VI. Биологические науки

42. Биология развития и при исследовании основных закономерностей и механизмов онтогенеза получение

эволюция живых систем новых данных о молекулярных, генетических, клеточных и тканевых особенностях

индивидуального развития (дифференцировки, формообразования и роста) животных и

растений. Выявление механизмов пролиферации, дифференцировки и

трансдифференцировки в тканях животных, анализ особенностей межклеточных

взаимодействий и индукционных процессов, который позволит доказать ведущую роль

микроокружения клеток в регуляции их дифференцировки. Получение новых данных

о формировании важнейших систем и органов (нервной, эндокринной, иммунной,

кроветворной и мышечной) с позиций современной молекулярной и клеточной

биологии, изучение механизмов направленной дифференцировки стволовых клеток,

выделенных из разных тканей и органов взрослых животных, вызванной влиянием

индукторов различной природы. Изучение воздействия факторов среды (космического

полета, биологически активных соединений, мутагенов, температуры) на процессы

развития. Проведение исследования клонирования животных, основанного на методах

андрогенеза и партеногенеза, а также использование трансгенных животных для

решения проблем биологии развития. Результаты этих исследований позволят

сформулировать современную концепцию механизмов онтогенеза животных,

основанную на взаимодействии молекулярно-генетического, клеточного и тканевого

уровней организации. Разработка теории репродукции растений, базирующейся на

изучении морфогенеза репродуктивных структур, проведение анализа нового типа

вегетативного размножения - эмбриоидогении, обоснование выделения двух главных

форм эмбриоидогении: репродуктивной и вегетативной. Проведение исследования

явления полиэмбрионии с позиций стволовых клеток растений, завершение

разработки оригинальной концепции явления апогаметии. Проведение анализа

живорождения у растений и животных, которое рассматривается как "эмбрионизация"

онтогенеза. Разработка моделей становления и эволюции биосферы, включая

самые ранние этапы ее развития. Проведение моделирования перехода

от мира РНК к "миру клеточной жизни" и становлению эвкариот, а затем и

многоклеточных организмов. Выявление скоростей морфологических преобразований и

особенности морфогенеза и эволюции животных и растений на различных этапах

развития биосферы. Сопоставление и согласование полученных на ископаемом

материале данных по эволюционной морфологии с результатами исследований

различных направлений биологии развития и сравнительной морфологии, полученными

на современных организмах. Разработка теоретических и методологических основ

эпигенетической концепции эволюции на основе представлений о целостности

организмов в онто- и филогенезе. Разработка проблем становления

морфофункциональной организации высоких таксонов на основе выяснения генезиса,

темпов и механизмов структурных перестроек на разных уровнях. Разработка

концепции эволюции регуляторных механизмов морфогенеза. В перспективе -

выявление принципиально новых типов организации ископаемых организмов, крайне

важных с точки зрения эволюционной значимости, но не дошедших до современности

43. Экология организмов и выявление на многочисленных модельных объектах основных типов адаптивных

сообществ стратегий видов организмов и их сообществ в естественных и антропогенных условиях,

в том числе при воздействии пессимальных и экстремальных факторов разного

генезиса. Эти исследования включают анализ механизмов адаптационного морфогенеза

позвоночных и беспозвоночных животных в связи с их динамикой и устойчивостью к

антропогенным воздействиям, оценку возможностей адаптации растений на

биохимическом, субклеточном, клеточном и организменном уровнях, анализ

экологических механизмов микроэволюционных преобразований в популяциях

растений и животных. Выявление закономерностей возникновения адаптаций в

условиях длительного радиационного воздействия, установление механизмов

отдаленных последствий хронического низкоинтенсивного электромагнитного

излучения на биоту и человека и их отличий от воздействия высоких доз излучения.

Разработка балансовых моделей миграции и накопления техногенных радионуклидов в

бассейнах крупных рек Урала и Западной Сибири для долгосрочного прогнозирования

возможного загрязнения природной среды. Проведение для основных природных зон

Северной Евразии оценки скоростей депонирования и миграции естественных и

техногенных радионуклидов в наземных и водных экосистемах. Предложение новых

методов идентификации и диагностики источников поступления в окружающую среду

радионуклидов на основе анализа их изотопных отношений, разработка концепции и

методологии мониторинга наземных и водных экосистем, находящихся в сфере

предприятий ядерного топливного цикла. Осуществление прогнозного моделирования

изменения наземных экосистем разных типов при различных сценариях глобального

потепления. Построение сверхдлинных (до 10 тыс. лет) непрерывных древесных

кольцевых технологий для территории Северной Евразии. В результате появится

возможность реконструкции климата прошлых историко-геологических эпох. На базе

сравнительного анализа древних форм синэкологической организации и их

современных аналогов проведение реконструкции изменений структуры биоценозов в

фанерозое, в том числе в периоды биоценотических кризисов. Разработка общей

концепции гомеостаза механизмов регуляции и оптимизации структуры сообществ в

зависимости от климатических факторов и антропогенных воздействий с последующим

развитием принципов и методов экологической инженерии, включая

восстановительные технологии, выявление роли симбиотических, паразитарных и

коадаптивных комплексов, их значение для профилактики и лечения природно-

очаговых инфекций и инвазий. Создание системы управления биопродукционным

процессом в экосистемах разных типов в условиях антропогенного воздействия.

Создание моделей функционально-ценотической организации сообществ почв,

взаимосвязей макро- и микроорганизмов и их роли в трансформации органического

вещества и почвенном плодородии. Разработка систем мониторинга лесных и

лесоболотных систем, определение основных показателей их ресурсного потенциала и

биосферных функций, в том числе в балансе углерода в зависимости от широтно-

зональных градиентов среды и глобальных климатических изменений. Создание карт

почв, растительности, животного мира на зональном, региональном и федеральном

уровнях. Разработка методологии обеспечения биологической безопасности человека в

искусственной среде обитания, методов контроля микробного статуса человека и

технологии микробиологической защиты среды обитания гермобъектов различного

назначения. Изучение на различных системных уровнях особенности формирования

функциональных перестроек у 2 - 3 поколений уроженцев Крайнего Севера и выявление

негативных последствий совокупного влияния на здоровье человека экстремальных

факторов среды в зависимости от выраженности сезонных флюктуаций клинических и

геогелиофизических показателей с учетом половозрастных и этнических характеристик

