Живые системы Стратегия развития критических технологий в рамках

Живые системы Стратегия развития критических технологий в рамках направления «ЖИВЫЕ СИСТЕМЫ»

Живые системы Технологии Живых Систем во многом определяют будущие пути развития человечества q Принципы организации и функционирования генома человека q Мыслительная деятельность и механизмы памяти q Индивидуализированная медицина и диагностика q Новые лекарства и медицинские технологии q Улучшение качества и продолжительности жизни q Охрана окружающей среды, «зеленые» технологии q Получение биотоплив q Интенсификация сельского хозяйства на основе новых сортов растений

Живые системы Технологии Живых Систем – одно из основных направлений, определяющее место и роль России в современном мире Уже сейчас биотехнологии определяют состояние крупнейших отраслей. Пищевая промышленность, фарминдустрия, целлюлозно-бумажная, текстильная промышленности и многие другие сектора экономики с многомиллиардными оборотами во многом зависят от прогресса в области новых, т. н. постгеномных биотехнологий. Лекарственная и продовольственная безопасность, борьба с террористической угрозой, экологическая и демографическая обстановка в стране, усиление экономического потенциала – все это напрямую связано и обусловлено состоянием дел в отечественной биотехнологии.

Живые системы Критические Технологии РФ в области Живых Систем 1. клеточные технологии 2. технологии биоинженерии 3. геномные и постгеномные технологии создания лекарственных средств 4. технологии биокатализа и биосинтеза 5. биосенсорные технологии 6. биомедицинские технологии жизнеобеспечения и защиты человека В этих областях в России существуют сложившиеся научные коллективы, проводящие исследования на мировом уровне

Живые системы Представлен краткий анализ ситуации в каждой из Критических Технологий в области наук о жизни в контексте необходимых мероприятий со стороны Министерства образования и науки РФ по их поддержке, развитию, созданию точек роста и разработке инновационных продуктов и технологий для перспективных сегментов рынка.

Живые системы Типы проектов Проблемно-ориентированные поисковые I. исследования фундаментального характера II. Прикладные разработки в рамках приоритетных направлений 3 млн руб/год 5 млн руб/год Опытно-конструкторские, технологические и III. экспериментальные разработки по приоритетным направлениям 10 млн руб/год IV. Комплексные проекты 60 млн руб/год

Живые системы Комплексный проект Основной целью формирования данных проектов является концентрация ресурсов и повышение эффективности управления НИОКР, ориентированных на коммерциализуемый результат. Комплексный проект представляет собой совокупность взаимосвязанных общей генеральной целью проектов и мероприятий: опытно-конструкторских и технологических разработок, развития приборной базы, уникальных стендов и центров коллективного пользования. В результате реализации комплексных проектов должен быть преодолен разрыв в уровне готовности к коммерциализации разработок, осуществляемых в отдельных проектах, и в уровне разработок, на котором может быть осуществлено вовлечение в проект коммерческих партнеров.

Живые системы Клеточные технологии Основное назначение Контролируемое изменение и создание нового генетического материала клеток, приводящее к исправлению наследственных или приобретенных генетических дефектов живого организма, использование клеток для терапевтических целей. Инновационный потенциал § использование фетальных тканей и стволовых клеток в лечебных. целях; § продукты на основе стволовых клеток; § продуценты клеток, тканей и органов для трансплантационной. хирургии; § банки стволовых клеток.

Живые системы Клеточные технологии являются одной из наиболее молодых и бурно растущих областей современной биотехнологии. В ближайшие несколько лет исследования будут носить в основном ориентированный характер, будет разработан и освоен набор базовых технологий, на основе которых уже в ближайшем времени можно ожидать появления новых инновационных идей и продуктов. Целесообразно провести широкий конкурс с целью выявления новых идей и идентификации наиболее конкурентоспособных коллективов, сделав упор на проблемно-ориентированные проекты, подкрепив их 2 -3 прикладными темами. Целесообразно также осуществление комплексного проекта с целью создания технологической платформы для применения мультипотентных стволовых клеток человека в медицине.

