Кафедра биофизики

ПРОГРАММЫ ПОДГОТОВКИ:

Профили подготовки бакалавриата:

Программы специалитета:

• Медицинская биофизика

Бакалавриат:

• Биофизика
• Молекулярная биофизика
• Кинетика и термодинамика биологических процессов
• Радиационная биофизика
• Радиационная экология
• Фотобиология
• Основы структуры и функционирования биомембран
• Методы биоимиджинга

Специалитет:

• Общая биофизика
• Методы биоимиджинга
• Медицинская биофизика
• Общая и медицинская радиобиология
• Математическое моделирование биологических процессов
• Биофизические основы функциональной диагностики
• Молекулярная биофизика

Магистратура:

• Свободнорадикальные процессы в биосистемах
• Основы нанобиотехнологии
• Прикладная биофизика
• Биофизика и биохимия мембранных процессов
• Регенеративная медицина
• Медицинская радиобиология
• Биоэлектрогенез у растений
• Спецглавы физических и химических наук
• Математическое моделирование биологических процессов

Аспирантура:

• Актуальные проблемы современной биофизики
• Биоэлектрогенез растений
• Клеточные технологии
• Оптическая тераностика
• Подходы к математическому моделированию живых систем различного уровня
• Прикладная радиобиология

Основные научные направления кафедры:

Оптическая тераностика

• персонализированная фотодинамическая терапия
• оптические методы в развитии клинических исследований
• опухолевые модели для скрининга противоопухолевых препаратов
• таргетная терапия опухолей

Электрические сигналы у высших растений

• дистанционные электрические сигналы, возникающие в ответ на стресс
• оптические методы оценки состояния растений

Математическое моделирование живых систем

• моделирование процессов электрогенеза, фотосинтеза и адаптации растений
• моделирование опухолевого процесса и биораспределения лекарственных препаратов

Список избранных публикаций сотрудников кафедры за последние 5 лет:

2018 год

Brilkina, A.A., Peskova, N.N., Dudenkova, V.V., Gorokhova, A.A., Sokolova, E.A., Balalaeva, I.V. Monitoring of hydrogen peroxide production under photodynamic treatment using protein sensor HyPer // Journal of Photochemistry and Photobiology B: Biology. 2018. V. 178, P. 296-301

Gosnell, M.E., Polikarpov, D.M., Goldys, E.M., Zvyagin, A.V., Gillatt, D.A. Computer-assisted cystoscopy diagnosis of bladder cancer // Urologic Oncology: Seminars and Original Investigations. 2018. V. 36, I. 1, P.8.e9-8.e15

Gudkov, S.V., Guryev, E.L., Gapeyev, A.B., Sharapov, M.G., Bunkin, N.F., Shkirin, A.V., Zabelina, T.S., Glinushkin, A.P., Sevost’yanov, M.A., Belosludtsev, K.N., Chernikov, A.V., Bruskov, V.I., Zvyagin, A.V. Unmodified hydrated С60 fullerene molecules exhibit antioxidant properties, prevent damage to DNA and proteins induced by reactive oxygen species and protect mice against injuries caused by radiation-induced oxidative stress // Nanomedicine: Nanotechnology, Biology, and Medicine. 2018. In press

Guller, A.E., Nadort, A., Generalova, A.N., Khaydukov, E.V., Nechaev, A.V., Kornienko, I.A., Petersen, E.V., Liang L., Shekhter, A.B., Qian, Y., Goldys, E.M., Zvyagin, A.V. Rational Surface Design of Upconversion Nanoparticles with Polyethylenimine Coating for Biomedical Applications: Better Safe than Brighter? // ACS Biomaterials Science and Engineering. 2018. V. 4, I. 9, P. 3143-3153

Guryev, E.L., Volodina, N.O., Shilyagina, N.Y., Gudkov, S.V., Balalaeva, I.V., Volovetskiy, A.B., Lyubeshkin, A.V., Sen, A.V., Ermilov, S.A., Vodeneev, V.A., Petrov, R.V., Zvyagin, A.V., Alferov, Z.I., Deyev, S.M. Radioactive (90Y) upconversion nanoparticles conjugated with recombinant targeted toxin for synergistic nanotheranostics of cancer // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 2018. V. 115, I. 39, P. 9690-9695

Komarova A.V.,  Sukhov V.S., Bulychev A.A. Cyclosis-mediated long distance communications of chloroplasts in giant cells of Characeae // Functional Plant Biology. 2018. Т. 45, № 1-2, С. 236-246

Kostyuk, A.B.,  Guryev, E.L.,  Vorotnov, A.D.,  Sencha, L.M.,  Peskova, N.N.,  Sokolova, E.A.,  Liang, L.,  Vodeneev, V.A.,  Balalaeva, I.V.,  Zvyagin, A.V.  Real-time tracking of Yb³⁺, Tm³⁺ doped NaYF₄ nanoparticles in living cancer cells // Sovremennye Tehnologii v Medicine. 2018. V. 10, I. 1, 2018, P. 57-63

Lermontova, S.A.,  Grigor’ev, I.S.,  Ladilina, E.Y.,  Balalaeva, I.V.,  Shilyagina, N.Y.,  Klapshina, L.G.  Porphyrazine Structures with Electron-Withdrawing Substituents as the Base for Materials for Photonics and Biomedicine // Russian Journal of Coordination Chemistry/Koordinatsionnaya Khimiya. 2018. V. 44, I. 4, P. 301-315

Mishchenko T., Mitroshina E., Balalaeva I., Krysko O., Vedunova M., Krysko D.V. An emerging role for nanomaterials in increasing immunogenicity of cancer cell death // Biochim Biophys Acta Rev Cancer. 2018. In press

