|
|
|
№ 17 (3765), 30 ноября 2007 года
|
 |
|
Биолого-почвенный факультет
|
|
|
Пилотный проект
«Нанобиология»
За последние годы в мире сформировалась новая область междисциплинарных знаний, оперирующая наномасштабными структурами и объединившая интересы и усилия специалистов в области физики, химии, биологии, математики и так далее.
Возникли новые направления науки и наукоемких технологий, такие как нанохимия, нанобиология, наномедицина, нанотехнология, нанометрология и прочее. Наблюдается резкий всплеск интереса к этим областям как в фундаментальной науке, так и в ее практических приложениях, о чем свидетельствуют, например, проводимые во всем мире международные симпозиумы и конференции. За последние два года появились, по крайней мере, два новых научных журнала Nanomedicine: Nanotechnology, Biology and Medicine (Elsevier) и Nanobiology (Bioline International, Carfax Publishing Co.).
В России интерес к данной области в настоящее время только зарождается. Вместе с тем очевидная актуальность этого направления и возможность будущего технологического прогресса в разных областях (от медицины до инженерии) является залогом востребованности и необходимости развития не только подобных исследований, но и соответствующих образовательных программ в нашей стране.
Программа развития научно-технического потенциала России во многом базируется на становлении в стране нанотехнологического направления, неотъемлемой частью которого является нанобиология. В свете решения о государственной поддержке нанотехнологий в России в Санкт-Петербургском государственном университете создан Центр нанотехнологий, который ставит своей целью, в том числе, и подготовку специалистов высшей квалификации в этой области.
Нанобиология — интенсивно развивающаяся отрасль Науки о жизни (Life Science) — на примере развития России и ведущих стран мира убедительно показала не только свою инновационную приоритетность, но и инвестиционную привлекательность.
Согласно общим представлениям нанобиология является современным витком развития биологии, опирающимся на исследования в нанодиапазоне строения и свойств низко- и высокомолекулярных соединений, а также образуемых ими комплексов и субклеточных структур. В то же время нанобиология представляет собой и развитие биотехнологического направления, опирающегося на достижения нанохимии и нанофизики. К технологическому применению нанобиологических исследований можно отнести:
1. Использование наноструктурных биоматериалов, разработанных на основе выявленных функциональных доменов макромолекул и на основе способности биологических молекул к самоорганизации и специфичной агрегации и так далее;
2. Развитие биоинформатики и биомоделирования наряду с развитием микро- и наноэлектроники для анализа биопроцессов, а также для создания биокомпьютеров;
3. Создание принципиально новых биопрепаратов целенаправленной доставки и медицинских наносистем, позволяющих быстро восстанавливать утраченные клетки и индуцировать тканевую регенерацию.
Третье направление, относящееся к наномедицине, очень бурно развивается и, безусловно, имеет приоритетное значение. Следует отметить, что первый патент, который зарегистрирован в области нанобиологии, был выдан в 1996 г. фармацевтической компании Onyx pharmaceuticals за использование модифицированного вируса в качестве новой технологии доставки разнообразных соединений, в том числе лекарственных, внутрь специфичной клетки-мишени. По некоторым данным потребуется около 10–15 лет и порядка 800 миллионов долларов США для внедрения в практику биопрепаратов нового поколения.
Развитие каждого из указанных направлений потребует усилий специалистов нового поколения, обладающих целым спектром знаний в областях биологии, химии, физики, биоинформатики и так далее. В связи с этим «нанонауки» оказались весьма привлекательными для студенчества, что привело к возникновению широкого спектра соответствующих образовательных программ, чрезвычайно востребованных во всем мире.
Только в Европе подобные программы реализуются в таких странах, как Австрия, Бельгия, Болгария, Чехия, Дания, Франция, Германия, Греция, Венгрия, Ирландия, Израиль, Италия, Нидерланды, Норвегия, Польша, Словения, Испания, Швеция, Швейцария, Турция, Великобритания.
Эти сведения приведены на интернет-сайте международного Нанофорума (http://www.nanoforum.org/dateien/temp/Education Catalogue 0305.pdf?01072005125008). Там же указаны страны, в которых не найдены образовательные программы или курсы в области «нанонаук»: Кипр, Эстония, Финляндия, Исландия, Лихтенштейн, Литва, Люксембург, Мальта, Португалия и Румыния.
Исследования и обучение в области «нанонаук» ведутся широким фронтом также в университетах и научных центрах США, Канады, Австралии и Новой Зеландии.
К сожалению, до настоящего времени в России не осуществлялась подготовка кадров по данной специальности, не разработаны основные компетенции специалистов нового поколения, востребованность которых в ближайшее десятилетие не вызывает сомнения.
Инновационный проект, осуществляемый в Санкт-Петербургском государственном университете усилиями Биолого-почвенного и Химического факультетов, нацелен на создание новой междисциплинарной магистерской программы «Нанобиология». В рамках этой программы будет осуществляться подготовка специалистов, способных решать современные и перспективные проблемы нанобиологии и ее практических приложений, тем более что преподаватели СПбГУ имеют опыт исследований в соответствующих областях.
В ходе выполнения проекта был создан пилотный вариант инновационной междисциплинарной магистерской программы по нанобиологии, пробная реализация которого в виде двух авторских программ была начата на Биолого-почвенном и Химическом факультетах СПбГУ в 2007/2008 учебном году. Программа вызвала большой интерес студентов; для обучения по инновационной программе «Нанобиология» было отобрано 5 человек, занимающихся в настоящее время по учебному плану соответствующих авторских программ.
Благодаря финансовой поддержке инновационного проекта (ИП), в СПбГУ закуплено лабораторное оборудование на сумму более 20 миллионов рублей, в том числе микроколориметрическое и микроскопическое оборудование для оценки поверхностных свойств наноструктур, современное прецизионное оборудование для анализа их структуры и свойств и так далее. В рамках реализации ИП на Биолого-почвенном и Химическом факультетах СПбГУ создано несколько ресурсных центров по нанобиологии. На базе этих центров будет осуществляться не только обучение магистров современным методам высокотехнологичных исследований, но и выполнение их магистерских диссертаций. В начале 2008 года в рамках развития магистерской программы по нанобиологии на Биолого-почвенном факультете будет создан Центр компьютерного моделирования наноструктур и нанопроцессов. В настоящее время обсуждается возможность разработки международного аналога магистерской программы по нанобиологии для обучения иностранных студентов в соответствии с Болонским процессом.
М.Ф.Шишова,
профессор, координатор проекта
|
