Почему Санкт-Петербург считается колыбелью российской науки?
По указу Петра!
Санкт-Петербург по праву считается колыбелью российской науки. Город был основан в 1703 году Петром I. Кунсткамера появилась по указу императора уже в 1714-м, и стала первым музеем России и центром изучения естественных наук и этнографии.
Фото 1. Кунсткамера. фото автора
9 июня 2022 года в Музее антропологии и этнографии Российской академии наук открылась экспозиция «Петровская Кунсткамера, или башня знаний». Здесь воплотили идеи Петра: именно таким он задумывал первый отечественный музей. Хотел показать соотечественникам мир, все его чудеса и загадки.
«Идея музея, как театра, и есть идея петровской Кунсткамеры, мы здесь имеем театр мунди — театр, который состоит в исполняемых природой чудесах. В исполняемых человеком шедевров искусства, науки, инженерии того времени».
Именно на базе Кунсткамеры начали собираться первые научные коллекции. Путешественники и искатели приключений везли все новые диковинки. Второй этаж петровской Кунсткамеры посвящен экспедициям — благодаря им была собрана одна из самых больших в мире этнографических коллекций 1,2 млн экспонатов.
Лестница на третий этаж украшена портретом самого Михаила Ломоносова — одного из первых российских академиков. Стол, за которым проходили первые заседания Академии наук, сохранился до наших дней. Его можно увидеть в зале Ломоносова.
«За ним действительно сидели наши первые академики — Якоб Герман, Николай и Даниил Бернулли, Христиан Гольдбах, Георг Бюльфингер, Жозеф Делиль и Леонард Эйлер… Их споры о происхождении народа российского происходили за этим столом, и палкой стучали они по этому столу».
При академии Михаил Васильевич занимал должность профессора химии. Но был… как сапожник без сапог.
«Профессор химии был без химической лаборатории, и он добивался, даже через сенат, строительства этой лаборатории. И она была простроена на Васильевском острове. И там Ломоносов проводил ряд экспериментов со стеклом».
Первая химическая лаборатория не сохранилась. Но на ее месте проводились раскопки. Там нашли тигли, в которых ученый проводил эксперименты, и даже красители, которыми он лично пользовался.
Последователи Ломоносова
Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет был основан в 1886 году. Старейший электротехнический вуз Европы. Сегодня здесь обучается около 10 тысяч студентов. Вчерашние выпускники вместе с учеными каждый день изобретают что-то новое. Сегодня 3D печать развивается семимильными шагами. Здесь придумали, как с ее помощью помочь людям, больным сахарным диабетом.
За час 3D принтер печатает одну систему для инъекций. Все детали, включая микроиглы, делают из фотополимерной смолы. Ученые подобрали подходящий материал и длительность воздействия ультрафиолетового излучения на жидкую основу. Но главное – откалибровали машину для работы с деталями, которые не вооруженным глазом и не разглядишь.
«Нам необходимо получить микроразмерные каналы, их диаметр должен составлять менее 200 микрометров, для понимания — толщина человеческого волоса это 40 микрометров».
Группа молодых ученых пять лет работала над технологией создания микроигл. Разглядеть результат их труда можно только под микроскопом. При кратном увеличении внутри игл видны микроканалы.
«Это система, которая позволяет вводить лекарственные препараты пациентам и которая может дистанционно либо механически активироваться. Ключевым элементом являются микроиглы — это миниатюрные иглы длиной от полумилиметра до миллиметра, и такой размер микроигл позволит проколоть роговой слой кожи, но при этом иглы не достигают нервных окончаний, это обеспечивает низкую болезненность».
При этом объем препарата, который можно ввести с помощью такого инжектора, далеко не микроскопический – около двух миллилитров. В этой версии прибора ввод медикамента осуществляется нажатием кнопки. Ученые готовы сделать запуск автоматическим. Система, например, сможет вводить инсулин при получении данных глюкометра. Это лишь один из вариантов применения разработки.
«Микроиглы позволяют не только вовдить препарат, они могут и извлекать вещество и для последующего анализа, и если они будут покрыты чем-то — металлом или пластиком, проводящим слоем, можно оказывать электрическое воздействие, и это будет как физиотерапия», — отмечает Иван Хмельницкий.
Прямо сейчас ученые пытаются улучшить форму их изделия. Чтобы микроиглы больше напоминали своих собратьев – от шприцев — с косым срезом на острие. Это техническое решение увеличивает пропускную способность и защищает от забивания.
Музейная наука
Это Эрмитаж, но не привычный туристам, на Дворцовой площади, а Эрмитаж научный — его реставрационно-хранительский центр у метро Старая деревня.
Здесь размещена часть коллекции одного из ведущих музеев России, а ученые восстанавливают объекты искусства. И увидеть все это могут не только журналисты. Сюда водят экскурсии.
«Посещение происходит только в сопровождении экскурсовода, людям нравится, и многие говорят, что у вас тут даже интереснее, чем в Эрмитаже, потому что необычно. Понимаете, там ты пришел, ходишь сам, а тут идешь по коридору — вдруг дверь открывается, а там как в сказке Гофмана — сокровища с ларцом».
Открытое хранение костюмов выглядит завораживающе. Тут можно увидеть наряды самого Петра I и его ботинки. Где правый и левый, не определить. В XVIII веке сапожники еще не додумались делать разные колодки для ног.
А завершается экспозиция нарядами от ведущих мировых кутюрье. Есть в коллекции несколько платьев, сшитых самим Вячеславом Зайцевым.
