От эмбрионов до раковых клеток: исследование ученых МГУ открывает новые горизонты в биологии теломер
#наука_мгу #днт

Ученые биологического и химического факультетов МГУ пролили свет на запутанную взаимосвязь между пролиферацией соматических клеток, метаболизмом и динамикой теломер. Сопоставив механизмы этих процессов в раковых, половых и иммунных клетках, ученые выявили общие закономерности, определяющие способ удлинения теломер в зависимости от особенностей метаболизма. Это исследование, опубликованное недавно в журнале International Journal of Developmental Biology, раскрывает важные аспекты, которые могут иметь глубокие последствия для регенерации тканей, иммунных реакций и лечения рака. Исследования проводились в рамках НОШ МГУ «Молекулярные технологии живых систем и синтетическая биология».

Теломеры представляют собой повторяющиеся последовательности ДНК, которые защищают концы хромосом и не позволяют распознать их как поврежденную ДНК. При каждом делении клетки теломеры укорачиваются, что может привести к клеточному старению – состоянию, когда клетки перестают делиться, что является защитной мерой от возможных сбоев в работе из-за мутаций. Известны две основные стратегии для поддержания длины теломер в клетках: теломераза – фермент, который удлиняет теломеры в стволовых и половых клетках; и альтернативный механизм ALT, основанный на гомологичной рекомбинации, функционирующий в основном в раковых клетках, лишенных теломеразы.

Подробнее – на сайте.

В МГУ оценили новые методы определения уровня гемоглобина
#наука_мгу #днт

Сотрудники физфака МГУ – участники НОШ «Фотонные и квантовые технологии. Цифровая медицина» – представили новые разработки в области неинвазивного определения уровня гемоглобина с использованием биофотоники. Результаты исследований опубликованы в двух ведущих научных журналах – Scientific Reports и Scientific Data.

Уровень гемоглобина в крови – один из ключевых показателей, контролируемых в общем анализе крови. Мониторинг уровня гемоглобина особенно важен для диагностики анемии (пониженного уровня гемоглобина), которая в той или иной форме затрагивает десятки миллионов людей по всему миру. Обычно этот показатель определяется с помощью инвазивного анализа крови. Такой анализ требует времени, дорогостоящего оборудования, квалифицированного медицинского персонала, а самое главное – доставляет дискомфорт пациенту, особенно когда сдавать кровь на анализ необходимо регулярно. На этом фоне значимость безболезненных и быстрых неинвазивных методов становится все более актуальной.

В гонке за точным неинвазивным определением уровня гемоглобина по оптическим данным бьются такие гиганты как Google Health и Masimo (крупнейший производитель FDA-сертифицированных пульсоксиметров), отдельные стартапы и научные группы, однако клинически точных методов, определяющих уровень гемоглобина с низкой погрешностью до сих пор не представлено. Одним из возможных способов повышения точности является совмещение нескольких оптических методик для определения уровня гемоглобина, другим – создание независимых открытых источников данных, на которых было бы возможно проводить тестирование уже созданных и разработку новых алгоритмов. Именно этим двум решениям посвящены опубликованные исследования.

Подробнее – на сайте.

В МГУ улучшили метод неинвазивной хирургии мозга
#наука_мгу #днт

Ученые МГУ исследовали возможности усовершенствования метода неинвазивной ультразвуковой терапии мозга. Этот метод, лишь недавно внедрённый в клиническую практику, основан на контролируемом облучении малых участков мозга человека фокусированными ультразвуковыми волнами. На сегодняшний день операции с помощью фокусированного ультразвука довольно продолжительны и требуют длительной подготовки. На основе предварительно проведенной объемной компьютерной томографии (КТ) головы человека строится ее детальная трехмерная акустическая модель и проводится планирование облучения, рассчитывая прохождение ультразвука через неоднородные кости черепа и определяя фазы на каждом из элементов многоэлементной ультразвуковой решетки для коррекции вносимых черепом искажений (аберраций) волнового поля.

