Reports of the National Academy of Sciences of Belarus
Not a member yet
977 research outputs found
Sort by
De novo дизайн потенциальных ингибиторов основной протеазы коронавируса SARS-CoV-2 с помощью технологий искусственного интеллекта и молекулярного моделирования
Get PDFDe novo design of 95 775 potential ligands of SARS-CoV-2 main protease (Mpro), playing an important role in the process of virus replication, was carried out using a deep learning generative neural network that was developed previously based on artificial intelligence technologies. Molecular docking and molecular dynamics methods were used to evaluate the binding affinity of these molecules to the catalytic site of the enzyme. As a result, 7 leading compounds exhibiting Gibbs free energy low values comparable with the values obtained using an identical computational protocol for two potent non-covalent SARS-CoV-2 Mpro inhibitors used in calculations as a positive control were selected. The results obtained indicate the promise of applying identified compounds for development of new antiviral drugs able to inhibit the catalytic activity of SARSCoV-2 Mpro.С помощью генеративной нейронной сети глубокого обучения, разработанной ранее на основе технологий искусственного интеллекта, осуществлен de novo дизайн 95 775 потенциальных лигандов основной протеазы (Mpro) SARS-CoV-2, играющей важную роль в процессе репликации вируса. Методами молекулярного докинга и молекулярной динамики выполнена оценка аффинности связывания этих молекул с каталитическим сайтом фермента. В результате проведенных исследований отобраны 7 соединений-лидеров, которые характеризуются низкими значениями свободной энергии Гиббса, сопоставимыми с величинами, полученными с помощью идентичного вычислительного протокола для двух мощных нековалентных ингибиторов Mpro SARS-CoV-2, использованных в расчетах в качестве позитивного контроля. Полученные результаты свидетельствуют о перспективности использования идентифицированных соединений в работах по созданию новых противовирусных препаратов, терапевтическое действие которых основано на ингибировании каталитической активности Mpro SARS-CoV-2
Особенности проявления современных водно-эрозионных процессов на территории Центральной Беларуси
Get PDFThe article presents the results of study of the modern water-erosion processes in the Central Belarus territory. The mechanisms of sheet, gully and river erosion are considered. The areas of development of these processes are established and the parameters of annual erosion drift are calculated. The contribution of each process to the dynamics of the earth's surface relief of the region under study is determined. It is shown that the development of water-erosion processes lead to noticeable negative consequences for environment, disruption (up to destruction) of natural and natural-technogenic objects, and significant economic damage.Анализируются результаты выполненных исследований современных водно-эрозионных процессов на территории Центральной Беларуси. Рассмотрен механизм плоскостной, овражной и речной эрозии, установлены площади их развития и рассчитаны показатели ежегодного эрозионного сноса, определен вклад каждого из процессов в динамику рельефа земной поверхности изученного региона. Показано, что водно-эрозионные процессы приводят к заметным негативным последствиям для окружающей среды, нарушению (вплоть до разрушения) природных и природно-техногенных объектов, существенному экономическому ущербу
Кинетика разрушения фибриновых сгустков под действием ультразвуковой кавитации
Get PDFWe studied the kinetic features of fibrin clot destruction in vitro under the action of ultrasonic cavitation generated by low-frequency (36 kHz) ultrasound (US) with the intensity I0 of 4.4–51.2 W/cm2, using a flexible waveguide concentrator. It was established that the rate of US destruction of clots immersed in saline at the initial stage of the process is proportional to I0 in the range of 12–51 W/cm2, corresponds to first-order kinetics, and is determined by the erosive processes without the formation of D-dimers and other fibrinolysis products at a minimum contribution of sonochemical reactions. The clot destruction rate is maximum at the initial time moment and decreases with increasing the US exposure duration (by 35 % in 1 min and by 72 % by the end of the second minute at I0 = 51.2 W/cm2). It was shown that in order to increase the completeness of clot destruction at a minimum administered US dose, it is advisable to minimize the US exposure time when using the highest values of the US intensity limited by the level of safe cavitation exposure to the vascular wall, hemostasis, and blood cells.