N 41 (4031) от 22 октября 2010:

• Госэкзамен в МИРЭА
• "Структура ядра: новые достижения"
• Семинар памяти академика А.Н.Сисакяна
• Слово об Алексее Сисакяне
• MSSMBS-2010: от моделирования - к созданию нового мира
• С успешной защитой!
• Нобелевская премия 2010 года
• МТС - ОИЯИ: вторая волна оСИМенения
• Вослед ушедшим (М.И.Широков)
• "Такие люди - опора России"
• Вечера, концерты
• НОВОСТИ

Версия N 41 в формате pdf

Конференции

MSSMBS-2010: от моделирования - к созданию нового мира

Международное совещание "Молекулярно-динамические исследования в материаловедении и биологии" MSSMBS-2010 в четвертый раз состоялось в Дубне. В совещании, организованном ЛРБ ОИЯИ, приняли участие специалисты ряда университетов Японии - Васеда, Кейо, Кумамото, Нагойя, российских центров - МГУ, Института математических проблем биологии РАН (Пущино), Института биохимической физики РАН, Института биоорганической химии РАН, сотрудники ОИЯИ. По уже сложившейся традиции если не активными участниками, то активными слушателями совещаний, проводимых ЛРБ, стали студенты кафедр биофизики и химии Университета "Дубна". Второй день совещание продолжило свою работу в Москве - в Московском государственном университете.

Цели, которые ставят перед собой организаторы совещания, - познакомить научное сообщество, занимающееся компьютерным молекулярным моделированием, и специалистов, работающих в материаловедении и биологических областях, с последними результатами и мировыми тенденциями в этих направлениях исследований. Главное внимание при этом фокусируется на молекулярном динамическом моделировании в химической физике и биофизических системах.

Пообщаться с коллегами из России

К.Ясуока (Университет Кейо, Япония): Мы сотрудничаем с профессором Х.Т.Холмуродовым в компьютерном моделировании в биологии и материаловедении, приглашаем его регулярно на один-два месяца в наш университет. Мне здесь было интересно обсудить некоторые вопросы с коллегами. Я привез с собой двух студентов - для них очень полезно общение в научной среде, это хорошая возможность для развития. В Японии проводятся аналогичные совещания, но большинство их участников составляют мои соотечественники.

Т.Ямамото (Университет Васеда, Япония): Я впервые в Дубне, приехал на конференцию по приглашению профессора Х.Холмуродова. Выступил с докладом, были квалифицированные вопросы, свидетельствующие о понимании темы аудиторией или, по крайней мере, ее частью. Надеюсь на продолжение обсуждения этой темы в кулуарах совещания. У японских исследователей не так много возможностей личного общения с коллегами из России, поэтому я с большим удовольствием воспользовался такой возможностью.

Ю.Окамото (Университет Нагойя, Япония): Я работаю в области биофизики, поэтому услышать об исследованиях нанотрубок на основе углерода и других новых материалов было очень интересно - хотя это и не моя область. Это расширяет научный кругозор. Тем более что и там, и там применяются одинаковые методы исследований. А биофизические доклады были для меня полезными.

Когда суперкомпьютер - главный помощник

Не первый раз приезжает в ОИЯИ директор Института математических проблем биологии РАН (Пущино) В.Д.Лахно, выступление которого было посвящено нанобиоэлектронике:

- Начало этому направлению было положено еще в 1970-х, когда наугад, по наитию, перебирая десятки и сотни вариантов сочетания нуклеотидов, удалось получить заданную биологическую конструкцию. Сегодня нанобиоэлектроника развивается в мире быстрее, чем с экспоненциальной скоростью, это буквально взрывное развитие. Специалисты из трех-четырех стран объединяются в команду с разделением труда: кто-то занимается расчетами на суперкомпьютере, кто-то - синтезом фрагментов, кто-то готовит специальные вставки для склейки фрагментов. В этом деле, конечно, суперкомпьютер бежит впереди биологов: сначала математики делают расчет, потом по нему биологи строят правильную конструкцию, хотя обычно в биологии бывает наоборот. Вообще без суперкомпьютеров нанобиоэлектроника как наука не могла бы существовать. К тому же в мире сейчас накопили огромное количество знаний о ДНК.