Учёными было проведено исследование возможности упрощения, удешевления и повышения точности проведения нейрохирургических операций с применением фокусированного ультразвука. Обычно при таких операциях лечение фокусированным ультразвуком проводится под контролем магнитно-резонансной (МРТ) термометрии. КТ- и МРТ-изображения головы пациента совмещаются и облучение проводится с использованием предварительно рассчитанных фаз. Полученные данные позволяют надеяться, что можно будет планировать и выполнять такие процедуры лечения с использованием только данных МРТ.

Исследование показало, что, хотя на сегодняшний день данные КТ предоставляют более точную информацию на этапе планирования, данные МРТ уже позволяют провести начальный отбор пациентов, для которых возможно проведение лечения, и которые являются перспективными для более точной фазировки ультразвуковых элементов в процессе облучения.

Новый механизм описания магнитоэлектрического эффекта в полимерах разработали в МГУ
#наука_мгу #днт

Ученые с кафедры магнетизма физического факультета МГУ совместно с коллегами исследовали магнитоэлектрический эффект в слоистых структурах на основе полимеров. Работы опубликованы в журналах Q1 Polymers и Journal of Magnetism and Magnetic Materials.

Магнитоэлектрический эффект — это эффект возникновения электрического сигнала в материале при приложении магнитного поля. Такой эффект наблюдается в особых материалах — мультиферроиках. В них можно увидеть одновременно магнитное и электрическое упорядочение.

В исследовании была исследована двухслойная структура, состоящая из пьезополимера поливинилиденфторида (ПВДФ) и магнитного эластомера (электрически нейтрального полимера с добавлением микрочастиц железа).

Ученые выяснили, что, когда поле направлено перпендикулярно слоистой структуре, магнитоэлектрический эффект возрастает на два порядка. Подобный результат впервые получен для данного типа мультиферроиков, а для такой геометрии приложения магнитных полей величина эффекта превышает известные на данные момент результаты. Уникальным результатом является предложенный новый механизм для описания магнитоэлектрического преобразования в этой геометрии: механическая нестабильность магнитного эластомера в поперечном однородном магнитном поле.

Результаты исследования могут найти применение в области разработки низкочастотных антенн, автономных источников энергии, а также в области биомедицины.

Ученые МГУ принимают участие в IV Конгрессе молодых ученых
#наука_мгу #днт

27-29 ноября на федеральной территории «Сириус» проходит IV Конгресс молодых ученых — ключевое ежегодное событие Десятилетия науки и технологий в России.

Ученые МГУ принимают участие во встречах с экспертами, семинарах, дискуссиях, мастер-классах в качестве модераторов, спикеров и участников. Тематика этих мероприятий охватывает как фундаментальные области научного знания, так и стремительно развивающиеся междисциплинарные направления: биоэкономику, здоровьесбережение, генную и клеточную терапию, нейротехнологии, биомедицину, квантовые вызовы, а также популяризацию науки через контент, перспективы становления международных научных коллабораций многое другое.

Гости Конгресса смогут увидеть совместные с промышленными компаниями новейшие разработки молодых исследователей МГУ. В галерее «Стратегии научно-технологического развития России» на экспозиции участникам будут представлены в сфере управления сверхзвуковых пассажирских самолетов, Лунную базу NEMEYA, новейшие спецнаборы наноспутников CubeSat, уникальных роботов, созданных молодыми учеными-инженерами МГУ, – робособаку и космических роверов.
В «Научной гостиной» Конгресса молодых учёных исследователями Московского университета будут представлены квантовый телефон и ячейка Гретцеля – особый солнечный элемент, который может применяться в облицовке высотных зданий.

Ректор МГУ академик Виктор Садовничий:

«Конгресс молодых ученых уже в четвертый раз становится местом притяжения ведущих российских ученых и популяризаторов знаний. Его участники — тысячи молодых ученых — на протяжении нескольких дней обмениваются мнениями, опытом и лучшими практиками. Безусловно, именно за этими учеными — будущее. Своей работой они определяют векторы развития российской и мировой науки прямо сейчас: создают новые лекарства, внедряют искусственный интеллект в различные сферы жизни, закладывают концептуальные основы меняющегося миропорядка и многое другое. Московский университет традиционно представлен на Конгрессе молодыми исследователями и профессорами, которые готовы делиться своими последними разработками, компетенциями по организации научно-образовательной деятельности, а также проведению научно-популярных мероприятий».

