Какво е общото между ДНК компютър с капацитет за съхранение на милиони гигабайти за хилядолетия и 3D модел на човешки епидермис, предназначен да ускори разработката на лекарства? Това са все открития, направени през изминалите 12 месеца от наши учени и изобретатели.

2024 година доказа, че българите имаме важно място в изследванията на фундаментални научни сфери и технологии.

Dir.bg направи специален подбор на постиженията, които грабнаха интереса на нашите читатели и промениха обкръжаващата среда в областта на науката и технологиите:

Иновативният ДНК компютър

Пловдивчанин стои в основата на нова технология, която може да съхранява петабайти данни в ДНК за милиони години. Системата също така може да обработва данни, като демонстрира способността си да решава судоку пъзели.

Орлин Велев осъществява разработките си в САЩ. Там той е професор в Държавния университет на Северна Каролина. Българинът е изтъкнат специалист в областта на наноструктурите с електрическа и фотонна функционалност. Други области на експертизата му включват биосензори, микрофлуиди и нанопроизводство. Българинът намира начин за отключване на потенциала на ДНК за съхранение и анализ на данни.

Заедно със своя екип, той намира ключа под формата на мек полимерен материал, който действа като скеле за ДНК. Полимерът може да бъде дехидратиран за дългосрочно съхранение и рехидратиран за извличане на информацията. Техниката позволява данните да бъдат съхранявани с невероятно висока плътност - 10 петабайта на кубичен сантиметър. Казано по друг начин, това са 10 милиона гигабайта в пространство с размер на кубче захар.

Специфични части от информацията могат да бъдат извлечени с помощта на РНК молекули, които копират данните от ДНК, след което тази РНК се секвенира. Това означава, че не е нужно да унищожавате ДНК, за да четете данни от нея.

Новата система също така позволява изчисления директно в ДНК, използвайки ензими. Това беше демонстрирано чрез решаване на опростени шахматни задачи и судоку 3x3. Разработката отваря вратата за създаването на пълнокръвен ДНК компютър.

Система за следене на епилептични припадъци

Симеон Карпузов е изследовател в екип "Дигитално здравеопазване" в института GATE. Тази година той регистрира патент за Метод за следене на пациенти чрез видеонаблюдение.

Изобретението подпомага ранното откриване и превенцията на усложнения вследствие на епилептичен припадък. В основата на системата стои специализиран алгоритъм, който анализира заснетото от камера и може мигновено да разпознае припадък. Това би помогнало на самотни хора или работещи в по-изолирана среда.

Талантливият изследовател работи и по система за детекция и реакция в реално време при епилептични припадъци, която се тества при петима пациенти в клиника по епилепсия в Нидерландия, както и по изследване на мозъчните мрежи по проект, свързан с ранна диагностика на болестта на Алцхаймер.

Български учени създадоха прототип на човешка кожа

Български учени разработиха 3D модел на човешки епидермис. Той ще улесни проучвания в областта на медицината и фармацевтичната индустрия.

Разработката включва прилагането на специализирани техники за възпроизвеждане на сложната физиологична структура и защитна функция на човешкия епидермис.

Прототипът точно пресъздава най-външния слой на човешката кожа, която е най-големият орган в човешкото тяло. Чрез него ще се провеждат високотехнологични клинични проучвания за тестване на биологичните ефекти и пропускливостта на лекарства и козметични формулировки, като минимизират използването на животни в научните експерименти.

Изобретението принадлежи на учени от отдел "Растителна клетъчна биотехнология" към Центъра по растителна системна биология и биотехнология (ЦРСББ), работещи съвместно с лаборатория по Метаболомика при Българска академия на науките (БАН).

Два български екипа в ЦЕРН

В един от най-престижните научни центрове в света работят български учени. През последните месеци в ЦЕРН се трудят паралелно две групи от български изследователи.

Eдиният екип е от Софийския университет. Неговите членове са ангажирани с изследванията на т.нар. красива физика или с процесите, в които участват B-кварки (красиви кварки). Работата им е свързана със Стандартния модел във физиката на елементарните частици.

Другата група е от Института за ядрени изследвания и ядрена енергетика и участва в експеримента CMS на ЦЕРН, като изследва и търси хипотетични частици, наричани векторноподобни кварки. Те са свързани с физиката на Х бозона (по-полурярен като Божията частица) и търсенето на кандидати за тъмна материя. В този екип участва доц. д-р Румяна Хаджийска, която подчертава, че тъмната материя не бива да се бърка с антиматерията. За втората учените са наясно какво представлява и как може да се използва.

България развива наука и на Антарктида

От над 30 години страната ни развива своя научна база на най-отдалечения и леден континент - Антарктида. От 2022 г. България вече има и изследователски кораб, наречен "Св. Св. Кирил и Методий", и развива своята база на остров Ливингстън.

Изследванията на българските учени са свързани с топенето на ледниците и превръщането им в сладководни езера. Тези басейни стават по-разпространени , а появата им е следствие на климатичните промени. Българските учени изследват и намиращият се в езерата живот - малки безгръбначни организми, справящи се с екстремни температури.

Тази година замина нова експедиция към ледения континент. Там тя ще осъществи първия полярен астрономически проект на България.

Екипът от учени от Института по астрономия, Техническия университет в София и Висшето военноморско училище, който ще работи по неговата реализация, е с ръководител доц. д-р Камен Козарев.

През 2025 година се очаква пик на слънчевия цикъл. Избухващите събития от Слънцето ще се случват почти всеки ден. Българският екип ще провежда радионалбюдение на Слънцето на територията на българската антарктическа база на остров Ливингстън, която има уникална локация поради близостта си до Южния полюс.

Наблюденията на промяната на йоносферния слой ще се правят едновременно от остров Ливингстън, от България и от Ирландия. Научните резултати ще бъдат оповестени в началото на 2025 година.

Българско откритие хвърля светлина върху процеси, предпазващи от рак

Български учени от Института по молекулярна биология към БАН, в сътрудничество с престижни институти като "Кюри" и "Макс Планк", изясниха молекулните механизми на някои от най-мощните противоракови медикаменти.

Техните открития, публикувани в авторитетното списание CELL, могат да доведат до създаването на по-малко токсични онкологични лекарства.

Изследванията използват иновативни технологии, като генетично модифицирани ракови клетки с флуоресцентни белтъци, които позволяват прецизно проследяване на клетъчните процеси с помощта на конфокален микроскоп.

Учените са успели да разберат ролята на ключовия белтък Парп 1, който играе важна роля в ремонта на увредена ДНК. Те установяват, че блокирането на този ензим води до натрупване на грешки в ДНК и смърт на раковите клетки. Въпреки това, токсичността на тези лекарства остава предизвикателство.

Екипът на БАН разработва нови методи за идентифициране на молекули с висока ефективност и минимални странични ефекти. Изследването подчертава потенциала на българската наука да допринесе към глобалните усилия за намиране на по-добри терапии срещу рак.

Дир.бг