С чего начать ремонт квартиры? Этапы ремонта от Алексея Земскова: zems — LiveJournal

Привет, друзья! Сегодня расскажу об этапах ремонта и их последовательности.

— первое и самое главное — проект, без него можно даже не начинать. На этом же этапе выбираем чистовые материалы.
— производим демонтаж, формируем дверные проемы, требующие увеличения
— подготавливаем балконы и лоджии под остекление
— замеряем окна и входную дверь
— грунтуем и окрашиваем потолок
— возводим стены, грунтуем их и готовим к штукатуриванию
— производим гидроизоляцию полов санузла
— выравниванием стены
— монтируем входную дверь и окна
— производим остекление балконов
— делаем стяжку пола
— меняем радиаторы, производим первичный замер по кухням
— штробим стены, монтируем черновую электрику и сантехнику
— прокладываем все трассы для кондиционеров, подогрев пола, а также всю слаботочку
— возводим фальшстены, монтируем короба и ниши
— грунтуем стены, устанавливаем малярные уголки, шпаклюем стены
— производим отделку лоджий
— укладываем плитку
— монтируем чистовую сантехнику, кроме унитаза
— льём самовыравнивающися пол
— устанавливаем подоконники и откосы
— затираем швы плитки, после чего повторно грунтуем стены, клеим и красим обои
— монтируем натяжные потолки, пол, межкомнатные двери, арки, дверные откосы
— устанавливаем кухню и встроенную мебель, монтируем шкафы-купе
— ставим плинтуса
— монтируем чистовую электрику
— ставим унитаз
— делаем генеральную уборку
— наносим чистовые герметики

Более подробно — в видео «С чего начать ремонт квартиры? Этапы ремонта от Алексея Земскова»

Заказать дизайн и ремонт квартиры у Алексея Земскова: https://3208.ru/
Скидки Алексея Земскова — для всех! https://zemskidki.ru/
Купить инструменты Хайпер: https://zemsmarket.ru/
Все этапы на одном листе: https://clck.ru/Es2Pc
Дизайн кухни своими руками: https://youtu.be/BUfY5YcnN-U

Пошаговый план ремонта квартиры – основные этапы и расчеты + Видео

Пожалуй, больше всего состояние ремонта, который не был тщательно спланирован, передает афоризм живого классика сатиры Михаила Жванецкого – «Ремонт закончить нельзя, его можно только прекратить». Но мы-то не хотим жить в соседстве с мешками цемента, шпаклевки и банками краски вечно? В таком случае тщательно составляем план ремонта квартиры.

Пошаговый план ремонта квартиры – с чего начать?

Отсутствие спланированных действий в ремонте – это огромный риск, который выражается не только в затягивании работ на долгие месяцы, но и в излишних финансовых затратах, возникающих вследствие переделок. Например, когда на уже готовой оштукатуренной стене приходится проделывать штробы под проводку, о которой так невовремя забыли.

Итак, начнем. Не важно, будете ли вы обращаться к дизайнеру интерьера или сами решите, как оформить квартиру – берите много чистых листов бумаги, цветные карандаши, много журналов с модными интерьерами (в качестве подсказки) и садитесь за создание дизайн-проекта. Даже если вы потом поручите эту работу опытному специалисту, вам легче будет донести до него пожелания, ведь они будут четко сформированы.

Для составления дизайн-проекта вам понадобится подробная и точная схема квартиры со всеми параметрами комнат, текущим расположением коммуникаций, окон и дверей. Дальше определитесь, на какой бюджет рассчитываете, намерены ли вы вложить в ремонт столько, сколько понадобится, или должны вписаться в определенную сумму. Для ремонта без ограничений бюджета можно посоветовать такие стили оформления интерьера, как классика, декоративный модерн, хай-тек, кантри, восточный.

А вот если приходится экономить, то присмотритесь к конструктивному модерну, который от декоративного отличается более практичным взглядом на мебель и отделку и минимизирует декоративные детали, уменьшая вместе с тем и расходы. Минимализм и эклектика (смешение нескольких стилей) также будут более экономными направлениями. В любом случае, не рассчитывайте сэкономить на стройматериалах – в противном случае результат ремонта будет недолговечным.

Определитесь, как долго вы планируете эксплуатировать квартиру или дом без повторного капремонта. С учетом появления сверхпрочных современных материалов вы можете отремонтировать квартиру на ближайшие 30–40 лет. Например, полиуретановые наливные полы позволяют получить ровную и удивительно прочную поверхность, которая не боится влаги, кислот и щелочей, такими же свойствами обладают и акриловые шпатлевочные составы. Вот только существенный минус подобных стройматериалов – их высокая стоимость и ненатуральность.

Если высокая цена оправдана большим сроком эксплуатации, то химическое происхождение стройматериалов отпугивает многих, ведь жить хочется в безопасной среде. На самом деле, полимерные материалы и компоненты сегодня встречаются повсеместно, и они ничуть не вредны для нашего здоровья. Вредным могут быть только подозрительно дешевые материалы от неизвестных производителей – в этом случае пеняйте только на себя.

Узнайте, как своими руками сделать ремонт в квартире.

Точный расчет – половина работы

Не забудьте решить и бытовые вопросы, вроде того, куда отправится семья на время ремонтных работ, и как умиротворить соседей, чтобы во время самых громких строительных работ они не писали жалобы в коммунальные службы.

Наверняка, в вашей квартире уже есть какая-то мебель. Возможно, часть вы планируете выбросить на свалку – не спешите этого делать, на время ремонтных работ такой стол, стул или диван, наверняка, пригодятся рабочим. Продумайте, с какой комнаты вы начнете ремонт, как вы будете перестанавливать мебель. Чаще всего начинают работы с самой дальней комнаты, а заканчивают кухней.

Порядок проведения основных этапов при капремонте выглядит следующим образом:

• Грязные работы, а именно демонтаж старых покрытий, демонтаж стен при перепланировке, выравнивание бетонных поверхностей, монтаж звукоизоляции и утеплителя.
• Замена электропроводки, щитка. Учитывайте, как будет располагаться в будущем мебель, чтобы не установить розетку в месте, где будет стоять шкаф. На кухне и в ванной лучше предусмотреть количество отверстий для розеток с запасом и установить наиболее качественную электропроводку.
• Замена системы отопления, установка сантехники.
• Базовое оштукатуривание поверхностей – обычно на высыхание штукатурки уходит несколько дней, в это время проводятся другие работы, которые не затрагивают стены.
• Финальное выравнивание всех поверхностей – монтаж наливных полов или стяжки, шпатлевание стен и потолка.
• Замена окон и дверей – только после выравнивания стен и пола. Только в этом случае вы можете быть уверены в точности расстояния от окон до пола.
• Установка розеток и выключателей в подготовленные ранее отверстия. Если в доме будут маленькие дети, обзаведитесь заглушками для розеток – затраты на их приобретение копеечные, зато меньше рисков для любознательной малышни.
• Монтаж полок, карнизов, плинтусов и галтелей, наличников и откосов. Некоторые откосы устанавливаются еще на этапе штукатурки или шпаклевки.

Если в квартире есть лоджия или балкон, к ремонту этого помещения следует приступать в последнюю очередь – там удобнее всего хранить остатки стройматериалов, которые могут понадобится для корректировки каких-то моментов, а также инструменты и оборудование. Важный момент – постарайтесь все сварочные работы провести одним этапом до укладки финальных покрытий. Иначе искры от сварки неизбежно испортят ваши труды.

Расчет стройматериалов для ремонта – контролируем расходы

Не важно, будете ли вы выполнять ремонт самостоятельно или пригласите мастеров – расчет стройматериалов для ремонта необходим в обоих случаях. В первом варианте вы избежите нехватки нужной смеси в самый неподходящий момент, а во втором точный подсчет позволит обезопасить бюджет ремонта от банального разворовывания.

Если это возможно, покупайте стройматериалы частями и обязательно требуйте чек. В таком случае вы можете по чеку вернуть излишки, если упаковка не была повреждена. Вот только времени на такой возврат у вас – две недели с момента покупки. Поэтому и желательно покупать материалы поэтапно, по мере их необходимости.

На нашем сайте вы найдете конкретные рекомендации и формулы для расчета практически всех работ и необходимых материалов, например, число рулонов обоев или количество мешков цемента. В каждом случае возможны свои нюансы, однако в основном всегда следует закупать на 8–10 % стройматериалов больше. В смету расходов следует включить и затраты на транспорт, вывоз мусора до и после завершения работ, оплату наемным работникам.

Запаситесь также всеми необходимыми номерами коммунальных служб, ведь в случае капитального ремонта вам, наверняка, понадобится перекрыть воду в стояках или отключить на время электричество.

Если вы намерены делать ремонт своими руками, продумайте, какие работы могут оказаться вам не по силам одному, чтобы заранее предусмотреть возможность вызова подмоги в виде более опытного строителя. Не допускайте простоя в работе – пока в одной комнате сохнет штукатурка стен, в другой вы можете заняться очисткой и выравниванием поверхностей. Только в случае тщательного планирования вы можете рассчитывать, что за несколько месяцев успеете провести капитальный ремонт.

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

Важные нюансы, которые нужно учитывать при ремонте квартиры

Слово «ремонт» у многих вызывает едва ли не священный трепет, а на опытных архитекторов оно нагоняет скуку и мрачную готовность к сдаче еще одного объекта под ключ. У большинства людей ремонт квартиры до сих пор ассоциируется с переклеиванием обоев. Хотя на самом деле это процесс достаточно сложный и более масштабный. Он включает в себя большое количество этапов, которые обязательно нужно учитывать.

Перед тем, как приступать к выполнению ремонтных работ любой сложности, нужно вначале определиться с тем, каким именно будет конечный результат. Естественно, что для достижения желаемого и получения действительно качественного результата стоит обратиться к опытным специалистам, которых можно найти здесь. Однако не лишним будет и самостоятельно ознакомиться с основными этапами ремонтных работ в квартире.

Описание основных этапов

Основными этапами ремонта квартиры являются следующие:

• вначале идет постановка задач и целей;
• далее следует заняться планировкой, то есть созданием плана;
• в соответствии с готовым планом возводятся стены, если они имеют место быть;
• на четвертом этапе следует уделить внимание электрике, водоснабжению и отоплению;
• после этого формируется стяжка на поверхностях;
• когда стяжка высохнет, создается схема освещения и формируется потолок;
• далее проводится финишная черновая отделка и пол подготавливается к укладке нового покрытия;
• после этого выполняется чистовая отделка, монтируется встроенная мебель и устанавливаются плинтуса.

Рассмотрим каждый из этих пунктов более подробно.

О задачах и целях

Перед началом ремонта следует составить список задач, которые нужно решить в процессе. Другими словами создается техническое задание для ремонта. Независимо от вида ремонта, стиля интерьера и использования каких-либо технических новинок необходимо уметь четко расставлять приоритеты, расписывая процесс ремонта по основным шагам.

О планировке и возведении стен

Когда основные задачи определены, можно переносить их на бумагу, то есть составлять планировку. На ней следует отобразить все функциональные зоны, расставить мебель и так далее – все это позволит в дальнейшем правильно спроектировать электрическую схему и не только. На этом же этапе можно определиться с тем, какие материалы будут использоваться в процессе. К слову, последнее позволит определиться со сметой ремонта.

Когда план готов, можно приниматься за возведение стен. Конечно, это нужно делать после того, как все демонтажные работы будут окончены. Кроме того, перед возведением новых стен стоит продумать расположение вентиляции и систем кондиционирования. Тогда можно будет спокойно без проблем сделать вентиляционную разводку коробов, когда высота стен будет уже доходить к поверхности потолка. Это же касается и прокладки трасс кондиционирования.

Важно разобраться с вентиляцией и кондиционированием до того, как начнется этап шпаклевания стен. К слову, на этом же этапе устанавливают новые окна и подоконники.

Об электрике, водоснабжении и отоплении

В случае, если отопление в квартире разведено через трубу, которая спрятана в полу, то тогда не придется думать над тем, как спрятать стояк. Ведь обычно во всех бюджетных квартирах такой стояк имеется практически в каждой комнате. Также на этом этапе выполняется и прокладка новых труб для водопровода. В санузле новые трубы можно прокладывать после выполнения черновой стяжки по всей поверхности пола.

Что касается прокладки электрических проводов, то до уровня розеток их предпочтительнее проложить по поверхности пола и поднять на нужную высоту. Что касается проводов для освещения, то их прокладывают по потолку и опускают вниз до уровня выключателей. Примечательно, что на этом этапе можно заняться оштукатуриванием стен в тех местах, где электрика отсутствует.

О выполнении стяжки

При создании новой стяжки нужно помнить, что для ее полного высыхания требуется не менее трех недель. Этого времени должно хватить на то, что новое покрытие отдало всю свою влагу и приобрело требуемую прочность. Пока стяжка будет сохнуть можно заняться установкой приборов отопления, которые спрятаны внутри пола. Кроме того, после выполнения стяжки можно заняться санузлом.

Об освещении и потолке

Перед тем, как заняться потолками, следует продумать, как будут располагаться на нем осветительные приборы и какие. Это позволит избежать ситуаций, когда приобретенный светильник окажется слишком большим, тяжелым или вообще каким-то не стандартным. Подобных ошибок следует избегать. Особенно, если потолок планируется подвесной с профилями. Так, можно серьезно повредить несущую часть профилей, что приведет к тому, что вся потолочная конструкция развалится.

После создания схемы освещения, можно формировать потолок. Конечно, на этом этапе следует обязательно заложить под конструкцию все необходимые датчики и системы.

О финишной черновой отделке и подготовка к укладке нового напольного покрытия

Черновая финишная отделка – это нанесение шпаклевки, выравнивание стен и прочая отделка. От нее полностью зависят все подготовительные работы. Что касается подготовки к укладке нового напольного покрытия, то, если, к примеру, укладываться паркет, то на пол следует постелить листы фанеры.

Чистовая отделка, монтирование мебели и установка плинтусов

При выполнении чистовой отделки лучше выполнять работы сверху вниз. Другими словами, вначале следует окрасить потолок, затем отделать стены и после уже уложить напольное покрытие. К слову, сразу после окраски рекомендуется установить и светильники.

После чистовой отделки монтируются встроенные мебельные элементы, а затем уже устанавливать плинтуса. Здесь важно не перепутать выполнение этих этапов, так как при монтаже мебели установленные плинтуса будут мешать.

Завершение ремонта

Когда основные этапы выполнены, можно приступать к завершающему этапу. Он заключается в навешивании штор, зеркал, жалюзи и установке обычной мебели согласно тому, как это указано на плане, который был составлен ранее. Когда все будет расставлено по своим местам, то владелец получит в итоге идеальную квартиру, которую он жаждал увидеть до того, как начались ремонтные работы.

Видео. С чего начать ремонт квартиры? Этапы ремонта от Алексея Земскова

Кумертауский горный колледж

История создания колледжа началась с Распоряжения Совета народного хозяйства Башкирского экономического административного региона РСФСР от 6 сентября 1958 года за №999.

Первоначально он назывался Кумертауским вечерним горномеханическим техникумом. Статус колледжа техникум получил на основании приказа Министерства топлива и энергетики России за № 87 от 26 марта 1993 года.

В соответствии с распоряжением правительства РБ №1379-р от 10.12.2009г проведена работа по изменению типа государственного образовательного учреждения среднего профессионального образования Кумертауский горный колледж в автономное образовательное учреждение. (Свидетельство о внесение записи в Единый государственный реестр юридических лиц №006249370 от 31.12.2009г.)

Учебное заведение было создано для обеспечения производственного объединения «Башкируголь» грамотными, квалифицированными кадрами со средним профессиональным образованием. Первые годы своего существования техникум не имел материальной базы. Учебные занятия проводились в бараке, бывшем здании управления комбината «Башкируголь» и в техническом училище №29. Постепенно создавалась материально-техническая база учебного заведения: построен учебный корпус на 600 мест (1969 г.) учебно-лабораторный корпус на 260 мест (1970) и общежитие на 400 мест, теплый переход из учебного корпуса в учебно-лабораторный, горный полигон, лыжная база; создано дневное отделение (1963), открыты новые специальности, необходимые для развития объединения «Башкируголь». История, достижения, кадры и высококвалифицированные выпускники – все это во многом зависит от того, кто руководит учебным заведением. В разное время его директорами были Петр Кузьмич Морсин (1959 -1972 гг.), Виктор Петрович Просвиркин (1972-1976 гг.), Геннадий Павлович Крылов (1976-1988 гг.), Минниахметов Альберт Ахатович(1988-1990гг.), Валерий Алексеевич Анищенко (1990-2007 гг.), Кононова Валентина Константиновна(2007-2008). С 2008г. директором колледжа является Лапин Анатолий Владимирович.

В 1958 году 120 первокурсников приступили к обучению в техникуме по специальностям: ГЭМ (горная электромеханика- 90чел.) и ЭСС (электрические станции, сети и системы- 30 чел.). За годы существования велась подготовка разработчиков месторождений полезных ископаемых, специалистов по обогащению и брикетированию угля, горных электромехаников, обработчиков металлов резанием, специалистов по работе с электромеханическим оборудованием, теплотехническим оборудованием промышленных предприятий, работников торговли и общественного питания, экономистов, специалистов работающих в правоохранительных органах.

С 1958г. у истоков рождения техникума стояли, те кого, к сожалению, уже нет с нами: Морсин П.К., Ошманов В.К., Крылов Г.П., Сажнёв Ю.А., Бутырин С.И., Исхаков З.А., Потокин А.И., Бродягина Л.В., Бродягин В.А., Николаев И. П., Саломасов Т.К., Кипчекбаева Н.Н., Суханов А.П., Герасимов В.А., Герасимов М.И., Шевченко А.К., Суюнов Д.М., Земскова Г.И., Григорьев Н.К., Караванова Л.,. Михайлова Ф.А., Русская Р.Д., Еникееву Д.Г., а также те, которые являются ветеранами колледжа и нашими гостями по сей день это Даминов А.И., Сокольский А.Б., Коротченко Н.А., Винокурова Л.А. С теплотой вспоминаем ныне здравствующих ветеранов учебного заведения, которые были и являются умелыми наставниками и воспитателями молодежи: преподавателей Струкову Л.Ф., Беляеву З.З., Лазареву Л.А., Суюнову Е.Г., Федорову С.И., Леонтенко Н.Ф., Чувашову Л.Л., заслуженных учителей Республики Башкортостан Сажнёву Р.А., Жирухина А. П.

Колледж всегда гордится своими выпускниками, особенно теми, кто стали высококлассными специалистами и управленцами. В разное время учебное заведение закончили: Искужин Р.Р. – советник президента Республики Башкортостан; Афонин С.И. –министр жилищно-коммунального хозяйства РБ, почётный гражданин города Кумертау; Беляев Б.В.- глава администрации городского округа г. Кумертау,; Толстогузов С.Н.-Гениральный директор ОАО «РАО Энергетические системы Востока», Сажнев А.А. – доктор технических наук, начальник отдела АО «Газсервис»; Панов А.К. – доктор технических наук; Апракин В.Н. – директор Кумертауских распределительных сетей БАШРЭС Стерлитамак; Гаврилов В.Н. – директор МУП «Межрайкоммунводоканал» и другие.

Гордостью колледжа является музей «История колледжа», который в 2011 году реконструирован. В музее собран богатейший материал о развитии учебного заведения с момента его основания, представлены оформленные стенды, альбомы о руководителях учебного заведения, о преподавательских династиях, о ветеранах колледжа, информация о преподавателях имеющих почетные ведомственные отличия в труде, увековечена память преподавателей и студентов – участников боевых сражений в Великой Отечественной войне, Афганистане и горячих точках Кавказа. На материалах музея осуществляется нравственно-патриотическое воспитание студентов. В мае 2005 года торжественно открыта мемориальная доска в честь бывшего преподавателя колледжа, первостроителя города Кумертау, участника Великой Отечественной Войны Бутырина Сергея Ивановича.

Сайт YouTube канал Алексея Земскова (zems.pro) https://www.youtube.com/user/www3208ru/ — «С юмором о ремонте. Действительно полезные и качественные видео»

Обратилась в фирму «Проект Сервис» за техническим проектом. По проекту претензий нет. Сотрудникам, делавшим проект (Сергей Саратов и Борис Кацапов) — благодарность за профессионализм и терпение!
Далее был заключён договор по ремонту. Квартира без отделки, 50 м2, по цене за работу — 15 т. р./м2.
При заключении договора сразу обратите внимание: в нём не прописано, как отвечает исполнитель за срыв сроков ремонта!!! Оговорена лишь финансовая ответственность по вине заказчика.
Причина, по которой выбрала именно фирму Земскова при такой большой цене — отсутствие возможности следить за выполнением ремонта, заказами материалов, доставками и т. д. Оговаривалось, что это всё обязанности управляющего. Им был назначен Михаил Будников, которого Земсков характеризовал как очень ответственного исполнителя.
Срок по ремонту был определён в 6 месяцев. Для однокомнатной квартиры 50 м2, да ещё при наличии технического дизайн-проекта — уже немало. Первые месяцев пять всё шло очень неплохо. Я действительно ни во что не вмешивалась, всё делали без меня, я только окончательно утверждала чистовые материалы и оплачивала всё, что было закуплено. Обратите внимание, что со своей стороны я без задержек выполняла все свои финансовые обязательства!
Когда срок договора стал подходить к концу, начались проволочки. Не успевали с чистовой отделкой. Очень плохо положили пробковый пол. Опять же, будьте осторожны: пробковый пол строители Земскова укладывать не умеют! Несколько раз переделывали. Плинтуса состыковали с дверными наличниками таким образом, что были видны необработанные торцы плинтусов — тоже пришлось переделывать. Из-за задержек в выполнении работ пришлось дважды откладывать доставку и сборку уже готовой кухни и кухонной техники — а хранение всего этого пришлось оплачивать мне.
Но финалом было появление плесени на одной из стен квартиры. Она образовалась между звукоизоляционной подложкой (которую выбрал и решил использовать управляющий) и монолитной стеной. Обнаружили её случайно, когда решили перенести выключатель в другое место. Причину появления плесени долго искали. Исключили подтопление, плохую вентиляцию, конструкционные особенности и т. д. Вызывали СЭС — их специалисты по результатам осмотра выдали документ, по которому плесень — результат недостаточной просушки стены строителями Земскова. Управляющий, Михаил Будников, эту версию категорически отрицал и называл причиной разницу температур между подъездом и квартирой. Но какая может быть существенная разница, если обои клеили в мае, а плесень обнаружили в октябре? То есть не во время отопительного сезона. Таким образом, причина — это неправильное использование подложки под обои. Такой материал оказался не предназначен для стен такого типа. Они использовали эту подложку впервые, не знали её свойств, и это оказался своеобразный «эксперимент» на моей квартире. Результат эксперимента — плесень. Вначале признали, что это их косяк, стали исправлять/переделывать, но на полпути бросили и заявили, что к плесени отношения не имеют — разбирайтесь сами. Да ещё вдобавок получила хамское сообщение от Земскова, которое цитировать постыдно.
По результатам:
— рабочие Земскова делали ремонт прилично (не без косяков, но тем не менее) до тех пор, пока не вышли сроки
— затем они потеряли интерес к объекту, и, очевидно, переключились на другие (так как с этого они уже практически всё получили)
— не доделали основной ремонт, не закончили исправление своих же косяков
— постоянно обещали всё исправить, доделать, но время шло, ничего не двигалось
— управляющий перестал выходить на связь, Земсков хамил (при этом, если вспомнить, КАК Земсков рекомендовал мне Михаила — мол, второй человек в его государстве — то какие же у него остальные?!)
— ремонт мы заканчивали сами, своими силами
— в результате на однокомнатную квартиру ушёл ГОД И ДВА МЕСЯЦА, да и то — проблемная стена осталась без звукоизоляции, которую, возможно, ещё придётся делать.

Постаралась быть максимально объективной в своём отзыве, убрала все эмоции.
Делайте выводы сами и будьте осторожны! (Моя история — не самая удручающая, если просмотреть аналогичные отзывы о работе «Проект Сервиса»).

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.

---

Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

• В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки вашего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
• Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, используйте кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
• Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
• Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
• Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

---

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.

---

Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файлах cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

Безопасность и предварительная эффективность последовательных многократных возрастающих доз солнатида для лечения отека проницаемости легких у пациентов с умеренным и тяжелым ОРДС — рандомизированное плацебо-контролируемое двойное слепое исследование | Испытания

Предпосылки и обоснование {6a}

Острый респираторный дистресс-синдром (ОРДС)

ОРДС — распространенная патология, наблюдаемая в отделениях интенсивной терапии во всем мире, со значительной смертностью и даже длительной заболеваемостью. ОРДС — это клинический диагноз, на который приходится до 20% внеплановых госпитализаций в ОИТ.Смертность у пациентов с ОРДС по-прежнему высока. В исследовании LUNG SAFE [Belani2016] сообщается о госпитальной смертности в 40%, со значительным увеличением по категориям тяжести ОРДС, в соответствии с берлинским определением (34,9% при легкой форме ОРДС; 40,3% при средней степени ОРДС; 46,1% при тяжелом ОРДС). . Социально-экономическое бремя критической болезни огромно. В недавнем систематическом обзоре конечной точки «возвращение к работе после тяжелой болезни» сообщается, что примерно две трети, две пятых и одна треть выживших, ранее работавших в отделениях интенсивной терапии, не имеют работы в течение 3, 12 и 60 месяцев после госпитализации. разряд [1].