Ректор Московского университета академик Виктор Садовничий выступит на пленарном заседании «Межуниверситетская квантовая сеть: от квантовых коммуникаций к квантовому интернету» в рамках сессии «Большие вызовы и приоритеты научно-технического развития». Кроме того, он примет участие в заседании Координационного комитета Десятилетия науки и технологий в Российской Федерации.

В программе конгресса запланировано несколько десятков мероприятий с участием представителей Московского университета в качестве модераторов, спикеров, участников. Их тематика охватывает как общие перспективы развития науки и образования в России, так и узкие вопросы научного поиска в отдельных отраслях знания.

#кму #МГУнаКМУ

Специалисты факультета космических исследований МГУ разработали баллистический сервис для космических аппаратов
#наука_мгу #днт

В баллистическом центре факультета космических исследований МГУ к запуску спутника «Альтаир» развернули сервис баллистико-навигационного обеспечения, позволивший снизить зависимость от внешних источников траекторных данных.

Центры управления университетских спутников для планирования сеансов связи и прогноза траектории используют данные, представляемые в виде так называемых «двустрочных элементов» (TLE, Two-line Elements). При оперативном обновлении они позволяют определять положение космического аппарата с точностью, достаточной для приема служебной и целевой информации.

Студентами и выпускниками ФКИ МГУ было разработано программное обеспечение, минимум в два раза увеличивающее срок «автономности» работы без получения данных бортовых навигационных измерений. Для центров управления наноспутниками, требующими планирования расхода запаса электроэнергии, это важный результат.

Подробнее – на сайте.

В МГУ рассчитали усталостную долговечность компонентов сверхзвукового самолета
#наука_мгу

Сотрудники НЦМУ «Сверхзвук» МГУ провели расчет усталостной прочности защитной панели двигателей сверхзвукового пассажирского самолета. 

Сотрудники лаборатории №2 «Аэроакустика и вибрации» НЦМУ «Сверхзвук» разработали и апробировали методику расчета усталостной прочности панели под действием акустической и гидродинамической нагрузки турбореактивных двигателей с учетом влияния нелинейности напряжений, жесткости преднагруженной модели и с учетом деградации свойств материала по мере нарастания поврежденности.
Показано, что учет указанных факторов критически важен, поскольку они могут изменить время жизни пластины на величину от нескольких раз до нескольких порядков.

Учет нелинейности и деградации свойств материала в анализе усталостной прочности позволяет кардинально повысить точность анализа. В связи с этим разработанная методика позволяет более надёжно и достоверно получать оценку долговечности авиационных конструкций.

Её изобретение спасло жизни тысяч солдат в годы Великой Отечественной войны

Микробиолог Зинаида Ермольева смогла создать советский антибиотик – аналог пенициллина.

Ермольева возглавляла Всесоюзный институт экспериментальной медицины. Именно ей была поставлена задача – в кратчайшие сроки получить из отечественного сырья антибиотик и наладить его массовое производство.

Сотрудники лаборатории искали особый вид плесени, который можно было использовать для изготовления антибиотика. Они собирали её везде: в траве, на земле, даже на стенах бомбоубежищ. Из образцов выделяли грибковые культуры и проверяли их воздействие на бактерии стафилококка.

Положительный результат был получен, и уже в 1943 году в СССР запустили массовое производство первого отечественного антибиотика под названием «крустозин». Благодаря этому аналогу пенициллина смертность от ран и инфекций в армии снизилась на 80%, а количество ампутаций конечностей – на 30%.

Советское лекарство оказалось в 1,4 раза эффективнее всех зарубежных аналогов, за что Ермольеву во всём мире коллеги называли Мадам Пенициллин.

#Победа80 #наука

Юбилей Московского Государственного Университета: 270 лет традиций, науки и вдохновения

Сегодня мы поздравляем Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова с его знаменательной датой! Уже 270 лет МГУ не только хранит традиции российского образования, но и задаёт вектор для науки, культуры и прогресса.

За свою историю университет стал настоящим символом интеллектуальной мощи и культурного наследия России. Здесь рождаются идеи, меняющие мир, и обучаются поколения профессионалов, которые оставляют значительный след в самых разных областях — от фундаментальных наук до искусства.