организма и длительности проживания на Севере. В результате будет предложена

система управления здоровьем северян в зависимости от региона их проживания,

основанная на прогнозной оценке изменения адаптационного потенциала человека в

процессе его онтогенеза

44. Биологическое разнообразие на основе проведенных ревизий и таксономических исследований подготовка новых

монографий, определителей и каталогов таких, как "Аннотированный каталог морских

рыбообразных и рыб России", "Атлас морских рыб Камчатки", "Рыбы Белого моря",

"Аннотированный список рыб Каспийского моря", "Ранние тестудиноидные черепахи

Азии: морфология, систематика и филогения", отдельные тома "Ископаемых

позвоночных России и сопредельных стран", "Змеи Кавказа", "Полевой определитель

ликодов и близких к ним видов (Zoarcidae: Lycodes, Lycodopsis, Petroschmidtia)

дальневосточных морей России", очередные тома "Каталога фондовых коллекций

Зоологического института РАН" и "Кадастр птиц Ленинградской области", монография

серии "Фауна России и сопредельных стран" - "Млекопитающие. Семейство

Медвежьи", очередные тома "Биоты российских вод Японского моря" и

"Иллюстрированные ключи для определения беспозвоночных российских морей

Арктики", отдельные тома "Фауны России" по большой группе таксонов разного ранга

беспозвоночных, "Декоративные многолетние растения Главного ботанического сада

РАН: 60 лет интродукции", "Итоги интродукции сирени", 2-й том "Флоры Нижнего

Поволжья", 3-й том "Конспекта флоры Кавказа", "Конспект флоры Восточной Европы",

2-й и 3-й тома "Определителя грибов России", 1-й том "Флора лишайников России",

"Микобиота Белорусско-Валдайского поозерья", "Макромицеты луговых сообществ

заповедников России", "Растения Центральной Азии" (2 тома), "Catalogue of

basidiomycete strains of the LE BIN Culture Collection", "Растительность Северо-

Запада России" и др. Подготовленные каталоги позволят провести оценку ресурсов и

оперативно оценивать их состояние и прогнозировать их изменение. Расширение базы

биологических ресурсов за счет введения в практику хозяйственного использования

новых видов организмов, содержащих биологически активные вещества, перспективные для

применения в фармацевтической промышленности. Разработка новых технологий

расширенного воспроизводства молоди и маточного стада ценных видов промысловых

рыб в полуискусственных условиях, создание промышленных зоомикробных культур

для переработки органических отходов сельского, муниципального хозяйства,

промышленных отраслей, работающих на природном органическом сырье,

культивирование микробных комплексов интестинальных симбиотических

микроорганизмов в качестве кормовых добавок для использования в птицеводстве и

животноводстве (пробиотики, целлюлозолитики), разработка методов биологической

очистки активного ила в водоемах и почвы, загрязненной нефтью и продуктами ее

переработки. Разработка на основе данных молекулярно-генетического анализа и

классической морфологии методов диагностики паразитов животных и растений,

создание баз данных наиболее опасных видов паразитов растений, рыб и охотничье-

промысловых животных на территории России. Для защиты растений от

паразитических нематод на основе стероидных гликозидов культуры клеток Dioscorea

deltoidea проведение производственной проверки эффективности созданного препарата

дельтостим, а также производственных испытаний водорастворимого биопродукта

хитозана и его производных в качестве элиситора нематодоустойчивости

сельскохозяйственных растений. По материалам исследований издание монографий

"Церкариозы в урбанизированных экосистемах", "Нематоды - паразиты и патогены

беспозвоночных", "Паразитические фитонематоды России", "Динамика сообщества

цестод перелетных птиц" и "Определитель моногеней пресноводных рыб Палеарктики

и Амура". Составление базы данных по миграциям птиц, установление путей переноса

птичьего гриппа. Дальнейшая разработка методологии и методов оценки

биоразнообразия лесных экосистем - анализ и продолжение разработки типологии

бореальных лесов. Обобщение разработанных методологических подходов и методов

выявления общих закономерностей изменения биоразнообразия и средообразующей

роли биоты в ходе сукцессий в бассейнах малых рек в книге "Методы исследований

лесных биогеоценозов малых рек". Передача методов мониторинга с развитыми и

внедренными новыми параметрами заинтересованным ведомствам. На основе новых

данных по пространственно-типологическому разнообразию болотных экосистем и

заболоченных местообитаний создание геоинформационной системы "Болотные

экосистемы России" с оценкой их углерододепонирующей способности. Завершение

создания баз данных по чужеродным видам растений и животных, вселившимся на

территорию России, разработка генетических методов тестирования краевых популяций

и определения границ материнского и новоприобретенного ареалов. Определение

темпов распространения и степени адаптации и воздействия на аборигенные виды

чужеродных растений, установление уровня гибридизационных процессов и доли

гибридов во флоре разных водохранилищ бассейнов европейских рек России.

Результаты исследований экологии насекомых - потенциальных агентов

биологического контроля инвазионных видов растений, биологического разнообразия

энтомофагов плодовых садов, популяции амброзиевого листоеда будут использованы

для разработки методов борьбы с вредителями. Издание по проблеме чужеродных

видов обобщающих монографий "Ондатра: причина и следствия биологической

инвазии", "Экология океанического обрастания в пелагиали", "Инвазийные

млекопитающие России", "Чужеродные виды и их воздействие на экосистемы Черного

и Каспийского морей", "Чужеродные виды в Голарктике", "Биологические инвазии

чужеродных видов" и "Черноморско-каспийская тюлька: история инвазии".

Исследования видового и экосистемного биоразнообразия в районах интенсивного

освоения человеком (Сочи, Сахалин, Байкал, Селенга), что позволит выявить влияние

антропогенной деятельности на состояние живой природы этих регионов. Разработка на

основе изучения биологии редких видов животных и растений, технологий их

реинтродукции и сохранения как в естественной среде, так и в искусственных условиях.