Последнее берлинское определение ОРДС [2] показано в таблице 1. Патофизиология ОРДС до конца не изучена. Первоначально считается, что прямое легочное или непрямое внелегочное поражение вызывает высвобождение медиаторов воспаления, которые способствуют накоплению нейтрофилов в микроциркуляции легких. Активированные нейтрофилы мигрируют в больших количествах через эндотелиальные поверхности сосудов и альвеолярные эпителия и высвобождают протеазы, цитокины и активные формы кислорода (АФК).Миграция и высвобождение медиатора нейтрофилов приводят к патологической проницаемости сосудов, разрывам в альвеолярном эпителиальном барьере и некрозу альвеолярных клеток I и II типов, что приводит к отеку легких, образованию гиалиновой мембраны, потере сурфактанта и, в конечном итоге, к коллапсу альвеол, вентиляции / перфузии. несоответствие, снижение легочной податливости и измененный газообмен. Последующая инфильтрация фибробластов может привести к отложению коллагена, фиброзу и ухудшению состояния [3].

Таблица 1 Берлинское определение острого респираторного дистресс-синдрома

Большинство случаев ОРДС у взрослых связаны с легочным сепсисом (46%) или нелегочным сепсисом (33%).К факторам риска относятся те, которые вызывают прямое повреждение легких (например, пневмония, ингаляционное повреждение, ушиб легкого), и факторы, вызывающие непрямое повреждение легких (например, нелегочный сепсис, ожоги, политравма, острое повреждение легких, связанное с переливанием крови) [4].

ОРДС — сиротское состояние. Уровень госпитальной смертности от ОРДС оценивается от 34 до 55% [5]. Факторы риска смерти включают пожилой возраст, полиорганную дисфункцию и наличие легочных и нелегочных сопутствующих заболеваний. Большинство смертей, связанных с ОРДС, происходит из-за полиорганной недостаточности.Рефрактерная гипоксемия является причиной только 16% смертей, связанных с ОРДС [6].

Лечение ОРДС — поддерживающее, включая искусственную вентиляцию легких, профилактику стрессовых язв и венозной тромбоэмболии, нутритивную поддержку и лечение основного заболевания. Фармакологические возможности лечения ОРДС ограничены. Использование кортикостероидов вызывает споры; рандомизированные контролируемые испытания и когортные исследования, как правило, поддерживают раннее использование кортикостероидов для уменьшения количества дней на ИВЛ; однако не было продемонстрировано стойкого улучшения показателей смертности при этой терапии [7, 8].В настоящее время нет целевого фармакологического лечения пациентов с отеком проницаемости легких при ОРДС, поэтому необходимы новые терапевтические подходы.

Солнатид (МНН, лабораторный код AP301) — фон и доклинические исследования

Солнатид (AP301) — синтетический пептид, состоящий из 17 природных аминокислот (Cys – Gly – Gln – Arg – Glu – Thr – Pro – Glu– Gly – Ala – Glu – Ala – LysPro – Trp – Tyr – Cys) с молекулярной массой около 2000 Да. По сути, солнатид представляет собой циркулярное представление лектин-подобного домена (так называемого TIP-домена) человеческого TNF-α.Солнатид не обладает какой-либо известной провоспалительной активностью по отношению к TNF-α. Исследуемый лекарственный препарат (ИЛП) «Порошок солнатида 25 мг для восстановления раствора для ингаляций» представляет собой стерильный лиофилизированный препарат солнатида и не содержит дополнительных ингредиентов. Клинический путь введения — легочная доставка путем вдыхания жидкого аэрозоля.

Фармакологические исследования на моделях грызунов показали, что солнатид является важным регулятором баланса альвеолярной жидкости в здоровых и поврежденных легких.Сольнатид, вводимый интратрахеально и в легкие, улучшал клиренс альвеолярной жидкости (ALC) в затопленных легких мыши in situ, на моделях ex vivo затопленных легких крыс и в легких крыс перед трансплантацией [9,10,11]. В модели бронхоальвеолярного лаважа свиней при ОРДС ингаляция распыленного солнатида приводила к увеличению соотношения P _, O ₂ / F _и O ₂ и уменьшению внесосудистой жидкости в легких (EVLW) [12].

Способность солнатида очищать альвеолярную жидкость связана с активацией амилорид-чувствительного натриевого канала (ENaC), основной движущей силы реабсорбции воды через альвеолярный эпителий [13,14,15,16,17].ENaC отвечает за поддержание баланса Na ⁺ , объема внеклеточной жидкости и артериального давления и располагается на апикальной мембране реабсорбирующего соль плотного эпителия дистального нефрона, дистального отдела толстой кишки, слюнных и потовых желез и легких. , где он представляет собой лимитирующую ступень для векторного движения ионов Na ⁺ со стороны просвета внутрь клетки. Базолатерально расположенная Na-K-ATPase активно транспортирует Na ⁺ из клетки, обеспечивая движущую силу для реабсорбции Na ⁺ .В легких транспорт Na ⁺ через апикально расположенный ENaC в альвеолярном эпителии имеет решающее значение для поддержания правильного состава и объема жидкости выстилки альвеол, обеспечивая оптимальный газообмен [18, 19]. Нарушение этих процессов происходит при патологиях, при которых проницаемость альвеолярного эпителия и эндотелия легочных капилляров повышена, что приводит к чрезмерному накоплению альвеолярной жидкости и отекам [20].

Помимо активности ALC, солнатид ингибирует индуцированную гипоксией продукцию активных форм кислорода (ROS) и противодействует различным ROS и токсин-опосредованным эффектам: солнатид ингибирует альфа-активацию протеинкиназы C (PKC), тем самым восстанавливая активность ENaC.Солнатид снижает степень фосфорилирования легкой цепи миозина (MLC) и, таким образом, защищает и восстанавливает целостность барьера эндотелиальных и эпителиальных клеток [21]. Солнатид не обладает провоспалительной активностью и не приводит к увеличению выработки хемокинов или повышенной инфильтрации нейтрофилов в легкие крысы при интратрахеальной инстилляции.

Стандартная серия фармакологических исследований безопасности не выявила побочных эффектов, связанных с лекарственными средствами, ни на одной из моделей на животных. Из исследований на животных различных видов (грызунов и негрызунов) очевидно, что клиренс пептидов из крови происходит довольно быстро (уменьшается на 3 порядка в течение 2 часов) после внутривенной болюсной инъекции 25 мг солнатида / кг массы тела.В 14-дневном исследовании токсичности на крысах образцы легочной ткани были взяты после последней обработки на 14-й день и проанализированы на наличие солнатида; Приблизительно через 30, 60 и 90 минут после окончания лечения в группе низкой, средней и высокой дозировки в легочной ткани не было обнаружено ни одного исследуемого элемента.

Солнатид (AP301) — клинические исследования

Безопасность, переносимость и предварительная эффективность солнатида оценивались в трех плацебо-контролируемых рандомизированных двойных слепых клинических исследованиях.

Исследование 2011-000223-33 было «первым среди людей» исследованием повышения дозы у здоровых мужчин ( N = 48; 36 против 12) для изучения безопасности, переносимости и системного воздействия пероральных ингаляционных однократных доз солнатида. . Наивысшая испытанная доза составила 171,4 мг на человека (доза для заполнения небулайзера), что приблизительно соответствует дозе без наблюдаемого уровня побочных эффектов (NOAEL) в исследовании субхронической токсичности (14 дней) на гончей собаке. Исследование пришло к выводу, что дозы до 171.4 мг были безопасны и хорошо переносились. В соответствии с доклиническими данными у различных видов, распределение вдыхаемого солнатида в основном ограничивалось легкими, на что указывают очень низкие максимальные (C _max ) и общие (AUC _{0_t} ) уровни системного воздействия солнатида. Ни одна из использованных исчерпывающих оценок безопасности (спирометрия, количественное определение выдыхаемого NO, артериальное давление, частота сердечных сокращений, ЭКГ, лабораторные параметры безопасности, отчеты о нежелательных явлениях) не показала каких-либо клинически значимых или значимых изменений результатов безопасности, связанных с дозой или временем [22] .

Исследование 2012-001863-64 было подтверждением концепции исследования с участием мужчин и женщин в отделениях интенсивной терапии ( N = 40; 1: 1), в котором изучали клинический эффект многократных пероральных ингаляционных доз солнатида на клиренс альвеолярной жидкости при острой болезни. травма легких. По соображениям безопасности и в соответствии с эффективными фармакологическими дозами, наблюдаемыми на различных моделях животных, была выбрана вторая по величине доза клинического исследования фазы I: 125 мг солнатида (доза для наполнения небулайзера) два раза в день (т. каждый предмет.Основным результатом эффективности была положительная тенденция к снижению отека легких (EVLWI) во всей исследуемой популяции, что является значительным и более выраженным у пациентов с начальной оценкой последовательной органной недостаточности (SOFA) выше 10 баллов при вдыхании солнатида по сравнению с плацебо ( P ). = 0,04; поисковый анализ подгрупп). Анализ вторичных конечных точек выявил тенденцию к более раннему улучшению пикового, плато и среднего давления в дыхательных путях, ПДКВ и баллов по шкале Мюррея у пациентов, получавших солнатид.Этот эффект снова был наиболее заметным у пациентов с исходной оценкой SOFA> 10 (предварительный анализ подгрупп). Кроме того, наблюдалась более короткая продолжительность ИВЛ и увеличенное количество дней без ИВЛ у пациентов, получавших ингаляции солнатидом, по сравнению с плацебо, что снова было более выражено у пациентов с исходной оценкой SOFA выше 10 ( P = 0,06; исследовательский анализ подгруппы ). Между исследуемыми группами не было обнаружено значительных различий в частоте нежелательных явлений и тяжелых нежелательных явлений, которые нельзя было бы объяснить основными заболеваниями [23].

Исследование 2013-000716-21 было пилотным исследованием, в котором изучали клинический эффект перорального ингаляционного солнатида на лечение первичной дисфункции трансплантата (ПГД) у пациентов с механической вентиляцией легких ( N = 20; 1: 1) после первичной трансплантации легких. По сравнению с плацебо пероральная ингаляция солнатида у пациентов с ПГД после трансплантации легкого привела к более раннему улучшению газообмена, снижению EVLWI, более ранней экстубации / более короткой механической вентиляции, более короткому пребыванию в отделении интенсивной терапии и более ранней выписке из больницы.Не сообщалось о нежелательных явлениях, связанных с приемом лекарств, серьезных нежелательных явлениях или летальных исходах.

Ингаляция солнатида представляет собой новую терапию, непосредственно увеличивающую клиренс альвеолярной жидкости, с возможностью более раннего снижения вентиляционного давления и улучшения отлучения от механической вентиляции. Основная причина смерти тяжелобольных — основное заболевание и органная недостаточность. Тем не менее, улучшение легочной функции может привести к улучшению важных параметров исхода, включая продолжительность ИВЛ и пребывания в ОИТ, пребывание в больнице, заболеваемость и смертность.

Известные потенциальные риски

Солнатид обычно хорошо переносится. Во время исследования фазы I не было случаев смерти или серьезных нежелательных явлений [22]. Только пять, возможно, связанных с солнатидом нежелательных явлений (НЯ) были обнаружены у четырех из 48 субъектов, но все пять были сочтены исследователем легкими и преходящими, не требовали какого-либо медицинского вмешательства и разрешились спонтанно. Причина НЯ (метеоризм, боль в животе, икота и головная боль), вероятно, была связана с процедурными аспектами, такими как постоянное присутствие исследователя, необходимость непрерывного непрерывного вдоха через рот с использованием зажимов для носа в течение нескольких минут и большое количество обследования в период наблюдения (т.е.g. частый забор крови или измерение функции легких) легко могло привести к стрессу и связанным со стрессом симптомам у некоторых субъектов. «Головная боль», как правило, была наиболее частым нежелательным явлением в исследованиях фазы I у здоровых субъектов и, как правило, считается, что она вызвана диетическими ограничениями, такими как отмена кофеина [24]. Умеренное снижение лейкоцитов у одного субъекта могло быть связано с врожденным нарушением клеток крови и лейкоцитов, которые спонтанно вернулись к нормальному диапазону через 20 дней без лечения.Ни один НЯ не привел к исключению какого-либо субъекта из исследования. Во время исследования не было обнаружено значительного влияния солнатида на жизненно важные функции. Учитывая, что пациенты с ОРДС находятся под седативным действием и находятся на искусственной вентиляции легких, вышеупомянутые НЯ, связанные со стрессом, маловероятны и в любом случае будут незначительными и несут небольшой риск, учитывая клиническое состояние пациентов.

Солнатид поддается количественному определению в плазме только при очень низких концентрациях (т.е. <2,5 нг / мл) и в течение короткого периода времени вскоре после ингаляции.Системная биодоступность чрезвычайно низкая, поэтому значительных системных эффектов не ожидается.

Во время фазы II исследования подтверждения концепции, 96 НЯ произошло в течение первой недели терапии и 59 НЯ произошло в течение следующих 3 недель наблюдения. Наиболее частые НЯ являются обычными состояниями у тяжелобольных пациентов с острым повреждением легких, и многие НЯ были связаны с основными заболеваниями. Другие НЯ были связаны с сопутствующими заболеваниями. По мнению исследователей, все НЯ не были связаны с исследуемой терапией, за одним исключением: единственным возможные НЯ, связанные с лечением, которые можно было бы идентифицировать.После бронхоскопии и лечения ингаляционными бронходилататорами и стероидами пациент был переведен на вспомогательную вентиляцию легких в тот же день и не проявил никаких побочных реакций на последующее лечение солнатидом.

В настоящее время недостаточно данных, чтобы рассматривать какое-либо событие, которое можно ожидать, для целей нормативной отчетности.

Гемодинамический мониторинг с использованием таких систем, как PiCCO® от Pulsion или VolumeView от Edwards, используемых в этом исследовании, требует установки центрального венозного катетера и артериального катетера через бедренную артерию.Бедренная канюляция заменяет обычную радиальную канюляцию, используемую для гемодинамического мониторинга. Таким образом, процедура является инвазивной, и могут возникнуть осложнения, хотя и нечасто. Исследование Scheer et al. выявили 11 исследований, в которых для гемодинамического мониторинга использовалась бедренная артерия. Временная окклюзия была зарегистрирована у 10 пациентов (средняя частота 1,45%), а серьезные ишемические осложнения, потребовавшие ампутации конечности, были зарегистрированы у трех пациентов (0,18%). Формирование псевдоаневризмы произошло у 6 пациентов (0.3%), сепсис у 13 пациентов (0,44%) и местная инфекция у 5 пациентов (0,78%). Кровотечение (как правило, незначительное) наблюдалось у 5 пациентов (1,58%), образование гематом — у 28 (6,1%). У одного пациента развилась инфицированная гематома, и ему потребовалось переливание крови, а другой пациент в конечном итоге умер от массивного забрюшинного кровотечения. На основании этого систематического обзора авторы пришли к выводу, что серьезные осложнения лучевой, бедренной и подмышечной артерий встречаются редко и что артериальная канюляция является относительно безопасной процедурой [25].

Известные потенциальные преимущества

Ожидается, что введение солнатида непосредственно в нижние дыхательные пути в форме жидкого аэрозоля активирует легочный ионный канал натрия (ENaC), чтобы непосредственно активировать клиренс альвеолярной жидкости и уменьшить утечку крови и жидкости из капилляров в воздушном пространстве, т.е. ускоряют разрешение альвеолярного отека и уменьшают повреждение барьера в легких.

Вдыхание распыленного солнатида пациентами с отеком легких и ОРДС привело к снижению ИВЛВ, а также к увеличению количества дней без ИВЛ в подгруппе пациентов с исходным баллом по шкале SOFA выше 10 [23].

В многочисленных клинических исследованиях изучалась корреляция между степенью отека легких (определяемой как EVLWI) и параметрами исхода у пациентов с ОРДС. В этих исследованиях была продемонстрирована сильная корреляция между усилением отека легких и худшим исходом.

В совокупности ожидается, что активность солнатида по клиренсу альвеолярной жидкости, а также его противодействие различным ROS и токсин-опосредованным эффектам будут поддерживать процесс репарации альвеол и ускорять восстановление функции.Как следствие, это должно привести к снижению давления в дыхательных путях, увеличению оксигенации и, в конечном итоге, сокращению продолжительности вспомогательной вентиляции. Это ограничит дальнейшее повреждение легких и предотвратит повреждение легких, связанное с вентилятором, а также улучшит оксигенацию жизненно важных органов. Оба аспекта важны, поскольку объем аэрируемого легкого уменьшается у пациентов с ОРДС, а нормальный дыхательный объем, обеспечиваемый при давлении в дыхательных путях, которое считается безопасным для неповрежденного легкого, может вызвать региональное чрезмерное расширение.Сокращение продолжительности вспомогательной вентиляции также ограничивает ателектравмы и биотравмы.

Быстрое улучшение функции легких также может привести к сокращению количества дней лечения в отделении интенсивной терапии и положительно повлиять на выживаемость. Однако из-за многофакторной природы ОРДС снижение смертности может быть достигнуто только за счет сбалансированного режима выявления и успешного лечения основной причины (или причин), поддерживающей терапии, ограничивающей дальнейшее повреждение легких, и специфической терапии, снижающей повреждение легких.Тем не менее, быстрое улучшение функции легких является важной предпосылкой для улучшения клинических результатов у пациентов с отеком легочной проницаемости / ОРДС, у которых есть клинически «управляемое / излечимое» основное заболевание / состояние.

Оценка потенциальных рисков и преимуществ

Учитывая хороший профиль безопасности и переносимости, продемонстрированный до сих пор в программе клинических исследований солнатида, и его потенциальный терапевтический эффект при опасном для жизни отеке легких, ожидается, что польза от этого исследования перевесит его потенциальные риски.

Это испытание фазы IIB следует процедуре с поправкой на риск с использованием схемы повышения дозы солнатида 5 мг, 60 мг и 125 мг за раз (доза наполнения небулайзера). Переход от одной дозы к другой произойдет только после того, как Совет по мониторингу безопасности данных (DSMB) внимательно изучит данные о безопасности, полученные в последней группе лечения, и утвердит введение следующей по величине дозировки. В отличие от предыдущего исследования фазы I на здоровых добровольцах-мужчинах, это исследование будет изучать безопасность и предварительную эффективность у пациентов с отеком легочной проницаемости и ОРДС.

В этом исследовании фазы II тяжелобольные пациенты, уже находящиеся на ИВЛ, будут получать ИЛФ в дополнение к стандартной терапии непосредственно через систему вентиляции. Эти обстоятельства и тот факт, что обследования, такие как измерение функции легких или забор крови, будут проводиться у пациента под седативным действием, означают, что НЯ, связанные с процедурой, маловероятны. Кроме того, оценка EVLWI является обычной процедурой у пациентов с ОРДС и обычно хорошо переносится.

Пациенты с ОРДС в этом исследовании проходят искусственную вентиляцию легких и, скорее всего, не могут дать свое информированное согласие до включения в исследование.Однако, учитывая заметные потенциальные преимущества и ограниченные риски исследования, участие не должно исключаться из-за седативного / бессознательного состояния пациента, если исследователь и ЭСО / НЭК полагают, что это может принести потенциальную пользу и в интересах исследователя. индивидуальный предмет. Пациентов попросят дать согласие, когда они будут готовы.

Учитывая состояние пациента и хороший профиль безопасности солнатида, процедуры исследования не будут создавать дополнительную нагрузку на пациента и не должны создавать никаких предсказуемых рисков.Тем не менее, пациенты будут находиться под пристальным и постоянным наблюдением для обеспечения их здоровья, безопасности и благополучия.

Цель исследования

Целью этого проспективного рандомизированного контролируемого исследования является определение безопасных доз солнатида для ингаляционного введения пациентам с ОРДС.

Границы | Оценка разнообразия эндогенных вирусов в геномах муравьев

Введение

Эндогенные вирусные элементы (EVE) или вирусные окаменелости — это целые или фрагментированные вирусные последовательности, интегрированные в геномы хозяина после вирусной инфекции, которые затем могут распространяться по зародышевой линии.Большинство исследований эндогенных вирусов сосредоточено вокруг ретровирусов, что привело к открытиям, демонстрирующим, что эти вирусы могут играть роль в эволюции своих хозяев. Было обнаружено, что EVE потенциально важны для эволюции плацентарных млекопитающих, а также для устойчивости к различным заболеваниям (Feschotte and Gilbert, 2012; Grasis, 2017).

Эндогенные вирусные элементы создаются, когда дубликат вирусного генома с двухцепочечной ДНК встраивается в зародышевую линию хозяина.В рамках своей репликации ретровирусы должны производить промежуточные продукты дцДНК, чтобы интегрироваться в геном хозяина. Однако вирусная эндогенизация ДНК и РНК изучена гораздо хуже. Считается, что это результат непреднамеренной хромосомной интеграции, такой как негомологичная рекомбинация или события ретротранспозиции (Aiewsakun and Katzourakis, 2015; Figure 1 from Katzourakis and Gifford, 2010). Механизм репарации ДНК из клетки-хозяина обладает способностью обнаруживать вирусные последовательности в геноме (Weitzman et al., 2004). Следовательно, EVE часто удаляются из генома хозяина, хотя небольшое их количество не обнаруживается. EVE достигают геномной фиксации либо в результате нейтральной эволюции, либо в результате эксаптации, процесса, посредством которого EVE передают своему хозяину полезные функции, отличные от их первоначальной цели (Katzourakis and Gifford, 2010). Затем EVE будут накапливать мутации с нейтральной скоростью эволюции хозяина, поскольку они фиксируются в геноме хозяина (Katzourakis, 2013). Ожидается, что нефункциональные EVE будут накапливать мутации гораздо медленнее, чем их экзогенные вирусные аналоги (Aiewsakun and Katzourakis, 2015).Ожидается, что EVE, которые функционально кооптированы клеткой-хозяином, будут иметь еще более низкую скорость мутаций из-за того, что они сохраняются посредством положительного отбора. Демографические модели, такие как размер хозяина или вирусной популяции, также могут влиять на вирусную эндогенизацию. Виды-хозяева с небольшими эффективными размерами популяции (то есть многие виды млекопитающих) могут содержать более нейтральные EVE из-за повышенного значения генетического дрейфа (Holmes, 2011).

В последние годы несколько исследований продемонстрировали, как экзаптация EVE в геноме хозяина действует в противовирусной защите посредством производства функциональных белков (Frank and Feschotte, 2017).Например, у суслика с тринадцатью линиями ( Ictidomys tridecemlineatus ) эндогенный борнавирус эффективно останавливает заражение экзогенных (т. Е. Вирусов, которые демонстрируют горизонтальную передачу от организма к организму) борнавирусов (Fujino et al., 2014). EVE могут оказывать сильное и продолжительное влияние на эволюцию своего хозяина и его существование в данной экосистеме. Следовательно, анализ EVE в геномах хозяина может помочь раскрыть сложные эволюционные отношения между вирусами и их хозяевами.

Предварительные данные свидетельствуют о том, что геномы муравьев содержат несколько клад EVE. François et al. (2016) обнаружили несколько предполагаемых попаданий муравьев в EVE при исследовании вирусной клады Parvoviridae. Ли и др. (2015) обнаружили несколько EVE гликопротеинов муравьев в исследовании, направленном на обнаружение РНК-вирусов членистоногих. Деннис и др. (2018) в большом обзоре EVE Circoviridae обнаружили единственный цикловирусный муравей Pseudomyrmex gracilis . Однако в этих трех исследованиях использовался подход, ориентированный на вирусы, и только случайно были обнаружены муравьиные EVE.Их подход нацелен на небольшую группу вирусов среди широкого спектра геномов хозяев, чтобы лучше понять эту кладу вирусов. И наоборот, подход, ориентированный на хозяина, при котором исследуют конкретную группу геномов хозяина на предмет всех известных вирусов, позволяет обнаруживать новые EVE внутри этих хозяев.

Виды муравьев демонстрируют чрезвычайно разнообразный рацион (травоядные, хищники и универсалы), среду гнездования (древесные или наземные), структуру колонии и сложное и специфичное для вида социальное поведение (Hölldobler and Wilson, 1990; Lach et al., 2010). Изучение EVE муравьев может дать представление об этой изменчивости на протяжении их эволюционной истории. Хотя все муравьи имеют один и тот же путь иммунного ответа на РНКи, различия в EVE у разных видов могут указывать на разные уровни инфицирования вирусными патогенами (Mongelli and Saleh, 2016). Следовательно, анализ EVE может обеспечить понимание эволюции иммунитета насекомых, выступая в качестве резервуара иммунной памяти. Кроме того, исследование EVE в геномах муравьев может помочь выяснить факторы, формирующие состав вирусных сообществ, которые в настоящее время заражают муравьев.EVE, разбросанные по геномам муравьев, могут представлять собой глубокую ветвь системы противовирусной защиты (Whitfield et al., 2017).

Хотя в настоящее время опубликовано девятнадцать геномов муравьев, полногеномных исследований их эндогенных вирусов не проводилось. Таким образом, цель этого исследования — изучить и охарактеризовать последовательности EVE в этих девятнадцати геномах муравьев. В частности, мы стремимся ответить на три вопроса: (1) Обладают ли муравьи многочисленными и разнообразными EVE в своем геноме? (2) Каким образом EVE обнаруживаются в геномах муравьев, связанных с экзогенными вирусными кладами? (3) Обладают ли какие-либо из этих обнаруженных EVE функциональным потенциалом?

Материалы и методы

Был создан комплексный биоинформатический конвейер с использованием BLAST для скрининга EVE во всех опубликованных геномах муравьев в базе данных NCBI.В настоящее время опубликовано девятнадцать геномов муравьев (Таблица 1). Эти собранные геномы имеют различные размеры от 212,83 мегабаз до 396,25 мегабаз. Перед проведением скрининга генома каждого муравья каркасы длиной менее 10 000 пар оснований (п.н.) были вырезаны из генома с помощью программы CutAdapt (Martin, 2011), чтобы гарантировать, что попадания EVE находятся в фактическом геноме, а не на каркасах, потенциально созданных из-за ошибки ассемблера или загрязнения.