Mishchenko, T.A.,  Mitroshina, E.V.,  Kuznetsova, A.I.,  Shirokova, O.M.,  Khaydukov, E.V.,  Savelyev, A.G.,  Popov, V.K.,  Zvyagin, A.V.,  Vedunova, M.V. Features of primary hippocampal cultures formation on scaffolds based on hyaluronic acid glycidyl methacrylate // Sovremennye Tehnologii v Medicine. 2018. V. 10, I. 1, P. 103-109

Otvagin, V.F.,  Nyuchev, A.V.,  Kuzmina, N.S.,  Grishin, I.D.,  Gavryushin, A.E.,  Romanenko, Y.V.,  Koifman, O.I.,  Belykh, D.V.,  Peskova, N.N.,  Shilyagina, N.Y.,  Balalaeva, I.V.,  Fedorov, A.Y.  Synthesis and biological evaluation of new water-soluble photoactive chlorin conjugate for targeted delivery // European Journal of Medicinal Chemistry. 2018. V. 144, P. 740-750

Sokolova, E.A.,  Vodeneev, V.A.,  Deyev, S.M.,  Balalaeva, I.V. 3D in vitro models of tumors expressing EGFR family receptors: a potent tool for studying receptor biology and targeted drug development // Drug Discovery Today. 2018. In press

Sukhov, V., Sukhova, E., Vodeneev, V. Long-distance electrical signals as a link between the local action of stressors and the systemic physiological responses in higher plants // Progress in Biophysics and Molecular Biology. 2018. In press

Sukhova E.,  Mudrilov M.,  Vodeneev V.,  Sukhov V. Influence of the variation potential on photosynthetic flows of light energy and electrons in pea // Photosynthesis Research. 2018. V. 136, I. 2, P. 215-228

Sukhova E.,  Sukhov V. Connection of the photochemical reflectance index (PRI) with the photosystem II quantum yield and nonphotochemical quenching can be dependent on variations of photosynthetic parameters among investigated plants: A meta-analysis // Remote Sensing. 2018. V. 10, I. 5, No. 771

Vodeneev V.,  Mudrilov M.,  Akinchits E.,  Balalaeva I.,  Sukhov V. Parameters of electrical signals and photosynthetic responses induced by them in pea seedlings depend on the nature of stimulus // Functional Plant Biology. 2018. V. 45, I. 1-2, P. 160-170

Yudintsev, A.V.,  Shilyagina, N.Y.,  Dyakova, D.V.,  Lermontova, S.A.,  Klapshina, L.G.,  Guryev, E.L.,  Balalaeva, I.V.,  Vodeneev, V.A. Liposomal Form of Tetra(Aryl)Tetracyanoporphyrazine: Physical Properties and Photodynamic Activity In Vitro // Journal of Fluorescence. 2018. V. 28, I. 2, P. 513-522

Сухова Е.М., Сухов В.С. Зависимость поступления СО₂ в растительную клетку от активности Н⁺-ATP-азы плазматической мембраны. Теоретический анализ // Биологические мембраны: журнал мембранной и клеточной биологии. 2018. Т. 35, № 1, С. 52-65

2017 год

Liang L., Lu Y., Zhang R., CareA., Ortega T.A., Deyev S.M., Qian Y., Zvyagin A.V. Deep-penetrating photodynamic therapy with KillerRed mediated by upconversion nanoparticles // Acta Biomaterialia. 2017. V. 51, P. 461-470

Shilyagina,N.Yu., Peskova, N. N., Lermontova, S.A., Brilkina, A.A., Vodeneev, V.V., Yakimansky, A.V., Klapshina, L.G., Balalaeva, I.V. Effective delivery of porphyrazine photosensitizers to cancer cells by polymer brush nanocontainers // Journal of Biophotonics. 2017. V. 10, I. 9, P. 1189-1197.

Sokolova E., Guryev E., Yudintsev A., Vodeneev V., Deyev S., Balalaeva I. HER2-specific recombinant immunotoxin 4D5scFv-PE40 passes through retrograde trafficking route and forces cells to enter apoptosis // Oncotarget. 2017. V. 8, I. 13, P. 22048-22058

Sokolova, E.A., Proshkina, G.M., Kutova, O.M., Balalaeva, I.V., Deyev, S.M. The effect of the targeted recombinant toxin DARPin-PE40 on the dynamics of HER2-positive tumor growth // Acta Naturae. 2017. V. 9, I. 3, P. 103-107

Sukhov V., Gaspirovich V., Mysyagin S., Vodeneev V. High-temperature tolerance of photosynthesis can be linked to local electrical responses in leaves of pea // Frontiers in Physiology. 2017. V. 8, No. 763

Sukhova E., Akinchits E., Sukhov V. Mathematical models of electrical activity in plants // Journal of Membrane Biology. 2017. V. 250, I. 5, P. 407-423

Volovetsky, A.B.,  Sukhov, V.S.,  Balalaeva, I.V.,  Dudenkova, V.V.,  Shilyagina, N.Y.,  Feofanov, A.V.,  Efremenko, A.V.,  Grin, M.A.,  Mironov, A.F.,  Sivaev, I.B.,  Bregadze, V.I.,  Maslennikova, A.V. Pharmacokinetics of chlorin e6-cobalt bis(Dicarbollide) conjugate in balb/c mice with engrafted carcinoma // International Journal of Molecular Sciences. 2017. V. 18, I. 12, No.2556

Yuzhakova, D.V., Lermontova, S.A., Grigoryev, I.S., Muravieva, M.S., Gavrina, A.I., Shirmanova, M.V., Balalaeva, I.V., Klapshina, L.G., Zagaynova, E.V. In vivo multimodal tumor imaging and photodynamic therapy with novel theranostic agents based on the porphyrazine framework-chelated gadolinium (III) cation // Biochimica et Biophysica Acta – General Subjects. 2017. V. 1861, P. 3120-3130

