Секция принимает междисциплинарные научные работы в различных областях (биотехнология, биоинформатика, исследования живых систем, регенеративная медицина и клеточные технологии, биоэнергетика и водородная энергетика, естественнонаучные методы в гуманитарных исследованиях, физико-химические исследования полимерных материалов, обработка больших данных для решения научных задач, визуализация научных данных, робототехника и др.)
Рабочий язык: русский
Формат проведения: очно-дистанционный
Дата и место проведения: 04 - 05 апреля 2023г. в 15:00 часов, ИНБИКСТ, ул. Максимова, д.4
В данной работе мы начали разработку генетически кодируемого сенсора фосфорилирования белка CREB, NeCREB, на основе зелёного флуоресцентного белка mNeonGreen, домена KID из белка CREB, фосфорилируемого протеин-киназами, и домена KIX из CREB-связывающего белка CBP, взаимодействующего с фосфатной группой. Разработанный индикатор NeCREB в дальнейшем будет применен для прижизненной регистрации формирования долговременной памяти.
Задачей нейробиологии является изучение процессов обработки и хранения информации в мозге на клеточном уровне. Активность мозга сопровождается увеличением концентрации ионов кальция в цитозоле нейронов. Наиболее популярными инструментами для исследования работы нейронов in vivo являются генетически кодируемые кальциевые индикаторы. Нами была начата разработка нового кальциевого индикатора на основе яркого зеленого белка mAausFP и кальций-связывающего домена кальмодулина из грибов S. pombe.
Технология трехмерной биопечати – междисциплинарная область, сочетающая в себе аддитивное производство, биологию и материаловедение для создания биоконструкций со сложной архитектурой, имитирующей натуральные живые ткани. Высокий интерес к возможности воспроизведения биологических тканей и органов лежит в рамках концепции развития персонализированной медицины, поэтому развитие данной области является актуальной научной задачей.
В даннной работе было собрано и охарактеризовано мемристивное устройство на основе полупроводниковой пленки тиофенового олигомера
В данной работе было проведено модельное исследование in vivo для сравнения противоопухолевой эффективности оксалиплатина в наночастицах по сравнению со свободной формой препарата. На основе амфифильных линейного и звездообразного блок-сополимера полилактида получены наночастицы сферической морфологии со средним диаметром от 11 до 24 нм и содержание оксалиплатина 4 масс. %. Исследование проводили на мышах-самцах линии Balb/c с привитой опухолью мышиной карциномы кишечника CT-26.
Функциональная магнитно-резонансная томография активно используется в исследованиях в области медицины и нейронаук. При этом в научном сообществе нет единого мнения о том, какой алгоритм обработки фМРТ-данных является оптимальным. В работе были исследованы и разработаны три алгоритма - с наивысшими значениями качества обработанных данных (отношение сигнал/шум), с самой высокой скоростью исполнения, а также обладающий высокой скоростью обработки при получении высокого качества результатов.
Наночастицы обладают бактерицидными и бактериостатическими свойствами, а также способны избирательно воздействовать на патогенные бактерии, оставляя невредимыми комменсальные. Для определения оптимальных параметров НЧ был использован генетический алгоритм и модель машинного обучения, создана уникальная база данных. Результаты могут быть использованы для поиска антимикробных НЧ, обладающих максимальной эффективностью против заданных резистентных к антибиотикам бактериальных штаммов.
Нейроинженерия - одна из активно развивающихся направлений в биомедицине, которая занимается вопросами регенерации нервной ткани. Для решения этой задачи используются биоматериалы на основе хитозана, чтобы выращивать на них нейроны. При разработке таких каркасов применяют технологию сублимационной сушки. В этом методе формирование пористой структуры происходит в процессе замораживания раствора. Варьирование условий заморозки позволяет получать материалы с различной архитектурой.
Для формирования гетероагрегатов в работе использовали золь положительно заряженных наночастиц SiO2 LUDOX CL (LCL) и карбоксилированных ДНА. Условия формирования гетероагрегатов определяли с помощью полуэмпирических расчетов по теории устойчивости дисперсных систем Дерягина - Ландау - Фервея - Овербека (ДЛФО). В ходе исследований варьировали рН от 4 до 8 и массовое содержание ДНА в смеси частиц от 0,1 до 1.