Таблица 1. Сводная таблица геномов муравьев, которая включает информацию о виде, подсемействе и инвентарном номере с www.NCBI.nlm.nih.gov, общая длина генома в мегабазах, среда гнездования (древесная / наземная), диета (грибы, универсальные, хищные и травоядные) и количество восстановленных попаданий EVE.

В биоинформатическом скрининге использовался консервативный подход, который заключался в первом выполнении tblastn для вирусных белков RefSeq (и всех белков из Shi et al., 2016) в качестве запроса к конкретному геному муравья в качестве базы данных. Значение e для этого tblastn было установлено на 1e – 20 (Blast., 2013). Вирусные белки от Shi et al.(2016) были включены в запрос, поскольку это исследование значительно увеличило известное вирусное разнообразие насекомых и не было включено в базу данных RefSeq на момент проведения этого анализа. На момент скрининга было включено 1 149 421 вирусный белок и проанализировано девятнадцать геномов муравьев. Нуклеотидные хиты из этого tblastn были объединены с соседними хитами в пределах 10 пар оснований в единую последовательность. Эти объединенные совпадения затем использовались в качестве запроса для запуска blastx для неизбыточной базы данных белков.Значение e для этого прогона blastx было установлено на 0,001. Целью этого прогона blastx было оценить, было ли исходное попадание из прогона tblastn вирусным. Если лучший результат не был наиболее похож на вирус, его отбрасывали. Окончательный список предполагаемых совпадений аминокислот EVE был затем вручную сокращен, чтобы убедиться, что лучший результат также был не больше всего похож на гипотетический белок, а на вирусный структурный или неструктурный белок. Несколько EVE были объединены вручную, если они находились близко друг к другу на одном каркасе и при выравнивании не перекрывались, а вместо этого происходили из одного более крупного фрагмента белка.

После того, как эти предполагаемые EVE были идентифицированы, филогенетические отношения совпадений EVE были выведены из аминокислотного выравнивания совпадений белка EVE и их близкородственных последовательностей экзогенного вирусного белка, которые были определены с помощью наиболее сходного совпадения BLAST. EVE были сгруппированы вместе на основе как класса вирусных белков (гликопротеин, РНК-зависимая РНК-полимераза, нуклеопротеин и т. Д.), Так и вирусной клады, на которую он был наиболее похож на прогоне blastx. Эти EVE и их близкородственные последовательности экзогенных вирусных белков были выровнены с MAFFT v7.309 (Katoh et al., 2002). Для каждого выравнивания программа MAFFT использовала алгоритм E-INS-I, скоринговую матрицу BLOSUM62 и штраф за открытие пробела 1,53. Впоследствии филогении с максимальной вероятностью были выведены с использованием выравнивания аминокислот с RAxMLv8.1.16 (Stamatakis, 2014). Наилучшую модель замены белка для каждого выравнивания определяли с помощью SMS (Lefort et al., 2017). Поддержка филогении с максимальным правдоподобием (ML) была оценена с помощью 1000 повторений начальной загрузки.

Мы оценили, коррелирует ли качество генома муравья с количеством EVE, присутствующих в геноме.Для этих анализов мы оценили как геном, непосредственно загруженный из NCBI (предварительно вырезанный), так и вырезанный геном, используемый в конвейере. Используя корреляцию продукта-момента Пирсона, мы сравнили количество EVE, присутствующих в каждом геноме, с длиной генома, количеством каркасов, каркасом N50, числом контигов и контигом N50. BBMap использовался для компиляции статистических показателей вырезанных геномов (Bushnell, 2014). Чтобы понять, повлияла ли фильтрация по размеру на обнаруженные нами EVE, мы провели анализ синтении, чтобы оценить размер и количество аннотированных генов-хозяев на отдельных каркасах, в которых были обнаружены EVE.Этот анализ был выполнен вручную путем изучения каждого каркаса в NCBI Genome Data Viewer.

Для дальнейшего изучения эволюционных взаимоотношений между EVE и муравьями мы использовали байесовский тест ассоциаций кончиков BaTS (Parker et al., 2008; Shi et al., 2018), чтобы оценить, имеют ли EVE-попадания из филогении гликопротеинов Mono-Chu тенденцию к слипанию. более сильно с конкретным видом муравьев, чем ожидалось, исключительно случайно. Филогения гликопротеина Mono-Chu была упрощена и теперь включает только 227 попаданий EVE муравьев, поскольку мы тестировали только ассоциации муравьев-хозяев и EVE.В этом тесте учитывалась филогенетическая структура хозяина на уровне видов и подсемейств муравьев. Затем BaTS оценил индекс ассоциации (AI) для определения силы ассоциации между филогенезом моно-Chu гликопротеина EVE и видами / подсемейством муравьев-хозяев. Затем это значение AI сравнивалось с нулевым распределением, сгенерированным с использованием 1000 рандомизаций с использованием дерева, чтобы вывести соотношение индекса ассоциации (наблюдаемый индекс ассоциации / нулевой индекс ассоциации). Отношение, близкое к 0, указывает на более сильную структуру хозяина, а ближе к 1 предполагает более слабую структуру хозяина.Значение p для ИИ было получено в результате теста BaTS, полученного из 1000 рандомизаций на концах дерева.

Чтобы оценить степень совместной дивергенции муравьев и EVE-хозяев у каждого вида муравьев, мы реализовали ко-филогенетическую реконструкцию на основе событий с использованием JANE версии 4 (Conow et al., 2010). Для этого анализа использовалась упрощенная филогения гликопротеина моно-Chu попадания EVE, использованная для теста BaTS. Кроме того, для филогении хозяина мы использовали филогению муравьев из Nelsen et al. (2018), с каплей.tip у обезьяны , чтобы сделать вывод о филогенезе только с 19 видами муравьев, изученными в этом исследовании. Схема стоимостных событий, или несовершение дивергенции, для реконструкции JANE была следующей: совместная дивергенция = 0, дублирование = 1, переключение хоста = 1, потеря = 1, отказ от расхождения = 1. Параметр «отказ от расхождения» относится к случаям, когда видообразование хозяина не сопровождается видообразованием вируса, и вирус остается на обоих вновь видоизмененных хозяевах. Размер популяции и количество поколений были зафиксированы равными 100.Значимость ко-дивергенции была определена путем сопоставления расчетных затрат с нулевыми распределениями, рассчитанными на основе 100 рандомизаций картирования верхушек хозяина. Чтобы лучше визуализировать эти паттерны совместной дивергенции, мы визуализировали эти ассоциации между EVE в упрощенной филогении гликопротеина Mono-Chu и EVE в упрощенном Nelsen et al. (2018) муравьев филогении с использованием функции cophylo в фито инструментах для создания клубочковой диаграммы (Revell, 2012).

Потенциальная функциональность этих эндогенных вирусных фрагментов оценивалась посредством анализа стоп-кодонов и нонсенс-мутаций в фрагментах пораженного белка EVE, чтобы определить, обладают ли они интактными открытыми рамками считывания (ORF).Затем предполагалось, что интактные ORF являются функциональными, если путем ручного сравнения предполагаемая последовательность белка EVE находится в пределах 75 аминокислот по длине от его наиболее близкого экзогенного вирусного белка.

Результаты

Используя подход, ориентированный на хозяина, мы проверили все 19 доступных и опубликованных геномов муравьев (на 01.01.2018) с помощью биоинформатического конвейера, подробно описанного в разделе «Материалы и методы» выше. После того, как были получены совпадения EVE, мы оценили их геном-специфические различия в численности и вариативности.Мы восстановили в общей сложности 434 попадания EVE в эти 19 геномов муравьев (дополнительные таблицы S1, S2). Существует явная разница в количестве извлеченных EVE в зависимости от вида муравьев (рисунок 1 и таблица 1). В таблице 2 показаны результаты корреляции продукта-момента Пирсона, в которой сравниваются факторы, представляющие качество генома, с числом EVE на геном. Основываясь на корреляции продукта и момента Пирсона, ни один из этих факторов не был существенно коррелирован с количеством обнаруженных EVE. Дополнительная таблица S3 содержит всю информацию о геноме, используемую как для вырезанного, так и для предварительно вырезанного генома.Для анализа синтении мы обнаружили, что 78,57% каркасов, содержащих EVE, были длиннее 30 000 пар оснований. Кроме того, 70,74% этих каркасов имели по крайней мере один ген, аннотированный от хозяина. Длина каркаса и количество аннотированных генов-хозяев находятся в дополнительной таблице S1. Не существовало EVE, которые представляли бы весь вирусный геном на едином каркасе — вместо этого каждое попадание EVE составляло единственный белок или фрагмент белка.

Рис. 1. Филогения муравьев с секвенированными геномами, использованная в этом исследовании, окрашена по подсемейству (слева), размеру генома муравья в mb (в центре) и количеству совпадений EVE на геном (справа).Числа попаданий муравьев EVE окрашены вирусным белком, с которым они наиболее похожи в анализе blastx.

Таблица 2. Оценка качества генома факторов из обрезанных и предварительно вырезанных геномов, коррелирующих с количеством EVE на геном.

Вирусные филогении

Сводная информация о филогении, представленная в результатах, показана в таблице 3. Все филогении, описанные в последующих результатах, можно найти на дополнительных рисунках S1 – S23.

Таблица 3. Сводная таблица информации о вирусной филогении.

ssRNA вирусов

Для названий кладов РНК-вирусов мы будем использовать номенклатуру, определенную Shi et al. (2016). Из-за увеличения разнообразия РНК-вирусов, обнаруженных Shi et al. (2016) было предложено объединение различных вирусных семейств и порядков в более крупные суперклоды. Например, клада Bunya-Arena состоит из всех вирусов Bunyaviridae, Tenuivirus, Arenaviridae и Emaravirus.Для получения более подробной информации о том, какие меньшие вирусные группы включают какие суперклоды, обратитесь к Рисунку 2 Shi et al. (2016).

Пять различных типов белков, обнаруженных в вирусах ssRNA, были наиболее похожи на обнаруженные EVE: гликопротеины, РНК-зависимые РНК-полимеразы, нуклеопротеины, белки капсида и белки оболочки. Все эти белки ранее были обнаружены в геномах вирусов насекомых (Shi et al., 2016). Гликопротеины чаще всего обнаруживались в геномах муравьев, хотя и только в кладе Моно-Чу.РНК-зависимые РНК-полимеразы (RdRP) были обнаружены в каждой кладе вируса ssRNA с попаданиями EVE. Несколько совпадений EVE, похожих на нуклеопротеины, белки капсида и белки оболочки, также были обнаружены в разных кладах вирусов ssRNA. Результаты филогении вирусной клады представлены в алфавитном порядке.

Буня-Арена

Всего 17 муравьиных EVE наиболее тесно связаны с экзогенной вирусной кладой Bunya-Arena: 16 наиболее похожи на фрагменты нуклеопротеинового белка Bunya-Arena, а один наиболее похож на фрагмент белка RdRP Bunya-Arena.В филогении нуклеопротеинов Bunya-Arena 16 EVE распределены по пяти кладам по всей филогении, хотя некоторые из этих клад плохо поддерживаются и поэтому не являются окончательными (дополнительный рисунок S1). Два P. gracilis EVE находятся в хорошо поддерживаемой кладе, которая является сестрой клада буньявирусов (значение начальной загрузки = 100). Три Vollenhovia emeryi EVE попадают во все кластеры вместе в слабо поддерживаемой сестре из остальных кладов EVE (значение начальной загрузки = 38).Пять EVE муравьев объединяются вокруг вируса насекомых Ухань 16 в слабо поддерживаемую кладу (значение начальной загрузки = 16), а пять других EVE муравьев образуют собственную хорошо поддерживаемую кладу (значение начальной загрузки = 89). Также внутри этой клады Monomorium pharaonis EVE10 слабо восстанавливается как сестра клады Topsovirus, которая в основном состоит из вирусов растений (значение начальной загрузки = 29). В филогении RdRP Bunya-Arena хит EVE, Cyphomyrmex costatus EVE20 является сестрой вируса насекомых Ухань 16 в хорошо поддерживаемой кладе (bootstrap = 100; дополнительный рисунок S2).

Хепе-Вирга

В этой филогении RdRP Hepe-Virga все три Hepe-Virga-подобных муравья EVE происходят из геномов Myrmicinae и образуют хорошо поддерживаемую кладу с вирусами Hubei virga-like 1 и 2 (значение начальной загрузки = 100; дополнительный рисунок S3).

Моно-Чу

вирусов Моно-Чу являются наиболее распространенной вирусной кладой EVE во всех геномах муравьев (всего 253 EVE), в первую очередь из-за гликопротеина, составляющего 89,7% попаданий EVE Моно-Чу. Другие хиты EVE наиболее похожи на нуклеопротеины Mono-Chu и RdRP.Эти EVE происходят из всех 19 геномов муравьев, наблюдаемых в этом исследовании. Филогения моно-чу гликопротеина была подробно описана в рамках этих результатов из-за ее использования в последующих анализах. В этой филогении всего 21 клада включает муравьиные EVE (Рисунок 2A и дополнительный рисунок S4). Чтобы изучить эту филогению более подробно, обратитесь к http://itol.embl.de/shared/pflynn.

Рис. 2. (A) Гликопротеин Моно-Чу Филогения. Филогенез был получен из анализа максимального правдоподобия множественного аминокислотного выравнивания гликопротеина, включая как последовательности муравьиного EVE, так и близкородственные экзогенные вирусы.Наилучшей подходящей моделью белковой замены была JTT + G + F. Непараметрические значения начальной загрузки ML> 70 (1000 повторов) указаны на каждом узле. Масштабная полоса показывает эволюционное расстояние замен на сайте. 224 муравьиных EVE, составляющих их собственную кладу, были разрушены и представлены красным треугольником. Подсказки раскрашены соответствующим хостом. Серые полосы справа основаны на различных классах хитов EVE. (B) Расширенная филогения, представляющая кладу из 224 EVE муравьев, которая разрушилась на панели (A) .На каждом узле указаны непараметрические значения начальной загрузки ML> 70 (1000 повторов). Масштабная полоса показывает эволюционное расстояние замен на сайте. Серые полосы справа основаны на различных классах хитов EVE.

Две клады в филогении этого кластера гликопротеинов Моно-Чу с экзогенными вирусными линиями. Clade 1 поддерживается умеренно и состоит из кластера Hubei chuvirus-подобного вируса 1 с двумя ударами EVE (значение начальной загрузки = 55). Другой клад — это Clade 21, который состоит из вируса Hubei diptera 11 и двух хитов EVE (значение начальной загрузки = 94).

Остальные 224 EVE муравьев попадают в специфичные для муравьев клады EVE, которые не имеют близкого родства с какими-либо экзогенными вирусами, показанными на Рисунке 2B (значение начальной загрузки = 64). В этой части филогении существует 19 различных клад, причем все, кроме четырех (клады 10, 16, 19 и 20), имеют бутстреп-поддержку 60 или выше. Clade 2 состоит из 14 EVE муравьев и имеет умеренно хорошую поддержку (значение бутстрапа = 63). Clade 3 отличается чрезвычайно хорошо поддерживаемой длинной ветвью и состоит из 13 EVE (значение начальной загрузки = 100).Clade 4 хорошо поддерживается и полностью состоит из десяти тесно связанных P. gracilis EVE (значение начальной загрузки = 100). Clade 5 представляет собой отдельную хорошо поддерживаемую кладу и состоит из 14 EVE (значение начальной загрузки = 98). Clade 6 широко поддерживается, и 35 EVE образуют эту кладу (значение начальной загрузки = 97). Десять EVE в этом кластере вместе составляют Pogonomyrmex barbatus EVE. Семь EVE из группы видов Trachymyrmex вместе, пять EVE из Cyphomyrmex costatus , пять EVE из P.gracilis , а восемь EVE не обнаруживают специфичного для хозяина паттерна.

Clade 7 — это клада с умеренной поддержкой и состоит из 23 муравьиных EVE (значение начальной загрузки = 77). Отдельный Clade 8 состоит из шести EVE исключительно из подсемейства Ponerinae (значение начальной загрузки = 93). Clade 9 состоит только из Ooceraea biroi EVE (значение начальной загрузки = 78). P. barbatus EVE25 — это отдельная EVE, которая образует плохо поддерживаемый Clade 10 (значение начальной загрузки = 21). Clade 11 состоит из трех EVE из Linepithema humile (значение начальной загрузки = 78).Clade 12 со средним уровнем поддержки включает девять EVE P. barbatus (значение начальной загрузки = 72). Clade 13 представляет собой кладу с хорошей подкладкой, которая состоит из 16 EVE P. gracilis (значение начальной загрузки = 91). Клада 14 представляет собой хорошо поддерживаемую кладу, состоящую из 48 EVE из геномов муравьев, выращивающих грибы (значение начальной загрузки = 81). Клада 15 представляет собой отдельную кладу, которая состоит из двух EVE из подсемейства Myrmicinae (значение начальной загрузки = 90). Clade 16 состоит из единственной EVE: Camponotus floridanus EVE10, которая является сестрой Clade 14 муравья, выращивающего грибы (значение начальной загрузки = 37).Все шесть EVE, которые образуют клад 17, происходят из генома P. gracilis (значение начальной загрузки = 95). Clade 18 состоит из двух EVE из P. barbatus (значение начальной загрузки = 97). Клада 19 не является хорошо поддерживаемой кладой из 12 EVE подсемейства Myrmicinae (значение начальной загрузки = 18). Clade 20 состоит из D. quadriceps EVE4 (значение начальной загрузки = 37), который является сестрой Clades 8–17.

В филогении нуклеопротеинов Mono-Chu два EVE кластеризуются вместе с Hubei chuvirus-подобным вирусом 1 в хорошо поддерживаемую кладу (значение начальной загрузки = 99; дополнительный рисунок S5).

Восемнадцать муравьиных EVE попадают в филогению Mono-Chu RdRP (дополнительный рисунок S6). Пять из этих EVE вложены в хорошо поддерживаемую кладу с вирусом Orinoco (значение начальной загрузки = 93). Две EVE принадлежат хорошо поддерживаемой кладе с вирусом Berant (значение начальной загрузки = 100). V. emeryi EVE12 кластеры с рабдо-подобным вирусом Бэйхай 1, вирусом, заражающим ракообразных в хорошо поддерживаемой кладе (значение начальной загрузки = 100). M. pharaonis EVE4 принадлежит к кладе с двумя борнавирусами позвоночных. V. emeryi EVE1 вложен в кладу с Marburgvirus (значение начальной загрузки = 10). Восемь EVE, все полученные из геномов муравьев, выращивающих грибы, сгруппированы в хорошо поддерживаемую кладу с вирусом Shuangao Fly Virus 2 (значение начальной загрузки = 96).

Нарна-Леви

В геноме L. humile обнаружены две муравьиные EVE, похожие на нарну-леви. В филогенезе RdRP Нарна-Леви эти два L. humile EVE вложены в хорошо поддерживаемую кладу нарно-подобных вирусов от насекомых-хозяев (значение начальной загрузки = 96; дополнительный рисунок S7).

Партити-Пикобирна

Всего девять EVE муравьев наиболее похожи на вирусы Partiti-Picobirna, связанные с белками RdRP и Capsid. Геномы M. pharaonis и V. emeryi давали совпадения, которые обнаруживаются в рамках обеих этих белковых филогений (дополнительные рисунки S8, S9).

В филогении капсида Partiti-Picobirna пять муравьиных EVE принадлежат трем отдельным линиям (дополнительный рисунок S8). Первый — это хорошо поддерживаемая кладка, включающая три В.emeryi EVE объединяются в кластеры (значение начальной загрузки = 100) и являются сестрой вируса Beihai Barnacle 12 (значение начальной загрузки = 99). Вторая линия состоит из M. pharaonis EVE9 как сестры вируса крикета Ухань 2 (значение начальной загрузки = 85). Третья линия относит C. costatus EVE12 к сестре вируса Hubei tetragnatha maxillosa 8, вируса от паукообразного хозяина, хотя эта позиция не так хорошо поддерживается (значение начальной загрузки = 57).

В филогении Partiti-Picobirna RdRP четыре муравьиных EVE снова делятся на три отдельных клона (дополнительный рисунок S9).Два EVE объединяются в кластер (значение начальной загрузки = 100) и образуют кладу с Hubei partiti-подобным вирусом 29. D. quadriceps EVE9 попадает в хорошо поддерживаемую кладу вирусов Partiti-Picobirna от хозяев Vespa velutina (азиатский шершень) , Coleoptera (жуки) и Lophotrochozoa (улитки) (bootstrap = 99). Solenopsis invicta EVE9 принадлежит к линии вирусов Partiti-Picobirna, хозяева которых имеют как насекомое, так и хелицератное происхождение.

Qinvirus

Клада Qinvirus впервые была описана Shi et al.(2016), поскольку RdRP-домены обнаруженных вирусов сильно расходились с любыми ранее известными вирусными кладами. C. floridanus EVE7 был обнаружен как фрагмент белка RdRP, наиболее похожий на кладу Qinvirus. В реконструированной филогении Qinvirus этот EVE является сестрой вируса насекомых Ухань 15 (значение начальной загрузки = 78), вложенного в эту большую кладу (дополнительный рисунок S10).

Тоти-Хризо

Двенадцать из тринадцати тоти-хризо-подобных муравьев EVE наиболее похожи на белки оболочки.Семь из этих совпадений обнаружены в геноме P. gracilis . Из филогении белка оболочки Toti-Chryso, четыре из этих EVE P. gracilis объединяются в отдельную кладу и сестринскую кладу по отношению к тоти-подобному вирусу Shuangao и австралийскому тоти-вирусу анофелес (значение начальной загрузки = 84; дополнительный рисунок S11). Четыре EVE принадлежат к слабо поддерживаемой кладе тоти-подобных вирусов Shaungao / австралийских анофелестоти-вирусов (значение начальной загрузки = 42). Два EVE объединяются в хорошо поддерживаемую кладу с Leptopilina boulardi toti-like вирусом (значение начальной загрузки = 93).Два последних EVE P. gracilis сгруппированы в хорошо поддерживаемую кладу муравьиных вирусов, таких как вирус Camponotus yamaokai и вирус Camponotus nipponicus (значение начальной загрузки = 99).

Из реконструированной филогении RdRP Toti-Chryso, C. costatus EVE25 является сестрой toti-подобного вируса L. boulardi (значение начальной загрузки = 85; дополнительный рисунок S12).

ssRNA (RT) Вирусы

Ретровирусы (Metaviridae)

Было обнаружено 93 EVE муравьев, подобных гену ORF B (ORF B) вируса TED Trichoplusia ni .Это эндогенный ретровирус, обнаруженный у видов моли, T. ni , и ORF B представляет собой ген, подобный домену pol в ретровирусных геномах (Friesen and Nissen, 1990; Terzian et al., 2001). Мы не смогли реконструировать филогенез для этих 93 EVE, потому что ген ORF B на сегодняшний день не обнаружен ни в каких других ретровирусах.

вирусов оцДНК

Circoviridae

Связанные с репликацией белки (Rep) ответственны за репликацию генома внутри вирусной клады Circoviridae (Dennis et al., 2018). Хотя эти два хита EVE слабо поддерживаются в филогении Rep-белков, они наиболее тесно связаны с цикловирусом 2, ассоциированным со Dragonfly (значение начальной загрузки = 30; дополнительный рисунок S13). P. gracilis EVE3 был ранее открыт Dennis et al. (2018) и, наконец, с помощью целевого секвенирования, было показано, что это EVE в геноме P. gracilis .

Parvoviridae Геномы

парвовирусов состоят из гена, кодирующего структурный белок капсида (VP) и неструктурный белок, Rep или NS (Bergoin and Tijssen, 2010; François et al., 2016). Многие из обнаруженных вирусов в кладе Parvoviridae были обнаружены у позвоночных-хозяев, однако, исходя из разнообразия членистоногих, вирусы Parvoviridae-хозяева должны значительно превосходить количество вирусов позвоночных. Всего 12 EVE муравьев наиболее похожи на вирусную кладу Parvoviridae. Все три попадания EVE из филогении VP1 объединяются в хорошо поддерживаемую кладу с Densovirus SC1065 (значение начальной загрузки = 98; дополнительный рисунок S14). Восемь попаданий EVE из филогенетического кластера NS1 в две разные группы.Пять из этих EVE объединяются в свою собственную хорошо поддерживаемую кладу, которая является сестрой клады денсовирусов комаров (значение начальной загрузки = 98; дополнительный рисунок S15). Остальные три EVE объединяются с денсовирусом люпина, ассоциированным с фекалиями, в умеренно поддерживаемой кладе (значение начальной загрузки = 65). Внутри филогении NS2 Atta cephalotes EVE5 группируются вдали от большинства денсовирусов насекомых, но все еще группируются в хорошо поддерживаемой кладе из нескольких денсовирусов членистоногих (бутстрап = 98; дополнительный рисунок S16).

дцДНК вирусов

Baculoviridae

Per os Гены фактора инфекционности (PIF) и повторяющиеся ORF бакуловируса (Bro) — это два общих гена, обнаруженных в геномах baculoviridae, которые способствуют инфицированию хозяина (Kang et al., 1999; Kikhno et al., 2002; Gauthier et al. , 2015). Всего 17 EVE муравьев наиболее похожи на вирусы из клады Baculoviridae. Большинство этих совпадений Baculoviridae EVE происходит из генома Harpegnathos saltator (64.7% или 11 попаданий EVE), и все, кроме одной EVE, больше всего похожи на фрагменты PIF (PIF-1, PIF-2 и PIF-3). Эти EVE, которые похожи на фрагменты PIF, близко совпадают с нитчатым вирусом Apis mellifera .

