| Название НИОКТР |
"Физические принципы самосборки
вирусов и их взаимодействия с
окружающей средой, в том числе с
материалами, пригодными для
создания противовирусных фильтров"
|
| Аннотация |
Вирусные белковые оболочки и их разнообразные искусственные и естественные производные уже используются как в современной медицине, так и в нанотехнологиях для создания интеллектуальных наноматериалов на протеиновой основе. Исследования физических механизмов, контролирующих структуру и самосборку этих объектов являются ключом к разработке антивирусных стратегий, средств адресной доставки лекарств, методов маркировки клеток и даже для разработки элементов питания и запоминающих устройств, использующих вирусные частицы. В Проекте 2025 мы рассмотрим структурные особенности и механизмы самоорганизации активно изучаемых в настоящее время аномальных белковых оболочек, которые наряду с икосаэдрической могут иметь кубические симметрии и квазикристаллический, а не кристаллический (как в обычных вирусах) тип локального порядка протеинов. Вероятно, именно такое аномальное устройство этих структур и обуславливает их широкую область применимости, и мы планируем провести анализ свойств и структур аномальных оболочек из открытой базы данных Protein data bank (PDB) с помощью подходов физики квазикристаллов, теории кристаллизации Ландау и неравновесной термодинамики. Мы впервые смоделируем не только сборку известных аномальных белковых оболочек с октагональным локальным порядком, но и предскажем еще не открытые возможные варианты устройства подобных структур. Предлагаемый подход обоснован нашими предварительными результатами, показывающими, что ребра модельных сферических октагональных упаковок соответствуют связям между белками в известных аномальных белковых оболочках. В рамках реализации Проекта также будут исследованы физические основы формообразования полиморфных оболочек эпидемиологически важных вирусов, покрытых липидно-белковой оболочкой с расположенными на ней электрически заряженными шипами. Такие оболочки характерны для коронавирусов, вирусов гриппа, а также везикуловирусов. Будет построена обобщенная электро-упругая модель, описывающая как возникновение полиморфизма таких вирусов, так и формирование вирусных оболочек на поверхности клеточной мембраны. В предлагаемой модели мы учтем, что распределение заряда в шипах, их структура и расположение, а также электростатические свойства оболочки в целом зависят от типа вируса. Различия в упругих свойствах оболочек будут связаны с особенностями функционализации клеточных мембран различными липидами и матричными белками вируса, которые либо пронизывают мембрану, либо прикрепляются к ее внутренней стороне. Электростатическая заряженность оболочек эпидемиологически важных вирусов легла в основу нашего интереса к развитию теории воздушных электростатических фильтров. Избыточный уровень ионов и озона, производимых обычным электростатическим фильтром, использующим коронный разряд, вреден для здоровья, а ионы, попавшие в верхние слои атмосферы, разрушают озоновый слой, поэтому в ходе выполнения проекта мы рассмотрим модели двухступенчатых неионизирующих фильтров, в которых в качестве одной из ступеней фильтрации респираторных капель, содержащих вирусные частицы, применяется массив из заряженных электретных волокон. Еще одной ступенью в такой системе может быть предложенный в Проекте 2022 электростатический фильтр с цилиндрическими электродами, увиолевая лампа или обычный HEPA фильтр. Отметим, что моделирование захвата респираторных капель электретными волокнами будет проведено впервые, а в контексте недавней пандемии ковида развитие методов противовирусной фильтрации воздуха является особенно актуальным.
|
| Доступ к ОКОГУ исполнителя |
False
|
| Количество связанных РИД |
0
|
| Количество завершенных ИКРБС |
0
|
| Сумма бюджета |
14000.0
|
| Дата начала |
2025-06-10
|
| Дата окончания |
2026-12-31
|
| Номер контракта |
25-12-68025
|
| Дата контракта |
2025-06-10
|
| Количество отчетов |
1
|
| УДК |
539.23 539.216.1
|
| Количество просмотров |
3
|
| Руководитель работы |
Рошаль Сергей Бернардович
|
| Руководитель организации |
Веретенникова Вера Анатольевна
|
| Исполнитель |
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ"
|
| Заказчик |
Российский научный фонд
|
| Федеральная программа |
—
|
| Госпрограмма |
—
|
| Основание НИОКТР |
Грант
|
| Последний статус |
2025-07-02 13:22:48 UTC, 2025-07-02 13:22:48 UTC
|
| ОКПД |
Нет
|
| Отраслевой сегмент |
—
|
| Минздрав |
—
|
| Межгосударственная целевая программа |
—
|
| Ключевые слова |
Вирус, белковые оболочки, самосборка, электростатика, структура, квазикристаллический локальный порядок
|
| Соисполнители |
—
|
| Типы НИОКТР |
Фундаментальное исследование
|
| Приоритетные направления |
—
|
| Критические технологии |
—
|
| Рубрикатор |
29.19.22 - Физика наноструктур. Низкоразмерные структуры. Мезоскопические структуры
|
| OECD |
—
|
| OESR |
Физика конденсированного состояния (включая физику твердого тела, сверхпроводимость); Вирусология
|
| Приоритеты научно-технического развития |
а) переход к передовым технологиям проектирования и создания высокотехнологичной продукции, основанным на применении интеллектуальных производственных решений, роботизированных и высокопроизводительных вычислительных систем, новых материалов и химических соединений, результатов обработки больших объемов данных, технологий машинного обучения и искусственного интеллекта;
|
| Регистрационные номера |
—
|
