Алексей Калачев, КазНЦ РАН: «Санкции – это независимая оценка значимости проводимых нами исследований»

Директор Федерального исследовательского центра «Казанский научный центр Российской академии наук», профессор и член-корреспондент РАН Алексей Калачев

Фундаментальные исследования становятся базой для развития прикладных работ

— Алексей Алексеевич, у Казанского научного центра РАН большая история — в этом году вам исполняется 79 лет. Какие задачи сегодня стоят перед учеными центра?

— Казанский научный центр был организован в 1945 году как казанский филиал Академии наук СССР. Основная наша задача — выполнение фундаментальных исследований в различных областях науки: физика, химия, биология, энергетика, механика, сельское хозяйство. Сегодня мы являемся федеральным исследовательским центром, где наряду с фундаментальными активно ведутся и прикладные исследования. В состав центра входят шесть институтов: Институт органической и физической химии им. Арбузова, Казанский физико-технический институт им. Завойского, Татарский НИИ сельского хозяйства, Казанский институт биохимии и биофизики, Институт энергетики и перспективных технологий, Институт механики и машиностроения. В штате более тысячи сотрудников, из которых 800 — это научные сотрудники. Исследования ведутся в рамках государственного задания и, кроме того, поддерживаются различными грантами. Так, ежегодно мы выполняем около 100 грантов Российского научного фонда. Широкие фундаментальные исследования становятся базой для развития прикладных работ, которые уже выполняется по заказу индустриальных партнеров.

— Какими проектами, которые были реализованы или находятся в стадии реализации, вы можете поделиться?

— Среди крупных в 2023 году могу отметить проект, который ведется в рамках Федеральной научно-технической программы развития генетических технологий. Его задача — разработка биопрепаратов на основе консорциумов микроорганизмов. Если говорить о конкретном прикладном результате проекта — на основе проведенных исследований создано 5 биопрепаратов, которые прошли успешную апробацию у индустриальных партнеров проекта.

«Основная наша задача — выполнение фундаментальных исследований в различных областях науки: физика, химия, биология, энергетика, механика, сельское хозяйство»

— Что за биопрепараты? Какова сфера их применения?

— Одни могут быть использованы в сельском хозяйстве, например для стимуляции роста растений, другие — направлены на решение экологических проблем, таких как утилизация твердых бытовых отходов или переработка илов в очистных сооружениях, переработка нефтепродуктов. В целом собрана коллекция из 16 тысяч микроорганизмов, что является очень важным результатом для развития биотехнологий и может стать основой для создания региональной ресурсной коллекции.

— Какие еще проекты велись вашим центром в 2023 году?

— Еще один масштабный проект выполняется совместно с Институтом прикладной физики РАН в Нижнем Новгороде в области квантовых технологий, квантовых коммуникаций. Он ведется по заказу Российских железных дорог, отвечающих за реализацию дорожной карты по развитию квантовых коммуникаций в РФ, что неудивительно, поскольку РЖД владеют большой сетью оптоволоконных линий связи, которые требуют максимальной защиты. В рамках этого проекта мы разрабатываем так называемый квантовый повторитель — устройство, которое позволит распространять квантовую информацию на большие расстояния и создать квантовый интернет. В настоящее время в России прокладывается большая магистральная квантовая линия связи, которая соединяет Санкт-Петербург, Москву, Нижний Новгород, и эта линия уже приходит в Казань. В перспективе как раз на участке Казань – Нижний Новгород и могут быть внедрены результаты нашего проекта.

Кроме того, в центре выполняются исследования при поддержке мегагрантов.

— Мегагранты — это какие-то особенные, более масштабные проекты?