Возникли два конкурента - нанотрубки на основе углерода и ДНК. Но при этом все больше приходит осознание того, что никуда от ДНК не деться - только она автоматически передает самоподобие при строительстве. Используя ДНК, можно легко создать миллион абсолютно идентичных копий. На этой основе можно делать все существующие устройства современной электроники и те, которых пока еще нет.

Биочип - лучший диагност!

Становится реальным создание устройства для диагностики заболеваний в реальном режиме времени (!) - нанобиочипа, - продолжает Виктор Дмитриевич. - Если сравнивать с нынешней медицинской диагностикой, не вдаваясь в подробности, это как разница между оптическим микроскопом и электронным. Нанобиочип дает возможность отслеживать работу генома в реальном времени. Этим устройством уже заинтересовались космические агентства, поскольку находящиеся на орбите космонавты подвергаются воздействию галактического космического излучения и для контроля их здоровья и предотвращения нежелательных последствий необходимо постоянное тестирование на таком уровне.

Интенсивно развивается такое направление, как персональная медицина. Она стала возможной после расшифровки генома человека. Зная геном, мы получаем информацию об уже имеющихся или возможных болезнях человека. Сегодня прогресс в технике секвенирования (определения последовательности нуклеотидов в ДНК) идет с той же скоростью, что и развитие компьютеров. Расшифровка генома человека, осуществленная несколько лет назад, стоила 3 млрд долларов. Сейчас - уже 40-60 тысяч. Есть центры, которые предлагают расшифровать геном любого пациента за полторы тысячи долларов. Лондонские клиники планируют делать расшифровку генома всех своих пациентов. США объявили, что в ближайшие пять лет будет расшифрован геном первого миллиона человек. США имеют тысячи устройств для секвенирования, у нас - только шесть, а расшифровку всего генома не делают вообще! К примеру, расшифровка не всего генома, а определенных генов пациента позволяет быстро и точно диагностировать, есть ли у него онкологические заболевания, или высокую вероятность ими заболеть. Наночипы позволили бы получать такую информацию быстро и очень дешево.

Очень интересное направление - поиски внеземной жизни. На Земле первичной была жизнь на основе РНК - специальной одноцепочечной ДНК. Если датчик, построенный на основе РНК, запустить на подходящую по внешним параметрам планету, то можно будет со стопроцентной уверенностью сказать, существуют там простейшие формы жизни или нет.

Новая эра

Сейчас уже реализуются гибридные логические устройства - ДНК-транзисторы, имеющие нанометровый базовый размер, - говорит В.Д.Лахно. - Традиционная электроника не в состоянии минимизировать размеры устройств, менее 15 нм - это физический предел миниатюризации. А электронике на основе ДНК такие размеры и полная точность воспроизведения по плечу. Но существует проблема сопряжения таких элементов электроники на основе ДНК с традиционными, сопряжения с нашим миром небиологической техники. Хотя можно некое устройство целиком собрать из биомолекул.

Сейчас в электронике на основе биомолекул делаются самые первые, очень трудные шаги. На этом сосредоточены специалисты по физике твердого тела, передовые отряды молекулярных биологов, самые мощные суперкомпьютеры. Кто сдерживает сегодня развитие нанобиоэлектроники в России? Отчасти мы сами, не создав пока программ по самосборке молекул ДНК. Мы в этом должны не повторять природу, а создавать новые системы - например, биокомплексы из биомолекул. Мы сейчас знаем и можем синтезировать любой фрагмент ДНК, в растворе выращиваются микроскопические кристаллы на основе ДНК.

Хотя у нас равные стартовые шансы с зарубежными коллегами, но как только на Западе запустят производство коммерческих систем - все, нам тогда их уже не догнать. Россия в этом деле сильно отстает. Пока еще не поздно - об этом надо писать, говорить. Мы проводим ежегодную, единственную в России, конференцию по нанобиоэлектронике. Но на ней собираются в основном теоретики. Я выступал на форумах Роснано, но каких-то ответных действий нет.

Чтобы понять темпы развития нанобиоэлектроники на Западе, приведу такой пример: если в 2003 году на слово "нанобиочип" любая поисковая система в Интернете не давала ни одной ссылки, то сегодня - тысячи. Причем соотношение такое: полторы тысячи у нас, 15 тысяч - в остальном мире. Это соотношение характеризует и скорость нашего развития или отставания. Наступает новая эра, а наша общественность об этом пока не подозревает.

Ольга ТАРАНТИНА, перевод Сергея НЕГОВЕЛОВА.