СЕМИНАРЫ

Семинар 20 июля 2009 г. (16 часов, Большой актовый зал ФТИ ).
«Циркадная регуляция физиологических процессов»
Докл. И. Жданова, MD, Ph.D., Associate Professor, Laboratory of Sleep and Circadian Physiology
Dept. Anatomy and Neurobiology, Boston University Medical School, Boston, MA, USA.
Аннотация. Световой цикл на нашей планете, определяющий базисные адаптационные процессы в живых системах, привёл к развитию биологических часов с собственным периодом, продолжительность которого близка к длине дня (circa diem = циркадный). Как дирижёр огромного физиологического оркестра, циркадная система определяет время индивидуальных процессов, их взаимную синхронизацию и подстройку к изменяющейся среде. В докладе будут обсуждены молекулярные механизмы биологических часов, их роль в нормальной физиологии и патологических состояниях, а также методы изучения этой уникальной системы.

Семинар 26 мая 2009 г. (16 часов, Большой актовый зал ФТИ ).
«Зондовая микроскопия в биологической физике»
Докл. Igor Sokolov, Ph.D., Professor, Department of Physics, Department of Chemistry and Biomolecular Science, Director of Nanoengineering and Biotechnology Laboratories Center, NY Center for Advanced Material Processing, Clarkson University, Potsdam, NY, USA
Аннотация. Сканирующая зондовая микроскопия (СЗМ) является одним из самых главных инструментов, ответственных за возникновение так называемых «нанотехнологий». В настоящее время СЗМ все шире применяется в изучении физики конденсированного состояния, материаловедении, химии и биологии. СЗМ имеет особое преимущество при изучении биологических объектов, где исключительно важна возможность их сканирования в естественной для них жидкой окружающей среде.
В докладе дан краткий обзор основных принципов работы СЗМ, и рассказывается о применениях этого метода в биологической физике. В качестве примера приводятся результаты ряда исследований, выполненных в лаборатории докладчика, и показывающих разнообразие и широту применений СЗМ: от изучения одиночных молекул до маленьких организмов (таких, как жуки). В докладе также рассказывается об изучении конформационных изменений единичных биомолекул (рецепторы лактозы/галактозы) и механики эпителиальных клеток человека (нормальных, стареющих и раковых клеток). В конце доклада излагаются основные положения нового проекта по «прослушиванию» насекомых с помощью СЗМ.

Семинар 18 мая 2009 г. (16 часов, Большой актовый зал ФТИ ).
«Атомно-силовая микроскопия механических свойств мягких нанообъектов»
Докл. А.В. Анкудинов, к.ф.-м.н., с.н.с. ФТИ им. А.Ф. Иоффе.
Аннотация. Атомно-силовая микроскопия (АСМ) продлевает наши тактильные ощущения в область наномира. В представляемом докладе речь пойдет о реализации АСМ диагностики механических свойств материала, составляющего нанообъект. В общем случае надежная диагностика достаточно сложна, так как непосредственно во время измерений требуется контролировать характеристики поверхностных слоев подложки, на которую нанесены объекты исследования, а также знать точную форму нанометрового кончика АСМ зонда. Если форма кончика зонда контролируется, то диагностика материала нанообъекта, лежащего на гладкой подложке, возможна при условии, что он значительно мягче АСМ зонда и самой подложки. Для отдельных нановолокон или микроскопических кусочков наномембран существует и более красивое решение: при известной силе нагрузки измеряется изгиб наномостика, сформированного нанообъектом, перекрывающим субмикроскопическую пору в подложке. Здесь замечательным оказывается то, что при известной силе нагрузки изгиб наномостика не зависит от формы кончика зонда. Доклад иллюстрируется примерами исследования механических свойств нанотонкого графита и асбестовых нанотрубок (модельные объекты), некоторых белков, формирующих амилоидные фибриллы, живых клеток HeLa.

