Школьница из Ульяновска Мария Дёмина которая создаёт заплатки для живой ткани человеческого организма из молекул ДНК, изобрела уникальный материал в качестве биоразлагаемой альтернативы полиэтилену и пластику

Заплатки для живого организма или ДНК-оригами – для многих звучит впечатляюще, но при этом совершенно непонятно. Что это? Как такое может быть? Это первый проект, которым я занялась в ульяновском «Кванториуме», начну рассказ именно с него. Но сперва коротко упомяну другую тоже перспективную разработку: биоразлагаемые плёнки на основе природных полисахаридов и белков. Речь идёт о материале, из которого можно делать упаковку, одноразовую посуду и даже бутылки. Представьте: конфету можно съесть вместе с фантиком – всё это благополучно переварится. А в почве весь этот мусор разлагается примерно за полтора месяца.

О ДНК-оригами

ДНК – это длинные молекулы биополимера. В организме они выполняют функцию хранения генетической информации. Только вместо единиц и нулей используются четыре азотистых основания: аденин, тимин, цитозин и гуанин, которые, как в программном коде, выстраиваются в цепочку с определённой последовательностью.

При этом молекулы ДНК обладают естественной способностью к самосборке. Не вдаваясь в научные подробности, скажу, что именно это свойство даёт нам возможность использовать их не по назначению. В нашем случае хранение информации нас не интересует, мы просто используем молекулы как конструктор и создаём живые ткани любой формы, какой пожелаем. Например, в ходе эксперимента нам удалось создать маленькое кольцо.

О применении

Бывает, что после хирургических операций синтетические материалы, которыми сшивают ткани, отторгаются организмом и происходит загноение внутренних ран. Или, например, при вынужденном удалении участка вены вставляется тефлоновый протез. Это может привести к определённым осложнениям. Другой вариант: взять кусочек вены из другой части тела, например, из бедра, но для этого нужно резать здоровую ногу.

Мы предлагаем вместо синтетических средств использовать объекты, созданные из молекул ДНК, выделенных из биоматериала самого пациента, например, из слюны. Поскольку ДНК содержится в каждой клетке человека, эти молекулы легко приживаются в любых условиях организма. Выздоровление после операции будет проходить быстрее и без осложнений.

Из молекул ДНК можно делать медицинские нити. Как я уже говорила, возможно создавать любые формы. Поэтому нить, например, может быть не обычной, а витой в целях прочности. Можно не ждать, пока нарастёт недостающая ткань, а положить заплатку из молекул ДНК. Можно делать нанотрубки или даже построить кусочек вены. В теории объект может быть любого размера, а на практике мы ограничены только количеством биоматериала, который возможно собрать из слизистых человека.

Об истоках идеи

В нашем «Кванториуме» есть атомно-силовой микроскоп – это единственный аппарат, на котором можно видеть слабое изображение молекулы ДНК. Мне захотелось с ним поработать, и я сказала об этом своему преподавателю Андрею Владимировичу Мищенко. Он предложил сделать что-то, связанное с ДНК, и напомнил про ДНК-оригами. Мы слышали, как один из учёных в американском ток-шоу говорил про это новое направление, которое только-только начинается. В России на тот момент мы не нашли информации на эту тему. Как раз с этим и связана главная трудность: не с кем посоветоваться, нельзя опереться на чей-то опыт.

Несмотря на это, я дошла с этим проектом до финала Всероссийского конкурса «Большие вызовы», который устраивает центр «Сириус». Сейчас работа приостановлена. В числе прочего из-за недостатка технической базы. «Кванториум» – это всё-таки детский технопарк, а не передовая лаборатория. Например, для расшифровки части генома пришлось обращаться в коммерческую организацию. Если удастся найти заинтересованных людей, которые помогут и в научном плане, и в техническом, то, вне всяких сомнений, мы будем продолжать эту работу.