— Это проекты, направленные на создание новых лабораторий под руководством ведущих мировых ученых. За последние годы в КазНЦ РАН создано три лаборатории мирового уровня при поддержке таких грантов. Первый был посвящен разработке квантовых сенсоров на основе алмазов, второй — изучению снежной плесени, а последний проект, который выполняется в настоящее время, посвящен поиску новых эффективных средств для лечения онкологических заболеваний. Исследования ведутся под руководством ведущего ученого из США, который, несмотря на очевидные сложности, приезжает в Россию. К концу 2023 года в рамках проекта синтезированы десятки химических соединений, из которых выбраны соединения-лидеры, которые разрушают опухолевые клетки, но сохраняют здоровые клетки.

Это примеры крупных проектов, которые выполнялись в прошлом году.

«Проблемы, безусловно, появились. Основная — невозможность закупать научное оборудование у целого ряда ведущих производителей»

Санкции — это независимая оценка наших исследований

— 2023 год для вашего центра был достаточно сложным: в июле центр попал в блокирующий санкционный список США. А ведь центр вел активную международную деятельность. Например, выполнялись международные проекты и проекты под руководством иностранных ведущих ученых. Вообще, как повлияли санкции на деятельность центра?

— Мы попали под санкции, потому что у центра есть серьезные результаты по квантовым технологиям, нанотехнологиям и радиоспектроскопии. По сути, получилась некая независимая оценка значимости и качества проводимых нами исследований. Конечно, то, что прекратились некоторые совместные проекты либо поставлены на паузу, печально. Но сказать, что кардинально эта ситуация повлияла на нашу работу, нельзя. Все совместные разработки либо уже завершены, либо мы завершаем их самостоятельно. И все обязательства в рамках мегагрантов нами выполнены.

Знаете, рано или поздно «война» санкций закончится, и наука, особенно фундаментальная, — это та область человеческой деятельности, которая будет этому только способствовать. А пока налаживаем научные контакты с другими странами. В ближайшее время планируем подписать договор о сотрудничестве с Национальным институтом биотехнологий Малайзии — есть взаимный интерес по целому ряду направлений. Но проблемы, безусловно, появились. Основная — невозможность закупать научное оборудование у целого ряда ведущих производителей. А для научных исследований необходим широкий спектр оборудования, которого, к сожалению, в России не делают.

— Как выходите из положения?

— Ищем замену у тех же китайских производителей. Правда, пока приходится покупать как кота в мешке: в процессе эксплуатации оборудования часто обнаруживаются нюансы, о которых никто не предупреждал. Ну и, кроме того, работает параллельный импорт.

Испытательная лаборатория ФИЦ Казанского научного центра РАН

— В 2019 году ФИЦ КазНЦ РАН по результатам оценки эффективности деятельности был отнесен к научным учреждениям 1-й категории и вошел в число ведущих научных организаций России. Что это дало центру?

— Во-первых, появился доступ к целому ряду программ, в которых могут участвовать только организации первой категории. Например, мы ежегодно получаем гранты на обновление приборной базы: с 2019 года закупили оборудования почти на миллиард рублей. Получили возможность создавать молодежные лаборатории в рамках национального проекта «Наука и Университеты». За эти годы в центре открыто 10 молодежных лабораторий, это очень хороший инструмент поддержки молодых ученых. У нас создан «Селекционно-семеноводческий центр». Это только часть тех возможностей, которые дает статус научного учреждения первой категории.

— Как вы считаете, наука сегодня интересна современным молодым людям?

— 50 процентов наших сотрудников — молодые ученые. Это неплохой показатель. В некоторых научных группах их большинство, в том же проекте РЖД по квантовым технологиям вообще практически одна молодежь. Молодым наука интересна, хотя, наверное, и не так, как в 60–70-е годы прошлого столетия. Тем не менее я думаю, что в основе этого интереса остаются все те же особенности научной работы — радость научных открытий, удовлетворение от более глубокого понимания сути вещей и возможность реализовать свои амбиции. При этом важно создавать условия, когда молодые ребята могут попасть в проекты со студенческой скамьи, решая при этом не учебные задачи, а работая в команде на практически важный результат. Именно это мы и стараемся делать.