Семинар 4 мая 2009 г. (16 часов, Большой актовый зал ФТИ ).
«Методология применения лазерных анализаторов частиц в цитологических исследованиях»
Докл. Миндукшев И.В., д.б.н., в.н.с., Институт эволюционной физиологии и биохимии им. И.М.Сеченова РАН (С.Петербург).
Аннотация: Для успешного применения наночастиц в медицине и биологии необходимо понимание механизмов их действия на биологические клетки. Данная задача имеет несколько аспектов:
1) перед применением наночастиц различной природы в медицине необходимо проведение исследования их дисперсной устойчивости в биологических средах;
2) выбор и внедрение перспективных фармакологических и диагностических препаратов, изготовленных на основе наночастиц, требует создания адекватных экспериментальных клеточных моделей, которые позволяют в условиях in vitro исследовать трансформацию биологических клеток при действии наночастиц как в условиях покоя, так и при функциональной нагрузке этих клеток; необходимым звеном комплексного решения проблемы являются токсикологические исследования;
3) разработка и внедрение аналитической аппаратуры, которая в условиях in situ отслеживает цитологическое действие наночастиц, является необходимым условием, как в решении данной задачи, так и в последующей стандартизации исследований использования наночастиц в медицине.

Семинар 2 марта 2009 г. (16 часов, Большой актовый зал ФТИ ).
«Углеродные наноструктуры»
Докл. Гордеев Сергей Константинович - начальник лаборатории наноматериалов и карбидных композитов «ЦНИИ Материалов», д.т.н.
Аннотация. Доклад посвящен использованию углеродных наноструктур и карбидных композитов в качестве имплантатов. Во введении сделан обзор свойств различных модификаций углерода: алмаз, графит, фуллерен, фуллерит. Отмечены недостатки в использовании традиционных материалов в качестве имплантатов: высокая коррозийность металлов, низкая прочность полимеров, хрупкость и плохая биосовместимость керамики. Рассмотрены преимущества применения углеродных наноструктур: возможность электростимуляции, активирующей рост костной ткани, хорошая биосовместимость, высокая прочность, возможность использования таких имплантатов как место хранения и постепенного высвобождения лекарственных препаратов.

Семинар 22 сентября 2008 г. (16 часов, комн. 602, "Микроэлектроника")
"Разработка и исследование конструкций на основе биоразрушаемых полиэфиров полигидроксиалканоатов"
Докл. Гайдаш Александр Александрович, д.м.н., Институт биофизики СО РАН, г. Новосибирск.
Аннотация. В докладе рассмотрены физические модели строения костной ткани – фрактальной среды с множеством микропор различного размера. Представлены фотографии нарушений костной ткани при остеопорозе и переломах и сформулированы физические подходы анализа таких структур.

Семинар 26 мая 2008 г. (16 часов, Большой актовый зал ФТИ ).
"Наномеханические испытания: современные методы исследования механических свойств поверхностей в биомедицине".
Докл. М.В.Григорьев, ЗАО "НИЕНШАНЦ".
Аннотация. В докладе рассмотрены нанотвердомеры и приведены методики измерения твердости в нанодиапазоне для тонких пленок, фазовых зёрен и элементов микроструктур. На примере нанотвердомера CSM-Instruments (Швейцария) будут рассмотрены открытая и компактная платформы и описаны модули для испытания и визуализации результатов (нанотвердомер, наноскретч-тестер, нанотрибометр). Будет выполнен обзор существующих методов измерения микротвердости и показаны преимущества метода инструментального индентирования по сравнению с классической твердометрией (Роквелл, Викерс и др.) при анализе нанопленок и микроструктурных компонентов. В заключение будут приведены примеры практического применения в биологии и медицине.