Camponotus floridanus EVE3 наиболее похож на фрагмент Bro-a из множественного нуклеополиэдровируса Mamestra brassicae . Однако в филогении Bro-a этот муравьиный EVE не попал ни в какую линию нуклеополигедровируса, что может предполагать, что он принадлежит к собственному вирусному роду внутри Baculoviridae (дополнительный рисунок S17).

В филогении PIF-1 восемь попаданий EVE образуют одну специфическую для муравья EVE отдельную кладу, которая является сестрой нитчатого вируса A. mellifera (значение начальной загрузки = 84; дополнительный рисунок S18). Точно так же в филогении PIF-2 семь муравьиных EVE объединяются в отдельную кладу с нитевидным вирусом A. mellifera в качестве ближайшего родственника (значение начальной загрузки = 83; дополнительный рисунок S19). Кроме того, в филогении PIF-3 один EVE ( H. saltator EVE1) объединяется с A.mellifera нитчатого вируса (значение начальной загрузки = 99; дополнительный рисунок S20).

Поксвириды

Всего существует три EVE муравьев, которые наиболее похожи на фрагменты белка Poxviridae, ген триптофанового повтора и РНК-полимеразу RPO147 (Theze et al., 2013; Mitsuhashi et al., 2014). Два EVE в филогении гена триптофанового повтора находятся в разных кладах в разных линиях энтомопоксвируса (значение начальной загрузки = 41; дополнительный рисунок S21) и S.invicta EVE1 кластеры с энтомопоксвирусом Mythimna separata (значение начальной загрузки = 27). L. humile EVE1 входит в кладу РНК-полимеразы RPO147, однако он не относится ни к одному из экзогенных энтомопоксвирусных вирусов в этой филогении (дополнительный рисунок S22).

Полиднавириды

EVE трех муравьев наиболее сходны с браковирусом Cotesia congregata внутри вирусной клады Polydnaviridae из фрагмента белка Pox A32 (Espagne et al., 2004). В этой филогении все три EVE попадают в кладу с вирусом C. congregata (значение начальной загрузки = 100; дополнительный рисунок S23).

Анализ стоп-кодонов

Из 238 совпадений EVE из 434 извлеченных нами муравьев EVE не содержат случайных стоп-кодонов (дополнительная таблица S4). Шестнадцать из этих EVE без нонсенс-мутаций сравнимы по длине с вирусными белками, с которыми они наиболее похожи (Таблица 4). Следовательно, эти обращения считаются потенциально функциональными или приобретенными недавно.

Таблица 4. Потенциально функциональные стоп-кодоны.

EVE-Host Evolutionary Association анализирует

Из анализа BaTS, соотношение индекса ассоциации для филогении гликопротеина Mono-Chu EVE по отношению к филогении муравья-хозяина на уровне видов муравьев составило 0,263 при значительном значении p. -значение <0,001 и на уровне муравьев-хозяев. подсемейство с коэффициентом AI 0,090 и значимым p -Значение <0,001. Из анализа JANE совместной дивергенции видов муравьев EVE мы обнаружили, что было 26-30 событий совместной дивергенции, 65-68 событий смены хозяина, 131-132 события дублирования, 10-17 событий вымирания и 278 общих затрат (комбинация всех событий, не являющихся ко-дивергенцией) со значительным p -Значение количества затрат при <0.01. Визуализация клубочковой диаграммы иллюстрирует ассоциации между филогенией муравьев и филогенией EVE (рис. 3).

Рис. 3. Танглограмма с филогенией муравьев слева и филогенией гликопротеина Моно-Чу справа. Экзогенные вирусы, включенные в вирусную филогению, были исключены, потому что их хозяева не включены в филогению муравьев. Цвета ассоциации назначаются случайным образом для каждого вида муравьев.

Обсуждение

Разнообразие EVE

Это исследование значительно расширило наши знания об EVE, обнаруживаемых у муравьев.Хиты EVE из геномов муравьев происходят из поразительно разнообразного набора вирусных линий как от РНК, так и от ДНК вирусов. В целом, наш филогенетический анализ показал, что EVE муравьев, как правило, группируются в отдельные хорошо обоснованные кластеры из более чем 12 вирусных линий. Существуют большие различия в численности EVE в геномах муравьев; Lasius niger имеет наименьшее количество всего с двумя EVE, тогда как C. costatus имеет наибольшее количество с 68 EVE. Это может отражать биологически различные скорости эндогенизации вирусов в определенных геномах муравьев.Однако различия в секвенировании генома и качестве сборки также могут способствовать этому различию, поскольку это может повлиять на количество EVE, которые можно обнаружить в геноме. Например, при использовании сборки с длинным считыванием для генома Aedes aegypti Whitfield et al. (2017) смогли обнаружить большое и разнообразное количество EVE. Различные геномы муравьев значительно различаются по статистике их сборки (дополнительная таблица S3).

Статистически количество совпадений EVE на геном муравья не коррелирует в значительной степени с каким-либо из различных факторов, относящихся к качеству генома (длина генома, статистика каркаса, статистика контигов) (рисунок 1 и таблица 2).Кроме того, на основе анализа синтении около 80% каркасов, на которых были обнаружены эти попадания EVE, имели длину более 30 000 п.н. и около 70% содержали аннотированные гены-хозяева. Это говорит о том, что качество геномов не оказало существенного влияния на эти анализы. Однако, хотя никакие факторы качества генома не были достоверно коррелированы, некоторые из них были близки к значимой корреляции (контиг N50 и длина генома; Таблица 2). Кроме того, когда мы исключили геном L. niger из анализа корреляции моментов продукта Пирсона для этих погранично значимых тестов, корреляция существенно снизилась.Это указывает на то, что геном L. niger может иметь более низкое качество, чем геномы других муравьев, и что качество генома на самом деле ограничивает и потенциально влияет на количество обнаруженных совпадений EVE.

Помимо различий в EVE на геном муравья, были заметные различия в количестве EVE на вирусный белок. Вполне вероятно, что определенные типы вирусов лучше подходят для достижения интеграции зародышевой линии (Horie et al., 2010). Например, вирусы, вызывающие хронические инфекции у своего хозяина, скорее всего, будут содержать больше EVE, чем вирусы, вызывающие только острую инфекцию (Holmes, 2011).Некоторые вирусы смогли разработать механизмы, позволяющие уклоняться или инактивировать аппарат репарации клеточной ДНК хозяина, что позволило бы им более успешно интегрироваться в геном хозяина. Было обнаружено, что несколько вирусов дцДНК (аденовирусы) инактивируют белки репарации ДНК, чтобы избежать удаления (Weitzman et al., 2004; Lilley et al., 2007). Следовательно, определенные клады эндогенных вирусов, обнаруженные в нашем исследовании, потенциально могут чаще достигать фиксации в геномах муравьев в зависимости от их стратегии уклонения от удаления.

Кроме того, РНК-вирусы имеют более высокую скорость мутации и репликации по сравнению с ДНК-вирусами, что приводит к более частой смене хозяев и большему диапазону видов хозяев (Sanjuan et al., 2010; Pompei et al., 2012). Диапазон хозяев вирусных клад может влиять на распределение EVE по филогении. Например, определенные гены бета-ретровирусов позволяют им иметь более широкий круг хозяев, чем гаммаретровирусы (Henzy and Johnson, 2013). Основываясь на наших результатах, вирусы из клады вирусов РНК Моно-Чу могут иметь определенные гены или стратегии, которые позволяют им колонизировать и эндогенизироваться в пределах каждого проанализированного вида муравьев.

Понимание филогении EVE

Среди многих филогений ssRNA вирусных белков (Toti-Chryso, Narna-Levi и Bunya-Arena) большинство EVE муравьев группируются вместе и образуют монофилетические клады, что позволяет предположить, что они происходят из разных и, возможно, специфичных для муравьев вирусных линий. Интересно, что многие из этих специфичных для EVE клад муравьев наиболее тесно связаны с кладами других насекомых или членистоногих. Более того, почти все вирусные линии оцРНК содержали EVE, наиболее сходные с RdRP. Это может быть связано с тем, что RdRP является единственным известным доменом консервативной последовательности для всех РНК-вирусов, и существует сильное давление отбора, действующее на вирусные полимеразы, что приводит к высокой степени консервативности таких белков (Hughes and Hughes, 2007; Shi et al., 2016). Qinvirus — это новая вирусная группа ssRNA, открытая в 2016 году, и C. floridanus EVE7 — первая муравья EVE из этой вирусной линии.

В дополнение к открытию многих новых EVE муравьев, несколько ранее обнаруженных EVE были подтверждены в этом исследовании: P. gracilis EVE3 из филогении реп-ассоциации circoviridae ранее было обнаружено Dennis et al. (2018). Три хита EVE ( Acromyrmex echinatior EVE1,2 и Monomorium pharaonis EVE1) из филогении Parvoviridae NS1 ранее были обнаружены François et al.(2016). Это подтверждает, что наши методы были точными при классификации EVE.

Camponotus floridanus EVE3 в филогении Baculoviridae Bro-a и L. humile EVE1 из филогении РНК-полимеразы Baculoviridae не выпали ни с одним экзогенным вирусом. По этой причине эти хиты EVE могут представлять две новые неизвестные вирусные клады. Три EVE, которые были наиболее похожи на белки Polydnaviridae Pox A32, считаются наиболее похожими на вирус C. congregata , эндогенный вирус осы.Это дает некоторые доказательства того, что эти три линии муравьев могли быть паразитированы в какой-то момент на протяжении эволюционной истории осами, несущими этот вирус C. Congregata , или, альтернативно, этот вирус может заразить множество перепончатокрылых (муравьи, пчелы). , и осы). Точно так же на протяжении эволюционной истории муравьев H. saltator могли быть инфицированы (и их геном был эндогенизирован) предком нитчатого вируса A. mellifera .Это может быть причиной того, что геном H. saltator содержит несколько фрагментов белка EVE для PIF-1, PIF-2 и PIF-3; все белки, обнаруженные в нитчатом вирусе A. mellifera .

Одной из возможных причин, по которой было обнаружено так мало ретровирусных EVE и обнаружено так много РНК-вирусов, является проблема смещения выборки. Было приложено гораздо больше усилий для обнаружения РНК-вирусов у насекомых из-за их воздействия на человеческие популяции (вирус денге, вирус Западного Нила, вирус Зика и вирус желтой лихорадки).Поскольку этот конвейер может идентифицировать только вирусы, доступные в базах данных, было обнаружено большое разнообразие и изобилие специфичных для насекомых РНК-вирусов.

Ретровирусная ORF B попаданий в EVE составляла около 21% от общего количества совпадений EVE для всех геномов муравьев. Ретровирусные EVE составляют большую часть попаданий, потому что эндогенизация в геноме хозяина является частью их цикла репликации. Однако все же удивительно, что еще более разнообразная группа эндогенных ретровирусов не была обнаружена.Одна из причин, по которой мы подозреваем, что для ретровирусов были обнаружены только аналоги ORF B, заключается в том, что существует только тринадцать описанных ретровирусов, специфичных для насекомых. Одним из этих тринадцати описанных ретровирусов является вирус TED T. ni , который содержит этот ген ORF B (Terzian et al., 2001). Эти хиты ORF B и EVE наиболее похожи на эндогенный ретровирус мотылька T. ni TED, который функционирует как ретротранспозон в геноме мотылька. Это предполагает, что эти EVE могут быть классифицированы как ретротранспозоны и должны быть дополнительно проанализированы, чтобы лучше понять их эволюционную роль в геномах муравьев.

Многие из EVE муравьев, обнаруженных в этом исследовании, имеют тенденцию группироваться в клады по видам муравьев. Множественные EVE от одного и того же вида муравьев образуют разные клады семь раз в филогении гликопротеинов Моно-Chu, дважды в филогении оболочки Toti-Chryso, дважды в филогении нуклеопротеидов Bunya-Arena, один раз в филогении капсида Partiti-Picobirna и один раз в каждой. филогении Baculoviridae PIF-1 и PIF-2. Это говорит о том, что EVE часто генерируются либо множественными вирусными интеграционными событиями, либо одним интеграционным событием и множественными событиями дублирования.Кроме того, это означает, что виды муравьев либо более склонны к стойкой инфекции вирусами определенных линий, либо эта вирусная последовательность неоднократно сохранялась в этом специфическом геноме муравьев в течение эволюционного времени.

Анализ гликопротеинов моно-чу

Мы решили сосредоточить большую часть анализов на филогении гликопротеинов Mono-Chu, поскольку это была единственная группа, где были EVE во всех 19 геномах муравьев, что помогло в более сравнительном анализе EVE. Одна потенциальная причина того, что гликопротеины составляют более половины идентифицированных EVE, может заключаться в том, что вирусные гликопротеины чрезвычайно важны для вирусной инфекции и иммунитета.Гликопротеины часто играют важную роль при вирусной инфекции, идентифицируя и связываясь с рецепторными сайтами на мембране хозяина (Banerjee and Mukhopadhyay, 2016).

224 EVE, которые составляют Clades 2–20 в филогении гликопротеинов Mono-Chu, все попадают в отдельную муравьиноспецифичную линию, не тесно связанную с какими-либо экзогенными вирусами (значение начальной загрузки = 64; Рис. 2B). Значительное расхождение между этими EVE муравьев и любым другим экзогенным вирусом предполагает, что эта линия, скорее всего, представляет собой ранее не обнаруженную кладу вирусов.Поскольку в настоящее время идентифицировано так мало вирусов, инфицирующих муравьев (и насекомых), дополнительное разрешение этой филогении с помощью недавно обнаруженных вирусов поможет нам понять, состоит ли эта вирусная линия Mono-Chu исключительно из вирусов, специфичных для муравьев или насекомых.

Поскольку эта филогения гликопротеина Моно-Чу содержит очень много муравьиных EVE, можно сделать несколько интересных выводов. Clade 14 состоит всего из 48 EVE муравьев, выращивающих грибы. Эта кластеризация может быть потенциально связана с заражением вирусом, специфичным для грибковых муравьев, или, альтернативно, с предшествующей инфекцией у предков всех грибковых муравьев.Клада 3 демонстрирует чрезвычайно большую длину ветвей по сравнению с другими кладами этой филогении. Это означает, что инфицированные вирусы эндогенизировали фрагменты в виде муравьев в этой кладе более давно в эволюционном времени, давая этой кладе время, чтобы отделиться от остальных вирусных фрагментов в этой филогении, хотя в этой группе также могут быть более быстрые скорости молекулярной эволюции. вирус. Как и во многих других предполагаемых филогениях, EVE от определенных видов муравьев имеют тенденцию группироваться в отдельные клады.Это часто случается в филогении гликопротеинов Моно-Чу. Напр., EVE P. gracilis объединяются в три отдельные клады (Clades 4, 13 и 17). Это говорит о том, что P. gracilis может быть более подвержен вирусному заражению вирусами линии Mono-Chu, чем другие виды муравьев.

Исследование ассоциации EVE-муравьев показывает, что, хотя смена хозяев наиболее часто встречается среди этих вирусов, EVE могут отражать своих муравьёв-хозяев в течение эволюционного времени в пределах линии моно-чу.Это подтверждается соотношениями AI, которые показали, что филогения EVE демонстрирует значительную кластеризацию ( p <0,001) по таксономии хозяев как для видов муравьев, так и для подсемейства муравьев. Подсемейство муравьев (0,090) продемонстрировало гораздо более сильную структуризацию, чем виды муравьев (0,263), однако оба этих значения намного ближе к 0, чем к 1, что позволяет предположить, что виды муравьев сильно структурируют филогенетические отношения EVE. Ко-филогенетический анализ был проведен на уровне видов муравьев и обнаружил значительно большую совместную дивергенцию EVE-муравей-хозяин, чем чисто случайно ( p <0.01). В целом это подразумевает долгосрочную ассоциацию вирусов Mono-Chu и их муравьев-хозяев. Однако смена хозяев этих EVE, по-видимому, также очень часта на протяжении всей их эволюции и даже более распространена, чем совместная дивергенция с видами муравьев в линии вирусных гликопротеинов Mono-Chu. Следовательно, даже несмотря на то, что существует долгая связь между вирусами из линии Mono-Chu в геномах муравьев, межвидовая смена хозяев происходила часто, когда вирусы / муравьи совместно расходились. Можно визуально оценить эту ассоциацию по запутанной диаграмме, которая иллюстрирует топологическое несоответствие, предполагающее переключение хозяев, хотя EVE имеют тенденцию сгущаться по видам муравьев, что подразумевает возможность совместной дивергенции (Рисунок 3).

Функциональность

Примерно половина EVE, обнаруженных нами в геномах муравьев, включала бессмысленные мутации из преждевременных стоп-кодонов. Эти стоп-кодоны имеют тенденцию накапливаться с течением времени в нефункциональных частях генома. Однако 238 совпадений EVE (54,8% всех обнаруженных EVE) не содержали стоп-кодонов (дополнительная таблица S4) и считаются интактными ORF. Кроме того, шестнадцать из этих совпадений были примерно того же размера, что и вирусные белки, на которые они были наиболее похожи, что означает, что эти последовательности все еще потенциально функциональны в геноме муравья (таблица 4).Обнаружение этих потенциально функциональных ORF может означать либо недавнее происхождение EVE, либо то, что фрагмент сохранялся в течение эволюционного времени. Если это последнее, то эти EVE потенциально могут выполнять текущую функцию в геноме, такую ​​как механизм противовирусной защиты, кооптированный муравьем. Геномы некоторых видов муравьев также могут быть предрасположены к накоплению более функциональных или нефункциональных EVE в зависимости от демографических характеристик популяции и подверженности определенным вирусам с течением времени.

Заключение

Недавно обнаруженные EVE были обнаружены во всех геномах муравьев и похожи на большое разнообразие вирусных линий. Многие из этих вирусных линий не содержат известных в настоящее время экзогенных вирусов от муравьев-хозяев, хотя некоторые из них тесно связаны с другими экзогенными вирусами насекомых и членистоногих. Определенные геномы муравьев, как правило, содержат в себе более многочисленные EVE. Многие тесно связанные EVE имеют тенденцию группироваться по видам, что предполагает множественные события интеграции или дублирования внутри видов муравьев.Кроме того, посредством анализа EVE, подобных вирусным гликопротеинам, смена хозяина, по-видимому, является обычным явлением среди EVE, обнаруженных у муравьев, хотя многие EVE имеют долговременные ассоциации с видами муравьев и подсемействами муравьев. Кроме того, потенциал функциональности некоторых из этих EVE поддерживает идею о том, что EVE могут играть важную роль в геномах муравьев.

Авторские взносы

PF и CM разработали, разработали и выполнили исследование и отредактировали рукопись. PF проанализировал данные и написал рукопись.

Финансирование

PF был поддержан исследовательской стипендией Национального научного фонда. CM был поддержан грантом Национального научного фонда (NSF DEB 1

7).

Заявление о конфликте интересов

Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могут быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Благодарности

Мы благодарим Феликса Греве за помощь в области вычислительной биологии и Полевой музей естественной истории за доступ к их серверам.Мы также благодарим Бенджамина Рубина за его помощь в определении биоинформатического конвейера для этого проекта. Мы также благодарим Морин Коулман, Микаэлу Гак и Кэти Пфистер за их полезные обсуждения. Мы также благодарим Национальный научный фонд за поддержку (NSF DEB 1

7).

Дополнительные материалы

Дополнительные материалы к этой статье можно найти в Интернете по адресу: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fmicb.2019.01139/full#supplementary-material

Сноски

1. https: // www.ncbi.nlm.nih.gov/; доступ 01.01.2018

Список литературы

Бергойн, М., Тейссен, П. (2010). «Дензовирусы: очень разнообразная группа парвовирусов членистоногих», в Вирусология насекомых, , ред. С. Асгари и К. Н. Джонсон (Пул: Caister Academic Press).

Google Scholar

Взрыв. (2013). Инструмент поиска базового локального выравнивания BLAST, Руководство по выбору программы взрыва. Bethesda MD: Национальная медицинская библиотека США.

Бушнелл, Б.(2014). BBMap: быстрый, точный, ориентированный на сварку адаптер. Беркли, Калифорния: Национальная лаборатория Лоуренса Беркли. (LBNL).

Google Scholar

Коноу К., Филдер Д., Овадия Ю. и Либескинд-Хадас Р. (2010). Джейн: новый инструмент для проблемы реконструкции софилогении. Алгоритмы Мол. Биол. 5:16. DOI: 10.1186 / 1748-7188-5-16

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Деннис, Т. П. У., Флинн, П. Дж., Соуза, М., Де Сингер, Дж.Б., Моро, С. С., Уилсон, С. Дж. И др. (2018). Сведения о хозяине цирковируса варьируются от геномной летописи окаменелостей. J. Virol. 92, 1–9. DOI: 10.1128 / JVI.00145-18

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Espagne, E., Dupuy, C., Huguet, E., Cattolico, L., Provost, B., Martins, N., et al. (2004). Последовательность генома полиднавируса: понимание эволюции симбиотического вируса. Наука 306, 286–290. DOI: 10.1126 / science.1103066

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Франсуа, С., Filloux, D., Roumagnac, P., Bigot, D., Gayral, P., Martin, D. P., et al. (2016). Открытие последовательностей, связанных с парвовирусом, у неожиданно широкого круга животных. Sci. Отчет 6: 30880. DOI: 10.1038 / srep30880

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Friesen, P. D., and Nissen, M. S. (1990). Генная организация и транскрипция TED, ретротранспозона чешуекрылых, интегрированного в геном бакуловируса. Мол. Клетка. Биол. 10, 3067–3077.DOI: 10.1128 / mcb.10.6.3067

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Фуджино, К., Хори, М., Хонда, Т., Мерриман, Д. К., и Томонага, К. (2014). Подавление репликации вируса болезни Борна эндогенным борнавирусоподобным элементом в геноме суслика. Proc. Natl. Акад. Sci. США 111, 13175–13180. DOI: 10.1073 / pnas.1407046111

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Готье, Л., Корнман, С., Hartmann, U., Cousserans, F., Evans, J. D., De Miranda, J. R., et al. (2015). Геном нитчатого вируса apis mellifera. Вирусы 7, 3798–3815. DOI: 10.3390 / v7072798

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Хельдоблер Б. и Уилсон Э. О. (1990). Муравьи. Кембридж, Массачусетс: Belknap Press of Harvard University Press.

Google Scholar

Хори, М., Хонда, Т., Судзуки, Ю., Кобаяши, Ю., Дайто, Т., Ошида, Т., и другие. (2010). Эндогенные неретровирусные вирусные элементы РНК в геномах млекопитающих. Природа 463, 84–87. DOI: 10.1038 / nature08695

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Канг В., Судзуки М., Земсков Э., Окано К. и Маеда С. (1999). Характеристика бакуловирусов с повторяющимися открытыми рамками считывания (bro) в нуклеополигедровирусе Bombyx mori . J. Virol. 73, 10339–10345.

PubMed Аннотация | Google Scholar

Като, К., Мисава, К., Кума, К., и Мията, Т. (2002). MAFFT: новый метод быстрого совмещения множественных последовательностей, основанный на быстром преобразовании Фурье. Nucleic Acids Res. 30, 3059–3066. DOI: 10.1093 / nar / gkf436

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Кихно И., Гутьеррес С., Круазье Л., Крозье Г. и Лопес Фербер М. (2002). Характеристика pif, гена, необходимого для инфекционности per os нуклеополигедровируса Spodoptera littoralis. Дж.Gen. Virol. 83, 3013–3022. DOI: 10.1099 / 0022-1317-83-12-3013

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Лач Л., Парр К. Л. и Эбботт К. Л. (2010). Экология муравьев. Оксфорд: Издательство Оксфордского университета.