Оценка биологического разнообразия и характеристика симбиотических

взаимодействий микроорганизмов в природных биоценозах. Разработка технологии

микробиологического мониторинга водных экосистем. Выявление

микробиологического потенциала ледникового щита Центральной Антарктиды и озера

Восток. Исследование влияния микробных комплексов контактных зон на

самоочищение пресноводных и морских экосистем. Выявление биогеографических

закономерностей и ландшафтной специфики пространственного варьирования физико-

химических свойств и биологической активности почв. Разработка теоретических основ

изучения и сохранения биоразнообразия и ресурсопользования - вопросов

микроэволюции, видообразования, соотношения видового и внутривидового

разнообразия, разнообразия сообществ и экосистем

45. Общая генетика разработка математических моделей для прогнозирования генетических процессов в

природных и антропогенных популяциях, выявление генов, контролирующих

хозяйственно-ценные признаки животных, растений и микроорганизмов. Проведение

молекулярно-генетического картирования геномов растений и животных, разработка

компьютерных моделей генетических процессов, определяющих эволюцию видов и

внутривидовых групп. Расшифровка геномов ряда важнейших сельскохозяйственных

растений, разработка эффективных и экологически безопасных методов применения

физиологически активных веществ нового поколения в технологиях регуляции роста

растений, повышения их устойчивости к фитопатогенам, повышения урожайности и

сохранности сельскохозяйственной продукции. Выявление популяционно-генетической

структуры региональных и этнических групп населения России по признакам,

используемым для геномной регистрации. Решение задач идентификации

генотипических и средовых факторов риска для широко распространенных заболеваний

человека и животных, оценка уровня генетического полиморфизма в общих группах

населения Российской Федерации и изолированных популяционных группах,

определение значений отдельных генов, их полиморфизма и вариаций их экспрессии в

проявлении индивидуальных генотипов. Разработка методологии оценки риска

генетических нарушений и прогнозирования отдаленных генетических последствий

радиационных и техногенных катастроф на основе данных эколого-генетического

мониторинга состояния популяций модельных видов млекопитающих и растений.

Выявление механизмов выживаемости и жизнеспособности популяций растений с

естественным и интродуцированным генетическим грузом. Осуществление

генетической паспортизации отечественных пород (лошадь, крупный рогатый скот, як,

искусственно разводимые популяции пушных зверей) на основе генетического

мониторинга, создание информационной базы данных по локальным породам России

и подготовка рекомендаций по сохранению меж- и внутрипородного разнообразия

доместицированных животных. На основе сравнительного анализа отечественных и

монгольских пород лошадей (монгольская, якутская, бурятская и калмыцкая лошадь) и

крупного рогатого скота (монгольский, якутский, калмыцкий и бурятский скот),

популяции домашнего яка (монгольская, бурятская и алтайская популяции) подготовка

монографии по домашним копытным России и Монголии. Оформление результатов,

представляющих практический интерес, в виде патентов. Анализ популяционно-

генетической структуры региональных и этнических групп в населении России по

признакам, используемым для геномной регистрации. Реконструкция эволюционной

истории народов России. Разработка системы генетической паспортизации для

характеристики и поддержания ценных пород животных и сортов хозяйственно важных

растений, а также видов-эндемиков России. Анализ тератогенных и мутагенных

эффектов химического и радиационного загрязнения окружающей среды. Выявление

генов, контролирующих хозяйственно-ценные признаки животных, растений и

микроорганизмов, и их использование в селекции и биотехнологии. Характеристика

форм сельскохозяйственных животных и растений, устойчивых к патогенам,

вредителям и неблагоприятным условиям внешней среды. Анализ механизмов

возникновения, распространения и фиксации генетической изменчивости у морских

беспозвоночных и рыб. Разработка компьютерных моделей генетических процессов,

определяющих эволюцию видов и внутривидовых групп, установление связи этих

процессов с глобальными геологическими и климатическими изменениями, а также с

антропогенными и иными воздействиями. Анализ структуры и разнообразия

генофондов коренного и пришлого населения Северной Азии по данным об

изменчивости высокополиморфных генетических систем. Создание базы данных по

изменчивости митохондриальных генофондов народов Центральной и Восточной Азии.

Анализ молекулярно-генетической дифференциации некоторых таксонов позвоночных

животных (рыбы, млекопитающие) Сибири и Дальнего Востока. Установление роли

факторов эволюции в формировании генетической изменчивости в природных

популяциях человека, животных и растений. Создание генетических коллекций и баз

данных. Разработка новых генетико-статистических методов анализа сложных

признаков человека, растений и животных. Изучение наследования признаков,

связанных с адаптивностью растений и животных к экстремальным условиям

окружающей среды, закономерностей кариотипической макро- и микроэволюции.

Молекулярно-генетическое картирование геномов растений и животных. Исследование

молекулярно-генетических механизмов гормональной регуляции репродуктивной

функции животных. Физиологическая генетика сложных функций, гормональных

регуляций, доместикации и поведения. Изучение молекулярно-генетических основ

регуляции иммунного ответа и закономерностей эволюции иммунной системы.

Создание методов реконструкции геномов растений на основе хромосомной

инженерии. Раскрытие генетических механизмов, контролирующих системы

размножения растений. Выявление роли эпигенетических механизмов в формировании

фенотипических характеристик растений. Определение закономерностей изменчивости

геномов органелл в процессе формообразования на основе отдаленной гибридизации

растений. Исследование закономерностей структурно-функциональной реорганизации

геномов растений в процессе эволюции и селекции. Разработка новых способов

ускоренного и целенаправленного создания генотипов мягкой пшеницы,

характеризующихся адаптивными и хозяйственно-ценными признаками.

В комплексном исследовании выявление методами учета хромосомных аберраций и

летальных случаев с доминантным наследованием мутагенного действия экзогенных

факторов среды (ионов тяжелых металлов, их координационных соединений и

лекарственных препаратов (омепразол, де-нол и др.)) на генотип клетки, а также

эндогенной интоксикации, вызванной Helicobacter pylori. Проведенные исследования

позволят выявить закономерности мутагенного и комутагенного действия и активность

инфекта в культуре лимфоцитов детей, инфицированных Helicobacter pylori

46. Структура и функции идентификация и выделение из биологических объектов новых эндогенных

биомолекул и надмолекулярных биорегуляторов, установление структуры и механизма действия. Разработка

комплексов высокоэффективных методов оценки их функционального потенциала. Существенное

расширение знаний о природе и функционировании низкомолекулярных

биорегуляторов, в первую очередь вторичных мессенджеров. Расшифровка

пространственных структур значительного числа белков и сложных

макромолекулярных комплексов. Анализ структурно-динамических свойств белков

(а также конформаций белков и пептидов), полибелковых комплексов и комплексов

белков с различными низко- и высокомолекулярными веществами. Установление

механизмов взаимодействий белок-белок, белок-нуклеиновая кислота и других

биополимеров. Выявление особенностей структуры нуклеиновых кислот, играющих

ключевую роль в функциях клеточных органелл и временных функциональных

комплексах клетки. Выяснение взаимосвязи структура - биологическая активность для

полисахаридов морских организмов. Идентификация и расшифровка механизмов

действия ферментов, в том числе ферментов матричного биосинтеза, репарации и

рекомбинации ДНК. Выяснение механизмов взаимодействия биологически активных

соединений с мембранными и внутриклеточными мишенями. Молекулярный дизайн и

синтез новых модуляторов клеточной активности с заранее заданными свойствами.