Изучены кинетические особенности разрушения фибриновых сгустков in vitro под действием ультразвуковой кавитации, генерированной низкочастотным (36 КГц) с интенсивностью I0 4,4–51,2 Вт/см2 ультразвуком (УЗ), с использованием гибкого волновода-концентратора. Установлено, что скорость УЗ разрушения сгустков, погруженных в физиологический раствор, на начальных стадиях процесса пропорциональна I0 в интервале 12–51 Вт/см2, соответствует кинетике первого порядка и определяется протеканием эрозионных процессов без образования D-димеров и других продуктов фибринолизиса при минимальном вкладе сонохимических реакций. Скорость разрушения сгустка максимальна в начальный момент времени и снижается при увеличении продолжительности УЗ воздействия (на 35 % за 1 мин и на 72 % к концу второй минуты при I0 = 51,2 Вт/см2). Показано, что для увеличения полноты разрушения сгустка при минимально вводимой УЗ дозе целесообразно минимизировать время УЗ воздействия при использовании наиболее высоких значений УЗ интенсивности, ограниченных уровнем безопасного воздействия кавитации на сосудистую стенку, гемостаз и форменные элементы крови
Диагностические маркеры генезиса почв Беларуси
Get PDFA set of data for eight soil varieties are considered using the spectrum of properties included into the program of fundamental research of genetic soil science. To expand our understanding of the essence of soil formation and soil nature, the sustainable land use principles, we studied the properties of autochonous moistening of soils developed on loess-like loams as a basis of diagnosis of their genesis and diversity. It is found that soils differ from soil-like bodies. Soil genesis is identified as a function of water conditions. The role of microbiota are established as a basis of rock conversion into soil. The models for chemical differentiation of profiles and bioenergy potential of soils are analyzed. The studies performed favor increasing the utilization efficiency of soils based on their genesis together with diagnosis of water conditions as a marker and informing soil maps providing the development of precision farming systems.Рассмотрен массив данных для восьми почвенных разновидностей через спектр свойств, включенных в программу фундаментальных исследований по генетическому почвоведению. С целью расширения представлений о сущности почвообразования и природы почв; основы неистощительного землепользования изучались свойства почв автохтонного увлажнения, развитых на лессовидных суглинках, как основа диагностики их генезиса и разнообразия. Установлено отличие почв от почвоподобных тел, проведена идентификация генезиса почв как функции водного режима, определена роль микробиоты как основа превращения горной породы в почву, модели химической дифференциации профилей, биоэнергетический потенциал почв. Проведенные исследования способствуют повышению эффективности использования почв на основе их генезиса с диагностикой водного режима в качестве маркера, а также информативности почвенных карт, обеспечивающей разработку прецизионных систем земледелия
Новые подходы к расчету пограничного слоя методом Кармана–Польгаузена
Get PDFSeveral efficient computational schemes, providing the attainment of minimum errors in determining the main parameters of a boundary layer, are presented. The new trinomial polynomial obtained for definition of the velocity profile in the boundary layer much exceeds in accuracy all the known analogous solutions. A scheme of finding a fairly exact solution in the form of the half-sum of the classical Pohlhausen polynomials of the third and fourth degrees is proposed. This solution possesses better approximation properties compared to those of the initial profiles. A high-accuracy solution has been obtained for the velocity profile in the form the velocity profile curve being almost coincident with the exact solution. The friction stress error is . This solution yields an almost exact value of friction stress with very small calculation errors of the displacement thickness (0.12 %) and the form parameter (0.12 %).Представлено несколько эффективных вычислительных схем для расчета задач гидродинамики, обеспечивающих достижение минимальных ошибок определения основных параметров пограничного слоя. Полученный в работе новый трехчленный полином, описывающий профиль скорости в пограничном слое, существенно превосходит по точности все известные, аналогичные по форме, решения. Также предложена схема нахождения достаточно точного решения на основе двух классических полиномов Польгаузена третьей и четвертой степени в виде их полусуммы. Данное решение обладает лучшими аппроксимационными свойствами по сравнению с исходными профилями. Получено высокоточное решение для профиля скорости в виде причем кривая профиля скорости практически совпадает с точным решением. Ошибка определения напряжения трения составляет Данное решение дает практически точное значение напряжения трения с очень малыми ошибками расчета толщины вытеснения (0,12 %) и формпараметра (0,12 %).
