Федеральное государственное бюджетное учреждение науки
ИНСТИТУТ ЦИТОЛОГИИ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК

Группа экзобиологии
Руководитель группы

КУЗИЧЕВА Евгения Алексеевна

 Ведущий научный сотрудник, заслуженный деятель науки РФ, д.б.н.

Тел.: (812) 297-74-50
e-mail: kuzicheva34@mail.ru

Лаборатория создана в 1957 году д.б.н., проф. Л.К. Лозино-Лозинским.

Необходимость создания данного подразделения стала очевидной в связи с запуском первого космического спутника и появлением новых космических технологий. Главная цель исследований - моделирование условий, максимально соответствующих условиям, существующим на Марсе и в космическом пространстве и изучение действия различных факторов космической среды на биологические объекты. В Институте цитологии была разработана и создана экспериментальная установка "Марс", максимально воспроизводящая температурный, радиационный и другие режимы в соответствии с аналогичными показателями на поверхности Марса.Первые работы лаборатории экзобиологии были представлены в печать академиком Опариным, как подтверждающие его гипотезу о происхождении жизни, выдвинутую задолго до появления аналогичных гипотез на Западе. В настоящее время данная гипотеза получила многочисленные экспериментальные доказательства со стороны американских и европейских учёных и является общепринятой версией появления первых биологических систем, давших начало жизни на Земле.В связи с последующими успехами Советского Союза на пути освоения космического пространства, в дальнейшем появилась возможность проводить уникальные научные исследования на Земной орбите во время полёта орбитальных станций "Салют-6", "Салют-7", "МИР", на спутниках "Бион" и "Космос-2044". Во всех космических экспериментах принимали участие сотрудники лаборатории экзобиологии. Лабораторные исследования проводились параллельно с полётными экспериментами для более полной информации о воздействии факторов космического полёта на процессы абиогенного синтеза.В результате многолетних экспериментов, проводимых в лаборатории с момента её основания, были получены многочисленные данные по абиогенному синтезу биологически важных соединений под действием различных источников энергии, влиянию факторов космического полёта на твердофазный синтез органических веществ, защитным свойствам минеральных подложек внеземного происхождения на протекание реакций синтеза.

Сотрудники

м.н.с., к.х.н. Симаков Михаил Борисович (exobio@mail.cytspb.rssi.ru)
м.н.с., к.ф-м.н. Гонтарева Наталья Борисовна (ngontar@mail.cytspb.rssi.ru)

Основные направления исследований

В настоящее время основной темой исследования является проблема происхождения жизни (период химической эволюции), возможность протекания процессов синтеза огранических веществ на поверхности малых тел Солнечной системы. Данные исследования относятся к нескольким научным областям, таким как экзобиология, космохимия, геохимия, химия нуклеиновых кислот и белков.

Изучение проблемы синтеза биологически значимых соединений (БЗС) в условиях космического пространства и их сохранности на поверхности малых тел поможет внести существенный вклад в решение вопроса о возможности доставки органического вещества на поверхность первичной земли в период отсутствия земной атмосферы и интенсивной кометной бомбардировки.

Изучение вклада различных источников энергии, присутствовавших на первичной Земле и имеющихся в космическом пространстве в настоящее время. В данном случае эксперименты на земной орбите являются уникальной возможностью изучить условия первичной Земли в начальный период формирования биосферы.

Изучение возможного каталитического и защитного действия минеральных подложек внеземного происхождения (лунный грунт, метеориты) на процессы абиогенного синтеза в ходе полётных экспериментов.

Краткая схема исследований, проводимых в настоящее время в группе экзобиологии.

  • Исследование реакций синтеза полипептидов и нуклеотидов под действием суммы различных источников энергии открытого космоса в условиях полёта спутников и орбитальных станций.
  • Выяснение роли минеральных подложек в абиогенном синтезе пептидов и нуклеотидов в условиях полётных экспериментов. В настоящее время утверждена программа космических исследований (до 2003 года включительно) на борту Международной космической станции.
  • Исследование реакций синтеза пептидов и нуклеотидов под действием отдельных источников энергии открытого космоса: вакуумного ультрафиолетового излучения (145 нм), биологически значимого ультрафиолетового излучения (254 нм), протонов, гамма-излучения, инфракрасного излучения в ходе лабораторных экспериментов.

Методы исследования:

Высокоэффективная жидкостная хроматография, спектрофотометрия, масс-спектрометрия, метод радиоактивной метки, метод ферментативного гидролиза

Структура группы экзобиологии и научные программы.