Оптимизация методов генерации структур биологически активных препаратов на

основе компьютерного моделирования для фундаментальных исследований и

применения в биотехнологии

47. Молекулярная генетика, выяснение закономерностей организации регуляторных районов генов человека,

механизмы реализации позвоночных и беспозвоночных животных, значимых для их транскрипции. Выявление

генетической информации, взаимодействий генов, имеющих значение для реализации фенотипических признаков

биоинженерия организмов, роль вариабельности первичной структуры ДНК в модификации фенотипа.

Установление физико-химических свойств наночастиц биогенной и абиогенной

природы, значимых для создания новых материалов для биомедицины. Выявление и

характеризация эпигенетических механизмов реализации генетических процессов.

Установление структуры хроматина в интерфазном ядре и метафазных хромосомах.

Выяснение роли модификаций гистонов и других белков хроматина в контроле

транскрипции. Выявление основных цис-регуляторных элементов ДНК,

контролирующих функционирование генома, и установление природы

взаимодействующих с ними белков и их роли в регуляции транскрипции. Расшифровка

механизмов регуляции на уровне генов и их транскриптов с участием малых

интерферирующих РНК. Установление механизмов регуляции трансляции малыми РНК

и продуктами экспрессии генов. Выяснение регуляторных механизмов

координированного функционирования генов, приводящего к проявлению

определенных признаков. Установление роли альтернативного сплайсинга в

формировании изоферментного разнообразия белков. Раскрытие механизмов белкового

синтеза у эукариот (в том числе человека) на базе полностью реконструированных

систем in vitro. Выяснение строения mРНК - связывающего центра рибосом человека.

Осуществление бесклеточного синтеза ряда полипептидов и белков в интересах

медицины и сельского хозяйства. Разработка алгоритмов предсказания структуры

комплексов ферментов с аналогами субстратов и ингибиторами в целях направленной

регуляции активности ферментов. Конструирование ферментов методами белковой

инженерии для фундаментальных исследований и применения в биотехнологии.

Создание синтетических катализаторов, имитирующих действие природных ферментов.

Получение и широкое использование каталитических антител в органическом синтезе и

медицине. Разработка на основе полученных экспериментальных данных концепции,

которая позволит представить последовательность молекулярных событий гибели

нейронов при нейродегенеративных заболеваниях и предложить общую тактику и

конкретные стратегии, позволяющие подойти к разработке принципиально новых

подходов к коррекции и предупреждению нейродегенеративных заболеваний.

Получение данных об экспрессии и функции белков, участвующих в реализации гибели

зрелых нейронов в культурах трансформированных и первичных нейронов грызунов и

человека при моделировании нейрональной гибели в результате активации клеточного

цикла. Выявление факторов, вовлеченных в нейродегенерацию на ранних этапах гибели

нейронов, в культурах. Выявление новых генов, определяющих функциональную

организацию и управление работой центральных генераторов моторного паттерна (на

модели дрозофилы). Изучение на мутационных моделях дрозофилы ключевых геном-

зависимых механизмов развития нейродегенеративных расстройств, молекулярных

механизмов обучения и памяти. Выявление методами функциональной нейрогеномики

новых аспектов развития патологических состояний нервной системы на модели

дрозофилы, которое создаст теоретические предпосылки для разработки методов

генотерапии ряда нервно-психических патологий у человека

48. Молекулярные механизмы разработка новых методов изучения органелл и ультраструктуры клеток разного уровня

клеточной дифференцировки, организации. Расшифровка молекулярных механизмов межклеточных взаимодействий.

иммунитета и онкогенеза Установление физиологических механизмов регуляции активности катион-проводящих

каналов в плазматической мембране эукариотических клеток, путей активации и

инактивации катионных каналов, роли кортикального цитоскелета и липидного

окружения. Направленная модуляция функциональной активности клеточных

рецепторов и ионных каналов. Расшифровка молекулярных механизмов вкуса, электро-

и магниторецепции, а также принципов кодирования и обработки сенсорной

информации. Использование стволовых клеток растений как модельной системы для

изучения механизмов клеточной дифференцировки. Выявление возможной роли белков

теплового шока в формировании противоопухолевого и противовирусного иммунитета.

Расшифровка механизмов эндокринной и цитокиновой регуляции процессов

иммуногенеза. Оценка механизмов иммунохимического гомеостаза в реализации

адаптации к когнитивным стрессорным воздействиям. Выявление механизмов

иммунологической регуляции физиологических функций в норме и при патологических

процессах. Выявление молекулярно-генетических механизмов канцерогеза. Создание

новых генетических методов прогноза и диагностики предраковых и раковых

заболеваний. Разработка методов активации клеточного противоракового иммунитета.

Установление строения комплексов внеклеточных нуклеиновых кислот и их связь с

опухолевыми заболеваниями. Выявление клеточных и молекулярных механизмов

гравичувствительности клеток и роли клеточных эффектов в интегративном ответе

организма на воздействие микрогравитации. В сериях экспериментов с модельными

нарушениями тканевого роста оценка противоопухолевой активности биоорганического

препарата "Скваакан" и его сочетаний с общепринятыми противоопухолевыми

препаратами (цитостатиками и антибиотиками). Создание новых препаратов и

технологий их использования, регулирующих и повышающих противоопухолевую

резистентность клеток и тканей. Поиск доказательства снижения рецепторной

активности клеток к медиаторам воспаления, катехоламинам и провоспалительным

цитокинам. Выявление дисбаланса уровней пролиферации и апоптоза

иммунокомпетентных клеток и установление причины его появления. Решение вопроса

о физиологической роли в организме раково-эмбрионального антигена и аутоантител,

которое даст возможность обосновать использование уровня содержания указанных

параметров в качестве маркеров прогноза преждевременного старения

49. Клеточная биология, выяснение роли ядра и цитоплазмы при дифференцировке путем применения

теоретические основы клеточных технологии реконструкции клеток типа цитопласт-, кариопласт- и цитопласт-клетка.