Google Scholar

Ли, К. Х., Ши, М., Тиан, Дж. Х., Лин, Х. Д., Кан, Ю. Дж., Чен, Л. Дж. И др. (2015). Беспрецедентное геномное разнообразие РНК-вирусов у членистоногих свидетельствует о происхождении РНК-вирусов с отрицательным смыслом. eLife 4: e05378. DOI: 10.7554 / elife.05378

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Лилли К. Э., Шварц Р. А. и Вайцман М. Д. (2007). Использование или злоупотребление: вирусы и реакция на повреждение клеточной ДНК. Trends Microbiol. 15, 119–126. DOI: 10.1016 / j.tim.2007.01.003

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Мартин, М. (2011). Cutadapt удаляет последовательности адаптеров из операций чтения с высокой пропускной способностью. EMBnet J. 17, 10–12. DOI: 10.14806 / ej.17.1.200

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Мицухаси В., Миямото К. и Вада С. (2014). Полная последовательность генома Alphaentomopoxvirus Anomala cuprea entomopoxvirus , включая его концевые последовательности петли шпильки, предполагает потенциально уникальный режим ингибирования апоптоза и режим репликации ДНК. Вирусология 452–453, 95–116. DOI: 10.1016 / j.virol.2013.12.036

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Монгелли, В., и Салех, М.-К. (2016). Ошибки нельзя заглушать: пути малых РНК и противовирусные реакции у насекомых. Annu. Rev. Virol. 3, 573–589. DOI: 10.1146 / annurev-virology-110615-042447

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Нельсен М. П., Ри Р. Х. и Моро К. С. (2018). Взаимодействия муравьев и растений развивались за счет возрастающей взаимозависимости. Proc. Natl. Акад. Sci. США 115, 12253–12258. DOI: 10.1073 / pnas.1719794115

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Паркер, Дж., Рамбаут А. и Пибус О. Г. (2008). Корреляция вирусных фенотипов с филогенезом: учет филогенетической неопределенности. Заражение. Genet. Evol. 8, 239–246. DOI: 10.1016 / j.meegid.2007.08.001

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ревелл, Л. Дж. (2012). phytools: пакет R для сравнительной филогенетической биологии (и прочего). Methods Ecol. Evol. 3, 217–223. DOI: 10.1111 / j.2041-210X.2011.00169.x

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Sanjuan, R., Небот, М. Р., Кирико, Н., Мански, Л. М., и Белшоу, Р. (2010). Частота вирусных мутаций. J. Virol. 84, 9733–9748. DOI: 10.1128 / JVI.00694-10

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Shi, M., Lin, X. D., Chen, X., Tian, ​​J.H., Chen, L.J., Li, K., et al. (2018). История эволюции РНК-вирусов позвоночных. Природа 556, 197–202. DOI: 10.1038 / s41586-018-0012-7

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ши, М., Lin, X.D., Tian, ​​J.H., Chen, L.J., Chen, X., Li, C.X., et al. (2016). Новое определение виросферы РНК беспозвоночных. Природа 540, 539–543. DOI: 10.1038 / природа20167

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Terzian, C., Pelisson, A., and Bucheton, A. (2001). Эволюция и филогения эндогенных ретровирусов насекомых. BMC Evol. Биол. 1: 3. DOI: 10.1186 / 1471-2148-1-3

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Тезе, Дж., Takatsuka, J., Li, Z., Gallais, J., Doucet, D., Arif, B., et al. (2013). Новое понимание эволюции Entomopoxvirinae из полных последовательностей генома четырех энтомопоксвирусов, инфицированных Adoxophyes honmai , Choristoneura biennis , Choristoneura rosaceana и Mythimna separata . J. Virol. 87, 7992–8003. DOI: 10.1128 / jvi.00453-13

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Вайцман, М.Д., Карсон, К. Т., Шварц, Р. А., и Лилли, К. Э. (2004). Взаимодействие вирусов с механизмом репарации клеточной ДНК. Ремонт ДНК 3, 1165–1173. DOI: 10.1016 / j.dnarep.2004.03.018

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Whitfield, Z. J., Dolan, P. T., Kunitomi, M., Tassetto, M., Seetin, M. G., Oh, S., et al. (2017). Разнообразие, структура и функция наследственных последовательностей адаптивного иммунитета в геноме Aedes aegypti . Curr. Биол. 27, 3511.e – 3519.e. DOI: 10.1016 / j.cub.2017.09.067

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Сравнительный протеомный анализ для аннотирования структурной и функциональной ассоциации гипотетических белков S. maltophilia k279a и прогнозирования потенциальных Т- и В-клеток-мишеней для вакцинации

% PDF-1.6 % 1 0 объект > поток DOI: 10.1371 / journal.pone.0252295

Md. Muzahid Ahmed Ezaj, Md. Sajedul Haque, Shifath Bin Syed, Md.Шакил Ахмед Хан, Кази Рейви Ахмед, Mst. Таня Хатун, С. М. Абдул Найим, Голам Росул Ризви, Мохаммад Аль-Форкан, Лайла Халеда

Сравнительный протеомный анализ для аннотирования структурной и функциональной ассоциации гипотетических белков S. maltophilia k279a и прогнозирования потенциальных мишеней Т- и В-клеток для вакцинации

10.1371 / journal.pone.0252295 http://dx.doi.org/10.1371/journal.pone.02522952021-05-27false10.1371/journal.pone.0252295

www.plosone.org

10.1371 / журнал.pone.02522952021-05-27false

www.plosone.org

конечный поток эндобдж 2 0 obj > эндобдж 5 0 obj > / ProcSet 12 0 R / XObject >>> эндобдж 6 0 obj [14 0 R 15 0 R 16 0 R 17 0 R 18 0 R 19 0 R 20 0 R 21 0 R 22 0 R 23 0 R 24 0 R 25 0 R 26 0 R 27 0 R 28 0 R 29 0 R 30 0 R 31 0 R 32 0 R 33 0 R 34 0 R 35 0 R 36 0 R 37 0 R 38 0 R 39 0 R 40 0 ​​R 41 0 R 42 0 R 43 0 R 44 0 R 45 0 R 46 0 R 47 0 R 48 0 R 49 0 R 50 0 R 51 0 R 52 0 R 53 0 R 54 0 R 55 0 R 56 0 R 57 0 R 58 0 R 59 0 R 60 0 R 61 0 R] эндобдж 14 0 объект > / Граница [0 0 0] >> эндобдж 15 0 объект > / Граница [0 0 0] >> эндобдж 16 0 объект > / Граница [0 0 0] >> эндобдж 17 0 объект > / Граница [0 0 0] >> эндобдж 18 0 объект > / Граница [0 0 0] >> эндобдж 19 0 объект > / Граница [0 0 0] >> эндобдж 20 0 объект > / Граница [0 0 0] >> эндобдж 21 0 объект > / Граница [0 0 0] >> эндобдж 22 0 объект > / Граница [0 0 0] >> эндобдж 23 0 объект > / Граница [0 0 0] >> эндобдж 24 0 объект > / Граница [0 0 0] >> эндобдж 25 0 объект > / Граница [0 0 0] >> эндобдж 26 0 объект > / Граница [0 0 0] >> эндобдж 27 0 объект > / Граница [0 0 0] >> эндобдж 28 0 объект > / Граница [0 0 0] >> эндобдж 29 0 объект > / Граница [0 0 0] >> эндобдж 30 0 объект > / Граница [0 0 0] >> эндобдж 31 0 объект > / Граница [0 0 0] >> эндобдж 32 0 объект > / Граница [0 0 0] >> эндобдж 33 0 объект > / Граница [0 0 0] >> эндобдж 34 0 объект > / Граница [0 0 0] >> эндобдж 35 0 объект > / Граница [0 0 0] >> эндобдж 36 0 объект > / Граница [0 0 0] >> эндобдж 37 0 объект > / Граница [0 0 0] >> эндобдж 38 0 объект > / Граница [0 0 0] >> эндобдж 39 0 объект > / Граница [0 0 0] >> эндобдж 40 0 объект > / Граница [0 0 0] >> эндобдж 41 0 объект > / Граница [0 0 0] >> эндобдж 42 0 объект > / Граница [0 0 0] >> эндобдж 43 0 объект > / Граница [0 0 0] >> эндобдж 44 0 объект > / Граница [0 0 0] >> эндобдж 45 0 объект > / Граница [0 0 0] >> эндобдж 46 0 объект > / Граница [0 0 0] >> эндобдж 47 0 объект > / Граница [0 0 0] >> эндобдж 48 0 объект > / Граница [0 0 0] >> эндобдж 49 0 объект > / Граница [0 0 0] >> эндобдж 50 0 объект > / Граница [0 0 0] >> эндобдж 51 0 объект > / Граница [0 0 0] >> эндобдж 52 0 объект > / Граница [0 0 0] >> эндобдж 53 0 объект > / Граница [0 0 0] >> эндобдж 54 0 объект > / Граница [0 0 0] >> эндобдж 55 0 объект > / Граница [0 0 0] >> эндобдж 56 0 объект > / Граница [0 0 0] >> эндобдж 57 0 объект > / Граница [0 0 0] >> эндобдж 58 0 объект > / Граница [0 0 0] >> эндобдж 59 0 объект > / Граница [0 0 0] >> эндобдж 60 0 объект > / Граница [0 0 0] >> эндобдж 61 0 объект > / Граница [0 0 0] >> эндобдж 62 0 объект > эндобдж 3 0 obj > поток x \ YǑVCŮ ^ # ∑W

Ранжирование реактивных глутаминов в области αC фибриногена, на которые нацелен фактор XIII свертывания крови | Кровь

Аномальные уровни фибриногена и структура фибринового сгустка связаны с несколькими патологическими состояниями, включая сердечно-сосудистые заболевания, артериосклероз и нарушения свертываемости крови. ^1,2 N -концы фибриногена (AαBβγ) ₂ цепей образуют центральную E-область, которая простирается через спирально-спиральную область к двум концевым D-областям. Гибкая часть цепи Aα, область αC, простирается от концов областей D и привязана к центральной области E. ^3,4 Чтобы инициировать полимеризацию фибрина, тромбин отщепляет фибринопептиды A и B от цепей Aα и Bβ фибриногена с образованием мономеров фибрина (αβγ) ₂ . ^5,6 Эти расщепления приводят к образованию протофибрилл среди мономеров, а также высвобождают область αC. ^4,7,8

На заключительной стадии свертывания крови фактор XIIIa (FXIIIa) вводит γ-глутамил-ε-лизилизопептидные связи между селективными глутаминами (Q) и лизинами (K) внутри фибрина с образованием сгустка с улучшенными эластичными свойствами. ^6,9-13 Кроме того, общая фибриновая сеть имеет уменьшенный диаметр волокна, увеличенную плотность волокна, сообщения о более тонких волокнах и увеличенную жесткость сгустка. ^11,14-16 FXIIIa сначала сшивает фибрин γQ398 или γQ399 с фибрином γK406, образуя димеры γ-γ. Сшивки с участием α-цепи фибрина появляются позже и включают образование α-α-димеров, γ-α-гибридов и высших α-α-полимеров. ^17-20 Пять известных реактивных глутаминов в области αC включают Q221 (и / или 223), Q237, Q328 и Q366. ^16,21-23 FXIIIa также перекрестно связывает α ₂ -антиплазмин (α ₂ AP), ингибитор активатора плазмина 2 (PAI-2) и фибронектин в сеть фибринового сгустка. ^24-27 FXIII (a) и фибриноген играют дополнительные вспомогательные роли в присутствии красных кровяных телец. Связывание FXIII с фибриногеном γ390-396 и последующее сшивание α-цепи помогает опосредовать удержание эритроцитов в венозных тромбах. ^28,29

Область αC фибриногена играет важную роль в сборке и свойствах структуры сгустка. ^8,30-33 Эта область также напрямую коррелировала с событиями адгезии. ^34-36 Область αC фибриногена (221-610) состоит из гибкого коннектора αC (221-391) и более структурированного домена αC (392-610). ^4,7 Было показано, что во время полимеризации фибрина сшивание в области αC способствует латеральной агрегации и смещению протофибрилл. ^8,30,37 Исследования нативного фибриногена по сравнению с мутантом (γQ398N, γQ399N и γK406R) выявили независимый вклад, обусловленный поперечными связями α-α. ^16,38 Такие сшивки играют важную роль в повышении жесткости сгустка, выпрямлении волокон и препятствовании фибринолизу.

Было показано, что укорочение области αC изменяет природу образующегося сгустка. ³² У фибриногена Otago цепь Aα заканчивается на P270, что приводит к тяжелой гипофибриногенемии. Дальнейший анализ показал, что потеря (271-610) приводит к нарушению полимеризации фибрина и образованию гораздо более толстых волокон. ^32,33,39 Фибриноген Сеул II (мутация Q328P) демонстрирует нарушение полимеризации фибрина и пониженную степень сшивания α-α, частично из-за потери реактивного глутамина в области αC. ⁴⁰

Несколько исследований идентифицировали специфические сайты сшивания в области αC, ответственные за латеральную агрегацию, но мало что известно об индивидуальных реактивных глутаминах и роли, которую играют окружающие остатки. ^{17,18,20,22,23,41,42} Исследования антител, проведенные Procyk et al., Выявили сайт связывания FXIIIa внутри αC (242-424), а затем сузили этот сайт более конкретно до αC (389-402). ⁴³ Используя рекомбинантный αC (233-425), Smith et al продемонстрировали, что ключевой контактный участок для FXIII A ₂ ‘(активированный тромбином) и A ₂ B ₂ включает αC (371-425) с Е396 играет важную роль. ^44,45 В непосредственной близости от этой связывающей области FXIII αC (233-425) содержит три реактивных глутамина (Q237, Q328 и Q366), каждый из которых сшивается с селективным набором лизинов в сети фибринового сгустка. ^17,23

Целью настоящего исследования было охарактеризовать глутамины в области αC фибриногена (233-425), которые, как известно, сшиваются FXIIIa в физиологических условиях.Матричная лазерная десорбция / ионизация по времени пролета (MALDI-TOF), масс-спектрометрия и двухмерная гетероядерная одноквантовая когерентность (HSQC) ядерный магнитный резонанс (ЯМР) были использованы для непосредственного мониторинга катализируемых FXIIIa реакций между субстратными глутаминами в αC (233 -425) и набор миметиков лизина. ⁴⁶ Результаты показывают, что Q237 является наиболее реактивным глутамином фибриногена αC (233-425), за ним следуют Q366 и Q328. Более того, ни один глютамин не зависит от другого, реагирующего первым в серии.Новые знания, полученные об этих трех глутаминах, рассматриваются относительно конформационных характеристик фибриногена и мутантов фибриногена Otago и фибриногена Seoul II.

GST-αC (233-425) и его мутанты экспрессировали, как описано ранее Smith et al, ⁴⁴ с небольшими модификациями. Вкратце, клетки, экспрессирующие GST-αC, инкубировали в Terrific Broth (1,2% триптона, 2,4% дрожжевого экстракта, 0.4% глицерина, 742 мМ K ₂ HPO ₄ , 171 мМ KH ₂ PO ₄ и 0,1 мг / мл ампициллина) при 37 ° C на роторном шейкере до тех пор, пока оптическая плотность при 600 нм не достигнет 0,9 . Экспрессию αC индуцировали 1 мМ изопропил β-D-1-тиогалактопиранозид с последующей инкубацией при 30 ° C в течение 16 часов. Клетки собирали центрифугированием при 5000 g при 4 ° C. Биомассу ресуспендировали в промывочном буфере (20 мМ Tris Base, pH 8,0, 50 мМ NaCl) и центрифугировали при 5000 g при 4 ° C. Полученные гранулы хранили при -20 ° C.

Замороженные гранулы ресуспендировали в фосфатном буферном солевом растворе: 137 мМ NaCl, 2,7 мМ KCl, 10 мМ Na ₂ HPO ₄ , 2 мМ KH ₂ PO ₄ , pH 7,4) и инкубировали с 1 мМ дитиотрейтола и 1 мг / мл лизоцима с последующим добавлением 2 мкг / мл апротинина, 1 мкМ пепстатина A, 10 мкМ лейпептина, 4 мМ бензамидина гидрохлорида, 0,5 мМ фенилметилсульфонилфторида, 0,05% дезоксихолата натрия, 0.02% тритона X-100, 5 мкг / мл ДНКазы I и 5 мМ MgCl ₂ . Реакцию ДНКазы I гасили 6 мМ EDTA и лизат центрифугировали при 22 000 g при 4 ° C. В супернатант добавляли 1% (мас. / Об.) Сульфата стрептомицина и центрифугировали при 22000 g при 4 ° C. Полученную растворимую фракцию пропускали через мембранный фильтр 0,2 мкм и загружали в GST-аффинную колонку с использованием системы AKTAprime (Amersham Biosciences, Piscataway, NJ).

Процедуру на колонке с использованием протеазы PreScission использовали для отщепления αC (233-425) от GST-метки.Высвободившийся αC (233-425) элюировали фосфатно-солевым буфером. Полное расщепление GST-метки было подтверждено электрофорезом в додецилсульфат-полиакриламидном геле (SDS-PAGE) и вестерн-блот-анализом (конъюгированные антитела Amersham против GST и пероксидазы хрена). Полученный αC (233-425) концентрировали в концентраторе Vivaspin 2 мощностью 5000 MWCO (Sartorius, Геттинген, Германия). Концентрации белка определяли с использованием коэффициента экстинкции 41480 M ^-1 см ^-1 , рассчитанного из ExPASy (www.expasy.org).

Способность FXIIIa сшивать каждый реактивный глутамин в αC (233-425) с лизиноподобным GEE контролировали с помощью нашего ранее оптимизированного масс-спектрометрического кинетического анализа MALDI-TOF. ⁴⁷ Конечные концентрации 500 нМ FXIII, 17 мМ GEE, 4 мМ CaCl ₂ и буфера для анализа MALDI (100 мМ трис-ацетат, 150 мМ NaCl и 0,1% PEG ₈₀₀₀ , pH 7,4) инкубировали при 37 ° C в 1.Реакционная пробирка 5 мл. FXIII активировали бычьим тромбином (конечная концентрация 8,4 Ед / мл) в течение 10 минут, а затем добавляли 200 нМ D-фенилаланил-1-пролил-1-аргинин хлорметилкетон для ингибирования тромбина. Реакцию сшивания между αC (233-425) и GEE инициировали добавлением конечной концентрации 13,6 мкМ αC (233-425) к общему аналитическому объему 250 мкл. В разные моменты времени аликвоту 25 мкл этой реакционной смеси удаляли и гасили 1,6 мкл 160 мМ ЭДТА (конечная концентрация 10 мМ). Контрольные эксперименты проводили в отсутствие FXIII.

Все образцы подвергали протеолитическому расщеплению химотрипсином и эндопротеиназой GluC (GluC) (Roche, Indianapolis, IN). Для переваривания 6 мкл контрольного образца или образца временной точки объединяли с 6 мкл химотрипсинового буфера (100 мМ Трис-HCl, 10 мМ CaCl ₂ , pH 7,4) и 1,5 мкл химотрипсина (1 мкг / мкл) и инкубировали. в течение 1 часа при 25 ° C. Этот гидролизат гасили 2 мкл 5% трифторуксусной кислоты.Переваривание GluC проводили аналогичным образом с 6 мкл образца, 6 мкл буфера GluC (25 мМ NH ₄ HCO ₃ , pH 7,8) и 1,5 мкл GluC (0,05 мкг / мкл), инкубированных в течение 2 часов при 25 ° C. ° C и гасили 5% -ной трифторуксусной кислотой. Все расщепленные образцы были прикреплены и проанализированы с использованием масс-спектрометра MALDI-TOF (Voyager-DE PRO; Applied Biosystems). ⁴⁷ Матрицу α-циано-4-гидроксикоричной кислоты использовали для переваривания химотрипсина и матрицу феруловой кислоты для GluC. Этот анализ был проведен в трех повторностях с использованием αC (233-425) из 3 независимых испытаний экспрессии.Метод отношения высоты пика использовали для определения степени сшивания GEE с каждым реактивным глутамином с течением времени. Количество реагента, оставшегося в каждый момент времени, рассчитывали следующим образом:

Внутри сгустка крови FXIIIa вводит поперечные связи γ-глутамил-ε-лизил между специфическими реактивными глутаминами и лизинами, расположенными в γ- и α-цепях фибрина. ^12,13,17,41 Мало что известно об индивидуальном вкладе каждого реактивного глутамина и о том, как FXIII выбирает один глутамин по сравнению с другим. Мы охарактеризовали и оценили три реактивных глутамина в фибриногене αC (233-425) по их способности сшиваться с помощью FXIIIa с лизиновым имитатором GEE. Были использованы методы масс-спектрометрии MALDI-TOF и ЯМР, которые позволили бы нам напрямую измерять индивидуальную реактивность.

Несколько исследований показали, что FXIIIa сначала вводит поперечные связи γ-γ в сгусток крови, а затем поперечные связи α-α. ^15,19 Предполагаемые сайты связывания для FXIIIa были идентифицированы в цепях α и γ фибриногена, и такие сайты расположены либо выше, либо ниже по течению от сшивающих глутаминов. ^28,44 Сшивание γ-γ играет ключевую роль во времени появления волокна и формировании плотности волокна, тогда как сшивание α-α является основным определяющим фактором жесткости фибринового сгустка и препятствует способности фибринолиза. ^16,49 Интересно, что существует гораздо больше ковалентных пар Q-K, включающих α-цепи, чем γ. ²³ FXIIIa сшивает фибрин γQ398 или γQ399 с γK406. ¹⁹ Напротив, область αC содержит несколько реактивных глутаминов (Q221 [и / или Q223], Q237, Q328 и Q366) и несколько реактивных лизинов (K418, K448, K508, K539, K556, K563, K580 и K601. ). ^22,23,41

Любопытно, что нет очевидной консенсусной последовательности для Q-содержащих субстратов FXIIIa. ^50-52 Реактивные глутамины часто находятся в гибких областях субстратов.Важно отметить, что не все свободно доступные глутамины являются хорошими субстратами FXIII. Фибронектин содержит три глутамина по направлению к его N -концу, но только Q3 является высокореактивным, незначительное поперечное сшивание включает Q7 и Q9. ²⁷ α ₂ AP (N1) содержит два реактивных глутамина около N -конца, но используется только Q2. Реактивные глутамины α ₂ AP и PAI-2 сшиваются с реактивными лизинами (K230, K303 и K413) в αC (233-425). ²⁵ α ₂ AP — один из немногих субстратов FXIIIa, которые можно изучать с использованием коротких пептидов. Последовательности, основанные на α ₂ AP (N1, 1-15), были использованы для характеристики отдельных глутаминов, оценки роли окружающих остатков и оценки эффектов длины пептида. ^53-55 Напротив, пептиды аналогичного размера на основе цепей Aα и γ фибриногена образуют плохие Q-субстраты для FXIIIa. ^56,57 Эти наблюдения предполагают, что цепи фибриногена требуют более крупной, более похожей на белок среды, чтобы способствовать субстратной специфичности.

Было показано, что

αC (233-425), содержащий около 200 аминокислот, является очень многообещающей системой для исследования специфичности субстрата FXIIIa по отношению к цепи Aα. ^44,45 αC (233-425) имеет три реактивных глутамина и предполагаемый сайт связывания FXIIIa. GEE успешно действует как имитатор лизина и воздействует на физиологические реактивные глутамины. ^18,55,57 В отличие от спектрофотометрических анализов, которые косвенно контролируют сшивающую активность, или гелей SDS – PAGE, которые дают более общие выводы о сшивании, наш масс-спектрометрический кинетический анализ непосредственно следует за каждым реактивным глутамином.Сосредоточив внимание на αC (233-425), также удалось избежать проблем, связанных с работой с множеством конкурирующих глутаминов и лизинов как с Aα, так и с γ цепями фибриногена.

Используя масс-спектрометрический анализ MALDI-TOF, мы впервые смогли ранжировать отдельные игроки глутамина в фибриногене αC (233-425). Результаты показали, что Q237 был наиболее реактивным, за ним следовали Q366 и Q328. Наши дополнительные методы ЯМР подтвердили эти результаты.Интересно, что предполагается, что область αC в основном неупорядочена, и рентгеновская кристаллографическая информация отсутствует. Несмотря на эту неупорядоченную природу, все три глутамина в αC (233-425) все еще могут служить субстратами FXIIIa. Другие субстраты FXIIIa могут обладать еще более определенными структурными особенностями. Фибронектин, α ₂ AP и PAI-2 каждый содержат гибкую область для реактивного глутамина (ов), которая дополнительно поддерживается архитектурой свернутого белка. В отличие от пептидов на основе Aα, мы предполагаем, что более крупный αC (233-425) демонстрирует некоторую локализованную конформационную среду, которая позволяет или способствует взаимодействиям с FXIIIa.

Рейтинг реактивности αC Q237 ≫ Q366 ≈ Q328 предоставляет новую информацию, помогающую интерпретировать пары сшивания, сообщенные недавно для полноразмерного фибриногена. ²³ Для этого исследования реакции сшивания, катализируемые FXIIIa, сопровождались расщеплением трипсином и масс-спектральным анализом. Ван продемонстрировал, что Q237 может быть сшит с большим количеством пар лизина (αK418, αK508, αK539, αK556 и αK601), чем все другие реактивные глутамины, которые были исследованы. ²³ Высокая реактивность, которую мы задокументировали для Q237, предполагает, что эта аминокислота хорошо подходит для сшивания различных реактивных лизинов. В отличие от Q237, Ван сообщил, что αC Q366 сшивается только с K539. Следует отметить, что Q328 не был идентифицирован в исследовании Ванга. Однако предыдущие исследования показали, что Q328 является важным реактивным глутамином. ^22,40 В нашем анализе мы смогли охарактеризовать Q328 после переваривания химотрипсина. Наша способность контролировать все три реактивных глутамина одновременно в αC (233–425) улучшается за счет переваривания каждой временной точки образца отдельно с помощью химотрипсина и GluC (рис. 1).

Используя анализ ЯМР, мы смогли подтвердить, что FXIIIa сшивает как ¹⁵ N-GEE, так и ¹⁵ N-NH ₄ Cl с реактивными глутаминами (Рисунок 4; дополнительный Рисунок 1) в том же порядке, что и на кинетический анализ MALDI-TOF. Более того, FXIIIa по-прежнему сшивает Q237 быстрее всех после мутаций Q328N или Q366N (рис. 4). Кроме того, показано, что в отсутствие наиболее реактивного глутамина Q237N как Q328, так и Q366 сшиваются с GEE с помощью FXIIIa (рис. 4).Таким образом, FXIIIa не нужно сшивать быстродействующий αC Q237 перед тем, как перейти к другим реактивным глутаминам. Дальнейшие комбинации мутантов показывают, что если любой из трех Q заменяется нереактивным N, два других Q все еще могут участвовать в реакциях сшивания (рис. 4). Собранные к настоящему времени данные свидетельствуют об отсутствии очевидной последовательности в перекрестном связывании FXIIIa.

