Многомасштабная динамика механобиологических процессов в живых системах

Цель научного исследования – изучение ответных реакций клеток на механические и физические воздействия, моделирование эффектов микрогравитации, комплексное исследование в рамках механобиологического подхода фенотипических и генотипических изменений прокариотических и эукариотических клеток и особенности формирования ими надклеточных структур (клеточные агрегаты, биопленки) в присутствии токсикантов (поллютанты органической и неорганической природы, цитотоксические агенты), разработка подходов механобиологии и принципиально новых технологий для решения актуальных задач в области защиты окружающей среды, фармакологии, биомедицины и биокатализа. В отчетный период получены новые биотехнологически перспективные экзополисахариды (ЭПС) бактериального происхождения. С помощью 3Dклиностатирования получены бактериальные биопленки с высокой продукцией ЭПС, которая достигает 817 мкг/мл и в 8–136 превышает таковую при рутинном культивировании планктонных клеток. Выделенные ЭПС характеризуются высокой силой адгезии к твердым поверхностям и могут найти применение как биоадгезивы, гидрогели, загустители, абсорбенты, эмульгаторы, флокулянты и системы доставки молекул. Получены первоначальные сведения о химическом составе новых ЭПС, в который, вероятно, входят остатки моносахаров – глюкозы, рамнозы и маннозы. Впервые получена математическая модель процесса остеоинтеграции композиционного углерод-углеродного имплантата в месте контакта с костной тканью, позволяющая в течение 12 месяцев после операции судить о степени иммобилизации имплантата и динамике процесса заживления. Получены новые сведения о генетических, ферментативных и физиолого-биохимических механизмах биологического окисления н-алканов и ароматических соединений бактериями.