Живые системы Технологии биоинженерии Основное назначение Использование и совершенствование живых организмов, биологических молекул, получение биологически активных соединений, не имеющих природных аналогов. Генно-инженерные организмы для получения биологически активных соединений. Инновационный потенциал § индивидуальная диагностика, профилактика и терапия; § иммунобиопрепараты на основе гуманизированных антител, . вакцины нового поколения; § высокоселективные лекарственные препараты; § трансгенные высокорезистентные и высокоурожайные сорта. растений; § микроорганизмы для получения биологически активных. соединений, ремедиации окружающей среды, обогащения почв, . полезных ископаемых.

Живые системы Технологии биоинженерии Биоинженерия является непременным компонентом любого современного исследования в области постгеномной биологии и во многом определяет прогресс в этой области. Целесообразна поддержка нескольких взаимоувязанных проектов, приводящих к созданию комплексных технологических платформ. Дополнительно предлагается объявить широкий конкурс ориентированных проектов с целью скрининга новых идей.

Живые системы Постгеномные технологии создания лекарственных средств Основное назначение Создание новых поколений лекарственных средств, базирующихся на достижениях в расшифровке генома человека и характеризующихся высокой эффективностью и отсутствием побочных эффектов. Инновационный потенциал § высокоселективные лекарственные препараты, направленные на. мишени клеточных мембран; § лекарственные препараты внутриклеточного действия; § лекарственные препараты на основе модифицированных. фрагментов ДНК для генной терапии; § лекарственные препараты на основе гуманизированных. моноклональных антител; § высокотехнологичные научно-производственные услуги для. российских и международных научных учреждений и. фармацевтических компаний.

Живые системы Постгеномные технологии создания лекарственных средств Расшифровка человеческого генома привела к резкому росту числа потенциальных мишеней для создания новых лекарственных средств. С другой стороны, крупные фармкомпании заинтересованы в проведении научноисследовательских работ, связанных с поиском т. н. соединенийлидеров, нацеленных на определенный круг белковых мишеней и способных стать прообразами новых лекарственных препаратов. В РФ имеется небольшое число коллективов, способных к выполнению работ полного цикла - до уровня подтвержденных кандидатов на создание новых лекарственных средств. Целесообразно объявление конкурса на 2 комплексных проекта и шлейфа поддерживающих активностей в сфере ориентированных и прикладных исследований.

Живые системы Технологии биокатализа и биосинтеза Основное назначение Создание новых высокоэффективных и специфичных биокатализаторов, существенное повышение эффективности использования сырья и улучшение экологических показателей производственных процессов, улучшение существующих и разработка новых процессов и технологий получения биологически активных веществ, базовых химических структур и блоков, разработка и производство биосовместимых и биоразлагаемых материалов. Инновационный потенциал § биосовместимые и биоразлагаемые материалы; § новые биоматериалы; § ферменты для пищевой и целлюлозно-бумажной промышленности; § ферменты для сельского хозяйства; § ферменты для молекулярной биологии и генетической инженерии.

Живые системы Технологии биокатализа и биосинтеза В РФ существует ряд стабильно развивающихся секторов экономики, которые технологически основаны на использовании ферментов или ферментных препаратов. Это – пищевая, спиртовая, целлюлозно-бумажная и текстильная отрасли, а также производство кормов. Российские компании уже продемонстрировали свою конкурентоспособность в жестком противостоянии с импортной продукцией, которая оказывает сильное давление на отечественный рынок. Следует объявить конкурсы по нескольким комплексным проектам с существенным развитием лабораторной базы и созданием одного-двух центров коллективного пользования. Необходимо обеспечить участие в проектах как научноисследовательских, так и внедренческих структур. Чтобы не ослаблять приток новых идей в это конкурентоспособное направление, целесообразно объявить конкурс на ориентированные и поисковые работы (7 -10 проектов) с широкими формулировками тем для выявления новых идей и коллективов.