Двунитевые разрывы ДНК спермиев у пациентов с нормозооспермией и патозооспермией
Get PDFThe levels of double-strand DNA breaks as a severe disruption of genome integrity were studied using the neutral version of the comet assay in the sperm samples of the men of the Belarusian population with normozoospermia and pathozoospermia, including asthenozoospermia, oligozoospermia, oligoasthenozoospermia, and other combined forms of pathozoospermia. It was demonstrated that double-strand DNA breaks have a large proportion (about 44–50 % on average) of the total number of DNA damage (singleand double-strand breaks, alkaline-labile sites, etc.) analyzed with the alkaline version of the comet assay recommended by the World Health Organization. Higher levels of sperm double-strand DNA breaks were established in the pathozoospermia group and in asthenozoospermia subgroup compared to the normozoospermia group. It was also shown that the levels of double-strand breaks observed at pathozoospermia correspond to the mutagenic effect in vitro of high concentrations (10–30 μg/ml) of bleomycin sulfate that acts as a strong radiomimetic, which points to a significant disruption of the DNA integrity at pathozoospermia. In general, the data obtained demonstrate the usefulness of the sperm double-strand DNA break analysis for male infertility diagnostics.С использованием нейтральной версии метода ДНК-комет изучены уровни двунитевых разрывов ДНК − грубых нарушений целостности генома – в образцах спермы мужчин из белорусской популяции при нормозооспермии и патозооспермии, включая астенозооспермию, олигозооспермию, олигоастенозооспермию и другие смешанные формы патозооспермии. Показано, что двунитевые разрывы ДНК составляют большую долю (в среднем около 44–50 %) от общего количества повреждений ДНК (однои двунитевых разрывов, щелочно-лабильных сайтов и др.), регистрируемых с использованием щелочной версии метода ДНК-комет, рекомендованной Всемирной организацией здравоохранения. Установлены более высокие уровни двунитевых разрывов ДНК спермиев в группе с патозооспермией и подгруппе с астенозооспермией, чем при нормозооспермии. Показано также, что зарегистрированные при патозооспермии уровни двунитевых разрывов соответствуют мутагенному эффекту in vitro высоких концентраций (10–30 мкг/мл) мощного радиомиметика сульфата блеомицина, что свидетельствует о существенном нарушении целостности ДНК при патозооспермии. В целом полученные данные говорят о возможности использования анализа двунитевых разрывов ДНК спермиев в диагностике мужского бесплодия
Роль CD68+ и CD206+ клеток в прогрессировании токсического фиброза печени крыс
Get PDF Работа проведена с целью оценки роли звездчатых макрофагов в большом количестве точек токсического фиброза печени крыс. Фиброз и цирроз печени у крыс-самцов Wistar индуцировали тиоацетамидом в дозе 200 мг/кг веса животного в течение 17 недель. Гистологические препараты печени окрашивали гематоксилином и эозином по методу Маллори. Иммуногистохимическое исследование проводили на парафиновых срезах с использованием моноклональных мышиных антител CD68 и поликлональных кроличьих антител CD206. Степень фиброза определяли согласно полуколичественной шкале Ishak. Токсический фиброз печени до начала процесса трансформации его в цирроз (9 недель) сопровождался ростом количества CD68+ клеток по сравнению с контролем. На всех последующих этапах эксперимента отличий по сравнению с контролем не установлено. В печени контрольных крыс CD206+ клетки практически отсутствовали. На протяжении всего опыта их количество оставалось выше контрольной точки 3 недели. При прогрессировании цирроза печени отмечено снижение количества CD206+ клеток, но уровня третьей недели оно не достигло. Морфологически установили две разные группы CD68+ клеток. Одна группа клеток имела крыловидную форму и располагались они преимущественно в синусоидах печени. Вторая группа CD68+ клеток имела округлую форму и разную локализацию. Они выявлялись вокруг сосудов портальных зон, окружали скопления бурого пигмента в соединительнотканных септах, наблюдались около одиночно лежащих или группы гигантских гепатоцитов и печеночных клеток, содержащих в цитоплазме бурый пигмент, а также отмечались в очагах некроза гепатоцитов. Клетки, экспрессирующие CD206 маркер, были округло вытянутой формы и располагались в синусоидах печени. Предположительно, CD68+ клетки округлой формы выполняют фагоцитарную функцию, а CD68+ клетки крыловидной формы трансдифферецируются в CD206+ клетки, которые обладают противовоспалительными свойствами. The aim of the work was to evaluate the role of stellate macrophages in a large number of points of toxic liver fibrosis in rats. Liver fibrosis and cirrhosis in male Wistar rats were induced with thioacetamide at a dose of 200 mg/kg animal weight for 17 weeks. Histological preparations of the liver were stained with hematoxylin and eosin according to the Mallory method. Immunohistochemical examination