Балалаева И.В., Соколова Е.А., Пужихина А.Д., Брилкина А.А., Деев С.М. Сфероиды HER2-положительной аденокарциномы молочной железы человека как модель для тестирования противоопухолевых иммунотоксинов // Acta Naturae. 2017. Т. 9, № 1(32), С. 40-46

Сухов В.С., Гаспирович В.В., Громова Е.Н., Ладейнова М.М., Синицына Ю.В., Березина Е.В., Акинчиц Е.К., Воденеев В.А.Снижение проводимости мезофилла для СО₂ как механизм влияния абсцизовой кислоты на фотосинтез проростков гороха и пшеницы // Биологические мембраны. 2017. Т. 34, № 3, С. 174-185

2016 год

Gudkov, S.V.,  Shilyagina, N.Y.,  Vodeneev, V.A.,  Zvyagin, A.V. Targeted radionuclide therapy of human tumors // International Journal of Molecular Sciences. 2016. V. 17, I. 1, P. 33

Rozova V., Khaydukov E., Zvyagin A. Incoherent wavefront reconstruction by a retroemission device containing a thin fluorescent film: theory // Applied optics. 2016. V. 55, I. 21, P. 5554-5563

Sokolova E., Proshkina G., Kutova O., Shilova O., Ryabova A., Schulga A., Stremovskiy O., Zdobnova T., Balalaeva I., Deyev S. Recombinant targeted toxin based on HER2-specific DARPin possesses a strong selective cytotoxic effect in vitro and a potent antitumor activity in vivo // Journal of Controlled Release. 2016. V. 233, P. 48-56

Subochev P., Orlova A., Mikhailova I., Shilyagina N., Turchin I. Simultaneous in vivo imaging of diffuse optical reflectance, optoacoustic pressure and ultrasonic scattering // Biomedical Optics Express. 2016. V. 7, I. 10, NO. 268181, P. 3951-3957

Sukhov V. Electrical signals as mechanism of photosynthesis regulation in plants // Photosynthesis Research. 2016. V. 130, I. 1-3, P. 373-387

Sukhov V., Surova L., Morozova E., Sherstneva O., Vodeneev V. Changes in H⁺-ATP synthase activity, proton electrochemical gradient, and pH in pea chloroplast can be connected with variation potential // Frontiers in Plant Science. 2016. V. 7, No. 1092

Surova L., Sherstneva O., Vodeneev V., Katicheva L., Semina M., Sukhov V. Variation potential-induced photosynthetic and respiratory changes increase ATP content in pea leaves // Journal of Plant Physiology. 2016. V. 202, P. 57-64

Surova L., Sherstneva O., Vodeneev V., Sukhov V. Variation potential propagation decreases heat-related damage of pea photosystem I by two different pathways // Plant Signaling & Behavior. 2016. V. 11, I. 3, No. e1145334

Vedunova M.,  Mishchenko T., Mitroshina E., Ponomareva N., Yudintsev A.,  Generalova A., Deyev S., Mukhina I.,  Semyanov A., Zvyagin A. Cytotoxic effects of upconversion nanoparticles in primary hippocampal cultures // RSC Advances. 2016. V. 6, I. 40, P. 33656-33665

Воденеев В.А., Шерстнева О.Н., Сурова Л.М., Сёмина М.М., Катичева Л.А., Сухов В.С. Изменение параметров индуцированных электрическими сигналами ответов фотосинтеза при увеличении возраста проростков пшеницы // Физиология растений. 2016. Т. 63, № 5, С. 873-880

Воловецкий А.Б., Шилягина Н.Ю., Дуденкова В.В., Пасынкова С.О., Игнатова А.А., Миронов А.Ф., Грин М.А., Брегадзе В.И., Феофанов А.В., Балалаева И.В., Масленникова А.В. Изучение тканевого распределения потенциальных агентов для бор-нейтронозахватной терапии на основе конъюгатов аминоамидных производных хлорина Е6 с наночастицами бора // Биофизика. 2016. Т. 61, № 1, С. 158-164

Гребеник Е.А., Костюк А.Б.,Деев С.М. Наноразмерные антистоксовые фосфóры и гибридные конструкции на их основе для биомедицинского применения // Успехи химии. 2016. Т. 85, № 12, С. 1277-1296

Лермонтова С.А., Григорьев И.С., Шилягина Н.Ю., Пескова Н.Н., Балалаева И.В., Ширманова М.В., Клапшина Л.Г.Новые порфиразиновые макроциклы с высокой вязкостной чувствительностью флюоресцентных параметров // Журнал общей химии. 2016. Т. 86, № 6, С. 1000-1009

Шерстнева О.Н., Воденеев В.А., Сурова Л.М., Новикова Е.М., Сухов В.С. Использование математической модели вариабельного потенциала для анализа его влияния на фотосинтез высших растений // Биологические мембраны. 2016. Т. 33, № 4, С. 293-302

2015 год

Generalova, A.N., Kochneva, I.K., Khayducov, E.V., Semchishen, V.A., Guller, A.E., Nechaev, A.V., Shekhter, A.B., Zubov, V.P., Zvyagin, A.V., Deyev,S.M. Submicron Polyacrolein Particles in situ Embedded with Upconversion Nanoparticles for Bioassay // Nanoscale. 2015. V. 7, I. 5, P. 1709-1717

Guller, A.E., Generalova, A.N., Petersen, E.V., Nechaev, A.V., Trusova, I.A., Landyshev, N.N., NadortA., Grebenik, E.A., Deyev, S.M., Shekhter, A.B.,Zvyagin,A.V. Cytotoxicity and non-specific cellular uptake of bare and surface-modified upconversion nanoparticles in human skin cells // Nano Research. 2015. V. 8, I. 5, P. 1546-1562