Живые системы Биосенсорные Технологии Основное назначение Разработка и производство высокочувствительных биосенсоров различных типов, обладающих высокой разрешающей способностью. Инновационный потенциал § молекулярная диагностика наиболее распространенных. болезней человека, а также возбудителей инфекционных. заболеваний в пищевых продуктах и окружающей среде; § средства индивидуальной диагностики; § системы мониторинга окружающей среды и предупреждения. экологических и техногенных катастроф; § новая реагентная база для био(иммуно)сенсорных систем.

Живые системы Биосенсорные Технологии Кроме социально значимых секторов народного хозяйства эти технологии также востребованы в таких критических для безопасности страны областях как борьба с биотерроризмом, наркотрафиком и т. п. В области молекулярных методов многопараметрического анализа (биочипы) Россия имеет прочные позиции, которые позволяют ей рассчитывать на значительную долю как отечественного, так и мирового рынка. Рекомендуется поддержать 2 комплексных проекта, включающие в себя прикладные исследования, ОКР и развитие лабораторной базы. Целесообразно также поддержать перспективные работы по созданию биосенсорных технологий. Для чего объявить конкурс в сфере прикладных и поисковых проектов с широкими формулировками для продвижения исследований перспективных групп и для поиска новых.

Живые системы Биомедицинские технологии жизнеобеспечения и защиты человека Данное направление характеризуется высокой социальной значимостью поскольку напрямую связано с обеспечением качества жизни и увеличением ее продолжительности. В России существуют значительные заделы, которые в течение многих лет накапливались в экстремальной и космической медицине. Здесь у нас несомненный мировой приоритет. Созданные продукты и технологии могут быть востребованы в таких областях как практическое здравоохранение, спортивная медицина. Ряд разработок напрямую связан с обеспечением безопасности страны и населения: предотвращение техногенных катастроф, снижения аварийности и т. п. Возможно объявление конкурсов на два комплексных проекта и проект ОКР, ориентированных на конкурентоспособные технологические разработки, на 4 прикладных проекта в областях, где признается продвинутость разработок, и на 3 поисковых проекта для систематизации ранее полученных результатов и восстановления системы генерации идей.

Живые системы В целом, концентрация усилий и финансовых средств на данных основных направлениях сферы технологии живых систем позволит в сравнительно короткие сроки и при относительно невысоких дополнительных инвестициях обеспечить запуск в производство ряда инновационных продуктов в области здравоохранения, сельского хозяйства и промышленности, способствуя тем самым решению задачи опережающего развития высокотехнологичных отраслей экономики, конкурентоспособных на мировом рынке.

Живые системы Участие ВУЗов в работах ФЦНТП (млн. руб. ) Приоритетное направление Лоты Заявки Кон- Бюджет 2005 тракты БЕ – Безопасность и противодействие терроризму 9 из 15 22 из 87 ЖС – живые системы 33 из 68 75 из 326 10 из 63 Бюджет 2006 4 из 15 20, 15 из 222, 15 24, 35 из 216, 35 (9%) (11%) 142 из 749, 8 146 из 655, 1 (19%) (23%) ИН – Индустрия наносистем и материалы 48 из 112 86 из 367 15 из 103 166, 5 из 735, 6 183, 2 из 1000, 7 ИТ – Информационнотелекоммуникационные системы 28 из 46 48 из 152 11 из 43 РП – Рациональное природопользование 13 из 29 19 из 117 5 из 28 ЭЭ – Энергетика и энергосбережение 22 из 41 42 из 186 5 из 41 (22%) (18%) 81 из 388, 5 76, 9 из 374, 9 (21%) (20%) 16 из 204, 5 17, 5 из 243, 5 (8%) (7%) 31, 5 из 445, 5 21, 5 из 427 (7%) (5%)