Мы гордимся достижениями МГУ, его выдающимися преподавателями, учёными и студентами, которые продолжают создавать будущее, сохраняя традиции.

С юбилеем, МГУ! Пусть каждый новый год приносит университету новые открытия, талантливых студентов и научные победы!

#МГУ #ЮбилейМГУ #Образование #Наука #История

Сенсоры для выявления наркотиков и взрывчатых веществ по отпечаткам пальцев созданы в МГУ
#наука_мгу

Медицинские физики МГУ представили две инновационные разработки, направленные на повышение безопасности в общественных местах. Запатентованные в 2024 и 2025 годах технологии позволяют оперативно обнаруживать следы наркотических и взрывчатых веществ по отпечаткам пальцев, что открывает новые горизонты в борьбе с преступностью.

Первая технология представляет собой сенсорный элемент, способный идентифицировать наркотические вещества в отпечатках пальцев. Сенсор состоит из кремниевой подложки с наноструктурированным слоем, содержащим кремниевые нанонити, декорированные наночастицами золота и серебра. Для анализа достаточно приложить указательный палец к поверхности сенсора на одну-две секунды. Датчик определяет наличие наркотиков по характерным пикам в спектре, полученном методом комбинационного (Рамановского) рассеяния света. Преимуществами данного устройства являются его компактность и мобильность: вес сенсора в два раза меньше аналогичных устройств, а его размер — минимум в 10–30 раз меньше приборов, используемых в настоящее время на таможенных пунктах.

Вторая разработка ориентирована на экспресс-обнаружение взрывчатых веществ. Сенсорная платформа, аналогичная первой, позволяет фиксировать даже минимальные концентрации взрывчатых материалов, оставленных на пальцах человека. Устройство демонстрирует высокую чувствительность и может быть использовано в реальном времени на контрольно-пропускных пунктах, в аэропортах и других местах массового скопления людей.

Подробнее — на сайте.
 

Алгоритм машинного обучения поможет быстро определять кристаллические структуры гибридных материалов
#наука_мгу

Ученые факультета наук о материалах МГУ разработали алгоритм машинного обучения, способный автоматически устанавливать кристаллические структуры гибридных материалов на основе галогенидов. Такие соединения потенциально можно использовать при создании оптоэлектронных устройств, солнечных батарей и различных датчиков. Новый подход ускорит открытие новых материалов и поможет совершенствовать уже существующие соединения. Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале Nanoscale.

На сегодняшний день известно более тысячи гибридных материалов на основе галогенидов — соединений, содержащих органический фрагмент, галоген (элемент 17 группы таблицы Менделеева, например, хлор, бром и иод), а также металл. Материалы этого класса интересны благодаря сравнительной простоте синтеза и своим оптоэлектронным свойствам, которые позволяют использовать их при создании солнечных элементов, детекторов радиационного излучения и светодиодов.

Разработанный простой подход позволяет быстро определять, как связаны между собой атомы и группы атомов в гибридных материалах. Предложенный алгоритм существенно ускорит процесс открытия новых гибридных галогенидов. В будущем его точность можно будет дополнительно повышать, добавляя в набор данных новые материалы, которые на данный момент еще не синтезированы.

Подробнее - на сайте.

Новый подход к машинному обучению для прогнозирования временных рядов разработали в МГУ
#наука_мгу

Ученые ВМК МГУ с коллегами разработали новый метод повышения точности прогнозов временных рядов, объединяя вероятностные модели и алгоритмы машинного обучения. Метод уже доказал свою эффективность, улучшив показатели точности прогнозов до 45,7%. Результаты работы опубликованы в журнале AI. 

Прогнозирование временных рядов играет ключевую роль во многих областях, включая управление энергоресурсами и телекоммуникационным трафиком, анализ климата, медицину и финансы.

Предложенный метод позволит добиваться значительных улучшений в точности прогнозов даже в условиях ограниченных или зашумленных данных.

Подробнее — на сайте.

В МГУ обнаружили новые признаки сейфертовских галактик 
#наука_мгу

В Российской Федерации активно развивается космическая отрасль. Реализуются как практические, так и фундаментальные исследования в области освоения космического пространства. Так, астрономы Государственного астрономического института им. П.К.Штернберга (ГАИШ) МГУ благодаря рентгеновским данным обнаружили фундаментальное рентгеновское различие между сейфертовскими галактиками I и II типа, а также галактиками с резкой сменой типа. Результаты исследования опубликованы в журнале Q1 Astronomy and Astrophysics.