технологий Оценка роли "хромосомных" территорий в ядре и внутриядерного цитоскелета в

регуляции экспрессии генов. Выяснение роли стрессорных белков и редокс-регуляции в

функционировании органелл растительной клетки. Создание новых технологий

репрограммирования через реконструированные клетки. Установление рецепторов и

механизмов клеточной сигнализации, определяющих миграцию, хоуминг и

дифференцировку стволовых клеток. Разработка подходов к широкому использованию

клеток зародыша и взрослого организма человека в медицине для прямой подсадки

необходимых клеток (клеточная терапия) и для создания искусственных

органоспецифичных клеток. Разработка методов выделения, очистки и

дифференцировки стволовых клеток, а также их культивирования в синтетических

средах. Получение генетически модифицированных клеток. Получение стабильных

линий стволовых клеток человека, способных к тканеспецифической дифференцировке.

Создание банков данных стволовых клеток. Определение факторов, приводящих к

нестабильности генома эмбриональных стволовых клеток человека и их производных in

vitro и влияющих на изменение туморогенности in vitro и дифференциальный

потенциал клеток. Разработка основ технологий получения терапевтических препаратов

стволовых клеток для лечения тяжелых заболеваний и повреждений организма

(поражения печени, дегенерация зрительного нерва, травмы головного и спинного

мозга и др.). Разработка экспериментальных способов компенсации эндокринных и

иммунологических нарушений. Разработка методов тканевой инженерии на основе

культур клеток и биосовместимых материалов (конструирование аналогов ткани и

органов). Разработка новых методов преодоления гистонесовместимости. Разработка

клеточных технологий для биоинженерии применительно к задачам обеспечения

космических полетов. Разработка методики получения неотторгающихся аутопротезов

отдельных органов и тканей путем выращивания на вшитой под кожу основе.

Получение новых данных о молекулярных механизмах гравичувствительности,

изменениях дифференцировочного потенциала и закономерностях пластичности клеток

и тканей в условиях реальной и моделируемой гравитации. Разработка новых методов в

области космической биотехнологии и клеточной биологии, новых подходов к

использованию клеточных технологий для оптимизации восстановительных процессов.

Формулирование молекулярно-биологических принципов коррекции процессов

физиологической и патологической перестройки клеточных структур при

экстремальных воздействиях. В результате определения свойств аутологичных клеток

костного мозга как материала при клеточной нейротрансплантации обнаружение в них

наличия большого количества различных фракций стволовых и прогениторных клеток

взрослого человека, что объясняет возможность их нейробластоидной

дифференцировки. В результате изучения влияния ликвора как гуморального

компонента внеклеточного матрикса определение возможности исследования

направленной трансдетерминации стволовых клеток в культуре. При исследовании

влияния различных физических факторов (электростимуляции, лазерные, магнитные

воздействия) разработка нового оптимального подхода к реабилитации

неврологических больных

50. Биофизика, радиобиология, реконструирование молекулярно-генетических систем, контролирующих сложные

математические модели в признаки организмов, и изучение закономерностей их структурно-функциональной

биологии, биоинформатика организации и эволюции, разработка программы для картирования генов и

детализирование физических и генетических карт модельных и хозяйственно полезных

млекопитающих. Построение минимальных теоретических и экспериментальных

моделей биосферных процессов. Установление детальных механизмов преобразования

энергии АТФ в механическую работу. Выяснение механизмов регуляции сокращения

различных типов мышц. Разработка методов защиты сократительного аппарата и

цитоскелета от неблагоприятных воздействий. Выявление рецепторов и расшифровка

молекулярных механизмов положительного и отрицательного хемотаксиса клеток

животных и человека. Расшифровка механизмов генерации силы и ее регуляции в

скелетных, сердечных и гладких мышцах в норме и при патологии. Расшифровка

механизмов регуляции энергетического метаболизма в мышце. Разработка новых

подходов к метаболической коррекции миопатий. Разработка новых подходов к

стимуляции адаптационной и регенерационной способности мышц и к коррекции

мышечных патологий. Расшифровка структуры, механики и молекулярной

организации цитоскелета немышечных клеток и его связи с регуляторными системами.

Познание механизмов и регуляции направленного движения клеток, играющих

определяющую роль в процессах заживления ран, иммунного ответа в очагах

воспаления и метастазирования опухолей. Выявление цитоскелетных аспектов

интегративной деятельности нейронов, управляющих движением, для разработки

метода скрининга медикаментозных препаратов в профилактике, коррекции и лечении

болезней движения. Расшифровка механизмов, ответственных за отклик биологических

систем на электромагнитные и акустические поля. Выявление роли систем

внутриклеточной сигнализации и белков теплового шока. Выяснение механизмов

сочетанного действия радиации и низкоинтенсивного электромагнитного излучения на

отдельные органы и на поведенческие реакции организмов. Установление механизмов

формирования отдаленных последствий хронического низкоинтенсивного облучения

объектов биоты и человека и их отличий от высокодозового облучения. Разработка

быстрых тестов, а также аппаратурного оснащения для оценки состояния организма

пациентов, подвергавшихся радиотерапии. Выявление механизмов адаптации,

устойчивости и факторов, определяющих возможности выживания микроорганизмов в

условиях воздействия экстремальных факторов окружающей среды по температуре,

солености, щелочности (кислотности), концентрации тяжелых металлов и

радионуклидов. Выявление закономерностей возникновения адаптаций в природных

популяциях растений и животных, обитающих в условиях длительных радиационных

нагрузок. Выявление новых природных антиоксидантов, средств, предотвращающих

патологические последствия окислительного стресса на организм млекопитающих при

воздействии факторов внешней среды. Идентификация источников радиоактивного

загрязнения различного генезиса. Оценка запасов радионуклидов в основных

компонентах наземных и водных экосистем. Разработка концепции и методологии

мониторинга наземных и водных экосистем, находящихся в сфере предприятий

ядерного топливного цикла. Разработка балансовых моделей миграции и накопления

техногенных радионуклидов в бассейнах крупных рек Урала и Западной Сибири для

долгосрочных прогнозов глобальных, региональных и локальных уровней загрязнения

природной среды. Оценка скоростей депонирования и миграции естественных и

техногенных радионуклидов в наземных и водных экосистемах в условиях основных

природных зон Северной Евразии. Разработка методов диагностики источников

поступления в окружающую среду радионуклидов на основе анализа их изотопных

отношений. Анализ закономерностей возникновения адаптаций в природных

популяциях растений и животных к обитанию в условиях длительных радиационных

нагрузок. Характеристика влияния химических соединений, в том числе ксенобиотиков,