В состав подразделения входят в настоящее время 3 человека.
Двое членов лаборатории входят в редколлегию международного журнала "Астробиология", двое являются членами международного научного общества ISSOL (International Society on the Origin of Life).

Публикации

  • Simakov, M.B. and Pavlov, A.K. (eds) Astrobiology in Russia, Proc. Int. Workshop, St.Petersburg, Russia, 25-28, March 2002, 243 pp.
  • Simakov, M. B. The first stages of chemical evolution of biochemical compounds. in Protostars and Planets V Conference, Hilton Waikoloa Village, Big Island of Hawaii, October 24–28, 2005, Abstract #8059.
  • Gontareva, N.B. Photochemical stability of biomolecules in the experiments modeling Martian surface conditions. Int.J.Astrobiology, 4(1), 93-96, 2005.
  • Simakov, M. B., Kuzicheva, E. A. Abiogenic photochemical synthesis on surface of meteorites and other small space bodies Adv. Space Res. 36 (2), 190-194, 2005.
  • Simakov, M.B. Exobiology of Titan. In: Seckbach, J.; Chela-Flores, J.; Owen, T.; Raulin, F. (Eds.) Life in the Universe. From the Miller Experiment to the Search for Life on Other Worlds. Series: Cellular Origin and Life in Extreme Habitats and Astrobiology, Vol. 7, 387 p., 2005.
  • Simakov, M.B., Kuzicheva, E. A. Probable processes of the abiogenic synthesis of biologically significant compounds at the surface of minor bodies in the Solar System. Doklady Rusian Academy of Sciences, 395 (5), 1-5, 2004.
  • Simakov, M.B., Possible biogeochemical cycles on Titan. In: Seckbach, J. (Ed.) Origins: Genesis, Evolution and Diversity of Life (Cellular Origin, Life in Extreme Habitats and Astrobiology), Kluwer Academic Publishers, pp. 645-665, 2004.
  • Kuzicheva, E.A. and Gontareva N.B. Exobiological investigations on Russian spacecrafts. Astrobiology, 3(2), 253-289, 2003.
  • Simakov, M.B. A new method for an abiogenic synthesis of pyrimidine nucleosides and their acyclic analogues. Orig.Life Evol.Biosphere, 32, p.426, 2002
  • Simakov, M.B., Kuzicheva, E. A., Antropov, A. E., Dodonova, N. Ya. Abiogenic synthesis of nucleotides on the surface of small space bodies with high energy particles. Adv. Space Res. 30, 1489-1494, 2002.
  • Simakov M.B. Dinitrogen as a possible biomarker for exobiology: The case of Titan. In Bioastronomy'99: A new era in Bioastronomy (eds: G.A. Lemarchand and K.J. Meech), ASP Conf. Series, Vol. 213, (Sheridan Books: Chelsea, MI) pp. 333-338, 2000.
  • Kuzicheva, E.A. and Gontareva N. B. Exobiological experiments on board of MIR orbital space station. Adv.Space Res., 24(4), 2000.
  • Kuzicheva E.A. and Simakov M. B., Abiogenic synthesis of nucleotides in conditions of space flight of the biosputnik "BION-11". Adv.Space Res., 23(2), 387-391, 1999.
  • Kuzicheva, E. A. and Gontareva N. B. The possibility of nucleotide abiogenic synthesis in conditions of "KOSMOS-2044" satellite space flight. Adv. Space Res. 23(4), 1999.
  • Simakov M.B., Kuzicheva E. A., Dodonova N. Y., and Antropov A. E., Formation of oligopeptides on the surface of small bodies in solar system by cosmic radiation. Adv.Space Res., 19(7), 1063-1066, 1997.
  • Simakov M.B., Kuzicheva E. A., and Malko I. L., Abiogenic synthesis of pyrimidine nucleotides in solid state by vacuum ultraviolet radiation. Adv.Space Res., 19(7), 1059-1062, 1997.
  • Kuzicheva E.A., Simakov M. B., Malko I. L., Dodonova N. Y., and Gontareva N. B., Role of vacuum ultraviolet (VUV) radiation in abiogenic synthesis of adenine nucleotides. Adv.Space Res., 18(12), 65-68, 1996.
  • Simakov M.B., Kuzicheva E. A., Malko I. L., and Dodonova N. Y., Abiogenic synthesis of oligopeptides in solid state under action of vacuum ultraviolet light (100-200 nm). Adv.Space Res., 18(12), 61-64, 1996.
  • Dodonova, N. Ya., N. M. Tsyganenko, et al. Abiogenic synthesis of uridine nucleotides on exposure to vacuum ultraviolet radiation. Biophysics 39: 1, 1994.
   |  Главная  |  Научные подразделения  |