приложения» ( 2nd co-simposium «Nanoplasmonics: sensoric and biosensoric applications»), организованный Химическим факультетом МГУ имени М.В. Ломоносова, Институтом биохимической физики имени Н.М. Эмануэля РАН и Институтом теоретической и прикладной электродинамики РАН. Наноплазмоника изучает оптические явления в нанонометровой близости от металлической поверхности, а также то, как свет взаимодействует с наноструктурами металлов. Это – одна из самых «горячих» тем последнего десятилетия. Областями применения достижений наноплазмоники являются: спектроскопия гигантского комбинационного рассеяния, нелинейная оптика, усиление флуоресцентного сигнала, регистрация единичных молекул и их взаимодействия, гиперчувствительные сенсорные системы для индикации и мониторинга биохимических параметров организма, терапия и визуализация патологических состояний организма человека и животных, преобразование солнечной энергии, создание суперлинз. Результаты применения достижений этой сугубо физической дисциплины в химии, биологии и медицине являются впечатляющими, и уже сегодня, открывают перспективы создания уникальных технологических платформ, способных качественно улучшить качество нашей жизни. Заседание ко-симпозиума было открыто пленарной лекцией академика А.Н. Лагарькова (Институт теоретической и прикладной электродинамики) "Метаматериалы для наноэлектроники, наноантенн: сенсорные и биосенсорные приложения"; выступили докладами проф. Сарычев А.К. (Институт теоретической и прикладной электродинамики) «Плазмонные наноструктуры для сенсорных приложний»; проф. Евдокимов Ю.М. (Институт молекулярной биологии РАН) «Наночастицы золота и жидкие кристаллы ДНК»; проф. Курочкин И.Н. (МГУ имени М.В. Ломоносова, Институт теоретической и прикладной электродинамики РАН) «Новые структуры для дополнительного усиления ГКР сигналов для биоаналитических приложений». В рамках ко-симпозиума «Наноплазмоника: сенсорные и биосенсорные приложения» были рассмотрены следующие основные темы: - локализованные и делокализованные поверхностные плазмоны, - рассеяние и усиление поверхностных плазмонов, - плазмонные наночастицы и структуры, - химические и биологические сенсоры, использующие эффекты гигантского комбинационного рассеяния, поверхностного и локализованного плазмонного резонанса, - достижения плазмоники для целей микроскопии и других методов визуализации. Участие в работе всех охарактеризованных научных мероприятий до 200 человек, включая ведущих ученых РФ, стран ближнего и дальнего зарубежья, проведение в рамках научной школы НАНО-2015 программы для молодых ученых (до 35 лет) позволили расширить научный кругозор молодых научных сотрудников и привлечь молодые кадры для работы в вузах, научных организациях РАН и прочих. Высокий научный уровень прочитанных на конференции, школе и ко-симпозиумах лекций, широту охвата проблемы, новизну и перспективность развития биокаталитических технологий и нанотехнологий, увеличение числа молодых слушателей школы в будущем, поскольку подготовка отечественных квалифицированных научных кадров в области нанотехнологий в живых системах - одна из приоритетных целей развития нанотехнологий в России и создания долгосрочного образовательного проекта «Наноматериалы и нанотехнологии в биологии и медицине» в Московском университете имени М.В.Ломоносова – отличительные черты проведенных научных мероприятий.