нарушающих эндокринную регуляцию физиологических функций морских

беспозвоночных и рыб. Разработка радиоизотопных и ферментативных методов для

изучения способности морской среды к самоочищению. Выявление физиологических

реакций и механизмов индивидуальной устойчивости к воздействию экстремальных

климатогеографических, техногенных и социальных факторов внешней среды.

Выявление функциональных резервов и их использование в поддержании гомеостаза

организма человека и животных при воздействии измененных факторов внешней среды.

Медико-биологическое обоснование разработки новых перспективных средств и

методов жизнеобеспечения и управления адаптационными реакциями человека в

экстремальных условиях. Построение моделей процессов на молекулярном и клеточном

уровнях, описывающих метаболические превращения и процессы переноса вещества и

энергии, взаимодействие которых играет регуляторную роль в функциональной

активности клетки. Анализ свойств нелинейных волн в математических моделях с

кросс-диффузией, описывающих процессы самоорганизации в биологических системах.

Теоретические и экспериментальные исследования свойств таксисных волн на примере

бактериальных популяционных волн. Выявление механизмов и последствий инвазии

динамических режимов (стационарного, периодических и хаотических колебаний

биомассы) в водных (морских и озерных) сообществах. Выявление нелинейных

динамических процессов в функционирующем сердце. Разработка методов

моделирования, позволяющих визуализировать процессы на уровне взаимодействия

отдельных биомакромолекул с учетом сложной архитектуры субклеточных систем.

Разработка мультимедийных моделей и информационных систем для разных типов

живых систем (субклеточные системы, клетки, организмы, группы организмов),

представляющих информацию о структурах и процессах в данной системе, дающих

возможность работать с компьютерными моделями процессов в режиме онлайн.

Разработка нового поколения алгоритмов и программ для высокоэффективной

комплексной конвеерной автоматической функциональной аннотации геномов,

транскриптомов, протеомов, метаболомов микроорганизмов, растений, животных и

человека. Моделирование метаболизма микроорганизмов, предсказание эффектов

мутаций, предсказание свойств генно-инженерных штаммов. Анализ и компьютерное

моделирование регуляторных систем и количественное описание процессов регуляции

экспрессии генов на языке математических моделей. Построение трехмерной структуры

белков по последовательности аминокислот. Создание компьютерных моделей

динамики генных сетей, контролирующих молекулярно-биологические, молекулярно-

генетические, биохимические и физиологические системы и процессы у

микроорганизмов, растений, животных и человека. Разработка новых генетико-

статистических методов анализа комплексных признаков человека, животных и

растений. Создание компьютерных моделей про- и эукариотической клетки,

объединяющих математические модели основных клеточных процессов. Разработка

информационных систем нового поколения для регистрации и анализа

физиологических данных. Разработка и внедрение новых математических моделей

физиологических процессов и систем. Разработка обучающихся нейронных сетей и

изучение эффективности нейросетевых моделей управления многосуставными

движениями человека. Математическое моделирование механической и электрической

функций миокарда и их взаимосвязей. Моделирование неоднородной сердечной ткани.

Создание новой математической модели и программного обеспечения процессов

нелинейного вязкоупругого поведения пассивного миокарда. Определение в возрастном

аспекте структурных особенностей математических моделей кардиоритма у детей и

подростков коренных и аборигенных жителей Крайнего Севера для оценки

адаптационного потенциала лиц, проживающих в экстремальных

природных условиях. Выявление закономерностей формирования дозы облучения

космонавта, а также модели репарационных процессов в организме на различных -

от клеточного до системного - уровнях организации. Разработка многокомпонентной

модели радиационного риска, норм и правил обеспечения радиационной безопасности

экипажа в сверхдлительных космических полетах. На основе математической модели

самообучающихся нейронных сетей выявление новых экспериментальных подходов к

исследованию памяти и обучения. Изучение принципов организации физиологических

систем, определяющих взаимодействие сенсорных и когнитивных процессов,

выявление закономерностей ряда патологических состояний (сенсорные и когнитивные

дисфункции). Разработка рекомендаций и новых информационных систем для

диагностики, мониторинга и реабилитации физиологических функций,

ориентированных на клиническое внедрение. Создание и исследование математических

моделей ряда физиологических процессов и систем в норме и патологии. Предложение

специализированных информационных систем, реализующих анализ медицинских и

биологических изображений, баз предметных данных и управление физиологическими

экспериментами

51. Биотехнология создание средств направленного воздействия на РНК вирусов и онкогенов,

синтетических катализаторов, расщепляющих РНК. Создание комплекса имплантатов

для реконструктивной хирургии. На трансгенных растениях табака, моркови и томатов

изучение механизмов и уровней экспрессии чужеродных генов. Получение продуцентов

белков медицинского назначения и съедобных вакцин против гепатита, ВИЧ и других

вирусных инфекций. Создание лекарств нового поколения на основе мишень-

направленного отбора ингибиторов АТФ-синтазы для использования в терапии

множественной лекарственной устойчивости бактериальных инфекций и

злокачественных опухолей. Разработка единой технологической платформы для

получения прижизненных 3-мерных флуоресцентных изображений, отображающих

локализацию опухолей, колоний бактерий, вирусов в мелких лабораторных животных.

Создание суперчувствительных и экспрессных систем биодетекции физиологически

активных соединений. Разработка и производство оборудования на основе белковых и

ДНК микро- и наночипов для мультипараметрического анализа микрообъемов проб.

