Селекция, научно-технологический прогноз. Вторая часть научной сессии Общего собрания членов РАН
Во второй части научной сессии Общего собрания прозвучали доклады по вопросам селекции и генетики сортов и гибридов растений, устойчивых к изменениям природной среды. Также шла речь о научно-технологическом прогнозе как основе национальной стратегии, уроках пандемий для медицины будущего, технологическом лидерстве в химической отрасли, мониторинге и прогнозировании климата.
Селекция и генетика для обеспечения Доктрины продовольственной безопасности России
Академик Вячеслав Лукомец рассказал о новых сортах и гибридах растений, устойчивых к изменениям природной среды, которые были получены на основе селекции и генетики. Его доклад был основан на работах, которые ведутся в Отделении сельскохозяйственных наук РАН.
«Все усилия Отделения направлены на реализацию положений Доктрины продовольственной безопасности, которая подразумевает полное обеспечение населения нашей страны продуктами питания и ведение сельского хозяйства на основе собственных разработок», — отметил академик Лукомец. В частности, к 2030-му году 75 % посевных площадей в нашей стране должны быть заняты семенами отечественных сортов и гибридов.
Эта работа активно велась в последние годы, особенно после ухода с рынка иностранных производителей семян. И сегодня очевиден устойчивый рост доли семян отечественной селекции в посевах, в частности, по таким культурам, как подсолнечник, сахарная свёкла, кукуруза. По словам академика Лукомца, государственный резерв селекционных достижений содержит достаточное количество сортовых гибридов отечественной селекции, чтобы обеспечить стабильное развитие агропромышленного комплекса.
Учёный рассказал о программах, которые направлены на адаптацию сортов к климатическим изменениям. Также выводятся сорта для экологического земледелия, которые позволяют уменьшить применение химических средств защиты, как от болезней, так и вредителей.
«Мы ведём селекционную работу на основе бизнес-запросов. Это значит, сорта создаются не просто по желанию селекционера, хотя селекционеры обладают определённым предвидением, но всё-таки мы пытаемся совместно с бизнесом создавать продукты, которые будут востребованы, в том числе с экспортным потенциалом», — подчеркнул Вячеслав Лукомец.
Большая линейка государственных селекционных центров действует практически на всей территории страны, и всё больше частных компаний серьёзно начинают заниматься селекцией. Создаётся Тимирязевский геномный центр. Он объединит аграрные вузы страны и научные учреждения для совместного решения задач цифрового фенотипирования, секвенирования используемых в производстве сортовых гибридов, изучения влияния на их признаки условий среды, чтобы формировать платформу, которая, в свою очередь, станет базой для дальнейшей большой селекционной работы.
Научно-технологический прогноз как основа национальной стратегии
В своём докладе академик Борис Порфирьев представил научное прогнозирование не как попытку угадать будущее, а как инструмент для расстановки приоритетов, создания самоподдерживающегося цикла роста экономики через науку.
По мнению учёного, в основе экономического лидерства лежит технологическая рента: «Те преимущества, которые мы получаем за счёт новых технологий, воплощая их в новые продукты и новые услуги, приводят к соответствующему росту производства». Учёный подчеркнул необходимость реинвестирования доходов от технологий в новые исследования и разработки.
Согласно докладу, доля высокотехнологичного и наукоёмкого секторов в ВВП России за последние 25 лет увеличилась вдвое — с 11,6 % до почти 22 % в 2025 году. «Это, конечно, важный структурный сдвиг, но пока количественно и качественно [страна] далека от ведущих экономик мира», — констатировал академик. Для сравнения, у мировых лидеров этот показатель достигает 35-40 %, что делает наукоёмкий сектор «не остаточным, а основным драйвером экономики».
В условиях ресурсных ограничений, по мнению Бориса Порфирьева, именно научно-технологический прогноз должен стать основой для обоснования приоритетов. «Под прогнозированием мы понимаем не попытку предсказать будущее, а определить перспективы развития исходя из текущих сценариев», — заявил он. Ключевым элементом такой работы являются данные. В России, в том числе в РАН, уже разработаны и совершенствуются цифровые двойники национальной экономики. Эти комплексные модели позволяют увязать между собой параметры конкретных технологий, развитие целых отраслей и макроэкономические показатели.
Практическая польза такого подхода, как отметил докладчик, заключается в создании убедительных экономических аргументов. «Этот условный экономический расчёт убеждает коллег из Минфина и Минэкономразвития в том, что вкладываться в науку надо не просто так, а для этого есть серьёзные экономические обоснования», — пояснил академик.