— Какие планы на наступивший год? Какие проекты намерены реализовать?

— В 2022 году мы утвердили программу развития центра на ближайшие годы. В ней сделан акцент на четырех приоритетных направлениях: разработка новых лекарственных препаратов, квантовые технологии, агробиотехнологии, физико-химические основы решения экологических проблем. Это если совсем коротко. Все направления актуальны, важны с точки зрения обеспечения технологической независимости и предполагают реализацию работ полного цикла: от фундаментальных исследований до создания образцов и внедренных технологий. Планируется, что для выполнения прикладных разработок в дальнейшем будет создан единый Инжиниринговый центр. Так что одна из задач этого года — успешное выполнение намеченного плана. Кроме того, поскольку этот год особенный — год 300-летия РАН и Год научно-технологического развития РТ, много внимания планируем уделять популяризации науки.

Учеными институтов КазНЦ РАН в 2023 году сделан целый ряд научных открытий и прикладных исследований в разных областях, некоторые из которых уже проходят апробацию в промышленности и сельском хозяйстве и имеют успешное коммерческое внедрение.

«Учеными институтов КазНЦ РАН в 2023 году сделан целый ряд научных открытий и прикладных исследований в разных областях»

Уникальные композиты и гидродинамическое моделирование пластовых систем

Институт механики и машиностроения разработал новый эффективный метод решения задачи определения поля проницаемости нефтяного пласта с реальными размерами и сложной трехмерной формой.

Ученые института готовы предложить нефтедобывающим организациям программные комплексы для гидродинамического моделирования пластовых систем. Уже сейчас эти разработки по своим возможностям не уступают зарубежным аналогам. А в перспективе будут разработаны самые современные комплексы моделирования месторождений.

Ученые и разработчики Казанского физико-технического института им. Е.К. Завойского создали электропроводящий композиционный материал на основе полимеров и углеродных наноструктур.

Разработанный композиционный материал может быть использован для изготовления электропроводящих, антистатических и экранирующих материалов и покрытий с заданной величиной электропроводности. Этот уникальный материал может быть использован в области электроэнергетики, химической промышленности, авиа-, судо- и машиностроения, электроники.

Защита сердца, уникальный фермент и «антистрессовые» свойства природного полимера

Учеными Казанского института биохимии и биофизики ФИЦ КазНЦ РАН обнаружен уникальный фермент — омега-3-липоксигеназа.

Фермент может найти применение в создании фармакологических препаратов для лечения воспалительных процессов у человека.

Сердце человека тоже оказалось в фокусе внимания ученых института: расшифрован новый механизм регуляции деятельности сердца производными холестерина.

При стрессе и физической нагрузке в организме человека повышается уровень таких химических соединений, как адреналин и норадреналин, которые усиливают работу сердца, что может вызвать нарушение работы сердца и чревато гибелью кардиомиоцитов — мышечных клеток сердца. Обнаруженные учеными производные холестерина способны регулировать нормальный режим работы сердца. Эти подходы потенциально могут быть полезны в качестве кардиопротекторов — препаратов, устраняющих дисфункцию сердечной мышцы и предупреждающих ее необратимые поражения.

Еще одно научное открытие ученых Казанского института биохимии и биофизики: ими выявлены уникальные «антистрессовые» свойства природного полимера — меланина.

Установлено, что меланин — черный пигмент, выделенный из экстремофильных лишайников, — обеспечивает эффективную защиту живых организмов от светового стресса, обезвоживания, действия окислителей, тяжелых металлов и ксенобиотиков.

Ученые уверены, что обнаруженные химические свойства меланина позволят производить на его основе различные продукты для медицины, пищевой промышленности и микроэлектроники.

Лекарства против рака и терапия пациентов с болезнью Альцгеймера

Настоящим прорывом в методах лечения рака и создании новых противоопухолевых препаратов могут стать исследования Института органической и физической химии им. А.Е. Арбузова.