Izquierdo, M.A., Vysniauskas, A., Lermontova, S.A., Grigoryev, I.S., Shilyagina, N.Y., Balalaeva, I.V., Klapshina, L.G., Kuimova, M.K. Dual use of porphyrazines as sensitizers and viscosity markers in photodynamic therapy // Journal of Materials Chemistry B. 2015. V. 3, I. 6, P. 1089-1096

Katicheva L., Sukhov V., Bushueva A., Vodeneev V Evaluation of the open time of calcium channels at variation potential generation in wheat leaf cells // Plant Signaling & Behavior. 2015. V. 10, I. 3, No. e993231

Sukhov V., Surova L., Sherstneva O., Bushueva A. and Vodeneev V. Variation potential induces decreased PSI damage and increased PSII damage under high external temperatures in pea // Functional Plant Biology. 2015. V. 42, I. 8, P. 727-736

Sukhov V., Surova L., Sherstneva O., Katicheva L., Vodeneev V. Variation potential influence on photosynthetic cyclic electron flow in pea // Frontiers in Plant Science. 2015. V. 5, No. 766

Vodeneev, V.A., Akinchits, E.K., Sukhov, V.S. Variation potential in higher plants: Mechanisms of generation and propagation // Plant Signaling & Behavior. 2015. V. 10, No. E1057365

Zdobnova T., Sokolova E., Stremovskiy O., Karpenko D., Telford W., Turchin I., Balalaeva I., Deev S. A novel far-red fluorescent xenograft model of ovarian carcinoma for preclinical evaluation of HER2-targeted immunotoxins // Oncotarget. 2015. V. 6, I. 31, P. 30919-30928

Балалаева И.В., Здобнова Т., Соколова Е., Деев С.Направленная доставка квантовых точек к HER2-экспрессирующей опухоли с помощью рекомбинантных антител // Биоорганическая химия. 2015. Т. 41, С. 599-605

Балалаева И.В., Соколова Е.А., Брилкина А.А., Деев С.М., Петров Р.В. Дальнекрасная флуоресцирующая линия клеток для доклинического тестирования HER2-специфичных таргетных препаратов // Доклады академии наук. 2015. Т. 465, № 5, С. 617–619

Соколова Е.А., Стремовский О.А., Здобнова Т.А., Балалаева И.В., Деев С.М. Рекомбинантный иммунотоксин 4D5scFv-PE40 для таргетной терапии HER 2-положительных опухолей // ActaNaturae. 2015.Т. 7, № 4(27), С. 103-107

Шерстнева О.Н., Воденеев В.А., Катичева Л.А., Сурова Л.М., Сухов В.С.Участие изменений внутри и внеклеточного рН в развитии вызванного вариабельным потенциалом фотосинтетического ответа у проростков тыквы // Биохимия. 2015. Т. 80, № 6, С. 920-930

2014 год

Katicheva L., Sukhov V., Akinchits E., Vodeneev V. Ionic Nature of Burn-Induced Variation Potential in Wheat Leaves // Plant & Cell Physiology. 2014. V. 55, I. 8, P. 1511-1519

Nikitin, M.P.; Shipunova, V.O.; Deyev, S.M. Nikitin P.I. Biocomputing based on particle disassembly // Nature Nanotechnology. 2014. V. 9, I. 9, P. 716-722

Sukhov V., Sherstneva O., Surova L., Katicheva L., Vodeneev V. Proton cellular influx as a probable mechanism of variation potential influence on photosynthesis in pea // Plant Cell & Environment. 2014. V. 37, I. 11, P. 2532-2541

Sukhov V., Surova L., Sherstneva O., Vodeneev V. Influence of variation potential on resistance of the photosynthetic machinery to heating in pea // Physiologia Plantarum. 2014. V. 152, I. 4, P. 773-783

Гребеник Е.А., Генералова А.Н., Нечаев А.В., Хайдуков Е.В., Миронова К.Е., Стремовский О.А., Лебеденко Е.Н., Звягин А.В., Деев С.М. Специфическая визуализация опухолевых клеток с помощью антистоксовых нанофосфоров // Acta Naturae. 2014. Т. 6, № 4(23), С. 48-53

Соколова Е.А., Здобнова Т.А., Стремовский О.А., Балалаева И.В., ДеевС.М. Новый рекомбинантный анти-HER2/neu иммунотоксин: получение и оценка противоопухолевой эффективности // Биохимия. 2014. Т. 79, № 12, С. 1680-1688

Научные исследования кафедры биофизики поддержаны рядом грантов, включая Грант в форме субсидии на финансовое обеспечение реализации федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014 – 2020 годы» по теме «Биофункциональные тераностические нанокомплексы для сочетанной терапии онкологических заболеваний» (2018-2021 гг., руководитель Звягин А.В.), грант Российского научного фонда (Проведение исследований на базе существующей научной инфраструктуры мирового уровня) по теме: «Роль клеточно-матриксных взаимодействий в развитии опухоли и её резистентности при терапевтических воздействиях» (2019-2021гг., руководитель Балалаева И.В.), грант Российского научного фонда (Проведение исследований научными группами под руководством молодых ученых) по теме «Ранняя дистанционная диагностика стрессового фотосинтетического ответа сельскохозяйственных растений при действии неблагоприятных факторов» (2020-2022гг., руководитель Сухов В.С.)

Также коллективом выигран ряд грантов Российского фонда фундаментальных исследований,  проектов в рамках Государственного Задания Министерства науки и высшего образования РФ, гранты Президента РФ для поддержки молодых учёных-кандидатов наук и др.  В настоящее время на кафедре биофизики выполняется 19 проектов с грантовой финансовой поддержкой.

Значительный уровень достижений студентов и аспирантов кафедры биофизики подтверждаются стипендиями Президента и Правительства РФ, дипломами всероссийских и международных конференций, победами в конкурсах научных публикаций, а также выигранными грантами для поддержки молодых ученых.