Перечень работ в рамках направления «ЖИВЫЕ СИСТЕМЫ» (64/817) I Проблемно-ориентированные поисковые исследования фундаментального характера Стволовые клетки как модель дифференцировки клетки. Использование стволовых клеток для репарации II Прикладные разработки в рамках кожных покровов. Репрограммирование стволовых клеток. Поиск и синтез пептидов - прототипов лекарственных Использование модифицированных фрагментов ДНК для генной терапии. (19/95) 5 млн руб/год Идентификация перспективных мишеней действия новых лекарственных препаратов. приоритетных направлений функционального Разработка количественных методов картирования белок-белковых взаимодействий. 9/27 (30/90) 3 млн руб/год Постгеномные технологии создания лекарственных средств (6/140) Технологии биоинженерии (10/41) Клеточные технологии (13/104) 7/21 2/6 III Опытно-конструкторские, технологические и экспериментальные разработки по приоритетным направлениям Технологии биокатализа и биосинтеза IV Комплексные проекты (12/165) Поиск и исследование новых ферментов для инженерной энзимологии. Ферменты экстремофилов для использования в технологических процессах. Ферментные системы и технологии получения циклодекстринов. Биосинтез мономеров для полимерной химии. Проект Биосенсорные технологии (13/194) (6/60) 10 млн руб/год Биомедицинские технологии жизнеобеспечения (9/568) 60 млн руб/год и защиты человека (10/173) Молекулярная диагностика детских инфекций методом атомно-силовой микроскопии. Разработка электрооптических систем детекции клеток микроорганизмов. 2/6 Изучение механизмов повышения резистентности функциональных систем при направленном изменении газовой среды. Изучение влияния малых доз радиации на устойчивость биологических систем. 3/9 7/21 Создание трансгенных растений - продуцентов лекарств и вакцин. Трансгенные с/х животные - продуценты клеток, тканей и органов для трансплантационной хирургии. Использование стволовых клеток, фетальных тканей в лечебных целях. Криопрезервированные стволовые клетки человека. 3/15 2/10 Методы мониторинга процессов в живых организмах на принципах флуоресцентной томографии. Создание новых ингибиторов протеинкиназы С для преодоления лекарственной устойчивости инфекций и злокачественных опухолей. 2/10