Современные медицина и фармакология продвинулись далеко вперед в борьбе с раком, однако есть еще множество нерешенных проблем. Одна из них — современные противораковые препараты действуют не только на опухолевые, но и на нормальные клетки. Учеными института предложена стратегия создания противоопухолевых агентов, которые одновременно борются с раковыми клетками и защищают здоровые. Исследования находятся еще в самом начале, но уже выявлены соединения-лидеры с высокой активностью к опухолевым клеткам.

Результатом фундаментальных исследований может стать создание более оптимальных и щадящих для пациентов противоопухолевых препаратов.

Еще одно научное открытие ученых института способно качественно изменить жизнь пациентов, страдающих болезнью Альцгеймера.

К сожалению, полностью остановить течение болезни на данный момент не представляется возможным. Однако можно попытаться максимально замедлить прогрессирование заболевания.

В процессе научных исследований были показаны возможные преимущества терапии симптомов болезни Альцгеймера соединениями ингибиторов ацетилхолинэстеразы, после чего проект перешел в стадию потенциальной фармразработки. Таким образом, помимо чисто научного значения, а соединения такого типа были получены казанскими учеными впервые в мире, данные исследования представляют интерес с точки зрения их практического применения. Сейчас проект выполняется в партнерстве с Международным научно-инновационным центром нейрохимии и фармакологии Института органической и физической химии им. А.Е. Арбузова ФИЦ КазНЦ РАН и фармацевтической компанией АО «АВВА-РУС». Этап доклинических исследований планируется завершить в течение двух-трех лет.

В случае успешного развития проекта потенциальными потребителями продукции будут являться больные болезнью Альцгеймера в России и за рубежом.

Фиолетовая пшеница и биопрепараты, защищающие растения

В селекционно-семеноводческом центре ТатНИИСХ ФИЦ КазНЦ РАН ежегодно создается 1–2 сорта картофеля, которые по своим технологическим свойствам не уступают зарубежным аналогам.

В 2023 году ученые вывели еще два новых вида. Сорт Кайо — столовый, устойчив к возбудителю рака картофеля, парше обыкновенной, морщинистой мозаике. И сорт Флорет — устойчивый к возбудителю рака и золотистой картофельной цистообразующей нематоде, морщинистой и полосчатой мозаике. Пригоден для переработки на сухое картофельное пюре, крахмал, чипсы.

Настоящий фурор вызвало создание впервые в России учеными института Фиолетовозернового сорта яровой пшеницы Надира с повышенным содержанием антоцианов в зерне. Зерно сорта Надира содержит повышенное содержание антоцианов, фенольных кислот, обладает высокой антиоксидантной активностью.

Кроме того, создана серия беспергаментных сортов с повышенной устойчивостью к раскрыванию бобов и осыпанию семян Кабан, Фрегат, Велес, Средневолжский-2, Купидон. Аналогов таких зерновых коммерческих сортов в мире нет.

В лаборатории молекулярно-генетических и микробиологических методов ФИЦ КазНЦ РАН создана технология, позволяющая на постоянной основе выделять микроорганизмы, защищающие растения от болезней.

Биопрепараты, созданные на основе этих бактерий, в отличие от химических пестицидов безвредны для человека и окружающей среды и не накапливаются в конечной продукции. Биопрепараты дешевле, чем средства химической защиты, что снижает себестоимость сельскохозяйственной продукции.

Пять биопрепаратов для защиты и стимуляции роста растений проходят испытания в фирмах ООО «НПИ „Биопрепараты“», ООО «Экор-М».

В честь 300-летнего юбилея создания Российской академии наук в Казани состоится ряд мероприятий под общим названием «Академическая наука Казани в год 300-летия Российской академии наук». Ознакомиться с программой, узнать место и время проведения можно по ссылке.