Данная работа направлена на создание и исследование скаффолдов на основе гироидных структур, изготовленных методом FDM 3D-печати из композиционных материалов на основе PLA/PCL/HA. Механические свойства скаффолдов определены по результатам испытаний на одноосное сжатие. Показано влияние состава полимерной матрицы и концентрации наполнителя на механические показатели изделий. В работе обсуждаются перспективы применимости данного класса композиционных материалов для 3D-печати медицинских изделий.
Целью данного исследования является получение новых композиционных материалов на основе полилактида (PLA) и поликапролактона (PCL), наполненных частицами гидроксиапатита (HA), и изучение их термической устойчивости для оценки применимости в качестве материалов для экструзионной 3D-печати скаффолдов. В работе обсуждается влияние состава матрицы и концентрации наполнителя на физико-химические свойства и температурные диапазоны переработки композиционных материалов при 3D-печати.
Приведена новая конструкция разборного портативного потенциометрического датчика, и изготовлен опытный образец, являющийся миниатюрной версией классического мембранного электрода.
Перспективным направлением в развитии биотехнологий является создание систем накопления заряда, обладающих хорошей электропроводимостью и биологической совместимостью. Было проведено исследование по анализу влияния наличия белка в электролите на емкость биобатареи, материалом которой является электропроводящий гидрогель на основе PEDOT.
В результате самоорганизации в водной среде молекул поверхностно-активных веществ (ПАВ) происходит образование агрегатов различной формы. В данной работе методом криоэлектронной томографии исследованы образцы водных растворов смеси двух ПАВ. Установлено, что в зависимости от молярного соотношения между компонентами смеси агрегаты имеют форму длинных цилиндрических мицелл, целых или перфорированных везикул.
В работе получены наносомальные формы противоракового агента оксалиплатина на основе биоразлагаемых блок-сополимеров mPEG113-b-P(D,L)LAn и исследовано их биораспределения in vivo.
Электрореологические жидкости вызывают все возрастающий интерес со стороны исследователей. Одним из перспективных направлений в этой области является применение суспензий пористых частиц. Однако получение пористых частиц на основе целлюлозы затруднено ввиду низкой растворимости полимера. В работе обсуждаются способы повышения растворимости целлюлозы путем химической модификации.
В работе исследовано влияние морфологии частиц целлюлозы на электрореологическую активность их суспензий в полидиметилсилоксане. Выявлена взаимосвязь между формой и морфологией частиц целлюлозы с реологическим поведением и диэлектрическими характеристиками электрореологических жидкостей.
В работе группы сотрудников НИЦ "Курчатовский институт" показаны области отличия естественных нейросетей, обеспечивающих восприятие различных по синтаксической структуре устных вербальных высказываний. Результаты получены в ходе фМРТ-эксперимента, проведенного на магнитно-резонансном томографе Siemens Magnetom Verio 3Т.
В данной работе методом электроспиннинга синтезированы нановолокна ZnxCo3-xO4. Проведено исследование электрических и фотоэлектрических свойств нановолокон ZnxCo3-xO4 с различным содержанием атомов цинка
В работе обсуждаются перспективы и примеры применения физических подходов и представлений социофизики для анализа актуальных экономических и правовых проблем и построения междисциплинарных социальных и экономических учебных курсов
Гидрогели – коллоидные системы, состоящие из трехмерной матрицы природного или синтетического высокомолекулярного соединения и воды. В физиологических условиях такие материалы проницаемы для метаболитов и способны удерживать достаточное количество воды. В настоящей работе получены гидрогелевые материалы на основе сополимеров поли-D,L-лактида и этиленгликоколя с модулями упругости более 40кПа, о чем ранее не сообщалось для подобных систем.
Цель данного исследования – изучение поглощения атмосферного углекислого газа цианобактерией Arthrospira platensis в процессе роста и накопления биомассы, а также распределения поглощенного углерода по компонентам биомассы.
В работе определяется зависимость эффективности работы ячейки фотобитопливного элемента от возраста биомассы и содержания в ней фикоцианина. Сравниваются вольтамперные характеристики фотобиотопливной ячейки, в которой используется биомасса, находящаяся в трех разных фазах развития и анализируется содержание фикоцианина в биомассе в соответсвующих фазах. По результатам анализа выявлена корелляция тока и содержания фикоцианина.