За последние 5 лет коллективом кафедры получено 14 патентов на изобретения и полезные модели. Патент на изобретение №2576232 С.М. Деева, О.А. Стремовского, Т.А. Здобновой, И.В. Балалаевой, Е.А. Соколовой, Г.М. Прошкиной «Рекомбинантный иммунотоксин, специфичный к клеткам, экспрессирующим рецептор HER2»,  дата публикации 27.02.2016г., вошел в список «100 лучших изобретений России – 2015» Федеральной службы по интеллектуальной собственности Министерства экономического развития Российской Федерации.

В целях внедрения результатов интеллектуальной деятельности, заключено 5 лицензионных договоров.

Сотрудники кафедры биофизики входят в состав Организационного комитета ежегодной Всероссийской с международным участием школы-конференции молодых ученых «Биосистемы: организация, поведение, управление» и принимают непосредственное участие в её реализации.

Кафедра биофизики принимала активное участие в организации ряда научных конференций, включая IV Съезд Биофизиков России (Нижний Новгород, 2012), VII Съезд Общества физиологов растений России (Нижний Новгород, 2011), Topical Problems of Biophotonics (Нижний Новгород-Елабуга-Нижний Новгород, 2015).  Кроме того, сотрудники кафедры биофизики входят в состав Оргкомитета ежегодной Всероссийской с международным участием школы-конференции молодых ученых «Биосистемы: организация, поведение, управление».

Биофизическое направление на биологическом факультете Нижегородского (Горьковского) государственного университета возникло в начале 50-х годов.

Основоположником этого направления можно по праву считать доцента Гусеву Варвару Алексеевну, которая в то время заведовала кафедрой физиологии растений. Одной из первых в Советском Союзе она начала исследование влияния ионизирующего излучения Со-60 на физиологические и физико-химические процессы в тканях высших растений с целью управления их ростом, развитием и урожайностью сельскохозяйственных культур. Под ее руководством были подготовлены первые в Горьковском университете научно-педагогические кадры в области биофизики – ее аспиранты – Владимир Александрович Опритов и Николай Андреевич Горланов.

Доц. В.А. Гусева с аспирантами В.А. Опритовым (слева) и Н.А. Горлановым (справа) за проведением экспериментальной работы.

В 1956 г. при кафедре физиологии растений создается биофизическая лаборатория (заведующий В.А. Опритов), а с 1958 г. В.А. Опритов начинает читать курс общей биофизики для студентов биологического факультета. К этому времени кафедра оснащается биофизическим оборудованием и вводит в научную работу такие методы, как метод радиоактивных индикаторов, метод регистрации биоэлектрических потенциалов и другие. В научных исследованиях кафедры физиологии растений все большее место начинают занимать биофизические направления, связанные с биоэлектрогенезом и действием на высшие растения ионизирующих излучений. Это сделало возможным в 1961 году открыть на биологическом факультете специализацию по биофизике, а уже в 1965 году началась подготовка студентов по специальности «Биологическая физика».

Большую роль в становлении биофизического направления в Горьковском университете сыграли ректор ГГУ профессор И.А. Коршунов и заведующий кафедрой биофизики биологического факультета Московского государственного университета Б.Н. Тарусов. Были установлены тесные контакты при проведении учебной и научной работы со многими научными учреждениями:

• Институтом биофизики АН СССР,
• Агрофизическим институтом (г. Ленинград),
• Институтом фотосинтеза (г. Пущино),
• НИИ химии при ГГУ,
• ГИФТИ,
• НИРФИ,
• спецлабораторией при ГГУ.

Большую помощь оказали сотрудники этих институтов: член-корр. Ю.П. Козлов,профессор О.О. Лялин,профессор А.В. Зевеке,доцент М.Ю. Ульянов,к.б.н. В.Я. Черепнов,профессор М.И. Волский,к.т.н. Е.М. Волский,доцент В.А. Сидоркин,профессор А.А. Туманов.

В организации учебного процесса по новой специальности самое активное участие принимали В.А. Гусева, В.А. Опритов, Н.А. Горланов, Ж.М. Булатова, Л.Н. Романин, В.А. Калинин.

Одни из первых сотрудников кафедры быофизики 1969 г. Слева направо: асс. Л.Н. Романин, доц. Н.А. Горланов, м.н.с. С.В. Мичурин, м.н.с. В.Н. Гущина

Этот коллектив провел большую работу по созданию отдельного учебного плана по биофизике, разработке специальных курсов, введению разделов большого практикума и новых задач в лабораторные практикумы, составлению учебно-методических руководств и т.д.

Коллектив кафедры биофизики 1979г. Сидят слева направо: инженер И.М. Швец, ст.преподаватель Ж.М. Булатова, доц. Н.А. Горланов, зав. каф. доц. В.А. Опритов, инженер Н.Н. Абрамова, м.н.с. В.Н. Гущина В.Н.; стоят слева направо: доц. В.А. Калинин, аспирант С.С. Пятыгин, зав. лаб. В.Г. Ретивин, ст.лаборант О.В. Орлова, асс. В.О. Крауз, м.н.с. С.В. Мичурин, механик О.В. Буков, асс. В.А. Худяков

Большой вклад в совершенствование преподавания физических дисциплин и внедрение физических методов в практикумы и научные исследования (радиотехника и радиоэлектроника, метод электронного парамагнитного резонанса) в разные годы внесли старший преподаватель Ж.М. Булатова, доцент А.В. Половинкин, доцент Л.Е. Курина.

Существенная роль в развитии кафедры принадлежит сотрудникам учебно-вспомогательного персонала: инженерам, техникам, лаборантам. Они занимались материально-техническим обеспечением кафедры, принимали непосредственное участие в разработке и создании учебных и научных приборов и установок: заведующие лабораторией кафедры в разные годы В.О. Крауз, В.Г. Ретивин, С.В. Мичурин, Э.И. Алексеева, Н.Н. Абрамова, а также инженер В.А. Гончарова, ст. лаборант Н.Д. Бондарчук, радиотехники А.М. Тихомиров (в настоящее время д.б.н, в.н.с. лаборатории криотехнологии в аквакультуре Астраханского государственного технического университета), Л.В. Ошевенский (ныне доцент кафедры физиологии и биохимии ИББМ, к.б.н.), В.А. Ильин, механики Е.Н. Дикарев, О.В. Буков.