Наши текущие результаты также можно рассматривать в отношении усечений и мутантов фибриногена, связанных с заболеванием.У фибриногена Otago большая часть области αC (271-610) отсутствует, а в фибриногене Keokuk единственная точечная мутация изменяет Q328 на стоп-кодон, вызывая более крупное усечение. ^39,58 В обоих случаях Q221, Q223 и Q237 все еще доступны для сшивания с помощью FXIIIa, но Q328, Q366 и множественные реактивные лизины отсутствуют. Наш масс-спектрометрический анализ предполагает, что Q237 обладает высокой реакционной способностью, а исследования Ванга показали, что этот глутамин взаимодействует с несколькими лизинами. FXIIIa может катализировать гетеродимерную реакцию между фибрином αC Q237 и фибрином γK406.В нормальном фибриногене α-γ гетеродимер, как сообщается, составляет 2% вкладов поперечных сшивок фибрина, но реактивные Q- и K-партнеры не идентифицированы. ⁵⁹

В фибриногене Сеул II в результате одноточечной мутации αC Q328 заменяется пролином (Q328P). При этой мутации происходит сшивание фибрина γ-γ, но α-α нарушается. ⁴⁰ Учитывая наши данные, Q237 и Q366 все еще будут доступны у пациентов Сеула II вместе с потенциальными остатками K в более C-концевой части αC.Таким образом, αC Q237 (Q221 и / или Q223) может способствовать поддержанию доминирующих сшивок γ-γ фибрина, наблюдаемых в гелях SDS-PAGE фибриногена Seoul II, обработанных FXIIIa и кальцием. ⁴⁰ Множественные сшивки с участием высокореакционноспособного Q237, однако, могут быть недостаточными для преодоления введения Q328P.

Рекомбинантные варианты, моделирующие фибриноген Сеул II, показали, что Q328P / Q366P проявляет большее нарушение полимеризации фибрина, чем одиночные мутанты Q328P или Q366P. ⁶⁰ Текущая работа с αC (233-425) предполагает, что Q328 и Q366 обладают сходной реакционной способностью. При каждом одиночном замещении P пиррольная группа может вызывать конформационное изменение, которое препятствует архитектуре фибрина и последующему сшиванию. Большее нарушение происходит с двойным мутантом. Однако сшивание фибрина α-α все еще наблюдалось и, вероятно, с участием Q237, Q221 и / или Q223. В отличие от работы с Q328P и Q366P, наши замены Q на N в αC (233-425) обеспечивают более консервативную стратегию для понимания вкладов различных реактивных остатков Q.Более того, любые глутамины, все еще присутствующие в мутантах αC, можно индивидуально контролировать и кинетически ранжировать. Q237 всегда оставался наиболее реактивным глутамином, но не наблюдалось явной последовательности в поперечном сшивании FXIIIa. Парк и др. Предполагают, что конформационные проблемы, возникающие из-за P328, помогают объяснить последствия Seoul II. ⁶⁰ Другая возможность рассмотрения состоит в том, что поперечные сшивки, содержащие Q328 (и / или Q366), играют структурные роли в фибриновом сгустке, которые отличаются от таковых в Q237, Q221 и Q223.Эти проблемы могут быть дополнительно исследованы в будущем с использованием полноразмерных фибриногенов.

В заключение, мы охарактеризовали и ранжировали три известных реактивных глутамина Q237, Q328 и Q366 в фибриногене αC (233–425), используя масс-спектрометрический анализ кинетики MALDI-TOF и дополнительный подход 2D HSQC ЯМР. Было показано, что αC Q237 является наиболее реактивным глутамином, за ним следуют Q366 и Q328. Более того, FXIIIa может независимо сшивать эти реактивные глутамины.Дополнительные исследования помогут лучше понять вклад каждого реактивного Q в сшивание и их уникальное влияние на свойства сгустка. Ожидается, что продолжающиеся исследования области αC предоставят новые сведения об источниках специфичности субстрата FXIII и их применении в будущих конструкциях лекарств или субстратов для анализа.

Онлайн-версия этой статьи содержит дополнение с данными.

Расходы на публикацию этой статьи были частично оплачены за счет оплаты страницы.Поэтому и исключительно для того, чтобы указать на этот факт, данная статья помечена как «реклама» в соответствии с разделом 18 USC 1734.

% PDF-1.5 % 508 0 объект > эндобдж xref 508 130 0000000016 00000 н. 0000005135 00000 п. 0000005296 00000 н. 0000005348 00000 п. 0000005477 00000 н. 0000005842 00000 н. 0000006678 00000 н. 0000006715 00000 н. 0000006775 00000 н. 0000007045 00000 н. 0000007410 00000 п. 0000008196 00000 н. 0000008479 00000 н. 0000008637 00000 н. 0000008887 00000 н. 0000011556 00000 п. 0000021961 00000 п. 0000070572 00000 п. 0000104720 00000 н. 0000104792 00000 н. 0000104892 00000 н. 0000105004 00000 н. 0000105061 00000 н. 0000105154 00000 п. 0000105210 00000 п. 0000105315 00000 н. 0000105371 00000 п. 0000105575 00000 п. 0000105631 00000 н. 0000105736 00000 н. 0000105792 00000 п. 0000105986 00000 н. 0000106042 00000 н. 0000106147 00000 п. 0000106203 00000 н. 0000106392 00000 п. 0000106449 00000 н. 0000106553 00000 п. 0000106657 00000 н. 0000106762 00000 н. 0000106818 00000 п. 0000107020 00000 н. 0000107077 00000 н. 0000107199 00000 п. 0000107331 00000 п. 0000107436 00000 н. 0000107492 00000 н. 0000107746 00000 н. 0000107803 00000 н. 0000107979 00000 н. 0000108097 00000 п. 0000108202 00000 н. 0000108258 00000 н. 0000108441 00000 п. 0000108497 00000 н. 0000108657 00000 н. 0000108747 00000 н. 0000108852 00000 н. 0000108907 00000 н. 0000109083 00000 н. 0000109139 00000 н. 0000109293 00000 п. 0000109441 00000 п. 0000109546 00000 н. 0000109601 00000 п. 0000109708 00000 п. 0000109764 00000 н. 0000109881 00000 п. 0000109937 00000 н. 0000109992 00000 н. 0000110155 00000 н. 0000110335 00000 п. 0000110390 00000 н. 0000110492 00000 п. 0000110646 00000 п. 0000110701 00000 н. 0000110862 00000 н. 0000110917 00000 н. 0000111088 00000 н. 0000111143 00000 н. 0000111198 00000 н. 0000111253 00000 н. 0000111308 00000 н. 0000111490 00000 н. 0000111616 00000 н. 0000111671 00000 н. 0000111798 00000 н. 0000111853 00000 н. 0000112044 00000 н. 0000112099 00000 н. 0000112294 00000 н. 0000112349 00000 н. 0000112482 00000 н. 0000112537 00000 н. 0000112664 00000 н. 0000112719 00000 н. 0000112774 00000 н. 0000112830 00000 н. 0000112965 00000 н. 0000113021 00000 н. 0000113170 00000 н. 0000113226 00000 н. 0000113373 00000 н. 0000113429 00000 н. 0000113485 00000 н. 0000113541 00000 н. 0000113708 00000 н. 0000113764 00000 н. 0000113865 00000 н. 0000113921 00000 н. 0000113977 00000 н. 0000114033 00000 н. 0000114132 00000 н. 0000114188 00000 п. 0000114361 00000 п. 0000114417 00000 н. 0000114540 00000 н. 0000114596 00000 н. 0000114707 00000 н. 0000114763 00000 н. 0000114819 00000 н. 0000114875 00000 н. 0000115046 00000 н. 0000115102 00000 п. 0000115263 00000 н. 0000115319 00000 п. 0000115438 00000 п. 0000115494 00000 н. 0000115550 00000 н. 0000002896 00000 н. трейлер ] / Назад 3297816 >> startxref 0 %% EOF 637 0 объект > поток hX} PT? =, tqY \ 0G.(: H! I & tl3 쳆 1! (Tl`S% Jf˪2mq} B, {9; s

Международная конференция по атомным и молекулярным импульсным лазерам XIII | (2018) | Публикации

Усиление спонтанного излучения на D-линиях натрия с помощью нерезонансной широкополосной оптической накачки
Авторы): Петухов Т.Д .; Евтушенко Г.С.; Э. Н. Тельминов

Показать аннотацию

В данной работе описывается экспериментальное исследование получения усиленного спонтанного излучения (УСИ) на D-линиях натрия с использованием нерезонансной широкополосной оптической накачки.УСИ наблюдается на переходах D ₂ и D ₁ , линия: 589 нм (3 ² P _3/2 — 3 ² S _1/2 ) и 589,6 нм (3 ² P _1/2 -3 ² S _1/2 ). Активная среда накачивалась лазером на красителях с FWHM 5 нм, максимальным излучением в диапазоне 584,5-586,5 нм и энергией импульса более 2 мДж. Рабочая температура активной среды 260 ° С, начальное давление буферного газа гелия 300 торр (рабочее давление 500 торр).Обнаружено изменение спектров поглощения на D-линиях при различных температурах активной среды и давлениях буферного газа.

Лазеры на парах галогенидов металлов с внутренним реактором и малым активным объемом.
Авторы): Д. В. Шиянов; Суханов В.Б .; Евтушенко Г.С.

Показать аннотацию

Проведено исследование энергетических характеристик лазеров на парах галогенидов меди, марганца, свинца с внутренним реактором и малым активным объемом 90 см. ³ .Определены оптимальные рабочие частоты следования импульсов, температуры и давление буферного газа для газоразрядных трубок с внутренними и внешними электродами. Такие системы при одинаковых условиях накачки не уступают по своим характеристикам стандартным лазерам на парах галогенидов металлов. Показано, что использование цеолит-галогенового генератора обеспечивает долговечность работы лазера.

Устойчивость разряда в эксимерных газовых средах с высокими удельными мощностями накачки.
Авторы): Ю.Н. Панченко; Ю. И. Бычков; М. В. Андреев; Коновалов И. Н.; В. Ф. Лосев; А. В. Пучикин; Ямпольская С.А.

Показать аннотацию

Приведены результаты исследований по формированию объемного разряда в электроразрядном XeCl-лазере с максимальной удельной мощностью накачки 4,7 МВт / см ³ . Показано, что при длительности полупериода разрядного тока 20 нс длительность импульса излучения на базе составляет 100 нс.Продемонстрировано хорошее согласие экспериментальных и численных результатов, полученных с помощью XeCl-лазера. Рассмотрены плазмохимические процессы, протекающие в объемном разряде при максимальной концентрации электронов в плазме ~ 7 · 10 ¹⁵ см ^-3 .

CuBr-лазер с высоким КПД в режиме двойных импульсов накачки.
Авторы): А.И. Федоров; Д. В. Шиянов

Показать аннотацию

Приведены результаты исследования характеристик CuBr-лазера с малым активным объемом, работающего в режиме двойной накачки с частотой следования импульсов генерации 50 Гц. За счет использования источников накачки с импульсным ступенчатым зарядом работоспособности реализован эффективный ввод энергии в активную среду лазера.Обсуждается возможность повышения эффективности лазера за счет выбора оптимальных напряжений импульсов диссоциации и возбуждения и значений временной задержки. Подтверждено, что более чем двукратное повышение эффективности лазера может быть достигнуто за счет оптимизации и согласованного ввода энергии импульса возбуждения в плазму активной среды. Максимальный КПД лазера составил 2,7%.

Изменение оптических спектров наночастиц серебра, допированных ионами европия
Авторы): С.И. Расмагин; В. И. Красовский; И. К. Новиков; Крыштоб В.И. Казарян М.А.

Показать аннотацию

Коллоидные растворы наночастиц серебра Ag были исследованы в присутствии ионов Eu ³⁺ и в отсутствие их. Наночастицы серебра были созданы методом зеленого синтеза с использованием водного раствора мяты.Оптическая и электронная спектроскопия использовалась для изучения взаимодействия этих ионов с наночастицами серебра.

Основные модели эффективных параметров сред со сложными частицами
Авторы): Л. А. Апресян; С. И. Расмагин; В. И. Красовский; Крыштоб В.И. Казарян М.А.

Показать аннотацию

Основными приближениями для расчета эффективных параметров неоднородных сред являются приближение эффективной среды Бруггемана и модель Максвелла Гарнетта, которые в настоящее время широко используются при описании композитов, содержащих различные наноструктурированные объекты.В данной статье мы рассматриваем простой подход к этим приближениям, позволяющий охватить наиболее общий случай статистически анизотропных сред с частицами произвольной внутренней структуры, а также прояснить их физический смысл. Тип результата существенно зависит от выбора «эффективных ячеек», используемых при оценке значений поля и индукции, усредненных по объему.

Изучение взаимодействия гуминовых кислот и ионов металлов с использованием метода тушения флуоресценции.
Авторы): Ольга Н.Чайковская; Наталья Викторовна Юдина; Елизавета Владимировна Линкевич; Анна В. Савельева; Л. В. Нечаев

Показать аннотацию

Исследовано взаимодействие гуминовых кислот (ГА), выделенных из окисленных и бурых углей, с ионами меди, никеля и кадмия. Константу комплексообразования ГК с ионами тяжелых металлов определяют с использованием метода тушения флуоресценции. Показано, что предварительная механическая активация гумисодержащих веществ увеличивает коэффициенты связывания ГК с ионами меди и никеля в 1.От 5 до 3,5 раз по сравнению с ионами кадмия, для которых значения константы тушения флуоресценции К _SV уменьшаются. Это связано не только со структурными изменениями ГК после механической активации, но и с природой ионов металлов.

Оптические методы контроля степени дегидрохлорирования поливинилхлорида
Авторы): С. И. Расмагин; В.И. Красовский; И. К. Новиков; В. И. Кристоб; И. Н. Феофанов

Показать аннотацию

Пленки поливинилхлорида были получены и исследованы оптическими методами после термолиза. Установлено сильное увеличение интенсивностей спектров поглощения и сдвиг в длинноволновую область с увеличением времени термолиза. Эти факты можно объяснить увеличением количества и размера двойных сопряженных углеродных связей.Метод оптического поглощения достаточно информативен, чтобы определить относительное изменение количества двойных сопряженных углеродных связей и их размеров. Количество сопряженных двойных связей углерода в пленках поливинилхлорида оценивается как функция времени термолиза. Сдвиг спектров поглощения в более длинноволновую область анализируется с увеличением количества сопряженных двойных связей углерода с увеличением времени исследуемого термолиза.

Особенности измерения параметров слаборассеивающих нанообъектов
Авторы): С.И. Расмагин; В. И. Красовский; Л. А. Апресян; Крыштоб В.И. Казарян М.А.

Показать аннотацию

В последнее время развиваются исследования наноразмерных объектов (группы атомов), для которых понятие диэлектрической проницаемости имеет общепринятый смысл и поэтому требует уточнения и даже анализа.В данной работе мы анализируем изменение интенсивности комбинационного рассеяния света нанообъектов, помещенных на плоскую подложку. Были показаны варианты, для которых рассеяние может изменяться более чем на порядок. В частности, на идеальной металлической подложке область пучности стоячей световой волны при отражении не распространяется на приповерхностный слой, в котором находится нанообъект. По этой причине комбинационное рассеяние света уменьшается более чем на порядок. Показаны условия, при которых уменьшение комбинационного рассеяния света от нанообъектов может быть компенсировано и даже увеличено.

Фёрстеровский резонансный перенос энергии между квантовыми точками и красителем, иммобилизованным в биополимерных частицах
Авторы): М. А. Герасимова; Слюсаренко Н.В. Слюсарева Е.А.

Показать аннотацию

Мы использовали высокие адсорбционные свойства катионного биополимера хитозана для синтеза частиц коллоидного полимера (средний размер около 0 мкм).3 мкм) с иммобилизованными квантовыми точками (КТ) CdTe и органическим красителем (эритрозин B). Высокая локальная концентрация флуорофоров, связанных с частицами (около 10 ^–3 M), а также широкое перекрытие их оптических спектров приводят к эффективному (до 80%) резонансному переносу энергии Фёрстера (FRET) от ансамблей квантовых точек. красить молекулы. FRET регистрировали как стационарным (тушение донора и усиление флуоресценции акцептора), так и методами с временным разрешением (уменьшение времени жизни донора).Зависимость эффективности передачи от концентрации акцепторов анализировалась в рамках теории Ферстера, распространенной на случай конфигурации с множественной передачей энергии. Были определены средние расстояния между донором и акцептором, а также локальная концентрация флуорофоров внутри частиц. Показано, что синтезированные частицы могут быть использованы в качестве чувствительных зондов на основе FRET для расчета межфлуорофорных расстояний в диапазоне 4 ÷ 9 нм.

Спектроскопия и фотохимия гуминовых кислот
Авторы): Я.В. Соколова; Н. О. Вершинин; К. А. Скобцова; О. Н. Чайковская; Г. В. Майер

Показать аннотацию

Обсуждаются спектроскопия и фотохимия гуминовых кислот. Образцы фракций ГК были получены от Fluka Chemical Co и приготовлены из торфа Западно-Сибирского региона. Проведен сравнительный анализ этих кислот с образцом гуминовых кислот, выделенным из бурого угля.Особенностью реактора является использование эксилампы барьерного разряда (KrCl) с длиной волны излучения λ = 222 нм. Рассмотрено влияние полученных гуминовых кислот на процесс фотодеструкции гербицида — 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоты.

Структура зоны постфиламентации при распространении фемтосекундных лазерных импульсов
Авторы): Д. В. Апексимов; А.А. Землянов; Иглакова А. Н.; Кабанов А.М.; О. И. Кучинская; Матвиенко Г.Г .; В. К. Ошлаков; Петров А.В.

Показать аннотацию

Исследованы процессы формирования поперечной структуры лазерного луча после множественной филаментации. Показано, что спектры постфиламентационных световых каналов (PFC), колец и пучка существенно различаются.Спектр PFC имеет значительное и симметричное спектральное уширение и охватывает диапазон 600-1100 нм. Уширение спектра колец асимметрично и направлено в основном в коротковолновую область спектра. Данные уширения стабильны и не изменяются при удалении от зоны множественной филаментации. Кольцевая структура излучения в поперечном сечении пучка формируется вокруг отдельных нитей в области множественной филаментации, а на расстоянии десятков метров от нее начинает формировать общую кольцевую структуру, окружающую каналы постфиламентации.

Лазерные нанокомпозиты на основе белков и углеродных нанотрубок для восстановления биологических тканей
Авторы): А. Герасименко; У. Курилова; Н. Журбина; Д. Игнатов; Ж. Федорова; П. Привалова; А. Полохин; Д. Рябкин; М. Савельев; Л.Ичкитидзе; В. Подгаецкий

Показать аннотацию

Проведено исследование структурных свойств нанокомпозитов на основе различных типов однослойных углеродных нанотрубок (ОСУНТ) и белков (альбумин, коллаген). Связывание белковых молекул с углеродным компонентом описано с помощью рамановской спектроскопии. Комплексный анализ структуры и микропористости нанокомпозитов выполнен методом рентгеновской микротомографии.Исследование нанопористости проводилось методом низкотемпературной азотной порометрии. Наибольшую однородность имели образцы на основе ОУНТ меньшего размера. При увеличении концентрации от 0,01 до 0,1% средний размер микропор увеличился с 45 до 93 мкм, пористость в целом увеличилась с 16 до 28%. Процент открытых пор был одинаковым для всех образцов и составил 0,02. Как показала рамановская спектроскопия, белковый компонент в нанокомпозитах претерпел необратимую денатурацию и может действовать как биосовместимое связующее и служить источником аминокислот для биологических тканей.Эти нанокомпозиты являются биорезорбируемыми и могут использоваться для восстановления хрящевой и костной ткани. Это особенно важно при лечении заболеваний гиалинового хряща и субхондральной кости.

Влияние примесно-дефектного состава образца алмаза на оптическое поглощение на нейтральной вакансии
Авторы): Е. И. Липатов; А.Г. Бураченко; В. Ф. Тарасенко; М. А. Бублик; Н. Е. Хорошман

Показать аннотацию

Исследованы спектры оптического поглощения в интервале температур 85-300 К и ИК-спектры поглощения при комнатной температуре четырех образцов алмаза. Все образцы продемонстрировали вибронную систему нейтральной вакансии GR1. Коэффициент поглощения на бесфононной линии при 1.673 эВ уменьшались по степенному закону в интервале температур 120–230 К. Вне этого температурного интервала поглощение на нейтральной вакансии практически не изменялось. Значение коэффициента поглощения на нейтральной вакансии хорошо коррелировало с плотностями дефектных по азоту NV-, N ₂ V и N ₄ V-комплексов.

Вынужденное низкочастотное комбинационное рассеяние света в водной суспензии наночастиц
Авторы): Анатолий С.Аверюшкин; Анатолий Николаевич Баранов; Николай А. Булычев; Мишик А. Казарян; Анна Дмитриевна Кудрявцева; Михаил А. Шевченко; Максим А. Строков; Николай В. Черниега; Константин Иванович Земсков

Показать аннотацию

Низкочастотная акустическая мода в наночастицах разной природы в водной суспензии исследована методом вынужденного низкочастотного комбинационного рассеяния света (SLFRS).Исследованные наночастицы (CuO, Ag, Au, ZnS) имели разные размеры и разные колебательные свойства. Подробно описан синтез наночастиц оксида меди в акустоплазменном разряде. SLFRS возбуждается наносекундными импульсами рубинового лазера. Спектры рассеянного света регистрировались с помощью интерферометра Фабри-Перо. Измеряются эффективность преобразования SLFRS, порог и сдвиг частоты рассеянного света.

Разработка экспериментальной установки для определения размеров наночастиц методом нанотрекинга.
Авторы): П.В. Шалаев; Кваснов Б.А. С. А. Долгушин; Одинцова Е.С.; С. А. Терещенко

Показать аннотацию

Разработана экспериментальная установка для определения размеров частиц методом нанотрекинга. Показана возможность идентификации частиц с различными флуоресцентными метками на разработанной экспериментальной установке. Получены первые результаты анализа образцов микро- и наночастиц полистирола на разработанной экспериментальной установке.

Влияние наночастиц оксида железа на соотношение концентраций и размеров белков в плазме и сыворотке крови и в модельных растворах
Авторы): Кириченко М.Н. Н. А. Булычев; Л. Л. Чайков; Казарян М.А. Масалов А.В.

Показать аннотацию

Изучено влияние наночастиц оксида железа (III), полученных в акустоплазменном разряде с кавитацией, на концентрацию и размеры частиц в модельных растворах белков, сыворотке крови человека и образцах плазмы.Данные динамического и статического светорассеяния по размеру и концентрации частиц показывают, что добавление наночастиц к фибриноген-тромбиновой системе влияет на течение ферментативной реакции. Взаимодействие наночастиц с раствором фибриногена (до добавления тромбина) существенно не меняет распределение интенсивности рассеянного света по размерам частиц. Сравнение соотношений размеров частиц и их концентрации для раствора фибриногена с наночастицами и без них показывает увеличение наклона зависимости размер-концентрация в логарифмическом масштабе, что указывает на увеличение концентрации мелких частиц и уменьшение больших. .Для модельного раствора фибриногена с тромбином, первоначально инкубированного с наночастицами оксида железа, наклон зависимости размер-концентрация равен k = — (4,62 ± 0,33) и немного отличается от наклона зависимости для системы фибриноген-тромбин без наночастиц k = — (4,23 ± 0,28). Мы полагаем, что изменения в соотношении размер-концентрация указывают на взаимодействие наночастиц с белками, которое приводит к изменению скорости гелеобразования.

Антистоксова люминесценция в наноразмерных системах
Авторы): Николай В.Булычев; Мишик А. Казарян; Анна Дмитриевна Кудрявцева; Мария В. Кузнецова; Татьяна Федоровна Лимонова; Михаил А. Шевченко; Николай В. Черниега; Константин Иванович Земсков

Показать аннотацию

Исследована люминесценция наноматериалов в зелено-синем диапазоне, антистоксова по отношению к возбуждающим импульсам рубинового лазера, при различных температурах.В качестве образцов использовались как системы высокого порядка, так и случайные материалы. Измерены спектральные и временные характеристики люминесценции. Выявлено два типа временного поведения в зависимости от температуры. Показано, что длительное свечение (до нескольких секунд) при наносекундном возбуждении существует только при температурах ниже определенного порога, который оказался равным 110 К.

Влияние вольфрама на свойства кремния, легированного золотом
Авторы): С.И. Расмагин; В. И. Красовский; В. В. Зуев; Кононов М.А.; И. Н. Феофанов; Казарян М.А.

Показать аннотацию

Проанализировано влияние вольфрамового покрытия на фотоэлектрические и электрофизические свойства образцов электронного кремния после диффузии золота. Обнаружены уровни ловушек, связанных с атомами вольфрама, с комплексом вольфрам + вакансия и с комплексом кислород + вакансия.В образцах кремния, легированного золотом, как с вольфрамовым покрытием, так и без него, удельное сопротивление увеличилось на 2-3 порядка, что свидетельствует о создании дополнительных энергетических центров, связанных с золотом и комплексами золота, вызванными вольфрамом. При этом время нестационарной релаксационной фотопроводимости сильно сократилось, что также свидетельствует о создании дополнительных центров рекомбинации и уровней ловушек.

Лазерная резка натриево-силикатных стекол
Авторы): В.В. Буханов; Казарян М.А. М. Э. Кустов; Ю. И. Машир; Е. Н. Муравьев; В. И. Ревенко; Э. Ф. Солинов

Показать аннотацию

Рассмотрены проблемы сквозной лазерной резки натриево-силикатных стекол методом лазерного термического скалывания. Продемонстрировано большое разнообразие получаемых форм торцов. Показано, что прочность образцов стекла, вырезанных лазером, примерно в два раза выше прочности образцов, вырезанных стеклорезом.

Мобильный многоволновый лидар
Авторы): А. Н. Грицута; Климкин А.В. Коханенко Г.П .; Куряк А.Н. К.Ю. Осипов; Ю. Н. Пономарев; Симонова Г.В.