Одно из самых больших хранилищ — каретное. Несколько десятков экземпляров на расстоянии вытянутой руки. На выставках публика могла видеть лишь две из них. Остальные были скрыты от глаз. Есть тут и карета, которая была построена специально для коронации Александра II. Она выполнена полностью из металла. Сегодня ее можно сравнить с президентским Аурусом – большая, мощная, отечественная. А это уже иномарки екатерининских времен. Французские кареты под названием «визави«. Именовались так, потому что сидели в них лицом к лицу. Ремонтируют царские экипажи в лаборатории научной реставрации мебели.
«Бывают предметы, где есть утраты. Если есть цель восстановить, значит это работа-поиск иконографии, аналогов… Серьезная работа совместно с харнителями. Если брать реставрацию кареты, где за свою жизнь несколько раз они ремонтировались, нужно узнать, сколько слоев позолоты, грунта. Сначала идет исследование, а потом подбор реставрационных материалов».
Вакцина от рака
Ученые из Национального медицинского исследовательского центра онкологии имени Петрова сейчас проверяют на крысах токсичность разработанной ими дендритно-клеточной вакцины от рака. Задача — подтвердить безопасность разработки.
«Мы введем максимальную дозу и будем проверять, будут ли проявляться у животных нежелательные явления. Я могу спойлер дать, мы повторяем это исследование на самцах. В том году сделали его на самках. Нежелательных эффектов не обнаружили».
Исследование идет давно. Начали ученые с того, что вывели мышей с определенным видом саркомы. Она вызывает у животных практически стопроцентную смертность и устойчива к препаратам традиционной химиотерапии. В 2023 году 13 мышей с саркомой получили вакцину. Выжили трое. Сейчас по человеческим меркам им около 100 лет.
Основа вакцины – дендритные клетки. Ученые заметили, что опухоль успешно развивается в организме, когда иммунная система по какой-то причине не атакует вредоносные клетки. И был найден способ обучить лимфоциты распознавать врага. Вакцину делают из крови пациента.
«Она основана на способности дендритных клеток захватывать чужеродные молекулы и затем определенные наиболее имнулогически активные компоненты этих молекул представлять на своей поверхности для того, чтобы их узнавали клетки, которые называются лимфоциты».
После знакомства с мишенью лимфоциты начинают атаковать опухоль.
У Николая Григорчука саркому выявили в 2018 году, он прошел традиционный курс лечения…
«Химиотерапия прошла довольно легко, хотя она была красная. Тяжелая, но в моем случае у меня легко прошла, естественно, были последствия – выпадали волосы… Далее хирургическая операция и лучевая терапия. Там тоже ожоги, но от них никуда не деться».
Мужчина узнал об экспериментальном лечении, согласился попробовать. С тех пор получает лекарство регулярно и до сих пор находится в ремиссии. Негативных последствий не обнаружил. Зиму провел на горнолыжном курорте.
По заветам Вавилова
В самом сердце Санкт-Петербурга на Исаакиевской площади стоят два здания — памятники архитектуры. Бывшее Министерство государственных имуществ и дом его министра. И уже больше века в них работают последователи великого ученого генетика и селекционера Николая Вавилова. А также там хранится часть уникальной коллекции сельскохозяйственных растений.
Коллекция насчитывает более 320 тысяч единиц хранения. От пшеницы до пряных трав. Здесь на двух этажах только ячмень. Систему хранения разработал сам Вавилов еще в 20-х годах прошлого века.
Это одна из самых больших коллекций в мире. Первые образцы ячменя хранятся уже больше 120 лет. Колос уже иссохший, мертвый. Но его живые копии всегда под рукой у ученых.
«Для выращивания мы используем репродукцию, которая храниться в коллекции. Для этого через каждые семь лет, чтобы не потеряло всхожесть зерно, мы их пересеваем».
Уникальная коллекция могла пропасть в Великую Отечественную войну. Часть ее эвакуировали, остальное спрятали в центре осажденного, голодающего города. И зерна не пропали. Ученые их сберегли. Иногда ценой собственных жизней.
«Здесь во время блокады была комната специальная, коробки были связаны, чтобы их крысы не открыли и не съели. И все было помещено в эту комнату, в ней периодически протапливали печку, чтобы не было сильных перепадов температуры и чтобы они не потеряли жизнеспособность, и в эту комнату входили только по два человека. По одному туда входить нельзя», — поясняет Ольга Ковалева.
Ксения Лукина — младший научный сотрудник — проверяет чистоту образцов голозерного ячменя. Эта часть ее большого исследования.
«Голозерный ячмень, по сравнению с пленчатым, обладает преимуществом по биохимическому составу, по содержанию белка бетаглюканов антиоксидантов меланинов, плюс по сравнению с пленчатым голозерный обладает рядом недостатков — это низкая урожайность, также у него часто при обмолоте происходит отбитие зародыша, и этот травматизм зародыша влияет на всхожесть».
Ученые несколько лет высаживают около трехсот сортов голозерного ячменя и следят за свойствами урожая. Этот метод старинный и длительный. В институте Вавилова используют и современные технологии.
«Мы в нашей работе используем молекулярно-генетические методы, выделяем ДНК, делаем ПЦР, ищем определенные алалии. В моей работ это устойчивость мучнистой россе и изучение генов короткостебельности», — отмечает Ксения Лукина.
Пять лет назад в институте появилась уникальная лаборатория для работы с древними образцами растений. Археологи нашли в Псковской области на раскопках Усвятского городища ячмень, который собрали еще в XII веке. Сегодня ученые точно знают, какое зерно культивировали наши предки. Колос близкий к дикому. Не очень стойкий и плодородный. Сейчас началась работа над еще одним образцом, примерно того же возраста. Его нашли на раскопках в Троице-Сергиевой лавре.