Семинар 12 мая 2008 г. (16 часов, Большой актовый зал ФТИ ).
«Состояние и перспективы медико-биологических исследований в области нанотехнологии».
Докл. В.П.Добрица, д.м.н., директор ГосНИИ Особо чистых биопрепаратов.
Аннотация. В докладе обсуждены следующие вопросы :

наносенсорные элементы портативных устройств тестирования генома патогенных микроорганизмов;
микроносители нанодисперсной структуры для адресной доставки лекарственного начала к клеткам – мишеням;
медико-биологические механизмы воздействия на организм человека нанодисперсных материалов при пероральном, трансдермальном и ингаляционном пути введения;
молекулярные диагностикумы на основе моноклональных антител с использованием микрочипов и конъюгатов с наночастицами;
методы диагностики и лечения опухолей органов с использованием специфических лигандов, конъюгированных с наночастицами, термодеструкция опухолевых клеток с помощью ферритовых наноструктур, контрастирование препаратами нанодисперсного железа при магнитно-резонансной томографии в целях уточнения диагноза метастазов;
лекарственные препараты нанодисперсной структуры на основе нанокластеров металлов и биологически активных веществ.

Семинар 14 апреля 2008 г. (16 часов, Большой актовый зал ФТИ ).
"Квантовые точки с точки зрения биолога: перспективы и проблемы"
Докл. Е.С. Корнилова, д.б.н., зав. лаб. динамики внутриклеточных мембран Института цитологии РАН.
Аннотация. Одной из наиболее распространенных задач современной клеточной биологии является отслеживание перемещений и взаимодействий отдельных молекул в ходе различных внутриклеточных процессов. Органические и белковые флуорофоры, широко используемые для этих целей, имеют ряд недостатков, которых лишены полупроводниковые нанокристаллы, получившие название «квантовые точки», или «QDs». Однако, опыт нашей лаборатории в области исследования механизмов везикулярного транспорта позволяет говорить о невозможности механической замены флуорофоров старшего поколения на QDs без понимания проблем, непосредственно вытекающих из свойств этих частиц. На семинаре планируется охарактеризовать эти проблемы, очертить круг задач, для решения которых необходимы системные исследования поведения QD-меток, и обсудить стратегии, дающие возможность использовать их не только в фундаментальных исследованиях, но и в дальнейшем применять квантовые точки в диагностических или терапевтических целях без опасения возникновения серьезных побочных эффектов.

Семинар 31 марта 2008 г. (16 часов, Большой актовый зал ФТИ ).
"Новые размерности в конфокальной микроскопии для биотехнологий. Новый лазерный сканирующий микроскоп Zeiss LSM 710."
докл. Dr. Joerg Lindenau, Carl Zeiss Jena.

Аннотация. Биомедицина относится к числу наиболее важных и прогрессивных областей науки. За счет постоянно совершенствующихся технологий она помогает лучше понять сложнейшее устройство живых организмов на уровне молекул, клеток и тканей. Конфокальная микроскопия, как один из самых современных и удобных инструментов визуализации биологических структур и процессов, становится всё более популярной у исследователей в самых разных областях биотехнологий и нанотехнологий. Уже больше 160 лет компания Carl Zeiss создает самые оптимальные инструменты, технологии и методы для практиков, исследователей, ученых. 15 февраля этого года в Йене официально были представлены конфокальные системы нового седьмого поколения. LSM 710 - это совершенно новая концептуальная платформа лазерного сканирующего модуля, на базе которой будет формироваться в последующие годы линейка новых конфокальных микроскопов от Carl Zeiss. Ключевой генеральной линией для LSM 710 проходит идея создания системы с предельно высокой чувствительностью. За счет уникальных инновационных технических решений удалось существенно улучшить принципиально важное соотношение сигнал/шум и поднять суммарную чувствительность системы. Возможности микроскопа LSM 710 выходят далеко за пределы традиционной визуализации. Методы флуоресцентной корреляционной спектроскопии (FCS) и корреляционной спектроскопии изображений (ICS) позволяющие анализировать поведение единичных молекул достигаются без установки дополнительного оборудования. При использовании импульсных лазеров в микроскопе доступен еще один метод, позволяющий следить за молекулами и даже за их пространственным взаимодействием. Метод FLIM позволяет анализировать время жизни флуоресценции и поэтому идеально подходит для выполнения FRET-экспериментов, в ходе которых анализируется, расположены ли протеины на расстоянии менее 10 нм друг от друга и способны ли к взаимодействию по этой причине. Профессиональный подход компании Carl Zeiss к созданию конфокальной системы нового поколения - это уверенный шаг в будущее лазерной сканирующей микроскопии.