Показать аннотацию

Перед авторами стояла задача создания мобильного лидарного комплекса для обнаружения и исследования аэрозольно-газовых образований в атмосфере.Комплекс должен быть построен по возможности из серийно выпускаемых комплектующих промышленного производства. Многие технические решения были отработаны авторами ранее, когда создавался первый лидар такого типа. Комплекс предназначен для изучения возможностей лидарного зондирования для дистанционного исследования аэрозольно-газовых образований по их спектрам флуоресценции и комбинационного рассеяния света, а также топографических объектов по спектрам флуоресценции их поверхностей. Комплекс прошел испытания в 2016 году и может применяться для зондирования атмосферы, обнаружения потенциально опасных и опасных примесей над городами, промышленных и сельскохозяйственных выбросов, в том числе выбросов после раскрытия мест захоронения сельскохозяйственных животных.Комплекс смонтирован на автомобильном шасси и является энергонезависимым, что позволяет использовать его для дистанционного зондирования различных объектов в различных природных условиях. Дальность исследования: 30 000 метров в канале упругого рассеяния и 5 000 метров в канале флуоресценции.

Установка для регистрации спектров люминесценции природных объектов.
Авторы): Н.Н. Борозновская; В. А. Димаки; Климкин А.В. Корнева А.П .; Прокопьев В.Е .; Соковиков В.Г.

Показать аннотацию

В статье описан простой спектральный блок, предназначенный для возбуждения и регистрации спектров люминесценции природных объектов. Блок состоит из двух основных систем: системы возбуждения и системы регистрации.Для возбуждения люминесценции можно использовать рентгеновское или лазерное излучение. Система регистрации основана на решетчатом монохроматоре. Исследуемый объект помещается непосредственно на входную щель монохроматора. Внутри корпуса монохроматора расположены две свинцовые пластины. Они защищают фотоприемник, расположенный за выходной щелью монохроматора, от рентгеновского излучения. Когда излучение разлагается дифракционной решеткой, происходит наложение спектров, которое можно устранить с помощью оптических фильтров. Вращением дифракционной решетки управляет компьютер.Также предусмотрено ручное управление углом поворота. Сигнал ФЭУ, усиленный усилителем постоянного тока, поступает на аналого-цифровой преобразователь (АЦП). Оцифрованный сигнал АЦП поступает на COM-порт компьютера. Спектральная проекция отображается на экране и может быть записана в память компьютера. Предусмотрено переключение аналоговых устройств на выход усилителя постоянного тока. В статье представлены примеры обработки экспериментальных результатов, полученных на указанном выше устройстве.

Новый стенд для флуоресцентного исследования
Авторы): Антон Климкин; Григорий Коханенко; Алексей Куряк; Константин Осипов; Владимир Соковиков; Чжан Шо

Показать аннотацию

Измерения коэффициентов диффузного отражения органических и неорганических материалов и сред в твердой, гранулированной и жидкой формах проводились в УФ-поле 230-400 нм.Использовался одноканальный спектрометр с интегрирующей сферой. Обсуждается связь коэффициентов диффузного отражения со структурой и составом образцов. Эти данные позволяют оценить перспективность применения систем машинного зрения УФ-диапазона в таких областях, как биология, геология, дистанционный контроль материалов и носителей.

Реакции диссоциации калийной глюкозы: деионизация, потеря гидроксида калия и диссоциация перекрестного кольца
Авторы): Ю.А. Дьяков; Казарян М.А. Голубков М.Г .; Губанова Д. П.; А. А. Асратян

Показать аннотацию

Фотохимическим свойствам углеводов, включая моно- и полисахариды, а также различных видов гликопротеинов, протеогликанов и гликолипидов, в последние десятилетия уделяется большое внимание из-за их важности для выяснения физических и химических процессов, происходящих в биологических молекулах при облучении.Понимание процессов возбуждения и ионизации важно для интерпретации масс-спектрометрических (МС) экспериментов, которые являются основным инструментом для быстрого и надежного анализа биологических образцов. В то время как полинуклеотиды и простые белки могут быть легко изучены стандартными методами МС (MALDI, ESI и CID), углеводы и сложные биомолекулы, содержащие олигосахаридные остатки, трудно ионизировать. Углеводы дают низкий выход сигнала. Для их обнаружения и анализа требуется специальное оборудование и технологии.Поэтому разработка новых эффективных методов идентификации углеводов в биологических образцах в настоящее время является актуальной научно-технической проблемой. В данной работе мы изучаем процессы диссоциации, протекающие в калиевой α- и β-глюкозе, которая может быть использована в качестве моделирующей молекулы для исследования широкого спектра углеводов и углеводных фрагментов биомолекул, содержащих ион калия в качестве источника ионизации. Здесь мы сравниваем процесс деионизации с каналами элиминирования H ₂ O и KOH, насколько они конкурируют с процессами диссоциации перекрестного кольца.Поверхность потенциальной энергии оптимизирована методом функционала плотности B3LYP / 6-31G *. Расчет одноточечной энергии в точках минимумов и переходных состояний проводился ab initio методом G3 (MP2, CCSD).

Формирование микроструктуры на поверхности жидкого металла при импульсном воздействии
Авторы): Д. Э. Генин; Д.В. Белоплотов; Н. М. Булгакова; А. Н. Панченко; В. Ф. Тарасенко

Показать аннотацию

Проведены экспериментальные исследования и теоретический анализ роста микроструктур (микроструктур) на жидких металлах под действием импульсов ФС-лазера. Теоретический анализ выполнен на основе двухтемпературной модели.По сравнению с импульсами лазера нс, в режимах облучения фемтосекундом зона термического влияния сильно локализована, что приводит к гораздо большим температурам и температурным градиентам. В экспериментальных режимах облучения температура поверхности исследуемых жидких металлов может достигать или даже превышать критический уровень, который завершается фазовым взрывом или прямым распылением поверхностного слоя металла. Однако перед началом взрывной абляции формируется волна напряжения с амплитудой до нескольких ГПа, разрушающая оксидное покрытие.Более того, при высоких плотностях лазерной энергии лазерный пробой развивается в оксидном слое, покрывающем поверхность металла, что приводит к разрушению / абляции оксида без повреждения металла под ним. Общий сценарий роста микроструктуры с помощью импульсов fs-лазера аналогичен сценарию, полученному для ns-режимов облучения, однако порог роста ниже из-за меньших теплопроводных потерь. Также удалось получить образование микроструктур под действием искрового разряда.

Идентификация природных и синтетических алмазов по спектрам катодолюминесценции
Авторы): Э.И. Липатов; Бураченко А.Г .; С. М. Авдеев; В. Ф. Тарасенко; М. А. Бублик

Показать аннотацию

Исследованы спектры катодолюминесценции девяти образцов алмаза при температурах 82-295 К. По наличию в спектрах люминесценции вибронной системы N3a с бесфононной линией 2,68 эВ шесть образцов были идентифицированы как натуральные.По наличию в спектрах люминесценции вибронной системы с энергией 2,56 эВ и неструктурированной полосы при 2,54 эВ, связанной с никелем, два образца были идентифицированы как синтетические, выращенные при высоком давлении и высокой температуре. Из-за экситонной люминесценции при 5,271 эВ и отсутствия каких-либо спектральных особенностей примесной природы один образец был идентифицирован как синтетический, выращенный методом химического осаждения из газовой фазы. На основании полученных данных предложена методика идентификации природных и синтетических алмазов.

Влияние диапазона аппроксимации спектра пропускания голограммы на решение обратной задачи
Авторы): Александр В. Крайский; Антон А. Крайский; Михаил А. Шевченко; Постников Владимир Александрович; Тахир Т. Султанов; Татьяна В. Миронова; Мишик А.Казарян

Показать аннотацию

Исследованы спектры пропускания голографических сенсоров на основе голограмм Денисюка с нанозернами серебра, внедренными в полимерную матрицу. Это необходимо для определения режима работы и оптических параметров датчиков. Спектры имеют узкий брэгговский провал на фоне, уменьшающемся с уменьшением длины волны.Три параметра этого провала определяют режим работы датчика. Для их расчета необходимо знать 3 параметра фона. Все параметры рассчитываются из аппроксимирующих кривых на основе предложенной ранее формулы, которая достаточно хорошо аппроксимирует экспериментальный спектр. Оказывается, что выбранный для подгонки спектральный интервал важен, и решение существует не на каком-либо интервале. Когда он существует, параметры провала (основная цель нашей работы) определяются с хорошей точностью.Что касается оптических параметров фона, то параметры, связанные с рассеянием света и поглощением, по-видимому, сильно связаны. Изменение интервала подгонки приводит к коррелированному изменению значений параметров, иногда значительно. Тем не менее, аппроксимирующая функция достаточно хорошо аппроксимирует экспериментальный спектр и точность определения брэгговского провала высока.

Получение водорода в акустоплазменном разряде в жидкостях.
Авторы): Н.А. Булычев; Казарян М.А. Кириченко М.Н. Б. А. Гарибян; Морозова Е.А.; Чернов А.А.

Показать аннотацию

В работе показано, что низкотемпературная плазма, инициированная в жидких средах в межэлектродном разрядном промежутке, способна разлагать водородсодержащие органические молекулы с получением газообразных продуктов с объемной долей водорода более 90% (с точностью до данных газовой хроматографии).Предварительные оценки энергоэффективности, рассчитанные с учетом теплотворной способности водорода и сырья, а также энергозатрат, показали КПД 60-70% в зависимости от состава исходной смеси. Проведены теоретические модельные расчеты тока и напряжения разряда; значения хорошо согласуются с экспериментальными данными.

Исследование физических свойств наночастиц оксидов металлов, полученных в акустоплазменном разряде
Авторы): Н.А. Булычев; Казарян М.А. Захарян А.Р .; В. В. Бодрышев; Кириченко М.Н. С. Н. Шевченко; В. Г. Якунин; В.Ю. Тимошенко; Быченко А.Б.

Показать аннотацию

В акустоплазменном разряде синтезированы наночастицы оксидов вольфрама, меди, железа и цинка. Их распределение по размерам изучено методами электронной микроскопии и лазерной корреляционной спектроскопии.Было обнаружено, что ультразвук значительно сузил ширину распределения наночастиц оксида цинка по размерам. Водные суспензии наночастиц оксида цинка проявляют фотолюминесценцию в красном и ближнем инфракрасном диапазонах спектра, что делает их перспективным материалом для люминесцентной диагностики биологических систем.

Люминесцентные свойства наночастиц, синтезированных в электрическом разряде в жидкости при ультразвуковой кавитации
Авторы): Н.А. Булычев; Казарян М.А. Л. С. Лепнев; А.С. Аверюшкин; Кириченко М.Н. Захарян А.Р .; Чернов А.А.

Показать аннотацию

В данной работе исследованы различия в интенсивности люминесценции наночастиц оксидов металлов, синтезированных в электрических разрядах в жидких средах под действием интенсивных ультразвуковых колебаний до и после начала кавитационного режима.Увеличение интенсивности люминесценции наночастиц, полученных с помощью ультразвуковой кавитации, можно объяснить образованием дефектов в кристаллах оксидов под действием интенсивного механического воздействия. В процессе синтеза частицы подвергаются воздействию не только электромагнитных полей, но и ударных волн при схлопывании кавитационных пузырьков, что приводит к образованию дефектных валентных структур и делокализации электронов.

Динамические характеристики электрического разряда в жидкости при ультразвуковой кавитации
Авторы): Н.Булычев; Казарян М.А. А.С. Аверюшкин; Кириченко М.Н. Роберт Захарян; Чернов А.А.

Показать аннотацию

Исследованы характеристики электрических разрядов в жидких средах под действием интенсивных ультразвуковых колебаний и различие динамических характеристик разрядов до и после кавитации.Проведенные в ходе работы эксперименты позволили установить, что в жидкости в сильном ультразвуковом поле выше порога кавитации существует особая форма электрического разряда, характеризующаяся объемным свечением во всем пространстве между электродами и вольт-амперной характеристикой. характеристика, присущая аномальному тлеющему разряду в газе.

Об одном механизме световой абляции наноструктур
Авторы): Мишик А.Казарян; Владимир В. Лидский; Виктор Иванович Сачков

Показать аннотацию

Предложен механизм механической абляции наночастиц при взаимодействии с импульсом мощного лазерного излучения. Частица поляризуется под действием электрического поля лазера, и электрические силы, действующие на индуцированные полем заряды противоположного знака, вызывают разрывные напряжения.При достижении напряжений, превышающих максимально допустимые значения для данного материала, наночастица распадается на две. Этот эффект может быть использован для сужения распределения наночастиц по размерам, полученных методом лазерной абляции.

Механизм создания инверсии населенностей уровней энергии
Авторы): М.А.Казарян; И. В. Шаманин; В. И. Шаманин; В. И. Сачков; Побережников А.Д.

Показать аннотацию

Теоретически показана возможность инверсии населенностей энергетических уровней ядер гадолиния при нейтронной бомбардировке. В процессе участвуют два изотопа гадолиния. Легкий изотоп Gd ¹⁵⁵ , захватывая нейтрон, превращается в тяжелый изотоп Gd ¹⁵⁶ , при этом тяжелое ядро ​​находится в возбужденном метастабильном состоянии.Инверсия населенностей исследуется в течение нескольких десятков секунд при интенсивности нейтронного потока 10 ¹³ см ^-2 · с ^-1 .

Лазерно-индуцированные процессы диссоциации протонированной глюкозы: реакции дегидратации против диссоциации перекрестного кольца
Авторы): Ю. А. Дьяков; М.А. Казарян; Голубков М.Г .; Губанова Д. П.; Н. А. Булычев; С. М. Казарян

Показать аннотацию

Изучение процессов, происходящих в биологических системах при облучении, критически важно для понимания принципов работы биологических систем. Одной из основных проблем, стимулирующих интерес к процессам фотоиндуцированного возбуждения и ионизации биомолекул, является необходимость их идентификации различными методами масс-спектрометрии (МС).В то время как простой анализ малых молекул давно стал стандартной техникой МС, распознавание крупных молекул, особенно углеводов, по-прежнему остается сложной проблемой и требует сложных методов и сложного компьютерного анализа. Из-за большого разнообразия веществ в образцах, сложности процессов, происходящих после возбуждения / ионизации молекул, эффективность распознавания техники МС в отношении углеводов все еще недостаточно высока. Необходим дополнительный теоретический и экспериментальный анализ процессов ионизации и диссоциации различных видов полисахаридов, начиная с простейших.В нашей работе мы расширяем предыдущие теоретические и экспериментальные исследования сахаридов и концентрируем наше внимание на протонированной глюкозе. В этой статье мы уделили наибольшее внимание реакциям диссоциации перекрестного кольца и потери воды из-за их важности для идентификации различных изомеров углеводородных молекул (например, для различения α- и β-глюкозы).

Моделирование ТГц излучения в сужающемся волноводе
Авторы): А.С. Никогосян; Ш. Х. Аракелян; Казарян М.А.

Показать аннотацию

Метод конечных элементов использовался для моделирования и моделирования распространения терагерцовой (ТГц) волны в сужающемся волноводе. Относительно нечастое использование диэлектрических волноводов и антенн связано с отсутствием инструментов анализа. Уравнения Максвелла имеют аналитическое решение только для кристалла прямоугольной формы.Отсутствие инструментов анализа препятствует разработке антенн, потому что физики должны прибегать к методам проб и ошибок. Только недавно моделирование электромагнитных полей в средах произвольной формы стало быстрым и практичным. Результаты численного моделирования показали изменения модовой структуры ТГц излучения по длине кристалла, концентрации ТГц поля внутри кристалла и структура излучения от границы раздела кристалл-воздух. Возбуждение ТГц излучения в сужающемся волноводе с помощью оптического лазерного импульса позволяет решить проблемы, связанные с входом / выходом — согласованием мод и одномодовым распространением.Концентрация ТГц энергии с помощью диэлектрической клиновой антенны улучшает пространственное разрешение и увеличивает отношение сигнал / шум (SNR) для ТГц изображений и спектроскопии.

Фото- и электролюминесценция новых органических полупроводников
Авторы): Самсонова Л.Г .; К. М. Дегтяренко; Р. М. Гадиров; А. В. Одод; Т.Н. Копылова; А. Бегимова; С. С. Красникова; Якущенко И. К.; С.Я. Гадомский; Каплунов М.Г.

Показать аннотацию

Приведены результаты исследования люминесценции при фотовозбуждении и электровозбуждении четырех новых соединений. Спектральные свойства и фотолюминесценция изучаются в этаноле, растворах хлороформа и пленках, сформированных термовакуумным напылением (TVD).Фосфоресценция соединений исследуется в этаноле при температуре 77 К. Приведены времена фосфоресценции молекул. Электролюминесценция достигается в многослойной структуре ITO / PEDOT / NPD / L / Ca / Al. Показано, что спектральные области фотолюминесценции TVD-пленок и электролюминесценции совпадают. Обсуждаются взаимосвязи эффективности электролюминесценции со структурой молекулы, квантовым выходом фотолюминесценции и возможностью термически активируемой замедленной флуоресценции.

Особенности поглощения света сферическими микрокапсулами
Авторы): Юрий Э.Geints; Екатерина Константиновна Панина; Землянов Александр Александрович

Показать аннотацию

Рассмотрено поглощение оптического излучения в многослойных сферических микрочастицах, имитирующих неорганические / органические многослойные поглощающие микрокапсулы. С помощью метода конечных разностей во временной области численно рассчитывается пространственное распределение поглощенной световой мощности в микрокапсулах различных размеров и внутренней структуры.Для улучшения поглощения света мы разработали оптимальную структуру капсулы, состоящую из сильно преломляющего прозрачного внешнего покрытия и поглощающего слоя, покрывающего жидкую сердцевину. Предлагаемый прототип микрокапсулы обеспечивает многократное увеличение плотности поглощенной световой мощности по сравнению с обычной однослойной поглощающей капсулой. Мы показываем, что для микрокапсул с масштабированием длины волны света оптимально использовать в качестве внешней оболочки материал с показателем преломления больше двух, например диоксид титана (TiO ₂ ).Наивысшие значения плотности поглощенной мощности могут быть получены в микрокапсулах с толщиной поглощающей оболочки примерно одной десятой длины волны лазера. Когда лазерное излучение рассеивается димером, состоящим из двух идентичных поглощающих микрокапсул, плотность поглощенной мощности может быть максимизирована путем выбора правильной пространственной конфигурации димера. В случае сильно поглощающих частиц максимум поглощения соответствует смещению капсул на расстояние примерно их диаметра, а в случае слабопоглощающих частиц поглощение максимально, когда частицы находятся в геометрических оттенках друг друга.

Особенности лазерной филаментации воздуха при аберрационной фокусировке
Авторы): Иванов Н.Г .; В. Ф. Лосев-старший; Лубенко Д. М. Старший; Прокопьев В.Е.-старший.

Показать аннотацию

Влияние астигматизма на лазерную филаментацию воздуха исследовано численно и экспериментально.Показано, что ограниченная подача энергии к филаменту является главной особенностью аберрационной фокусировки, которая способствовала организации квазисолитонов в пост-филаментной области. Квазисолитоны реализуются за счет баланса между линейной дифракцией и керровской нелинейностью при наличии фоновой среды вокруг зон с повышенной интенсивностью. Вне видимой зоны филамента в результирующих пространственных квазисолитонах формируется высоконаправленный СК видимого света.

Использование УФ-излучения эксилампы KrCl для удаления 2,4-D с добавками h3O2 / Fenton
Авторы): Н.О. Вершинин; Соколова И. В.

Показать аннотацию

Исследование разрушения 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоты (2,4-Д) под действием УФ-излучения от эксилампы KrCl с использованием добавок перекиси водорода, реагента Фентона. Рассчитаны эффективные константы скорости реакций разложения исходного соединения.Дана оценка эффективности как каждой системы в отдельности, так и вместе. Использование добавок перекиси водорода и реактива Фентона связано с тем, что использование прямого фотолиза в некоторых системах неэффективно. Добавление перекиси водорода в таких случаях увеличивает эффективность из-за образования активных форм кислорода в водных растворах. Таким образом, были проведены исследования с целью найти наиболее эффективное количество добавки перекиси водорода и создать наиболее эффективную систему для разрушения хлорированных феноксикислот при возбуждении эксилампой KrCl (222 нм).

Катодолюминесцентные источники УФ-излучения
Авторы): Н.Ю. Верещагина; М. И. Данилкин; Казарян М.А. Д. И. Озол; Е. П. Шешин; Спасский Д.А.

Показать аннотацию

Описаны безртутные источники УФ-излучения.Электронный пучок, подобный электронно-лучевым трубкам (ЭЛТ), возбуждает люминесцентный материал в вакуумной лампе. Высокая плотность возбуждения требует, чтобы катод и люминесцентный материал были стойкими к этому и обеспечивали увеличенный срок службы источника УФ-излучения. Автоэмиссионные катоды на основе углеродного волокна и наноуглерода производят длительную стабильную эмиссию с высокой плотностью тока (до 0,3-0,5 А / см ² ). Li ₂ B ₄ O ₇ : Cu и Li ₂ B ₄ O ₇ : Ag люминесцентная керамика выживает при высоких дозах облучения и дает полосы УФ-люминесценции с пиками 360-370 нм и 270 нм , соответственно.Полоса люминесценции 360-370 нм хорошо перекрывается с краем фундаментального поглощения TiO ₂ , который известен как фотокатализатор в системах очистки воздуха и воды. Полоса люминесценции при 270 нм перекрывается с поглощением ДНК и обеспечивает прямой дезинфекционный эффект. Предлагается структура сложных центров люминесценции и механизмы передачи энергии. В статье также обсуждается электронная структура тетрабората лития и вклад примесей.

Применение УФ-светодиодов для дифференциальной спектроскопии оптического поглощения
Авторы): Павел П.Гейко; Сергей С. Смирнов; Игнатий Васильевич Самохвалов

Показать аннотацию

Современные УФ-светодиоды представляют собой потенциально очень выгодную альтернативу тепловым источникам света, в частности ксеноновым дуговым лампам, которые являются наиболее распространенными источниками света в газоанализаторах следов. Таким образом, светодиоды очень привлекательны для использования в качестве источников света для измерений газовых примесей в открытой атмосфере с помощью дифференциальной оптической абсорбционной спектроскопии (DOAS).Недавние разработки в технологии волоконно-оптических телескопов и наличие ультрафиолетовых светоизлучающих диодов позволили нам сконструировать портативный прибор DOAS с большим оптическим расстоянием для использования в удаленных местах и, в частности, для измерения дегазации от активных вулканических систем. Прежде всего, речь идет об измерении диоксида серы, сероуглерода и оксидов хлора и брома. Параллельные измерения диоксида серы с использованием сертифицированного газоанализатора были проведены и показали хорошую корреляцию.

Экситонное поглощение и излучение в алмазе вблизи края фундаментального поглощения
Авторы): Е. И. Липатов; К. Р. Бурумбаева; Д. Э. Генин; В. С. Рипенко; М. А. Шулепов; В. Ф. Тарасенко

Показать аннотацию

Исследование оптического поглощения CVD-алмаза вблизи края фундаментального поглощения проводилось в интервале температур 87-296 К.При температурах ниже 195 К поглощение практически не меняется. При более высоких температурах происходит резкое увеличение поглощения. Это резкое увеличение было объяснено резким обогащением фононного спектра. Одни и те же фононные моды дают разные вклады в отрицательную и положительную ветви поглощения свободного экситона. Для отрицательной ветви (фононное поглощение) преобладала ТА-мода. Для положительной ветви (излучение фононов) преобладала ТО-мода. Продемонстрирована возможность создания катодолюминесцентных УФ-источников на основе алмаза с длиной волны 235 нм.

Образование NOx в плазменных струях атмосферного давления типа апокампа в воздухе, инициированное импульсно-периодическим разрядом
Авторы): Эдуард А. Соснин; Мария Васильевна Диденко; Виктор Анатольевич Панарин; Виктор С. Скакун; Виктор Федорович Тарасенко; Дунпин П. Лю; Инь Сун

Показать аннотацию

Оптическими и химическими методами определены продукты разложения плазмы импульсно-периодического разряда атмосферного давления в режимах апокампа и короны.Показано, что продукты разложения содержат в основном оксиды азота NOx. Сделан краткий обзор плазменных и термохимических реакций в импульсных разрядах. Обзор и экспериментальные данные позволяют объяснить механизмы образования активных форм кислорода в канале потенциального разряда с апокампом. Обсуждаются возможные применения этого источника плазмы для обработки семян сельскохозяйственных культур.

Параметрическое исследование эксимерных УФ-ламп с диэлектрическим барьерным разрядом с управляемыми прямоугольными импульсами тока
Авторы): Юбер Пике; Арнольд Визнер; Дэвид Флорес; Антуан Белинджер; Рафаэль Диез

Показать аннотацию

Предлагается параметрическое исследование системы некогерентного УФ-излучения с помощью DBD-эксиламп, питаемых управляемым источником тока квадратной формы.В презентации, с одной стороны, освещаются характеристики, полученные экспериментально путем объединения набора из 20 различных ламп с разным диаметром, зазором и толщиной стенок (все лампы имеют одинаковую длину и заполнены одной и той же газовой смесью Xe-Cl), с различные условия подачи электроэнергии: величина, частота (в диапазоне 30–200 кГц) и скважность импульсов тока прямоугольной формы, вводимых в колбу. Характеристики касаются средней мощности УФ-излучения, эффективности преобразования лампы (электрическая мощность в УФ-излучение) и возможности регулировки мощности.Во-вторых, мы представляем конструктивные особенности источника питания, который был специально разработан для целей этих экспериментов.

