Том 93, № 9 (2023)

Статья посящена оптогенетике как методу, позволяющему клеткам организма приобретать светочувствительность. Коротко рассматривается история возникновения и развития оптогенетики, обсуждается её роль в изучении как фундаментальных механизмов работы мозга, так и в понимании механизмов ряда неврологических и психических заболеваний, в том числе связанных с потерей памяти.

Авторы уделяют пристальное внимание перспективам клинического применения методов оптогенетики, в первую очередь применительно к офтальмологии. Клинические испытания показали принципиальную возможность оптогенетического протезирования “слепой” сетчатки и частичного восстановления зрительных функций. Приводятся данные об одном из четырёх ведущихся сейчас успешных клинических испытаний. Подробно обсуждаются условия дальнейшего развития технологий оптогенетического протезирования “слепой” сетчатки на последних стадиях нейродегенеративного процесса. Обсуждается вопрос о типе нервных клеток дегенерирующей сетчатки, наиболее перспективных для оптогенетического протезирования. Авторы полагают, что гены зрительных, G-белок-связывающих родопсинов (скорее всего колбочек), запускающие ферментативный каскад усиления светового сигнала, наиболее перспективны для оптогенетического протезирования. При этом не отрицается возможность использования генов генно-модифицированных канальных родопсинов, как показывают клинические испытания.

Биологические инвазии чужеродных видов – освоение живыми организмами территорий и акваторий за пределами их исторического ареала – приобрели в настоящее время гигантский размах, затронув все страны и континенты. Наблюдаемые в последнее время тенденции развития инвазионного процесса свидетельствуют о существенной его интенсификации. В предлагаемом обзоре приводятся сведения о масштабах биологических инвазий на Земле, истории, современном состоянии и основных направлениях научных исследований в этой области. В частности, рассмотрены факторы, определяющие возможность вселения чужеродного вида; этапы инвазионного процесса; экологические, генетические и эволюционные последствия инвазий для природных экосистем; воздействие видов-вселенцев на безопасность и здоровье людей и социальную сферу и экономику; подходы к прогнозированию и управлению инвазионным процессом.

В статье рассматриваются современные проблемы изучения биоразнообразия и биоресурсов Мирового океана, а также задачи инвентаризации биоразнообразия и биоресурсов океанских глубин. Приводятся данные по результатам серии глубоководных экспедиций ННЦМБ ДВО РАН по оценке биоразнообразия в наиболее глубоководных районах дальневосточных морей и прилегающих акваторий северо-западной части Тихого океана. Рассматриваются результаты экспедиционных работ консорциума научных организаций в рамках комплексного проекта РАН “Фундаментальные проблемы изучения и сохранения глубоководных экосистем в потенциально рудоносных районах северо-западной части Тихого океана” (проект № 3.1902.21.0012). Приводится описание ряда уникальных глубоководных экосистем в местах залегания ценных минеральных ресурсов на морском дне и районах активного рыболовства. Рассматриваются возможности сохранения этих экосистем путём ограничения применений технических средств, травмирующих донные ландшафты, а также придания им природоохранного статуса.

Виротерапия, или терапия с помощью онколитических вирусов, – один из наиболее активно развивающихся подходов к лечению широкого спектра солидных опухолей. Статья посвящена разработке и изучению свойств первого отечественного лекарственного препарата на основе рекомбинантного вируса осповакцины. Рекомбинантный вирус VV-GMCSF-Lact получен генно-инженерным путём из российского штамма Л-ИВП вируса осповакцины. На культурах клеток и опухолевых моделях выявлены цитотоксическая активность и противоопухолевая эффективность вируса в отношении опухолевых клеток человека различного тканевого происхождения. Препарат успешно прошёл доклинические исследования как лекарство против рака молочной железы человека, в том числе трижды негативного фенотипа. Доказаны его безопасность, хорошая переносимость и фармакологическая эффективность. В настоящее время препарат находится в клинических исследованиях I фазы: изучение безопасности, переносимости и фармакокинетики у пациенток с рецидивирующим и/или рефрактерным метастатическим раком молочной железы. VV-GMCSF-Lact – первый российский противоопухолевый онколитический вирус, получивший разрешение Минздрава России на проведение клинических испытаний.

В статье приводится краткий обзор современных представлений о природе климатических изменений. Рассмотрены обостряющиеся проблемы биосферных исследований, которые касаются, в частности, дефицита данных и уникальности экосистем. Определено ключевое отличие биосферы от природных экосистем, обеспечивающее длительное, в пределе бесконечное, существование биосферы – сбалансированность круговорота биогенов или замкнутость потоков веществ. Охарактеризованы достоинства лабораторных замкнутых экологических систем (ЗЭС) как инструментов экспериментально-теоретического изучения биосферы. Обсуждается вклад наиболее известных ЗЭС (БИОС-3, микрокосмы Фолсома, Биосфера-2, микро-ЗЭС) в понимание биосферных процессов. Обсуждаются выявленные при математическом моделировании ЗЭС проблемы и парадоксы (парадокс Вернадского–Дарвина, ограничения моделей жёсткого метаболизма), имеющие отношение к известным экологическим парадоксам Мэя и Хатчинсона. Предлагается подход на основе гибкого метаболизма, позволяющий снизить остроту этих парадоксов. С позиции “биосфера как ЗЭС” обсуждаются меры, предлагаемые в рамках так называемой зелёной инициативы, в том числе сокращение углеродного следа домашних животных, переход на электромобили и возобновляемые источники энергии, связывание углерода деревьями. Подчёркивается серьёзность проблемы биосферно-климатических изменений, которая не может быть разрешена без учёта замкнутости веществ в биосфере.

Ограниченность запасов ископаемого топлива и отрицательное влияние продуктов его сгорания на экологию – две актуальные проблемы современности. В качестве возможного их решения рассматривается освоение альтернативных источников энергии, среди которых наиболее доступна энергия Солнца. Приобретение навыков эффективного и экологичного её использования путём создания искусственных фотосинтезирующих систем, имитирующих процессы природного фотосинтеза, а также применение искусственного фотосинтеза для производства биотоплива могут способствовать выходу из сложившейся ситуации.