was performed on paraffin sections using monoclonal mouse antibodies CD68 and polyclonal rabbit antibodies CD206. The fibrosis degree was determined according to the Ishak semi-quantitative scale. Toxic liver fibrosis before the start of its transformation into cirrhosis (9 weeks) was accompanied by an increase in the number of CD68+ cells compared with the control. At all subsequent experiment stages, no differences were found in comparison to the control. In the liver of control rats, CD206+ cells were practically absent. Throughout the experiment, their number remained above the control point – 3 weeks. With the progression of liver cirrhosis, a decrease in the number of CD206+ cells was noted, but it did not reach a level of 3 weeks. Morphologically, two different groups of CD68+ cells were identified. One group of cells had a pterygoid shape and they were located mainly in the liver sinusoids. The second group of CD68+ cells had a round shape and different localization. They were detected around the vessels of portal zones, surrounded brown pigment accumulations in connective tissue septa, were observed near single lying groups or groups of giant hepatocytes and liver cells containing brown pigment in the cytoplasm, and were also noted in the foci of necrosis of hepatocytes. Cells, expressing the CD206 marker, are round in shape and are elongated and located in the liver sinusoids. Presumably, round-shaped CD68+ cells perform a phagocytic function, and pterygoid-shaped CD68+ cells transdifferentiate into CD206+ cells that have anti-inflammatory properties. Работа проведена с целью оценки роли звездчатых макрофагов в большом количестве точек токсического фиброза печени крыс. Фиброз и цирроз печени у крыс-самцов Wistar индуцировали тиоацетамидом в дозе 200 мг/кг веса животного в течение 17 недель. Гистологические препараты печени окрашивали гематоксилином и эозином по методу Маллори. Иммуногистохимическое исследование проводили на парафиновых срезах с использованием моноклональных мышиных антител CD68 и поликлональных кроличьих антител CD206. Степень фиброза определяли согласно полуколичественной шкале Ishak. Токсический фиброз печени до начала процесса трансформации его в цирроз (9 недель) сопровождался ростом количества CD68+ клеток по сравнению с контролем. На всех последующих этапах эксперимента отличий по сравнению с контролем не установлено. В печени контрольных крыс CD206+ клетки практически отсутствовали. На протяжении всего опыта их количество оставалось выше контрольной точки 3 недели. При прогрессировании цирроза печени отмечено снижение количества CD206+ клеток, но уровня третьей недели оно не достигло. Морфологически установили две разные группы CD68+ клеток. Одна группа клеток имела крыловидную форму и располагались они преимущественно в синусоидах печени. Вторая группа CD68+ клеток имела округлую форму и разную локализацию. Они выявлялись вокруг сосудов портальных зон, окружали скопления бурого пигмента в соединительнотканных септах, наблюдались около одиночно лежащих или группы гигантских гепатоцитов и печеночных клеток, содержащих в цитоплазме бурый пигмент, а также отмечались в очагах некроза гепатоцитов. Клетки, экспрессирующие CD206 маркер, были округло вытянутой формы и располагались в синусоидах печени. Предположительно, CD68+ клетки округлой формы выполняют фагоцитарную функцию, а CD68+ клетки крыловидной формы трансдифферецируются в CD206+ клетки, которые обладают противовоспалительными свойствами
Кристаллическая и магнитная структуры твердых растворов на основе BiFeO3
Get PDFThe correlation between the multiphase state of the system and its magnetic properties was studied on Bi1–xEuxFeO3 ceramic samples in the range 0.12 ≤ x ≤ 0.18. The X-ray diffraction results indicate that, with an increase in the concentration of Eu ions, a structural transition from the rhombohedral (R3c) to nonpolar orthorhombic (Pnma) phase is observed through the partial formation of an antipolar orthorhombic structure (Pbam). The mixed phase state in the obtained compounds is observed in the range 0.12 ≤ x ≤ 0.16. Magnetic measurements in a strong magnetic field indicate a weak ferromagnetic interaction. The magnetic response in a strong field is explained by the location of the spins at the phase boundary, as well as by the presence of intrinsic antiferromagnetic spins.Исследование корреляции между многофазным состоянием системы и ее магнитными свойствами было проведено на керамических образцах Bi1-xEuxFeO3 с 0,12 ≤ x ≤ 0,18. Результаты рентгеновской дифракции свидетельствуют о том, что с увеличением концентрации ионов Eu наблюдается структурный переход от ромбоэдрической (R3c) к неполярной орторомбической (Pnma) фазе через частичное образование антиполярной орторомбической структуры (Pbam). Смешанное фазовое состояние в полученных соединениях наблюдается в интервале 0,12 ≤ x ≤ 0,16. Магнитные измерения в сильном магнитном поле указывают на слабое ферромагнитное взаимодействие. Магнитный отклик в сильном поле объясняется расположением спинов на фазовой границе, а также наличием собственных антиферромагнитных спинов