Семинар 17 марта 2008 г. (16 часов, Большой актовый зал ФТИ ).
"Некоторые новые подходы клеточной и молекулярной биологии к решению проблем онкологии. Иммунотерапия, интерференция РНК, эпигенетическая регуляция генов (общие идеи и практическая реализация)"
докл. М.В. Филатов, лаборатория клеточной биологии, ПИЯФ РАН
Аннотация. Прогресс в исследованиях природы онкологических заболеваний связан с возникновением новых методологических подходов клеточной и молекулярной биологии. В частности, существенные фундаментальные подвижки в этой области связаны с возникновением новых технологий, основанных на:

понимании процессов регулирования иммунного ответа специализированными антиген-представляющими дендритными клетками;
открытии процессов управления экспрессией генов с помощью интерференции РНК;
возникновении возможности анализа активности генов по характеру модификации белков хроматина (так называемый гистоновый код) и ряде других достижений.

На семинаре предполагается обсудить попытки реализации и применения этих подходов в ПИЯФ РАН.

Семинар 3 марта 2008 г. (16 часов, Большой актовый зал ФТИ ).
"Применение вейвлетов для исследования нестационарных сигналов в медицине"
докл. С.В.Божокин - доцент кафедры "Теоретическая физика" СПбГПУ.
Аннотация. Доклад посвящен введению в теорию вейвлетов, сфера применения которой в настоящее время быстро расширяется и охватывает различные области математики, физики, биологии, медицины. Вейвлетное преобразование, используемое при обработке нестационарных сигналов, напоминает оконное преобразование Фурье и отличается от него только заменой гармонических колебаний на так называемые вейвлеты. В переводе с английского языка слово wavelet означает "маленькая волна" или "всплеск".
В первой части доклада вейвлетное преобразования применено для ряда модельных сигналов, - как стационарных, так и нестационарных. Проведено сравнение метода вейвлетного преобразования со стандартным преобразованием Фурье (Габора). Сформулированы критерии временного и частотного разрешения сигналов. Вторая часть доклада посвящена разработке количественных параметров, характеризующих вейвлетное преобразование реальных нестационарных медицинских сигналов. Сделан обзор достижений нанотехнологий в изучении работы отдельных нейронов и ритмов головного мозга. Обсуждаются применения интегрального вейвлет-преобразования для расчета количественных параметров переходных процессов нестационарной электроэнцефалограммы и электрокардиограммы. Сформулированы основные преимущества вейвлетного преобразования при изучении нестационарных медицинских сигналов.

Семинар 18 февраля 2008 г. (16 часов, Большой актовый зал ФТИ ).
Вступительное слово руководителя Регионального Центра «Нанотехнологии для биологии и медицины»
докл. Г.Г.Зегря

" "Холодные" лазеры инфракрасного диапазона: от фотосенсибилизирующей молекулы до клинических испытаний нового метода накожной лазеротерапии"
докл. В.Б.Крылов - зам. дир. Института физиологии им. И.П. Павлова, РАН

«Нанотехнологии для биологии и медицины»

С 18 февраля 2008 года начинает работу регулярный семинар «Нанотехнологии для биологии и медицины». Семинар будет проходить по понедельникам в 16.00 в Большом актовом зале ФТИ. На семинаре будут представляться обзоры и оригинальные работы по данной тематике, планируются выступления врачей-практиков.