Он также обозначил многогранную роль РАН в этом процессе: с одной стороны, Академия обеспечивает экспертизу и отбор проектов, а с другой — оказывает помощь в формировании приоритетов, которые затем реализуются под эгидой Совета при Президенте РФ по науке и образованию.
От технологической независимости к технологическому лидерству в химической отрасли
Академик Антон Максимов представил новую стратегию развития отрасли, которая переходит от решения срочных задач импортозамещения к системному созданию полных производственных цепочек и фундамента для будущего технологического лидерства. Ключевым инструментом этой трансформации стал национальный проект «Новые материалы и химия», разработанный при активном участии Российской академии наук.
«Химия является одним из центральных элементов всей промышленности. Производство химической продукции составляет 5,7 % ВВП мира и во многом является определяющим для технологического развития всех высокотехнологичных отраслей». При этом учёный констатировал, что Россия долгое время сталкивалась с ситуацией, когда производство конечных продуктов и материалов базировалось на зарубежных технологиях. Именно для преодоления этой зависимости и был инициирован нацпроект, цель которого — достижение технологического суверенитета через освоение компаниями выпуска конечной продукции в рамках полных технологических цепочек.
В рамках проекта, как сообщил докладчик, необходимо создать как минимум 138 новых продуктов. Особое внимание было уделено критически важной области микроэлектроники. Для решения этой и других задач РАН совместно с Минпромторгом России создали 13 специализированных рабочих групп под руководством членов Академии. «В настоящее время запущена разработка 91 продукта. Они фактически уже освоены, — заявил Антон Максимов. — Один из ярких примеров — производство фоторезистов и антиотражающих покрытий в рамках консорциума при активном участии ФИЦ Проблем химической физики и медицинской химии РАН».
Академик подчеркнул, что успех в таких прорывных направлениях невозможен без создания консорциумов, объединяющих науку и промышленность. Проверить качество конечного продукта может только производитель, а разработать саму технологию — научно-исследовательский институт под научно-методическим руководством РАН. Принципиально важным академик назвал подход, при котором разработка технологии и материалов ведётся исходя из требований заказчика, начиная с атомно-молекулярного уровня.
Для перевода фундаментальных исследований в практическую плоскость и повышения уровня готовности технологий, по словам учёного, необходимо создание сети собственных инжиниринговых центров и центров малотоннажной химии. «Система центров призвана обеспечить реализацию тех фундаментальных исследований в практической плоскости», — пояснил он.
Мониторинг и прогнозирование изменений климата в целях устойчивого развития России
Академик Сергей Гулёв представил результаты масштабного государственного проекта по созданию Единой национальной системы мониторинга климатически активных веществ, но заявил, что достижения находятся на грани срыва из-за прекращения финансирования. Он призвал наделить Российскую академию наук равными правами с министерствами в координации таких стратегических программ.
Своё выступление он начал с глобального контекста, напомнив о ключевых климатических трендах: рост глобальной температуры уже превысил 1,1 °C, потепление ускорилось, наиболее сильно оно выражено в Арктике, а уровень океана за последние 35 лет вырос на 10,5 см. Для России это означает более быстрый рост температуры, усиление сезонного протаивания вечной мерзлоты и, что особенно важно, увеличение количества и интенсивности экстремальных погодных явлений.
Ответом на эти вызовы стал запущенный в 2021-2022 годах важнейший инновационный проект государственного значения (ВИП ГЗ) «Единая национальная система мониторинга климатически активных веществ». В его рамках 51 организация, включая институты РАН, ведомственные НИИ и университеты, объединились в шесть консорциумов. За два года, как сообщил академик, была кардинально улучшена система наблюдений: вместо нескольких станций в зоне вечной мерзлотой теперь работает 78 скважин, созданы системы мониторинга для 10 речных бассейнов в зоне риска и 14 регионов по угрозе опустынивания и крупных городов — «главных поставщиков не только климатических активных газов в атмосферу, но и аэрозолей, примесей и всего, что потом влияет на ваше здоровье», — отметил учёный.
В океане впервые проведены длительные наблюдения за потоками CO2, что на 20-30 % улучшило точность оценок потоков энергии и на 40 % точность интегральных оценок. Главным научным прорывом докладчик назвал первые в истории карты потоков парниковых газов (CO2, CH4, N2O) для всей территории России. «В результате было уточнено 22 пересчётных коэффициента по всем секторам экономики, которые входят в кадастр, и этот пересчёт позволил более чем на треть уменьшить оценки чистых выбросов с территории Российской Федерации», — сказал академик.