Разработка лабораторного макета установки для многоканального анализа ионных

токов в биологических мембранах в роботизированном комплексе для скрининга новых

лекарственных препаратов. Создание нового спектрального подхода к исследованию

структурных и динамических свойств биомолекул на основе регистрации ИК-эмиссии,

индуцированной электромагнитным излучением. Создание инфракрасных

термовизионных методов контроля состояния сосудов в норме и при патологии.

Усовершенствование приборов на основе полимеразной цепной реакции для работы в

полевых условиях, автоматизация методов молекулярно-генетического маркирования,

адаптация методологии "бар-код жизни" для различных таксономических групп

организмов, стрип-тесты для оперативного выявления отдельных целевых белков, ДНК-

чипы для широкого спектра геномов и отдельных целевых групп генов, наборы для

дифференциального дисплея различных физиологических процессов. Разработка

единого аппаратурно-программного комплекса диагностики и неинвазивной коррекции

дизадаптаций и функциональных нарушений организма на основе спектрально-

волновой оценки деятельности головного мозга и кардиоритма человека. Создание

новых высокопроизводительных синтезаторов нуклеиновых кислот и робототехники

для манипуляций с ДНК. Создание микрофлюидных устройств для изучения и

регистрации молекулярно-генетических систем и процессов на уровне отдельных

клеток. Выявление молекулярно-генетических и физиологических механизмов действия

фитогормонов и ростовых веществ, определяющих защитные механизмы

сельскохозяйственных культур. Разработка генетики количественных признаков,

определяющих адаптацию организмов к неблагоприятным условиям среды. Выяснение

молекулярно-генетических механизмов взаимодействий патогенных, симбиотических и

ассоциативных микроорганизмов с растениями как основы для развития эффективных

современных биотехнологий. Разработка и использование методов фитобиотехнологии

для создания новых форм растений с улучшенными параметрами роста и

продуктивности. Создание растений - биопродуцентов. Разработка эффективных

экологически безопасных методов применения физиологически активных веществ

нового поколения в технологиях регуляции роста растений, повышения их

устойчивости к фитопатогенам, повышения урожайности и сохранности

сельскохозяйственной продукции. Выделение новых микроорганизмов, в том числе

экстремофилов, нанобактерий и так называемых некультивируемых микроорганизмов и

разработка методов их культивирования. Изучение микробиологических и

биогеохимических процессов циклов углерода и серы в экстремальных и умеренных

экосистемах, в том числе антропогенных. Выявление новых видов грибов -

потенциальных продуцентов биологически активных веществ. Разработка

биотехнологических методов получения новых лекарственных препаратов и пищевых

волокон на основе грибов и микроорганизмов. Идентификация новых

микроорганизмов, метаболизирующих органическое вещество и соединения железа,

тяжелых металлов, радионуклидов, серы и азота в экстремальных и умеренных

техногенных и природных экосистемах, в том числе подземных. Разработка

фундаментальных основ новых микробных биотехнологий, переработки руд цветных и

благородных металлов, повышения нефтеотдачи пластов, снижения содержания метана

в угольных шахтах, очистки и ремедиации природных и техногенных экосистем от

нефтяных и других загрязнений. Разработка на основе микроорганизмов новых

промышленных биокатализаторов с измененными свойствами для использования в

пищевой, текстильной, целлюлозно-бумажной промышленности и сельском хозяйстве.

Разработка методик санации антропогенно измененных природных объектов с

помощью микроорганизмов. Формулирование закономерностей трофической адаптации

естественных микробных ассоциаций к различным субстратам, содержащим

растительную клетчатку. Разработка технологий утилизации отходов растительного

происхождения и тканевых отходов

52. Физиология нервной и получение новых данных о закономерностях молекулярно-генетической детерминации

висцеральных систем, сложных функций организма и поведения. На основе изучения физиологических

клиническая физиология систем, ответственных за устойчивость к стрессу, водно-солевой гомеостаз,

репродукцию и поведение, установление функций генов, кодируемых ими белков, а

также регуляторных связей между ними, важных для адаптации организма и его

жизнеобеспечения в экстремальных условиях. Получение новых данных о механизмах

функционирования двигательной, вестибулярной и висцеральных систем в норме и в

измененной гравитационной среде. Разработка новых методов и средств диагностики,

профилактики и коррекции нарушений в основных физиологических системах

организма с целью использования в космических полетах, клинической практике и

спортивной медицине. Получение новых результатов по изучению механизмов

физиологического действия инертных газов (аргона, ксенона, криптона и др.) на

организм при нормальном и повышенном давлении. Разработка методик медицинского

обеспечения глубоководных водолазных спусков, а также методик использования

инертных газов в лечебной практике. Получение новых данных о клеточных и

молекулярных механизмах нейрональной пластичности, реализации и управления

различными формами поведения и памяти. Выявление новых нейроспецифических

генов и определение физиологической роли этих генов и продуктов их экспрессии в

функционировании нервной системы на поведенческом, системном, клеточном и

молекулярном уровнях. Определение новых механизмов функционирования сенсорных

и двигательных систем, в том числе описание принципов выделения признаков и

опознания зрительных образов. Разработка протоколов созданных с применением

нанотехнологий молекулярных маркеров физиологической активности нервных клеток

на субклеточном уровне. Получение новых данных о механизмах реализации сознания,

а также когнитивных функций мозга и участии физиологических механизмов

вербального мышления в работе мозга в норме и при патологии. Предложение нового

алгоритма оценки электрических явлений в мозге для создания интерфейса между

мозгом и физическим объектом. Создание программы, обеспечивающей возможность

управления физическими объектами по параметрам активности головного мозга

человека. Получение детальных сведений о различиях в структуре и функции каналов

глутаматных рецепторов, которые будут использованы для создания избирательных

блокаторов этих каналов, как будущих лекарственных веществ, терапевтическая

способность которых будет исследована на моделях патологических состояний.

Проведение ингибиторного анализа взаимодействия холинэстераз различных животных

(позвоночных, насекомых, моллюсков) с 70 фосфорорганическими соединениями для

уточнения представлений о строении активных центров холинэстераз. Получение

новых данных о механизмах действия гормонов инсулинового суперсемейства,

нейрогипофизарной системы, гормонов ретроцеребрального комплекса и

нейромедиаторов у беспозвоночных, позвоночных животных и человека в норме и при

патологических функциональных нарушениях (сахарный диабет, нейродегенерация).