Авторы показали, что ключевой параметр, по которому отличаются два типа — отношение рентгеновской светимости к эддингтоновской светимости. Установлено, что такое отношение является высоким для галактик I типа и низким для галактик II типа, а для галактик со сменой типа (например NGC 1566) лежит на границе между значениями для галактик I и II типа. 
Эта работа открывает новые области приложения рентгеновской астрономии. Благодаря большей проникающей способности рентгеновских квантов, возможно лучше понять механизмы излучения массивных объектов во Вселенной.

Подробнее — на сайте.

В МГУ получили противовирусные препараты широкого спектра действия
#наука_мгу

Ученые МГУ синтезировали новые противовирусные препараты, способные повреждать оболочку многих вирусов (например, вируса клещевого энцефалита и коронавируса) и препятствовать их слиянию с клеткой. Такое действие связано со способностью соединений производить активные формы кислорода, разрушающие вирусные мембраны. Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда, опубликованы в журнале ACS Applied Materials & Interfaces.

Эффективность новых веществ сопоставима с действием препаратов, уже одобренных для лечения людей. Однако под действием зеленого света, способствующего переходу молекул в возбужденное состояние, эффективность препаратов возрастала более чем в 60 раз. Так, вирусы клещевого энцефалита, предварительно обработанные синтезированными соединениями и облученные зеленым светом, оказались не способны инфицировать мышей. 

Полученные препараты потенциально могут использоваться при создании вакцин против распространенных вирусов. 

Подробнее — на сайте.

Устойчивость рака легкого к химиотерапии связали с взаимодействующими белками
#наука_мгу

Ученые МГУ с коллегами выяснили, что увеличить чувствительность немелкоклеточного рака легкого к химиотерапии можно, подавив в клетках опухоли белок SND1. Результаты исследования, поддержанного Российским научным фондом (РНФ), опубликованы в журнале Cell Death Discovery.

Эксперименты показали, что эта молекула, активно вырабатывающаяся в раковых клетках, подавляет синтез белка PDCD4, запускающего их гибель. В результате опухолевые клетки не начинают процесс саморазрушения при действии лекарств и становятся устойчивыми к ним. Полученные данные будут полезны при поиске новых препаратов для борьбы с опухолями, нечувствительными к химиотерапии. 

Подробнее — на сайте.

Новый метод работы с данными высокой размерности создали в МГУ
#наука_мгу

Исследователи факультета ВМК МГУ разработали эффективные методы работы с высокоразмерными данными, используя неотрицательные малоранговые тензоры в ТТ-формате (тензорный поезд). Их подход решает проблемы, связанные с вычислительными ресурсами, и устраняет ошибки, возникающие при обработке данных, таких как отрицательные элементы в численных моделях. Результаты опубликованы в журнале Computational and Applied Mathematics .

Современные задачи науки и техники требуют анализа огромных объёмов высокоразмерных данных. Однако обработка таких данных сталкивается с серьёзными трудностями: рост объёма вычислений и памяти зачастую делает стандартные методы малоэффективными. Чтобы справиться с этой проблемой, учёные факультета ВМК МГУ предложили инновационные методы работы с данными, которые позволяют моделировать сложные процессы с минимальными ресурсами.

Учёные предложили новую методику, которая использует одноранговую поправку к исходным данным. Это позволяет устранять отрицательные элементы без обработки всего тензора, что значительно сокращает вычислительные затраты. Нововведение делает алгоритмы устойчивыми к росту размерности данных, избегая так называемого «проклятия размерности».

Метод открывает новые возможности для анализа данных в физике, химии, биологии и инженерных науках. Например, он может быть использован в климатологии для анализа больших объёмов метеорологических данных, в медицине для обработки высокоразмерных биомедицинских изображений, а также в промышленности для оптимизации сложных процессов.

Подробнее - на сайте.