Стратегия развития критических технологий в рамках направления «ЖИВЫЕ СИСТЕМЫ» Технологии Живых Систем во многом определяют будущие пути развития q Принципы организации человечества генома человека и функционирования q Мыслительная деятельность и механизмы памяти q Индивидуализированная медицина и диагностика q Новые лекарства и медицинские технологии q Улучшение качества и продолжительности жизни q Охрана окружающей среды, «зеленые» технологии q Получение биотоплив q Интенсификация сельского хозяйства на основе новых сортов растений Клеточные технологии являются одной из наиболее молодых и бурно растущих областей современной биотехнологии. В ближайшие несколько лет исследования будут носить в основном ориентированный характер, будет разработан и освоен набор базовых технологий, на основе которых уже в ближайшем времени можно ожидать появления новых инновационных идей и продуктов. Целесообразно провести широкий конкурс с целью выявления новых идей и идентификации наиболее конкурентоспособных коллективов, сделав упор на проблемно-ориентированные проекты, подкрепив их 2 -3 прикладными темами. Целесообразно также осуществление комплексного проекта с целью создания технологической платформы для применения мультипотентных стволовых клеток человека в медицине. Технологии биоинженерии Основное назначение Использование и совершенствование живых организмов, биологических молекул, получение биологически активных соединений, не имеющих природных аналогов. Генно-инженерные организмы для получения биологически активных соединений. Инновационный потенциал § индивидуальная диагностика, профилактика и терапия; § иммунобиопрепараты на основе гуманизированных антител, . вакцины нового поколения; § высокоселективные лекарственные препараты; § трансгенные высокорезистентные и высокоурожайные сорта. растений; § микроорганизмы для получения биологически активных. соединений, ремедиации окружающей среды, обогащения почв, . полезных ископаемых. Биоинженерия является непременным компонентом любого современного исследования в области постгеномной биологии и во многом определяет прогресс в этой области. Целесообразна поддержка нескольких взаимоувязанных проектов, приводящих к созданию комплексных технологических платформ. Дополнительно предлагается объявить широкий конкурс ориентированных проектов с целью скрининга новых идей. Уже сейчас биотехнологии определяют состояние крупнейших отраслей. Пищевая промышленность, фарминдустрия, целлюлозно-бумажная, текстильная промышленности и многие другие сектора экономики с многомиллиардными оборотами во многом зависят от прогресса в области новых, т. н. постгеномных биотехнологий. Лекарственная и продовольственная безопасность, борьба с террористической угрозой, экологическая и демографическая обстановка в стране, усиление экономического потенциала – все это напрямую связано и обусловлено состоянием дел в отечественной биотехнологии. Представлен краткий анализ ситуации в каждой из Критических Технологий в области наук о жизни в контексте необходимых мероприятий со стороны Министерства образования и науки РФ по их поддержке, развитию, созданию точек роста и разработке инновационных продуктов и технологий для перспективных сегментов рынка. Клеточные технологии Основное назначение Контролируемое изменение и создание нового генетического материала клеток, приводящее к исправлению наследственных или приобретенных генетических дефектов живого организма, использование клеток для терапевтических целей. Инновационный потенциал § использование фетальных тканей и стволовых клеток в. лечебных целях; § продукты на основе стволовых клеток; § продуценты клеток, тканей и органов для трансплантационной. хирургии; § банки стволовых клеток. В этих областях в России существуют сложившиеся научные коллективы, проводящие исследования на мировом уровне Технологии Живых Систем – одно из основных направлений, определяющее место и роль России в современном мире Комплексный проект Типы проектов Проблемно-ориентированные поисковые исследования фундаментального характера Прикладные разработки в рамках приоритетных II. направлений Опытно-конструкторские, технологические и III. экспериментальные разработки по приоритетным направлениям I. IV. Комплексные проекты 3 млн руб/год 5 млн руб/год 10 млн руб/год Основной целью формирования данных проектов является концентрация ресурсов и повышение эффективности управления НИОКР, ориентированных на коммерциализуемый результат. Комплексный проект представляет собой совокупность взаимосвязанных общей генеральной целью проектов и мероприятий: опытно-конструкторских и технологических разработок, развития приборной базы, уникальных стендов и центров коллективного пользования. В результате реализации комплексных проектов должен быть преодолен разрыв в уровне готовности к коммерциализации разработок, осуществляемых в отдельных проектах, и в уровне разработок, на котором может быть осуществлено вовлечение в проект коммерческих партнеров. 