В работе описавается использование комбинации алгоритма Piper для rigid-body докинга и нейронной сети AlphaFold2.
Получившийся алгоритм предназначен для определения взаимодействия между двумя белками.
Для тестирования алгоритма использовался набор данных, включающий 219 комплексов белок-белок.
Результаты показывают, рассмотренный подход позволяет повысить итоговую точность определения белок-белковых взаимодействий.
Изучение эпигенетических модификаций имеет важное значение для фундаментальных исследований процессов клеточного деления и дифференцировки стволовых клеток. Мы предлагаем новый метод анализа эпигенома LiveMIEL, позволяющий визуализировать эпигенетические модификации гистонов и их изменение в живых делящихся клетках. Данный метод основан на компьютерном анализе флуоресцентных изображений ядер клеток, экспрессирующих генетически кодируемые зонды, специфически распознающие модификации гистонов.
В работе представлены результаты экспериментального исследования динамики стратегии глазодвигательных реакций чтения текста про себя. В исследовании приняли участие люди с нормальной речью, с заиканием и на стадии лечения от заикания. Результаты эксперимента фиксировались айтрекером EyeLink 1000 Plus. Выполнена статистическая обработка данных айтрекера, которая показала устойчивое различие поведения взгляда в группах участников при чтении.
При реализации сложных форм поведения возникает проблема интеграции существующих решений в единую систему, связанная с необходимостью поддерживать модульность и отслеживать возникающие в процессе работы ошибки. В данной работе предлагается выполнить исследование существующих средств интеграции на примере хорошо известной задачи фуражировки, успешно решаемой большими группами сравнительно просто устроенных животных.
Данная работа посвящена изучению влияния диальдегида хитозана на поверхностные свойства пленок из аминолизированного полилактида. В ходе работы был проведен анализ влияния обработки водным раствором диальдегида хитозана на краевой угол смачивания и геометрию поверхности полимерных пленок из поли(L-лакдита), предварительно обработанных спиртовым раствором этилендиамина.
Пористые полимерные каркасы находят широкое применение в различных областях биомедицины. Одной из ключевых характеристик таких каркасов является организация и морфология пор. Хотя существует качественное понимание физических основ метода производства таких материалов, многие детали происходящих в нем процессов изучены не полностью. Целью данной работы являлось создание экспериментальной установки для контролируемого охлаждения полимерных растворов и изучение термодинамики процесса заморозки
Экспрессия важного для развития млекопитающих белка Sox2 дозозависима и нуждается в тонкой регуляции. Для её описания были выбраны белки-активаторы гена Sox2, отличающиеся высокой корреляцией (Pax6 и Prox1), а также представляющий особый интерес репрессор Msx2. На основе уравнения Хилла была составлена математическая модель, сравнение которой с интерполированной зависимостью количества мРНК Sox2 от Pax6 и Prox1 позволило определить вероятные значения кинетических констант.
Данная работа демонстрирует успешное применение аминированного графена для модификации анода потенциально имплантируемого ферментного биотопливного элемента (ФБТЭ). Был создан композитный биоанод, который обеспечил перенос электронов с фермента на электрод и продемонстрировал стабильную работу ФБТЭ. Плотность тока полученного биоанода составила 120,8 мкА/см2, а максимальная удельная мощность ФБТЭ — 63,8 мкВт/см2 при потенциале разомкнутой цепи, равном 263 мВ.
В данной работе представлен способ получения нанокомпозиционного наполнителя для ЭРЖ на основе ОГ, модифицированного хитозаном. Исследование химической структуры композита проводили методом ИК-спектроскопии. Реологические и электрореологические свойства исследовали с помощью ротационного вискозиметра под действием ВЭП и без. В работе было установлено, что частицы хитозана были успешно привиты к поверхности ОГ, и полученная жидкость обладает выраженными электрореологическими свойствами.
В данной работе рассматривается автоматического обнаружение начала извержения вулкана по спутниковым данным сенсора VIIRS, полученных при обработке спутниковых изображений.С помощью машинного обучения выявлены паттерны извержений вулканов.Выявлена зависимость начала извержения вулкана от значения яркости источника на спутниковом изображении VIIRS в инфракрасном канале М11,проведена оценка возможность применения модели развития извержения Уоджа на данных яркости источника.