Радиотехник В.А. Ильин в мастерской за работой

Проведенная плодотворная работа создала реальные предпосылки для организации в 1968 году на биологическом факультете кафедры биофизики, заведующим которой стал профессор Владимир Александрович Опритов (годы руководства кафедрой 1968-2002 гг.). Это был человек, беззаветно преданный науке и глубоко влюбленный в свое дело. Ему принадлежит заслуга в дальнейшем развитии и становлении биофизического направления в университете. Под его руководством рос и развивался коллектив новой кафедры.

Профессор, д.б.н. В.А. Опритов

Почти все её сотрудники – это ученики Владимира Александровича: доцент Веналий Александрович Калинин, Станислав Викторович Мичурин, доцент Владимир Олегович Крауз, доцент Владимир Александрович Худяков, доцент Владимир Григорьевич Ретивин, профессор Ирина Михайловна Швец, Наталья Николаевна Абрамова, профессор Сергей Станиславович Пятыгин, доцент Ольга Валентиновна Орлова.

Доц. В.А. Худяков проводит занятие со студентами-биофизиками, слева будущий зав. каф.биофизики С.С. Пятыгин.

Проф. В.А. Опритов и доц. В.А. Калинин обсуждают результаты эксперимента.

Асс. О.В. Крауз проводит занятие со студентами

Основным научным направлением кафедры в этот период стало изучение процессов биоэлектрогенеза и ионного транспорта через мембраны клеток высших растений. На основе проведенных исследований были разработаны оригинальные представления о роли электрических потенциалов в мембранном и дальнем транспорте у высших растений в покое и при возбуждении, сформулированы новые положения о регуляторной роли ионов в этих процессах. Впервые доказано существование АТФ-зависимого электрогенного транспорта протона у высших растений, выявлены типы АТФаз, ответственных за активный ионный транспорт через плазматические мембраны.

Под руководством доцента Н.А. Горланова с участием м.н.с. В.Н. Гущиной на кафедре продолжались исследования, начатые В.А. Гусевой, по влиянию гамма-радиации на физиолого-биохимические показатели сельскохозяйственных растений. Была разработана технология предпосадочного облучения черенков ягодных культур с целью улучшения их укоренения и повышения урожайности, получившая медаль ВДНХ СССР.

Доц. Н.А. Горланов и м.н.с. В.Н. Гущина исследуют влияние гамма-радиации на физиолого-биохимические показатели растений.

Годы развития и становления кафедры сопровождались ее техническим оснащением и внедрением инструментальных методов исследования. Были созданы установки для регистрации биоэлектрических потенциалов растений, высокочувствительные квантометрические установки на фотоумножителях для регистрации сверхслабой хемилюминесценции, квантометрический пламенный фотометр, освоен и внедрен метод ультрацентрифугирования для выделения и последующего изучения мембранных фракций, метод флуоресцентных зондов, метод ион-селективных электродов. Полученные на этой методической базе научные результаты кафедры получили широкое признание. С самого начала работы кафедры большое внимание уделялось не только академическому обучению студентов, но и привлечению их к исследовательской и даже поисковой работе. Весьма способствовало этому участие студентов в работе научного кружка «Биофизик», бессменным руководителем которого в течение многих лет был м.н.с., а затем доцент, к.б.н. В.Г. Ретивин – человек, очень увлеченный наукой, обладающий широким научным кругозором.

М.н.с. В.Г. Ретивин за проведением эксперимента.

Он считал главной задачей кружка – увлечь студентов, «заразить» их интересом к серьезным научным проблемам. В кружке активно работали студенты не только старших, но и 1–2 курсов. Кружок биофизики дал многим студентам путевку в большую науку.

Так, А.В. Жиганов продолжил исследования по проблеме электрофизиологии растений в аспирантуре ГСХИ и впоследствии стал доцентом сельскохозяйственного института, И.С. Масулис – ученый секретарь Института биофизики клетки (Пущино), С.А. Ланцман (Полевая), староста кружка, увлеклась изучением механизмов зрения и в настоящее время является д.б.н., зав. кафедрой психофизиологии ННГУ.

Владение широким спектром инструментальных методов исследования живых объектов позволило кафедре биофизики не только успешно развивать фундаментальные исследования, но уже с самого начала работы кафедры участвовать в различных исследованиях прикладного характера при выполнении хоздоговорных работ с целым рядом научно-исследовательских институтов. Прикладные исследования велись как на базе кафедры, так и в ходе многочисленных экспедиций, в том числе на Курильские острова, озеро Байкал, Новоднестровское водохранилище, озеро Валдай, в Абхазию, в Ростов-на-Дону. Спектр решаемых проблем был очень широк и включал проблемы ориентации лососевых рыб при миграции, разработку и внедрение методов определения содержания веществ в природных водах и др. Отдельно нужно отметить разработку в начале 70-х гг. уникального по своим возможностям хемилюминесцентного люциферин-люциферазного метода определения содержания АТФ и создание специализированного прибора. Разработанный метода оказался весьма востребованным для решения широкого круга задач, в связи с чем на кафедре, начиная с 1973 г., ежегодно организовывались экспедиции для заготовки энтомологического сырья – люциферин-люциферазы из светоносных органов светляков Luciolamingrelica L., в район г. Сухуми, в которых с удовольствием принимали участие многие сотрудники кафедры.

Стажер Н.Н. Абрамова проводит микроанализ адениловых нуклеотидов люциферин-люциферазным методом.