60 млн руб/год Биосенсорные Технологии Основное назначение Разработка и производство высокочувствительных биосенсоров различных типов, обладающих высокой разрешающей способностью. Инновационный потенциал § молекулярная диагностика наиболее распространенных. болезней человека, а также возбудителей инфекционных. заболеваний в пищевых продуктах и окружающей среде; § средства индивидуальной диагностики; § системы мониторинга окружающей среды и предупреждения. экологических и техногенных катастроф; § новая реагентная база для био(иммуно)сенсорных систем. Кроме социально значимых секторов народного хозяйства эти технологии также востребованы в таких критических для безопасности страны областях как борьба с биотерроризмом, наркотрафиком и т. п. В области молекулярных методов многопараметрического анализа (биочипы) Россия имеет прочные позиции, которые позволяют ей рассчитывать на значительную долю как отечественного, так и мирового рынка. Рекомендуется поддержать 2 комплексных проекта, включающие в себя прикладные исследования, ОКР и развитие лабораторной базы. Целесообразно также поддержать перспективные работы по созданию биосенсорных технологий. Для чего объявить конкурс в сфере прикладных и поисковых проектов с широкими формулировками для продвижения исследований перспективных групп и для поиска новых. Постгеномные технологии создания лекарственных средств Основное назначение Создание новых поколений лекарственных средств, базирующихся на достижениях в расшифровке генома человека и характеризующихся высокой эффективностью и отсутствием побочных эффектов. Инновационный потенциал § высокоселективные лекарственные препараты, направленные на мишени клеточных. мембран; § лекарственные препараты внутриклеточного действия; § лекарственные препараты на основе модифицированных фрагментов ДНК для генной. терапии; § лекарственные препараты на основе гуманизированных моноклональных антител; § высокотехнологичные научно-производственные услуги для российских и. международных научных учреждений и фармацевтических компаний. Расшифровка человеческого генома привела к резкому росту числа потенциальных мишеней для создания новых лекарственных средств. С другой стороны, крупные фармкомпании заинтересованы в проведении научно-исследовательских работ, связанных с поиском т. н. соединений-лидеров, нацеленных на определенный круг белковых мишеней и способных стать прообразами новых лекарственных препаратов. В РФ имеется небольшое число коллективов, способных к выполнению работ полного цикла - до уровня подтвержденных кандидатов на создание новых лекарственных средств. Технологии биокатализа и биосинтеза Основное назначение Создание новых высокоэффективных и специфичных биокатализаторов, существенное повышение эффективности использования сырья и улучшение экологических показателей производственных процессов, улучшение существующих и разработка новых процессов и технологий получения биологически активных веществ, базовых химических структур и блоков, разработка и производство биосовместимых и биоразлагаемых материалов. Инновационный потенциал § биосовместимые и биоразлагаемые материалы; § новые биоматериалы; § ферменты для пищевой и целлюлозно-бумажной промышленности; § ферменты для сельского хозяйства; § ферменты для молекулярной биологии и генетической инженерии. Данное направление характеризуется высокой социальной значимостью поскольку напрямую связано с обеспечением качества жизни и увеличением ее продолжительности. В РФ существует ряд стабильно развивающихся секторов экономики, которые технологически основаны на использовании ферментов или ферментных препаратов. Это – пищевая, спиртовая, целлюлозно-бумажная и текстильная отрасли, а также производство кормов. Российские компании уже продемонстрировали свою конкурентоспособность в жестком противостоянии с импортной продукцией, которая оказывает сильное давление на отечественный рынок. В России существуют значительные заделы, которые в течение многих лет накапливались в экстремальной и космической медицине. Здесь у нас несомненный мировой приоритет. Созданные продукты и технологии могут быть востребованы в таких областях как практическое здравоохранение, спортивная медицина. Ряд разработок напрямую связан с обеспечением безопасности страны и населения: предотвращение техногенных катастроф, снижения аварийности и т. п. Следует объявить конкурсы по нескольким комплексным проектам с существенным развитием лабораторной базы и созданием одного-двух центров коллективного пользования. Необходимо обеспечить участие в проектах как научно-исследовательских, так и внедренческих структур. Чтобы не ослаблять приток новых идей в это конкурентоспособное направление, целесообразно объявить конкурс на ориентированные и поисковые работы (7 -10 проектов) с широкими формулировками тем для выявления новых идей и коллективов. Возможно объявление конкурсов на два комплексных проекта и проект ОКР, ориентированных на конкурентоспособные технологические разработки, на 4 прикладных проекта в областях, где признается продвинутость разработок, и на 3 поисковых проекта для систематизации ранее полученных результатов и восстановления системы генерации идей. Биомедицинские технологии жизнеобеспечения и защиты человека Целесообразно объявление конкурса на 2 комплексных проекта и шлейфа поддерживающих активностей в сфере ориентированных и прикладных исследований. В целом, концентрация усилий и финансовых средств на данных основных направлениях сферы технологии живых систем позволит в сравнительно короткие сроки и при относительно невысоких дополнительных инвестициях обеспечить запуск в производство ряда инновационных продуктов в области здравоохранения, сельского хозяйства и промышленности, способствуя тем самым решению задачи опережающего развития высокотехнологичных отраслей экономики, конкурентоспособных на мировом рынке