Принципиально новую систему мониторинга живых систем разработали в МГУ
#наука_мгу

Сотрудники лаборатории квантовой фотодинамики кафедры физической химии химического факультета МГУ впервые показали, что флуоресцентные белки идеально подходят на роль квантовых биомаркеров. С их помощью можно создать принципиально новые оптические технологии, позволяющие визуализировать и мониторить состояние живых систем. Результаты работы, поддержанной грантом РНФ, опубликованы в журнале Американского химического общества J. Phys. Chem. B.

Двухфотонная спектроскопия с использованием запутанных фотонных пар активно развивается и в теоретическом, и в экспериментальном направлении. Квантовая запутанность описывает особую корреляцию в системах нескольких частиц. На практике такая корреляция позволяет проводить спектроскопические измерения с намного меньшими интенсивностями возбуждающего света, чем в классических экспериментах, что важно при проведении исследований in vivo. Главное, понимать физический смысл изменений, происходящих в случае поглощения запутанных и классических фотонных пар с полярными фотоактивными молекулами. К таким молекулам относятся флуоресцентные белки – генетически кодируемые биомаркеры, широко применяющиеся для визуализации и мониторинга состояния живых систем.

Оказалось, что вероятность поглощения пар запутанных фотонов зависит как от классического вклада, так и его неклассического аналога. При этом неклассический вклад оказывается на несколько порядков больше, чем классический.

Подробнее – на сайте.

Физики МГУ во времена Великой Отечественной войны
#НаукаФронту

Физический факультет МГУ в годы войны стал настоящей кузницей оборонных технологий. Более 500 физфаковцев ушли на фронт, 128 из них не вернулись. Многие оставшиеся в тылу ученые и инженеры трудились над созданием жизненно важных приборов и технологий, сыгравших значительную роль в победе.

Одним из ключевых направлений работы физиков МГУ было совершенствование авиационной техники. Так, в эвакуации в Казани профессор Сергей Стрелков разработал прибор, позволявший моделировать аэродинамические процессы обтекания крыла самолета. Его исследования в области прочности авиационных конструкций значительно повысили надежность советских боевых машин.

Важные работы велись и в области акустики. Профессор Сергей Ржевкин со своими коллегами изучал шумы судов для борьбы с акустическими минами противника. Впоследствии он разработал гидрофоны и звукоизолированные кабины для военных кораблей. Эти технологии помогли значительно повысить эффективность морских операций Красной Армии.

На кафедре оптики под руководством Федора Королева велись исследования кумулятивных зарядов, сыгравшие важную роль в разработке оружия против вражеской бронетехники. Вместе с Николаем Карасевым он разработал метод визуализации кумулятивных струй, за что был удостоен Сталинской премии.

Магнитологи факультета, включая Евгения Кондорского и Михаила Грабовского, работали над методами защиты советских кораблей от немецких магнитных мин. Их исследования помогли разработать эффективные системы размагничивания судов, спасшие множество экипажей.

В области радиотехники огромный вклад внес Макар Карасев, разработавший устройство для раннего обнаружения детонации в авиационных двигателях. Это позволило значительно увеличить дальность полетов бомбардировщиков, не подвергая пилотов смертельному риску.

Профессор Василий Шулейкин в блокадном Ленинграде разработал метод расчета морских ледяных переправ. Его расчеты стали основой для прокладки легендарной «Дороги жизни» через Ладожское озеро.

Аспирант Михаил Карасев участвовал в создании прибора "Ночь-1", позволявшего самолетам совершать взлет и посадку в условиях низкой видимости. Эти устройства стали незаменимыми на фронтовых аэродромах и в условиях плохой погоды.

Помимо научных разработок, физики МГУ активно участвовали в обороне страны. Многие студенты и преподаватели входили в ряды ПВО, тушили зажигательные бомбы, строили укрепления и работали на заводах. В их числе была и студентка астрономического отделения Евдокия Руднева, ставшая штурманом легендарного женского авиаполка ночных бомбардировщиков.

За годы войны физики МГУ создали и передали фронту более 3000 уникальных приборов, от спектральных анализаторов металлов до перископов для подводных лодок. За эту работу факультет получил многочисленные благодарности от военного командования, в том числе от маршала Константина Рокоссовского.

Огромный вклад ученых физического факультета МГУ в победу стал символом единства науки и фронта. Их труды спасали жизни, приближали Победу и определяли будущее отечественной науки.