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

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

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

3 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.

4 В этих областях в России существуют сложившиеся научные коллективы, проводящие исследования на мировом уровне 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

5 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.

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

7 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.

8 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

9 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 Клеточные технологии

10 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.

11 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.

12 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.

13 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 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. Целесообразно объявление конкурса на 2 комплексных проекта и шлейфа поддерживающих активностей в сфере ориентированных и прикладных исследований.

14 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.

15 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 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.

16 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.

17 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 Биосенсорные Технологии

18 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.

19 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.

20 Живые системы Участие ВУЗов в работах ФЦНТП (млн. руб.) Приоритетное направлениеЛотыЗаявкиКон- тракты Бюджет 2005Бюджет 2006 БЕ – Безопасность и противодействие терроризму 9 из 1522 из 874 из 1520,15 из 222,15 (9%) 24,35 из 216,35 (11%) ЖС – живые системы33 из 6875 из из из 749,8 (19%) 146 из 655,1 (23%) ИН – Индустрия наносистем и материалы 48 из из из ,5 из 735,6 (22%) 183,2 из 1000,7 (18%) ИТ – Информационно- телекоммуникационные системы 28 из 4648 из из 4381 из 388,5 (21%) 76,9 из 374,9 (20%) РП – Рациональное природопользование 13 из 2919 из 1175 из 2816 из 204,5 (8%) 17,5 из 243,5 (7%) ЭЭ – Энергетика и энергосбережение 22 из 4142 из 1865 из 4131,5 из 445,5 (7%) 21,5 из 427 (5%)

21 Перечень работ в рамках направления «ЖИВЫЕ СИСТЕМЫ» (64/817) Клеточные технологии (13/104) Технологии биоинженерии (10/41) Постгеномные технологии создания лекарственных средств (6/140) Технологии биокатализа и биосинтеза (12/165) Биосенсорные технологии (13/194) Биомедицинские технологии жизнеобеспечения и защиты человека (10/173) IПроблемно-ориентированные поисковые исследования фундаментального характера (30/90)3 млн руб/год IIПрикладные разработки в рамках приоритетных направлений (19/95)5 млн руб/год IIIОпытно-конструкторские, технологические и экспериментальные разработки по приоритетным направлениям (6/60)10 млн руб/год IVКомплексные проекты (9/568)60 млн руб/год Стволовые клетки как модель дифференцировки клетки. Использование стволовых клеток для репарации кожных покровов. Репрограммирование стволовых клеток. 9/27 Использование стволовых клеток, фетальных тканей в лечебных целях. Криопрезервированные стволовые клетки человека. 3/15 Создание технологической платформы для применения мультипотентных стволовых клеток человека в медицине. 1/62 Поиск и синтез пептидов - прототипов лекарственных препаратов. Разработка количественных методов функционального картирования белок-белковых взаимодействий. 7/21 Создание трансгенных растений - продуцентов лекарств и вакцин. Трансгенные с/х животные - продуценты клеток, тканей и органов для трансплантационной хирургии. 2/10 Технологическая платформа для гетерологической экспрессии, рефолдинга и исследования функции рекомбинантных белков. 1/10 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. 7/21 Ферменты в реакциях органического синтеза. Ферменты для молекулярной биологии и генетической инженерии. 2/10 Ферменты и биокаталитические системы для ремедиации окружающей среды. 1/10 Подготовка промышленного освоения современных технических ферментов для пищевой промышленности, сельского хозяйства, целлюлозно-бумажной и текстильной промышленности. 2/124 Молекулярная диагностика детских инфекций методом атомно-силовой микроскопии. Разработка электрооптических систем детекции клеток микроорганизмов. 2/6 Создание приборной базы биосенсоров на основе жидкокристаллической ДНК. Выпуск универсального модульного флюоресцентного сенсора для медицинской диагностики и биоанализа. 6/30 Электрохимические системы для экспрессного контроля и специфической детекции микробных клеток и токсичных соединений. Биосенсорные устройства с прямой детекцией для медицинской диагностики. 3/30 Подготовка промышленного освоения иммунохроматографических, мембранных и латексных диагностикумов и регистрирующих систем на основе видеоцифрового анализа. 2/124 Использование модифицированных фрагментов ДНК для генной терапии. Идентификация перспективных мишеней действия новых лекарственных препаратов. 2/6 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 Создание универсальной постгеномной технологии для разработки нового поколения лекарственных препаратов. 2/124 Изучение механизмов повышения резистентности функциональных систем при направленном изменении газовой среды. Изучение влияния малых доз радиации на устойчивость биологических систем. 3/9 Разработка мобильных телемедицинских комплексов контроля состояния здоровья человека. Разработка фармакологических средств защиты человека при действии стрессогенных факторов. 4/20 Разработка способов оценки психофизиологической устойчивости и методов профилактики снижения функциональных резервов человека в экстремальных условиях. 1/10 Медико-биологические технологии повышения работоспособности человека в условиях напряженных физических нагрузок. 2/134 Проект

22 Стратегия развития критических технологий в рамках направления Типы проектов I.I. Проблемно-ориентированные поисковые исследования фундаментального характера 3 млн руб/год II. Прикладные разработки в рамках приоритетных направлений 5 млн руб/год III. Опытно-конструкторские, технологические и экспериментальные разработки по приоритетным направлениям 10 млн руб/год IV.Комплексные проекты 60 млн руб/год 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. 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. 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. Целесообразно объявление конкурса на 2 комплексных проекта и шлейфа поддерживающих активностей в сфере ориентированных и прикладных исследований. 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. 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 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. 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. 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. Технологии Живых Систем во многом определяют будущие пути развития человечества Принципы организации и функционирования генома человека Мыслительная деятельность и механизмы памяти Индивидуализированная медицина и диагностика Новые лекарства и медицинские технологии Улучшение качества и продолжительности жизни Охрана окружающей среды, «зеленые» технологии Получение биотоплив Интенсификация сельского хозяйства на основе новых сортов растений 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. В этих областях в России существуют сложившиеся научные коллективы, проводящие исследования на мировом уровне 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. 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» 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