В целом, успешная работа коллектива кафедры биофизики обеспечила признание работ как отечественными, так и зарубежными учёными. В частности, можно отметить престижную премию МАИК «Наука» (1998 г.) за лучшую серию опубликованных статей.

Доц. О.В. Орлова исследует распределение метаболитов в растительных тканях методом меченых атомов.

Заслуги основателя кафедры д.б.н., профессора В.А. Опритова были отмечены присвоением ему званий Заслуженный деятель науки, Почетный профессор ННГУ, Соросовский профессор.

Д.б.н. С.С. Пятыгин зав каф.биофизики (1999-2007)

В 1999 г. кафедру возглавил ученик В.А. Опритова, его первый аспирант д.б.н. Сергей Станиславович Пятыгин (годы руководства кафедрой 1999 – 2007). Основное направление научных исследований было связано с изучением роли биоэлектрогенеза плазматических мембран в адаптации клеток высшего растения к действию охлаждения. Был впервые обнаружен и исследован феномен самопроизвольной адаптивной реполяризации клеток при пониженной температуре среды, в основе которого лежит активация электрогенного Н+-насоса плазматических мембран. Основные результаты этих исследований были опубликованы в монографии С.С. Пятыгина «Надежность и реактивность биосистем». Было получено авторское свидетельство на метод оценки устойчивости растений к низким температурам на основе их биоэлектрических реакций.

С этого времени коллектив кафедры начал регулярно пополняться новыми кадрами, которые проходили обучение в аспирантуре на кафедре биофизики, сначала под руководством В.А. Опритова, а затем С.С. Пятыгина. Это С.А. Лобов, (ныне сотрудник кафедры нейротехнологии), В.А. Воденеев (ныне зав. кафедрой биофизики), С.С. Мысягин и В.С. Сухов (ныне доценты кафедры биофизики).

С начала 2000-х годов на кафедре начало развиваться новое научное направление, связанное с фундаментальными и прикладными исследованиями в области биомедицины.

Коллектив каф.биофизики 2001 г. Сидят слева направо: лаборант М.И. Корчагова, проф. В.А. Опритов, доц. С.С. Пятыгин, инженер В.А. Гончарова, радиотехник В.А. Ильин; Стоят слева направо: доц. А.В. Половинкин, доц. А.В. Худяков, асс. В.А. Воденеев, доц. О.В. Орлова, асп. С.А. Мысягин, доц. В.О. Крауз, зав. лаб. Н.Н. Абрамова, доц. В.А. Калинин.

В 2005 году на биологическом факультете было сформировано отделение биофизики и биомедицины, в состав которого вошли кафедра биофизики и две новообразованные кафедры – кафедра биомедицины (2005-2015 гг., заведующие в разное время д.б.н. Т.Г. Щербатюк и д.м.н. Е.В. Загайнова) и кафедра нейродинамики и нейробиологии (заведующий кафедрой – д.ф.-м.н. В.Б. Казанцев).

Заведующий кафедрой д.б.н. В.А. Воденеев (2006 – наст.вр.)

С 2006 года по настоящее время кафедрой биофизики руководит д.б.н. В.А. Воденеев, выпускник кафедры, ученик С.С. Пятыгина и В.А. Опритова.

В этом же году на кафедре биофизики была создана лаборатория клеточных технологий и биофотоники, заведующим которой стала выпускница каф.биохимии и физиологии растений биологического факультета к.б.н. Ирина Владимировна Балалаева. Основными направлениями работы лаборатории стали разработка новых методов диагностики и терапии онкологических заболеваний.

Доц. кафедры биофизики к.б.н. И.В. Балалаева

В данной лаборатории впервые в Нижнем Новгороде были созданы условия для работы с культурами опухолевых клеток человека, а также реализован метод оценки эффективности новых противоопухолевых препаратов на иммунодефицитных животных, носителях опухолей человека. Существенный вклад в становление работы лаборатории внесло сотрудничество с Институтами Российской академии наук – Институтом прикладной физики (Нижний Новгород), Институтом биоорганической химии (Москва), Институтом металлоорганической химии (Нижний Новгород). Особая роль принадлежит чл.-корр. РАН Александру Михайловичу Сергееву (директор ИПФ РАН) и чл.-корр. РАН Сергею Михайловичу Дееву (руководитель лаборатории молекулярной иммунологии ИБХ РАН, по совместительству профессор каф.биофизики ННГУ).

Результатом развития исследовательской и организационной работы в данной области стало образование в составе ННГУ в 2012 году Научно-исследовательского института Институт живых систем, основное направление деятельности которого находилось на стыке биологии, физики, математики и медицины. Первым директором Института живых систем стал заведующий кафедрой биофизики д.б.н. Владимир Анатольевич Воденеев, научным руководителем – чл.-корр. РАН, д.ф-м.н. Александр Михайлович Сергеев. Коллектив кафедры биофизики, наряду с кафедрами нейродинамики и биомедицины, внес большой вклад в создание Института. В ходе реорганизации биологического направления в ННГУ в 2015 году большинство лабораторий Института живых систем вошли в состав научных центров новообразованного Института биологии и биомедицины.

В 2014 г. коллективом исследователей кафедры биофизики был получен так называемый «мегагрант» (грант Правительства Российской Федерации) под руководством приглашенного ученого Андрея Васильевича Звягина (Университет Маккуори, Сидней, Австралия) и была организована лаборатория Оптической тераностики. Этот престижный грант стимулировал интенсивное развитие исследовательского направления, связанного с получением мультифункциональных медицинских агентов на основе наночастиц с уникальными оптическими свойствами. В этот год была защищена кандидатская диссертация аспирантом Н.Ю. Шилягиной.

В.н.с. А.В. Звягин и асс. Н.Ю. Шилягина за работой.