Показатели зоотехнической оценки овец шубно-мясного направления продуктивности
Get PDFNowadays, due to the current economic situation in the Republic, the sheep breeding of Belarus is developing intensively, since there is a need for mutton in the global market. In some regions, work is already underway to create a promising herd of sheep with high meat productivity. An obligatory element of breeding activities is the evaluation of stud rams for the quality of the progeny, the accuracy of which determines the effectiveness of the selection process. The article contains the results on the development of zootechnical rules for evaluation of selection traits of the Romanov breed sheep that was conducted at the RUE “Vitebsk breeding enterprise”. The object of research was purebred Romanov breed animals that had been used in pedigree breeding since 2017. As a result of research, parameters for sheep ranking by a set of selection traits, algorithms for determining individual and complex estimated breeding values of rams, ewes, and young animals were developed. This will allow the most rational zootechnical measures and evaluation of fur coat and meat type breeding sheep.В настоящее время в связи со сложившейся экономической ситуацией в республике овцеводство Беларуси интенсивно развивается, поскольку на мировом рынке возникла потребность в баранине. В некоторых регионах уже ведется работа по созданию перспективных массивов овец с высокой мясной продуктивностью. Обязательным элементом селекционных мероприятий является оценка баранов-производителей по качеству потомства, от точности которой зависит эффективность селекционного процесса. Приведены результаты исследований по разработке зоотехнических правил оценки селекционируемых признаков племенных овец романовской породы, которые проводились в РУП «Витебское племпредприятие». Объектом являлись чистопородные животные романовской породы, использовавшиеся в племенной работе с 2017 г. В результате исследований разработаны параметры ранжирования овец по комплексу селекционируемых признаков, алгоритмы определения частных и комплексного индексов племенной ценности баранов, маток и молодняка. Это позволит наиболее рационально проводить зоотехнические мероприятия и оценку племенных овец шубно-мясного направления продуктивности
Безмассовая частица со спином 2: цилиндрическая симметрия, проективные операторы, калибровочные степени свободы
Get PDFIn the present paper, we have developed the theory of a massless spin 2 particle. We apply the matrix equation in Minkowski space-time, specifying it in cylindrical coordinates t, r, φ, z and tetrad. By diagonalizing energy operators, the third projection of total angular momentum, and the third projection of linear momentum, we derive the system of 39 differential equations in a polar coordinate r. In order to resolve this system, we apply the Fedorov–Gronskiy method based on the projective operator method. In accordance with this method, the dependence of all 39 functions is determined only by five different functions of the polar variable r that in the considered case are expressed in terms of Bessel functions. We find the explicit form of six independent solutions of the basic matrix equation. In order to eliminate gauge degrees of freedom, we use the general structure of gauge solutions according to the Pauli-Fierz approach, when the gauge solutions for the spin 2 field are constructed on the basis of the exact solution for a massless spin 1 field (in Bessel functions as well). In this way, we find the explicit form of two independent gauge solutions for the spin 2 field. In the end, we derive the explicit form of two gauge-free solutions for the massless spin 2 field, as should be expected by physical reason.Исследуется безмассовая частица со спином 2, при этом применяется матричное уравнение в цилиндрической тетраде пространства Минковского. На решениях диагонализируются операторы энергии, третьей проекции полного момента и третьей проекции импульса; после разделения переменных получена система из 39 уравнений по полярной координате r. Для нахождения решений этих уравнений используется метод Федорова–Гронского, основанный на теории проективных операторов. В соответствии с этим 39 функций выражаются через пять основных функций от переменной r, строящихся в терминах функций Бесселя. Найден явный вид шести независимых решений. Чтобы исключить калибровочные степени свободы, используется явный вид четырех калибровочных решений, строящихся согласно теории Паули–Фирца на основе точных решений уравнения для безмассовой частицы со спином 1 в цилиндрических координатах. После исключения из шести решений четырех калибровочных найдены явные выражения для двух независимых решений, не содержащих калибровочных степеней свободы