О биоразлагаемой упаковке

Сейчас с другим преподавателем Феткулловой Ильнарой Робертовной мы работаем над проектом «Биоразлагаемые плёнки на основе природных полисахаридов и белков». Задумывалось это как экологически безопасная альтернатива полиэтилену, но в результате мы получили довольно прочный материал, из которого можно делать не только упаковку, но и одноразовую посуду, бутылки для воды, коробки, боксы для хранения продуктов…

Мы научились придавать этому материалу различную форму, пока он жидкий, но при полном застывании его тяжело растянуть или порвать руками. Материал разлагается в различных видах почв около 1-1,5 месяцев: за 14 суток в пресной воде – на 20 %, в морской воде за 14 суток – более чем на 50 %. В желудочном соке человека он полностью растворяется в течение одного дня.

О сырье

Сырьё для изготовления нашего материала можно добывать из картофельного крахмала или из красных и бурых водорослей, которые весьма распространены на планете, в частности они присутствуют в Чёрном море. В этих водорослях содержатся такие вещества, как агар-агар, каррагинан, альгинат – те самые природные полисахариды, из которых можно изготавливать наш биоразлагаемый материал.

Об уникальности

Технологию изготовления я не хотела бы освещать. Так получилось, что с этим проектом мы заняли первое место на Всероссийском конкурсе имени Вернадского, я давала журналистам интервью, Министерство образования нашего региона и губернатор разместили эту новость на своих ресурсах, и после этого ко мне стали обращаться люди с предложениями купить проект. Так что мне не хочется, чтобы технология производства оказалась в свободном доступе. Мы всё полностью придумывали сами, и на данный момент разработка ещё не запатентована.

О потенциале

Мы общались с более продвинутыми учёными, Ильнара Робертовна консультировалась со своими университетскими преподавателями – все сошлись на том, что наша разработка уникальна и обладает большим потенциалом. Опять же, условия «Кванториума» хоть и приближены к лабораторным, всё же это не лаборатория. В более профессиональных условиях, возможно, у нас получилось бы лучше, но в целом на том этапе, на котором проект находится сейчас, мы добились целей, поставленных на старте.

О себе

Я с первого класса любила учиться, сейчас в школе я иду на золотую медаль, и получается, что основное моё увлечение – это учёба. Но мне это очень нравится, так что я не переживаю. Ещё я увлекаюсь спортом. Из-за травмы пришлось свой предыдущий вид спорта отложить: я пять лет занималась айкидо. Теперь занимаюсь плаванием, играю на гитаре. У меня папа играет на гитаре, и я всегда восхищалась им. Года два назад я стала учиться по урокам на «Ютубе», папа мне помогал, и так, потихоньку, пришла к тому, что теперь могу наиграть почти любую мелодию, если меня попросят.

О цели

Я очень хочу стать квалифицированным врачом, действительно знающим своё дело, способным действительно помогать людям. Мечтаю открыть свою клинику, частную, но не такую, на посещение которой нужно копить деньги, и не такую, как многие наши бюджетные медучреждения, где нет современного оборудования, не хватает квалифицированных врачей, потому что маленькая зарплата. Я хочу открыть клинику, где люди смогут получать медицинскую помощь на высшем уровне, но при этом доступную любому слою населения. Для меня это очень важно!

Пока не представляю, как это реализовать с финансовой точки зрения, но я уверена, что найду такую возможность, потому что мне везёт в плане встреч с разными интересными людьми, которые подсказывают мне, как можно осуществить свою мечту. Я думаю, что на моём жизненном пути мне и в этом благом деле повезёт: я встречу единомышленников, инвесторов, меценатов и смогу добиться того, чего хочу.

О примере профессионализма

Пример настоящего врача в самом высоком смысле этого слова у меня перед глазами. Это моя бабушка. Она терапевт, сейчас на пенсии, но до сих пор её коллеги и пациенты отзываются о ней с большой теплотой и уважением. Я тоже хочу стать таким врачом, о котором через годы будут так вспоминать.

О науке

Когда я стану старше, мысли в голове будут более структурированы и я смогу больше успевать. Ничто не помешает мне совмещать врачебную практику с научной деятельностью. Я очень люблю учиться и наверняка буду не только работать, но и стремиться узнавать что-то новое. Медицина поможет мне понять многое, связанное с физиологией человека, я найду ответы на многие вопросы, которые есть у меня уже сейчас, и, конечно, появятся новые темы. Мои изыскания будут связаны с тем, как можно помочь человеку, при этом не навредив его здоровью и социальному благополучию.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.