Наряду со становлением нового для кафедры научного направления продолжает активно развиваться и традиционное направление работ кафедры, связанное с исследованием электрогенеза растений. Получены важные фундаментальные результаты о природе и функциональной роли электрических сигналов, а также их значимости для модификации устойчивости растений к действию неблагоприятных факторов. Эти результаты стали основой для прикладных исследований по поиску подходов к модификации устойчивости сельскохозяйственных растений. В рамках данного направления в 2013 году были защищены кандидатские диссертации аспирантами Е.К. Акинчиц и Л.А. Катичевой. Исследования электрогенеза расширяет и дополняет еще одно новое направление исследований кафедры биофизики – математическое моделирование биологических процессов. Развитие этого направления в значительной степени связано с работами доцента кафедры биофизики, к.б.н. Владимира Сергеевича Сухова.

Доцент каф.биофизики к.б.н. В.С. Сухов

Как всеобщее признание высокого уровня научных исследований и подготовки специалистов на кафедре биофизики Нижегородского университета можно оценить выбор нашей кафедры в качестве базы проведения IV Съезда биофизиков России в 2012 году. В работе съезда приняли участие ученые-биофизики и специалисты смежных областей из всех уголков нашей страны, а также из ближнего и дальнего зарубежья.

Участники IV Съезда биофизиков России (2012).

В 2015 году произошла реорганизация биологического факультета ННГУ. В рамках реорганизации был создан Институт биологии и биомедицины, ставший преемником биологического факультета с включением в состав исследовательских подразделений ННГУ биологического профиля. В процессе реорганизации кафедра биофизики была переведена из состава биологического факультета в состав Института биологии и биомедицины. Тем самым кафедра сохранила свою идентичность, не разделив судьбу большинства кафедр биологического факультета, которые подверглись процедуре слияния и реорганизации. Научные исследования, выполняемые на кафедре, были выделены в состав исследовательского подразделения – Центр биофизики (Лаборатория Оптической тераностики, Лаборатория Клеточных технологии и биофотоники, Лаборатория Биоинженерии тканей, Лаборатория Радиобиологии, Лаборатория Электрофизиологии растений, Лаборатория Фотосинтеза, Лаборатория Биотехнологии растений). Основу научного коллектива исследовательских лабораторий формируют преподаватели и аспиранты кафедры.

Асс. Н.Ю. Шилягина и аспирант Е.А. Соколова проводят эксперимент.

Ст. преподаватель А.В. Юдинцев и асп. Н.О. Антонова за работой.

Аспирант Л.М. Сурова проводит исследование биоэлектрических реакций и фотосинтеза проростков гороха.

Ведущий инженер В.Н. Неруш проводит полевые исследования электрофизиологических и фотосинтетических параметров растений пшеницы

В настоящее время кафедра биофизики успешно готовит специалистов и ведет научные исследования в различных областях биофизики. На кафедре работает коллектив преподавателей и сотрудников учебно-вспомогательного персонала (зав. каф.В.А. Воденеев, проф. С.М. Деев, проф. А.В. Масленникова, проф. И.М. Швец, доц. И.В. Балалаева, доц. Л.Е. Курина, доц. С.А. Мысягин, доц. В.С. Сухов, ст. преп. А.В. Юдинцев, ст. преп. Н.Ю. Шилягина, асс. Л.М. Юдина, зав. лаб. Н.Н. Абрамова, зав. лаб. Е.И. Черкасова, вед. инж. Е.К. Акинчиц, инж. Д.В. Абрамова, вед.инж. В.Н. Неруш) и научных сотрудников (Е. А. Соколова, Л.М. Сурова, О.Н. Шерстнёва, Е.Л. Гурьев, А.Б. Костюк, А.С. Маслова, Е.Н. Громова, О.М. Кутова, Н.Н. Пескова, М.А. Мудрилов, А.Б. Воловецкий, М.М. Ладейнова, Е.М. Сухова).

Благодаря высокому уровню подготовки аспиранты и студенты кафедры биофизики являются победителями всероссийских и региональных конкурсов, лауреатами стипендий Президента и Правительства Российской Федерации. Выпускники кафедры успешно работают в научно-исследовательских и образовательных учреждениях, производственных и научно-производственных предприятиях фармацевтического и биотехнологического профиля, медицинских центрах и др. Спектр научных исследований включает развитие новых подходов к терапии и диагностике заболеваний с использованием оптических методов; исследование электрических сигналов и фотосинтеза у высших растений; математическое моделирование живых систем. Научные исследования, как и подготовка специалистов, основаны на использовании современного высокотехнологичного оборудования, включая высокоразрешающую лазерную сканирующую микроскопию, радиоспектроскопию, автоматизированную микроэлектродную технику, белковую хроматографию, проточную цитометрию, оборудование для спектрофото- и спектрофлуориметрии, оборудование для изучения активности фотосинтеза и дыхания и др. Развитие экспериментальной базы стало возможным благодаря научным проектам, выполняемым сотрудниками кафедры и центра биофизики. В число реализованных и выполняемых проектов входят гранты Российского научного фонда, Российского фонда фундаментальных исследований, программы Правительства Российской Федерации, программы Министерства образования и науки Российской Федерации, включая проекты, выполняемые в рамках Федеральных Целевых Программ и др.

сотрудники кафедры биофизики

Адрес: 603950, Нижний Новгород, пр. Гагарина, д. 23, к. 1

Телефон: +7 (831) 462-32-15

Email: biophysics_nnsu@mail.ru

Кафедра биофизики Института биологии и биомедицины: полвека объединяя науки!

25 декабря 2018 года в Центре инновационного развития ННГУ состоялось торжественное мероприятие, посвященное 50-летнему юбилею кафедры биофизики.
В рамках празднования были открыты новые лабораторий Центра биофизики и проведено торжественное заседание с руководством ННГУ, работниками и выпускниками кафедры.