Реакторные эксперименты по изучению люминесценции газовых смесей He-Ne и He-Kr, возбуждаемых продуктами ядерной реакции 6Li (n, α) 3H
Авторы): Батырбеков Э.Г .; Ю. Н. Гордиенко; Н. И. Барсуков; Ю. В.Понкратов; Кульсартов Т.В. М. У. Хасенов; Ж. А. Заурбекова; Вы. Ю. Тулубаев; К. К. Самарханов

Показать аннотацию

Спектральные исследования оптического излучения газовых смесей представляют интерес для решения задач, связанных с поиском газовых сред с высокой эффективностью преобразования энергии ядерных реакций в энергию лазерного или спонтанного излучения [1, 2].Такие среды могут использоваться для извлечения энергии из ядерных и термоядерных реакторов в виде оптического излучения, а также для контроля и регулирования параметров ядерных реакторов. В данной работе представлены предварительные результаты реакторных экспериментов по изучению спектрально-люминесцентных свойств газовых смесей (на основе благородных газов He, Ne и Kr), возбуждаемых продуктами ⁶ Li (n, α) ³ H ядерной энергии. реакция на разных уровнях стационарной мощности реактора ИВГ.1М.

Предпосевное облучение посевов эксилампой XeCl: полевые исследования и перспективы
Авторы): Эдуард А.Соснин; Горбунков Владимир Иванович; Полина Анатольевна Гольцова; Наталья Анатольевна Воронкова; Ирина Анатольевна Викторова; Виктор Анатольевич Панарин; Дмитрий Сергеевич Печеницын; Виктор С. Скакун; Виктор Федорович Тарасенко; Юлия Васильевна Чудинова

Показать аннотацию

Здесь мы представляем данные исследований, демонстрирующие реакцию семян сельскохозяйственных культур на ультрафиолет, создаваемый эксилампой XeCl * барьерного разряда с длиной волны 290–320 нм (82–88%).Данные показывают, что предпосевная обработка ультрафиолетом стимулирует прорастание семян и рост растений. Обработка ультрафиолетом увеличивает всхожесть семян на 20–30% и массу растений в свежем виде на 54% по сравнению с необработанными контрольными образцами и обеспечивает развитую корневую систему с длинными скрученными сегментами. Результаты исследований обнадеживают для модернизации УФ-технологии до более крупномасштабного облучения семян.

Пороговый эффект в свойствах ограничителей интенсивного лазерного излучения
Авторы): Михаил С.Савельева; Александр Ю. Герасименко; Ульяна Е. Курилова; Виталий Михайлович Подгаецкий; Сергей А. Терещенко; Селищев Сергей Васильевич

Показать аннотацию

Создание ограничителей интенсивного лазерного излучения требует разработки эффективных методов испытаний материалов для определения нелинейно-оптических параметров, характеризующих их свойства.Предельный порог, коэффициенты линейного и нелинейного поглощения можно определить не только по данным Z-сканирования с открытой апертурой, но и с помощью фиксированного положения ограничителя. Использование этого метода позволяет определить выходную характеристику исследуемого материала, по которой могут быть рассчитаны нелинейно-оптические параметры. Характеристики углеродных нанотрубок и оксида графена в воде получены при фиксированном положении ограничителя. Эксперименты проводились с использованием Nd: YAG-лазера, который генерирует импульсы длительностью 16 нс на длине волны 532 нм с линейно поляризованным лазерным лучом в горизонтальной плоскости и формой, близкой к гауссовской.Теоретические кривые для метода фиксированного местоположения образца по пороговой модели были рассчитаны и сопоставлены с экспериментальными данными. Для исследуемых дисперсий найдены нормированные коэффициенты ослабления, предельный порог, коэффициенты линейного и нелинейного поглощения и произведен расчет Z-сканирования с открытой апертурой. Величина нормированного коэффициента ослабления была выше в дисперсной среде ОСУНТ с водой (К _норма ≈20) по сравнению с оксидом графена в воде (К _норма ≈14).Зависимости подводимой энергии смещения нормированного коэффициента ослабления в обоих случаях были примерно линейными.

Исследование распределения электрического поля в головном мозге человека по данным МРТ и ЭЭГ.
Авторы): Ю. В. Кистенев; А. В. Борисов; Князькова А.И.; Шаповалова А.В. Э.Е. Ильясова; Сандыкова Е.А.

Показать аннотацию

Работа посвящена развитию подхода к восстановлению пространственно-временного распределения электрического поля в мозгу человека. Это поле оценивалось по модели, выведенной из уравнений Максвелла с граничными условиями, соответствующими электрическим потенциалам на электродах ЭЭГ, которые расположены на поверхности головы по стандартной схеме «10-20».Данные МРТ использовались для расчета пространственного распределения электропроводности биотканей в головном мозге человека. Изучение распределения электрического поля с использованием нашего подхода проводилось у здорового ребенка и ребенка с аутизмом. Исследования проводились на оборудовании Томского областного центра коллективного пользования Томского государственного университета.

Повышение качества изображений многофотонной флуоресцентной микроскопии с помощью цифровой фильтрации.
Авторы): Ю.В. Кистенев; В. В. Николаев; Дроздова А.К .; Ильясова Е.Е .; Сандыкова Е.А.

Показать аннотацию

В нашем исследовании мы использовали фильтр ранжирования, фильтр выбросов на основе критериев Пирсона, фильтр Гаусса и медианный фильтр для улучшения данных микроскопии визуализации времени жизни флуоресценции (FLIM).Данные, полученные с помощью технологии FLIM, представляют собой распределение с ярко выраженным пиком, а при измерении пиковое значение измеряется с ошибкой. По мнению аналитиков, фильтр Гаусса более полезен для улучшения качества данных FLIM. Пространственная фильтрация позволяет уменьшить шумовую составляющую, получаемую в процессе измерений, в том числе уменьшить влияние отдельных пакетов. Фильтрация по шкале времени позволяет более точно определить пиковое значение интенсивности. Исследование проводилось на оборудовании Томского областного центра коллективного пользования Томского государственного университета.

Визуализация наноконструкций с ДНК-аптамерами для связывания целевых молекул на поверхности электродов с трафаретной печатью
Авторы): Иван Николаевич Лапин; Анастасия Валерьевна Шабалина; Валерий А. Светличный; Коловская Ольга Сергеевна

Показать аннотацию

Наноконструкции наночастиц золота (НЧ), полученных с помощью импульсной лазерной абляции в жидкости с ДНК-аптамером, специфичным для белкового опухолевого маркера, были визуализированы на поверхности электрода с трафаретной печатью с использованием сканирующей электронной микроскопии (SEM) и конфокальной лазерной сканирующей микроскопии (CLSM).Исследовано распределение наноконструкций AuNP / аптамер на твердой поверхности. Было показано более равномерное покрытие поверхности углеродного электрода наноконструкциями по сравнению с одним ДНК-аптамером на поверхности золотого электрода. Подтверждено целевое связывание молекул опухолевых маркеров с наноконструкциями AuNP / ДНК-аптамер.

Механизмы действия ВУФ-излучения на микрогрибы
Авторы): Галина Зверева; Ирина Кирцидели; Эдуард Махс; Альберт Вангонен

Показать аннотацию

Исследованы механизмы воздействия вакуумного ультрафиолетового (ВУФ) излучения (λ = 172 нм) на различные виды спор микрогрибов.Обнаружено, что существует несколько параллельных прямых и косвенных механизмов, которые приводят к инактивации спор, включая разрушение клеточной стенки и ДНК посредством прямого поглощения ВУФ-излучения и продуктов реакции ВУФ-фотолиза. Спектры ИК-пропускания указывают на травление материала клеточной стенки спор с преимущественным разложением полисахаридов. Электрофорез облученных спор ДНК показывает появление тяжелых (около 20 000 пар нуклеотидов) и легких фрагментов.Эксперименты с антиоксидантом (йодом) указывают на участие в инактивации реактивных радикалов, которые обеспечивают не менее 10% инактивированных клеток.

Генератор Маркса на основе длинных линий для ускорителей электронов с выводом пучка в газ
Авторы): Эдуард Н. Абдуллин; Геннадий Федорович Басов; Сергей Шершнев

Показать аннотацию

Приведены результаты разработки генератора Маркса, предназначенного для питания ускорителя электронов с выводом электронного пучка в газ через окно из фольги.Генератор имеет воздушную изоляцию и состоит из 4-6 ступеней, собранных в виде искусственных длинных линий с волновым сопротивлением ~ 4 Ом. Чтобы исключить отражения, на каждую из линий нанесена согласованная нагрузка. Подключение как ступеней последовательно, так и согласованных нагрузок к ступеням осуществляется одним блоком выключателей. Генератор обеспечивает получение прямоугольных импульсов напряжения до 130 -140 кВ длительностью 10 мкс при согласованной нагрузке и 5 мкс при произвольной постоянной резистивной нагрузке соответственно.Сборка каскадов из двух параллельных линий половинной длины дает возможность увеличить выходное напряжение и ток генератора.

Амбиполярный транспорт в структуре газоразрядной плазмы.
Авторы): Медведев А.Е.

Показать аннотацию

В данной работе, помимо известной амбиполярной диффузии, рассматриваются амбиполярный дрейф и перенос плазмы, основанные на действии энергии электрического поля.Показана важность механизмов амбиполярного транспорта плазмы при формировании разрядной структуры в газах среднего и атмосферного давления на примере экспериментальных работ.

Пучки убегающих электронов в воздухе атмосферного давления в диоде с диэлектрическими пленками
Авторы): Виктор Федорович Тарасенко; Игорь Д.Костыря

Показать аннотацию

В статье сообщается об исследовании сверхкороткого лавинного электронного пучка (СЛЭП), формируемого в воздухе атмосферного давления в диоде с диэлектрическими пленками. Исследование показывает, что количество электронов за анодом из алюминиевой фольги постепенно увеличивается по мере смещения диэлектрической пленки толщиной 50 мкм от катода к аноду. При толщине пленки 100 мкм, расположенной на расстоянии 3 мм от катода, количество электронов уменьшается в ∼4 раза, тогда как их количество при такой же фольге, размещенной на расстоянии 1 и 11 мм, уменьшается не более чем на 30%.Предполагается, что диэлектрик на расстоянии 3 мм от катода существенно влияет на формирование волны ионизации, а увеличение его толщины приводит к быстрому уменьшению амплитуды СЛЭП.

ТГц лазерная спектроскопия экзосомальный анализ слюны и плазмы крови
Авторы): Князькова А.И.; Н.В. Юнусова; Е. А. Тугутова; Ильясова Е.Е .; Е. А. Сандыкова; В. С. Заседатель

Показать аннотацию

Проведено исследование экзосом слюны и плазмы крови методом терагерцовой лазерной спектроскопии. Образцы экзосом были взяты у пациентов с колоректальным раком (n = 6) и здоровых добровольцев (n = 5).Проведено предметное исследование спектров поглощения образцов методом канонического корреляционного анализа. Повсеместно выявлено присутствие Глицина, Лаланина, Маннозы. Содержание маннозы было меньше в образцах экзосом, соответствующих колоректальному раку, по сравнению с образцами экзосом от здоровых добровольцев.

Исследование усилителя яркости паров меди для визуализации протяженных перемещаемых объектов
Авторы): В.В. Власов; М. В. Тригуб; Н. А. Васнев

Показать аннотацию

В статье представлены результаты исследования некоторых динамических характеристик медного усилителя яркости. Активная среда лазера на парах меди использовалась в качестве усилителя яркости. Рассмотрена зависимость коэффициента усиления от времени. Приведены оптимальные временные задержки между отраженным сигналом и усиленным.Результаты исследования могут быть использованы для разработки систем визуализации с помощью таких усилителей яркости изображения.

Микроструктура поверхности меди, обработанной диффузным предионизованным разрядом на убегающих электронах в токе азота атмосферного давления
Авторы): В. С. Рипенко; М. В. Ерофеев; М. А. Шулепов; В.Ф. Тарасенко

Показать аннотацию

В работе представлены экспериментальные результаты исследования микроструктуры поверхностного слоя меди после обработки убегающим предионизированным диффузным разрядом в токе атмосферного азота. Показано, что после 100000 импульсов обработки на поверхности образцов меди формируется разориентированный поверхностный слой глубиной до 200 нм.Кроме того, результаты рентгенофазового анализа не выявили изменений фазового состава поверхности. Однако в результате обработки поверхности плазмой диффузного разряда решетка становится больше и микронапряжения возрастают.

Кинетическая модель УФ / h3O2 разложения 8-метоксипсоралена
Авторы): Ольга Чайковская; Наталья Брянцева; Влада Краюхина

Показать аннотацию

Исследовано влияние Н ₂ О ₂ на деградацию 8-метоксипсоралена (8-МОП) в водно-этанольных растворах под действием излучения эксиламп KrCl и XeBr в фотореакторе.Построена кинематическая модель фотодеградации исследуемой молекулы. В водно-этанольных растворах добавление Н ₂ О ₂ изменило механизм распада 8-МОП под действием эксилампы KrCl по сравнению с облучением эксилампой XeBr. Такое поведение объясняется тем, что воздействие излучения 283 нм приводит к накоплению стабильного фотопродукта. Чтобы установить токсичность этого продукта, необходимы дальнейшие исследования.

Спектроскопическое поведение пирролантрона и его производного в апротонных и протонных растворителях
Авторы): А.Г. Мережко; М. А. Герасимова; Л. М. Горностаев; Д. А. Тропина; Слюсарева Е.А.

Показать аннотацию

Недавно синтезированы пирролантрон, нафто [1,2,3-cd] индол-6 (2H) -он (PyAn) и его водорастворимое производное 3 (нафто [1,2,3-cd] индол-6 (2H ) -он-2-ил) пропилсульфонат натрия очень перспективны для противоопухолевой терапии благодаря как флуоресцентным, так и цитотоксическим свойствам.Настоящая работа посвящена спектроскопическому анализу эффектов растворителя в PyAn и его производном. Увеличение полярности растворителя приводит к батохромному сдвигу в спектрах излучения и поглощения, что указывает на участие ππ * -типа. Наблюдается двойная линейная корреляция стоксова сдвига с объемными функциями полярности растворителя (в рамках моделей Липперта, Бахшиева и Чамма-Виалле) и микроскопическим параметром полярности растворителя () 30 N ET для апротонных и протонных растворителей.Выявлены как общие, так и специфические эффекты растворителя для систем растворенное вещество-растворитель. Для PyAn и его производной в различных растворителях впервые определены квантовый выход флуоресценции, время жизни флуоресценции и дипольный момент возбужденного состояния. Полученная информация имеет большое значение для характеристики межмолекулярных взаимодействий лекарств с биомолекулами для разработки новых систем доставки лекарств.

ГВГ в порошке γ-Ga2S3
Авторы): Дмитрий М.Ежов; Александр Сергеевич Таничев; Артем Борисович Кузнецов; Константин А. Кох; Григорий В. Ланский; Юрий Михайлович Андреев; Валерий Анатольевич Светличный

Показать аннотацию

Приведены результаты сравнительного исследования ГВГ в порошке перспективного нелинейного кристалла γ-Ga ₂ S ₃ .Порошки трисульфида дигаллия с размером частиц от 20 мкм до 500 мкм были испытаны в сравнении с порошками известных кристаллов LBO, BBO, KABO, KDP и LN при накачке 7 нс лазером Nd: YAG 1064. Определены пороги лазерно-индуцированного разрушения порошков различных фракций. Γ-Ga ₂ S ₃ показал высокий порог разрушения и большую интенсивность ГВГ: в 56 раз больше, чем в порошке LBO, 15 в BBO, 50 в KABO, 67 в KDP и 3 в LN (для размера частиц: 20 –50 мкм), что делает его одним из наиболее перспективных кристаллов для преобразования частоты высокоинтенсивного наносекундного излучения лазеров ближнего ИК-диапазона методом оптического выпрямления.

Цельноволоконный кольцевой эрбиевый лазер с синхронизацией мод на основе высоконелинейного резонатора с малошумящей генерацией УКИ
Авторы): Игорь Сергеевич Куделин; Дмитрий А. Дворецкий; Станислав Григорьевич Сазонкин; Илья Олегович Орехов; Алексей Б. Пнев; Валерий Э.Карасик; Лев Константинович Денисов

Показать аннотацию

Волоконные лазеры с ультракороткими импульсами (USP) нашли применение в таких различных областях, как частотная метрология и спектроскопия, телекоммуникационные системы и т. Д. В последнее десятилетие волоконные лазеры с синхронизацией мод (ML) тщательно исследуются в научных, медицинских и промышленных приложениях. .Кроме того, источники волокна USP можно рассматривать как идеальную платформу для расширения будущих приложений из-за сложной нелинейной динамики ML с наличием высокого значения дисперсии групповой скорости (GVD) и дисперсии третьего порядка в резонаторе. Для более надежного и надежного запуска пассивной синхронизации мод на основе эволюции нелинейной поляризации мы использовали высоконелинейный германосиликатный световод (с концентрацией оксидов германия в сердцевине ~ 50 мол.%) Внутри резонатора и получили ультракороткие растянутые импульсы с высокая пиковая мощность и энергия.В этой работе относительная интенсивность шума и стабильность повторения частот улучшены за счет применения изолятора-поляризатора (ISO-PM) с увеличенным коэффициентом экстинкции P _ext и за счет компенсации внутрирезонаторной дисперсии групповой скорости от значения β2 ~ — 0,021 пс ² до ~ — 0,0053 пс ² при 1550 нм. В результате получена малошумящая генерация растянутого импульса длительностью ~ 180 фс при частоте следования ~ 11,3 МГц (при отношении сигнал / шум на основной частоте ~ 59 дБ) с аллановским девиацией частоты следования импульсов на 1 с. интервал ~ 5,7 * 10 ^-9 и относительная интенсивность шума <-101 дБн / Гц.

Разработка системы управления бистатическим лазерным монитором.
Авторы): Н. А. Васнев; М. В. Тригуб; В. А. Димаки; В. В. Власов

Показать аннотацию

Разработана система управления бистатическим лазерным монитором.Эта система включает цифровую схему и высоковольтный модулятор. Система управления обеспечивает синхронную накачку двух активных элементов: источника освещения и усилителя яркости. Временной сдвиг между импульсами запуска регулируется вариометром и его максимальное значение составляет 40 нс при активной нагрузке. Реализована система MOPA. Проведены эксперименты по визуализации тестового объекта. Был продемонстрирован пример такой визуализации.

Исследование условий сжатия субнаносекундного импульса в видимой области спектра.
Авторы): М.В. Иванов; Иванов Н.Г .; В. Ф. Лосев

Показать аннотацию

Одним из способов получения мультитераваттных лазерных лучей в видимом диапазоне спектра является прямое усиление импульса в выходном усилителе. Такой метод разрабатывается в ИВХЭ СО РАН на базе гибридной лазерной системы THL-100. В этой системе используются твердотельные и газовые активные среды, а именно: фемтосекундный входной каскад Ti: Sa и фотодиссоциативный усилитель XeF (C-A).Внешний интерфейс генерирует ограниченный преобразованием импульс излучения длительностью 50 фс или положительный чирпированный импульс 50 пс (FWHM) на второй гармонике (475 нм). Усилитель XeF (C-A) может усиливать энергию входного импульса до 2–3 Дж. Компрессор необходим для повторного сжатия усиленного импульса излучения 50 пс до длительности импульса, ограниченной преобразованием. В данной работе представлены расчетные параметры компрессора на основе дифракционных решеток и экспериментальных данных по компрессии импульса выходного излучения входного каскада.Приведена схема оптики компрессора, ее параметры и методика настройки. Продемонстрирована возможность сжатия импульса второй гармоники длительностью 50 пс до длительности 75 фс в решеточном компрессоре при энергии импульса 7 мДж и диаметре пучка 1 см.

Фотоника фтористого бора и дипиррометеновых комплексов цинка
Авторы): Юлия В.Аксенова; Прокопенко Александр Александрович; Римма Т. Кузнецова; Георгий В. Майер; Наталья А. Бумагина; Березин Михаил Борисович

Показать аннотацию

Описаны спектральные, фотофизические, фотохимические характеристики одноядерных и биядерных дипиррометенов в комплексах с BF ₂ (BODIPY), бис-BODIPY и бис-спиралями ([Zn ₂ (L) ₂ ]).Роль заместителей (тип и расположение в лиганде) и среды, в которой находятся дипиррометеновые комплексы (растворители, твердотельные матрицы), влияние различных комплексообразователей (p- и d-элементов) на фотонику комплексов. Обсуждаются. Приведены результаты исследования лазерных и фотохимических свойств комплексов под действием лазерного излучения. Кроме того, для описанных комплексов оценивается устойчивость в основном и возбужденном состояниях в протонных средах.На основе анализа результатов обсуждаются возможности практического применения этих соединений для создания различных оптических устройств.

Использование спектров поглощения и их производных второго порядка для количественной оценки разложения лигногумата нитчатыми грибами
Авторы): Елена Федосеева; Дарья Хунджуа; Вера Терехова; Светлана Пацаева

Показать аннотацию

Почвенные грибы активно участвуют в процессах синтеза, трансформации и минерализации гуминовых веществ за счет продукции внеклеточных неспецифических окислительных ферментов.Цель работы — оценить с помощью спектральных методов динамику трансформации гуминового продукта (ГП) из лигносульфоната (HPligno) культурами нитчатых почвенных грибов Alternaria alternata и Trichoderma harzianum. Эксперименты показали, что прямое спектроскопическое исследование HPligno, введенного в питательную среду, и его трансформация во время роста грибов является сложной задачей из-за сильного поглощения света питательной средой, развития поглощающих метаболитов грибов, частичной утилизации и разрушения HP грибами и, следовательно, из-за необходимо регистрировать крошечные изменения в перекрывающихся полосах.Для решения этой задачи мы предложили новый алгоритм обработки спектров поглощения, который ранее не использовался для изучения культур грибов. Мы рассчитали производную второго порядка по длине волны для спектров поглощения, измеренных во время роста грибов, и нашли характерные «образцы» для внесенных HP: максимум при 270–285 нм и минимум в пределах 290–300 нм. Спектральный индекс, определенный по амплитудам в спектре производной второго порядка, отражает относительное содержание ГП в питательной среде в присутствии других поглощающих компонентов.Мы резюмируем, что два штамма грибов использовали HPligno в концентрациях 0,02 и 0,1% лучше при 30 г / л сахарозы, чем при 3 г / л в среде. Таким образом, дифференцированные спектры поглощения второго порядка помогли количественно оценить деградацию HPligno во время роста грибов.

Влияние наночастиц оксида железа на свертываемость крови по данным светорассеяния
Авторы): М.Н. Кириченко; Н. А. Булычев; Л. Л. Чайков; Казарян М.А. Масалов А.В.

Показать аннотацию

В работе показано, что наночастицы оксида железа, полученные в акустоплазменном разряде с кавитацией, влияют на скорость одной из реакций процесса свертывания крови — расщепления фибриногена тромбином. В результате реакции образуется гель фибрина.С помощью динамического и статического светорассеяния мы обнаружили, что добавление тромбина, изначально смешанного с наночастицами, в раствор фибриногена приводит к резкому ускорению гелеобразования. Добавление наночастиц в раствор фибриногена (до добавления тромбина) приводит к остановке реакции на первом этапе (без образования геля). Эти данные показывают, что наночастицы закиси железа могут действовать как регуляторы ферментативной реакции — в одном случае ускоряя ее, а в другом — ингибируя.Ранее мы представили динамику распределения интенсивности рассеянного света по размерам частиц в системе фибриноген-тромбин при различных последовательностях добавления наночастиц. В данной работе показана динамика корреляционной функции интенсивности в образцах, форма которой становится близкой к «растянутой экспоненте» в прегелевом состоянии или степенному закону в геле.

Режим ASE активной среды на парах бромида меди при высоких PRF
Авторы): С.Н. Торгаев; И. С. Мусоров; Д. В. Шиянов; Д. И. Лушневский; Евтушенко Т.Г .; Евтушенко Г.С.

Показать аннотацию

В работе представлены результаты экспериментального исследования работы активной среды на парах бромида меди в режиме усиленного спонтанного излучения (УСИ) с частотой следования импульсов (ЧСИ) до 200 кГц. Приведены осциллограммы импульса излучения активной среды на различных частотах в режиме генератора (генерации), режиме однопроходного усиления и УСИ.Показана возможность использования активных сред на самоограниченных переходах в качестве усилителей яркости при ЧСИ выше 100 кГц.

Параметрические усилители с многолучевой накачкой для мощных лазерных систем фемтосекундного диапазона
Авторы): Станислав А. Фролов; Трунов Владимир Иванович

Показать аннотацию

Исследованы возможности реализации каскада выходных усилителей мощной лазерной системы на основе параметрического усиления фемтосекундных импульсов с многолучевой накачкой.Предложен метод выбора оптимального расположения пучков накачки параметрического усилителя, позволяющий достичь широкой полосы спектрального усиления с минимальными потерями на параметрическую дифракцию. Выбран ряд оптимальных схем расположения пучков накачки в кристаллах LBO и DKDP. Для этих кристаллов представлены результаты моделирования параметрического усиления с учетом параметрической дифракции. Проанализирована зависимость эффективности усиления и длительности усиленного импульса от числа пучков накачки.Продемонстрировано полное устранение модуляции пространственного профиля усиленного излучения при использовании пространственных фильтров в случае кристалла LBO. Для кристаллов LBO и DKDP исследовано влияние мелкомасштабной самофокусировки интерференционной картины полного пучка накачки на пиковую интенсивность пучков. Показано, что кристаллы DKDP мало пригодны для параметрического усиления многократной накачки фс-импульсов в спектральном диапазоне 700–900 нм.

.