В данной работе для мемристивных устройств на основе полианилина были измерены вольт-амперные характеристики и кинетики переключения в высоко- и низкопроводящее состояния. Изучена зависимость характерного времени резистивного переключения от количества слоев пленки полимера (толщины) и амплитуды напряжения.
Разработка средств доставки генетического материала является актуальной задачей в наше время. В качестве системы доставки может быть использована молекула белка протамина. В данной работе были исследованы нанокомплексы Протамин/миРНК, а также было подобрано оптимальное соотношение протамина/миРНК, при котором нанокомплексы наиболее стабильны.
Для использования изделий в биомедицинских целях осуществляется подбор стимул-чувствительного полимерного композиционного материала, способного к большим обратимым деформациям, биосовместимого, небиоразлагаемого и нетоксичного
В работе исследовано влияние проводящих наполнителей на физико-химические свойства полимерного композиционного материала на основе полимера для 3D печати, поли(стирол-бутадиен-стирола) под коммерческим названием Bestfilament SBS Watson.
В данной работе описаны новые коллоидные магнитные поликомплексы на основе биосовместимых полимеров, модифицированные биогенным полиамином спермином, которые могут использоваться для капсулирования и доставки лекарственных и биологически-активных соединений.
Перспективным подходом к лечению заболеваний сердца может стать имплантируемое устройство, ограничивающее объем сердца,а также поддерживающее его сократительную функцию. Для этого необходимо подобрать материал, обладающий необходимыми физическими характеристиками. Целью данной работы является создание композиционных материалов на основе полиуретана, наполненного микрочастицами серебра, исследование влияния концентрации наполнителя на электрофизические и механические свойства материала.
Данная работа посвящена исследованию процессов жизнедеятельности бактерий, количеству производимых протонов разными типами бактерий и условиям, в которых бактерии будут активны и жизнеспособны. Для того чтобы создать топливный элемент нового типа с высокими выходными характеристиками, надежностью и долгим временем функционирования.
Получена и описана кристаллическая структура SpОрВ в закрытой конформации. Установлено, что в SpOpB отсутствует солевой мост, стабилизирующий собранную каталитическую триаду в закрытой конформации TbOpB и родственных POP. Доказано существование двух альтернативных способов стабилизации каталитической триады в закрытых конформациях бактериальных OpB.
Биотопливные элементы (БТЭ) представляют собой перспективную и экологически безопасную технологию для генерации электрической энергии. Их принцип действия основан на превращении химической энергии в электрическую с помощью биокатализаторов. Одной из важных задач в разработке БТЭ является выбор материалов для электродов.
В докладе представлен программный комплекс, позволяющий в автоматическом режиме, с минимальным участием пользователя перебирать наборы данных, модели и их параметры для выявления комбинаций, максимизирующих точность разделения данных по методу SVM. Разработанная платформа используется для создания автоматического классификатора для выделения признаков патологии шизофрении по данным функциональной МРТ.
Работа направлена на создание системы управления движением группы мобильных роботов по приблизительным данным об их взаимном расположении. Для каждого агента создается ядро когнитивной архитектуры Soar, которое на вход получает словесные описания положения его соседей. Разработаны правила для сбора роботов в плотную группу и выстраивания в прямоугольную решетку относительно произвольно выбранного лидера. В перспективе такой подход поможет упростить устройство отдельно взятых роботов.
Данное исследование посвящено минерализации оболочек эмульсионных полиэлектролитных капсул. Найдены оптимальные условия для синтеза капсул с ядром из масла ши и гибридной органо-неорганической оболочкой, состоящей из полиэлектролитов и карбоната кальция. Минерализация эмульсионных полиэлектролитных капсул карбонатом кальция в форме ватерита приводит к упрочнению оболочки. Исследована структура и стабильность оболочки.
В настоящее время наблюдается повышенный интерес научного сообщества к нейрофизиологии и, в частности, к биоинтерфейсам между компьютером и сетями живых нейронов. Для разработки интерфейсов, способных наблюдать за живыми нейронными сетями в динамике, предложено использовать сканирующий капиллярный микроскоп. Зонд микроскопа будет выступать в качестве электрода для изучения распределения нейронных сетей.