Получение новых сведений об иммунологических механизмах взаимодействия паразита

и хозяина. Использование мультидисциплинарного подхода и новейших методов -

пептидной стратегии, методов иммунологии и этологического контроля, а также

моделирования диабета человека на беспозвоночных животных (моллюски, насекомые)

в рамках новых направлений - эволюционной биомедицины и

психонейроэндокринологии. Получение новых фундаментальных данных о

молекулярно-клеточных, генетических, онтогенетических и нейрогуморальных

механизмах формирования адаптивных (приобретение новых навыков, повышение

устойчивости мозга к неблагоприятным факторам) и патологических (развитие

нейродегенеративных заболеваний, аффективных и когнитивных расстройств и др.)

состояний мозга. Исследование роли ряда гормональных, нейромедиаторных и

внутриклеточных компонентов сигнальной трансдукции в этих процессах, что должно

способствовать разработке новых способов повышения адаптивных возможностей и

защиты мозга от неблагоприятных факторов. Выявление механизмов модуляции

синаптической передачи в метасимпатической нейронной сети, расшифровка ответов

сердечно-сосудистой, дыхательной, пищеварительной и гормональных систем на

адекватные и неадекватные стимулы внешней и внутренней среды. Расшифровка

механизмов обнаружения и опознания сигналов окружающей среды зрительной,

слуховой и вестибулярной системами человека и животных. Установление областей

мозга, участвующих в распознавании зрительных образов, и нейронных механизмов

описания градиента яркости зрительных стимулов. Выявление механизмов локализации

источника звука и разработка параметров акустического интерфейса. Определение

межсенсорной интеграции в реализации вестибулярной функции, установление

локализации шагательных центров спинного мозга с целью восстановления утраченной

двигательной функции человека. При изучении топографической организации базисных

механизмов и основных принципов функционирования мозга человека в обеспечении

конкретных психических функций получение новых данных о мозговом обеспечении

различных психических функций, в том числе о нейрофизиологических свойствах

детектора ошибок и о роли этого феномена в процессах творчества и в развитии

психических заболеваний, о нейрофизиологических основах дефицита внимания и

путях его коррекции, а также о нейрофизиологических механизмах памяти и эмоций.

Разработка основы теории функциональных компонент вызванных потенциалов мозга

человека. При разработке проблемы формирования сознания определение

нейрофизиологических механизмов, обеспечивающих возникновение и развитие

измененных состояний сознания как одной из распространенных адаптивных стратегий

человека. Получение топографических данных (картирование) о роли различных

структур мозга в развитии и поддержании обсессивно-компульсивных расстройств и на

этой основе создание новых и усовершенствование существующих методов их лечения.

Разработка новых способов диагностики и лечения различных видов опухолей

головного мозга, а также новых подходов к лечению ряда других тяжелых заболеваний

мозга. Создание новых радиохимических препаратов для их диагностики, развитие

общей теории стереотаксиса и создание новых аппаратов

53. Эволюционная, экологическая получение новых данных о механизмах адаптации живых систем различного уровня

физиология, системы организации к моделируемым условиям пилотируемого полета на Марс. Разработка

жизнеобеспечения и защиты научно-методических основ медико-биологического обеспечения экспедиции.

человека Формулирование исходных требований к концепции полета и системам обеспечения

жизнедеятельности экипажа, а также баз данных по результатам исследований.

Получение новых данных о механизмах адаптации физиологических систем организма

к экологической и социальной среде. Разработка технологий оценки функциональных

резервов и физической работоспособности человека и прогнозирования риска развития

соматических заболеваний. Предложение типовых паспортов соматического здоровья и

оздоровительно-профилактических программ для различных групп населения.

Формирование баз данных по результатам массовых обследований различных групп

населения. Получение новых экспериментальных данных об отражении

функционального состояния человека-оператора в физиологических показателях и речи,

на основе которых будут разработаны новые подходы к оценке внимания и

утомляемости в процессе деятельности. Получение данных об эволюционных

закономерностях формирования механизмов, обеспечивающих взаимодействие

организма с окружающей средой и регуляцию основных функций. Получение данных о

механизмах функционирования нервных и эндокринных клеток, о механизмах внутри-

и межсистемного взаимодействия, о закономерностях регуляции функций,

обеспечивающих внутри- и межсистемное взаимодействие и взаимодействие организма

с внешней средой, а также о закономерностях формирования этих механизмов в онто- и

филогенезе. Формирование на основании полученных данных теоретических

основ целенаправленной коррекции патологических состояний и нарушений

взаимодействия организма со средой обитания. Характеристика локальных популяций

по концентрации мутаций ядерной и митохондриальной ДНК, ассоциированных с

генетической патологией. Получение на экспериментальных генетических моделях

новых данных по генетической детерминации заболеваний сердечно-сосудистой

системы и по генетико-физиологическим механизмам их формирования. Исследование

функций физиологических систем у представителей различных классов позвоночных и

человека, что позволит выяснить разнообразие способов и молекулярных механизмов

обеспечения стабильности физико-химических констант внутренней среды. Эти

результаты будут иметь значение для клиники экстремальных состояний, решения

актуальных проблем адаптации человека к разнообразным условиям внешней среды.

На основании фундаментальных молекулярно-клеточных и нейроэндокринных

исследований предложение новой технологии повышения резистентности мозга к

стрессовым воздействиям, индуцирующим аффективные расстройства и

нейродегенеративные заболевания. Получение новых данных о принципах и

механизмах формирования компенсаторно-приспособительных возможностей

основных регуляторных систем головного мозга и организма к повседневным

стрессогенным факторам среды обитания у детей и взрослых со сниженным уровнем

здоровья. Получение новых данных о вкладе защитных механизмов центральной

нервной системы в запуск адаптационного ресурса у долгожителей крупного

современного мегаполиса. Изучение психофизиологических механизмов

корригирующего воздействия слабых по интенсивности электрических воздействий на

когнитивные и двигательные функции у больных хроническими заболеваниями

центральной нервной системы. Осуществление практических рекомендаций по

применению здоровьесберегающих методов коррекции дефицита макроэлементов и

йода в питьевой воде посредством ее кондиционирования. Разработка неинвазивных

методов оценки степени утомляемости дыхательных мышц с целью диагностики

функционального состояния респираторной мускулатуры человека. Апробация нового

способа восстановления жизнедеятельности организма экспериментальных животных

при глубоком охлаждении в воде и на воздухе