Однако сейчас финансирование проекта остановлено, что ставит под угрозу весь достигнутый прогресс. Причина тому — узковедомственный подход, считает Сергей Гулёв. Климатический проект «упакован» только в один национальный проект («Эффективная и конкурентная экономика»), тогда как климат напрямую касается и экологии, и транспорта, и продовольственной безопасности, и технологического лидерства. В качестве решения академик предложил наделить РАН равными правами с государственными органами, не только в научном руководстве, но и в координации таких междисциплинарных проектов. «Эта миссия должна включать чёткое позиционирование задач и ожидаемых результатов ВИП ГЗ не только в Национальном проекте „Эффективная и конкурентная экономика“, но и в других национальных проектах», — заключил академик.
Уроки COVID-19 для будущих пандемий
Вся история человечества — это история борьбы с эпидемиями. Эпидемии уносят миллионы человеческих жизней, наносят урон экономикам стран, тормозят прогрессивное развитие мирового сообщества. По статистике, которую привёл в своём докладе директор ЦНИИ эпидемиологии Роспотребнадзора академик РАН Василий Акимкин, прошедшая пандемия коронавирусной инфекции охватила более 190 стран мира. Было подтверждено более 778 миллионов случаев заболевания, из них более семи миллионов случаев с летальным исходом. Согласно оценкам МВФ, совокупные экономические потери от пандемии к 2024 году составили 13,8 трлн долларов.
«Один из глобальных выводов, который позволила сделать эта пандемия, — что именно биологический фактор является движущей силой развития эпидемического процесса. Все подъёмы заболеваемости, которые наблюдались в России и в мире, были связаны с изменением генетического аппарата вируса и циркуляцией новых геновариантов», — отметил академик Акимкин.
По его словам, важнейшим направлением эпидемиологического надзора является мониторинг за изменением свойств возбудителей инфекционных болезней. Специалистами Роспотребнадзора и других научно-исследовательских учреждений министерств и ведомств России развёрнута масштабная работа по секвенированию и биоинформатическому анализу геномов коронавируса SARS-CoV-2 и выявлению как известных, так и потенциально новых вариантов патогена. Сегодня это платформа для загрузки и анализа данных, отображения результатов секвенирования. Этот научный консорциум объединяет более 150 организаций и более 80 секвенирующих лаборатории. Ведётся работа по расширению спектра изучения геномов возбудителей других инфекционных болезней.
В настоящее время расширяются теоретические знания о системе эпидемиологического надзора. Академик Акимкин коснулся нового течения в области науки — эпигенетики. Эта научная дисциплина представляет собой область генетики, изучающую изменения в активности генов, которые не подразумевают изменений в базовой последовательности ДНК. Такие технологии в перспективе будут использоваться для диагностики, терапии и профилактики инфекционных болезней.
«Активное развитие усилительных технологий и задачи, которые возникли перед системой эпиднадзора в период пандемии COVID-19, создали предпосылки для стремительного развития процессов цифровой трансформации в эпидемиологии. Безусловно, её ядром являются искусственный интеллект и наиболее развитые его методы — машинное обучение, нейронные сети и большие языковые модели», — рассказал Василий Акимкин. Технологической основой цифровой трансформации в эпидемиологии являются разработанные в ЦНИИ эпидемиологии Роспотребнадзора три программные платформы для оперативного и ретроспективного эпидемиологического анализа.
Ключевым направлением эпидемилологии, основой лечения и профилактики инфекционных болезней является диагностика. По словам академика Акимкина, ПЦР остаётся «золотым» стандартом, но на ряду с ним создаются и активно культивируются новые методы: изотермическая амплификация, FAST ПЦР, технологии, связанные с редактированием генома, секвенирование нового поколения (NGS), метагеномное секвенирование, таргетное (tNGS) секвенирование, иммуносеквенирование.
Новым вызовом цивилизации, требующим чёткой и взвешенной реакции, академик Акимкин назвал объединение в единый производственный комплекс возможностей ИИ с методами и подходами биоинженерии и синтетической биологии. Очевидно, что эффективное противостояние угрозам биологического характера в современном мире требует тесного взаимодействия профильных государственных ведомств, научных и медицинских сообществ.
