Конференции

68-я Всероссийская научная конференция МФТИ

Список разделов ФБМФ - Секция биотехнологий и инженерии биосистем

Современные проблемы и задачи биотехнологий. Применение технологий ИИ в медицине, ветеринарии и агробиотехнологиях.

Данная секция проводится кафедрой биотехнологий и инженерии биосистем и ФИЦ Биотехнологии РАН

 

Контакты: skudin.ma@phystech.edu

 

Формат проведения: онлайн

 

Дата и время проведения: 31.03.2026 в 11:00

 

Место проведения: онлайн

  • Метаанализ диагностической точности моделей искусственного интеллекта при классификации цитологических изображений шейки матки

    Проведён метаанализ 16 исследований, отобранных из PubMed, Scopus и Google Scholar, целью которого была оценка точности ИИ в цитологии шейки матки. Выявлены высокая диагностическая точность (чувствительность 95.6%, специфичность 95.3%, AUC 0.981), значительная гетерогенность (I²>95%) и публикационный сдвиг (p=0.011). Результаты подтверждают потенциал ИИ, но необходимы проспективные исследования.

  • Белки молозива крупного рогатого скота против патогенов человека

    Исследование противопатогенных свойств белков молозива коров показало наличие перекрестной активности антител  в отношении ротавируса и коронавирусов человека. При этом исследование антибактериальной активности лактоферрина в отношении клинических изолятов штаммов возбудителей внутрибольничных инфекций, выделенных из детских отделений реанимации и интенсивной терапии, показало, что антибактериальный потенциал лактоферрина как терапевтического средства остается противоречивым.

  • Молекулярный страж: модифицированный комплекс ДНКазного домена колицина Е9 и белка иммунитета Im9, активируемый протеазой pS273R вируса африканской чумы свиней

    В экспериментах in vitro показано, что комплекс «ДНКаза/ингибитор» становится каталитически активным после протеолитического расщепления протеазой вируса африканской чумы свиней (АЧС) pS273R. Этот активируемый вирусом «переключатель самоуничтожения» предназначен для того, чтобы сделать клетки свиней непермиссивными для вируса АЧС, прерывая инфекцию за счет деградации вирусной ДНК.

  • Применение больших языковых моделей для формирования матрицы взаимодействия биоактивных веществ растительного происхождения с различными рецепторами

    Работа посвящена разработке системы автоматизированного извлечения и анализа данных о биоактивных веществах растительного происхождения на основе больших языковых моделей. Реализована обработка публикаций PubMed с формированием матрицы взаимодействий растение-соединение-эффект. В базе накоплено 247 записей, выявлены наиболее часто встречающиеся растения и эффекты.

  • Анализ геномов и протеомов снизу вверх (bottom-up) показывает, что они являются единицами эволюции

    Были рассмотрены преспективы представления последовательностей ДНК и белков (и их множеств) в пространстве k-меров. Были найдены наиболее биологически корректные параметры такого представления и с их помощью проанализированы эволюционные взаимосвязи между протеомами бактерий. Удалось получить практически полное соотвествие кластеризации протеомов в пространтсве k-меров с эталонной филогенией (индекс Rand 0.9929). Также удалось решить задачу бинарной классификации генов с точностью до 99.8%.

  • Повышение информативности конусно-лучевой компьютерной томографии височно-нижнечелюстного сустава с использованием глубокого обучения для предиктивной диагностики мягкотканных патологий

    Применение методов компьютерного зрения и доменно-специфичного самообучения (SSL) для предиктивной диагностики мягкотканных патологий височно-нижнечелюстного сустава (воспаления и смещения диска) по объемным снимкам конусно-лучевой компьютерной томографии, традиционно выявляемых исключительно на МРТ, в условиях ограниченных данных.

  • Разработка модели машинного обучения для персонализированного подбора препаратов у детей с артериальной гипертензией на основе клинико-инструментальных данных

    Существующие эмпирические методы подбора терапии для детей с Артериальной гипертензией часто недостаточно эффективны. Цель—разработать модель машинного обучения для персонализированного подбора препаратов при АГ у детей, основываясь на комплексных клинико-инструментальных данных, для повышения эффективности лечения. Результат: разработана и валидирована модель машинного обучения, демонстрирует высокую производительность и способность к клинически обоснованным рекомендациям. 

  • Интеллектуальная система фенотипирования растений и раннего оповещения.

    Разработана система ранней диагностики заболеваний растений на основе технологий компьютерного зрения и машинного обучения. Аппаратно-программный комплекс и нейросеть YOLOv11 обеспечивают точность выявления заболеваний листьев около 74,7%. Система оптимизирует управление агропроизводством с использованием гидропоники, аэропоники и закрытых грунтов.

  • Биоинформатический отбор мишеней Cas-белков с учетом эпигенетического контекста для направленной регуляции активности генов

    Предлагается стратегия отбора CRISPR/Cas9-мишеней, объединяющая транскриптомику, эпигенетические метки и метилирование ДНК с автоматической оценкой кандидатов. По данным ChromHMM, RNA-seq и бисульфитного секвенирования для K562, NHEK и HEK293 гены разделяли на активные и неактивные; согласованность методов (ρ=0,6-0,8). Python-алгоритм ищет сайты NGG и оценивает on-target, off-target и триплексы. Создан пакет для выбора sgRNA, снижающий внецелевые эффекты и адаптируемый к клеточным системам.

  • Оценка количества и плотности железистых трихом листьев базилика (Ocimum basilicum) с применением ИИ-технологий как экспресс-метод определения оптимальных условий сити-фермы

    Исследование посвящено разработке экспресс-метода оценки качества выращивания культур в условиях сити-ферм с помощью технологий ИИ. Создана система автоматического подсчёта железистых трихом на листьях базилика на основе свёрточной нейронной сети YOLOv11l.

  • Модельная система измерения площади листовой поверхности растущего базилика на базе YOLO11

    Разработана модельная система для автоматического измерения площади листьев базилика (Ocimum basilicum), которая компенсирует изменение расстояния до камеры в процессе роста растения.

  • Создание генетических конструктов для получения ауксотрофных штаммов Komagataella phaffii с использованием CRISPR/Cas9 системы

    В ходе работы с помощью CRISPR/Cas9 сконструированы плазмиды для направленного нокаута генов биосинтеза аминокислот (his4, met8, leu2) в дрожжах Komagataella phaffii. Полученные генетические конструкции послужат основой для создания безопасных ауксотрофных штаммов-продуцентов рекомбинантных ферментов для кормовой промышленности.

  • Функциональный морфогенез вычислительных резервуаров

    Работа посвящена преодолению ограничений традиционного проектирования нейросетевых архитектур «сверху-вниз» путем перехода к биологически мотивированной парадигме «выращивания» структур.

  • Стандартизация как инструмент развития биоэкономики: от анализа существующих пробелов к разработке регуляторных документов

    В работе представлены результаты опроса организаций биоэкономики 2025 года, выявившего нормативные пробелы в стандартизации новой биотехнологической продукции. В рамках ТК 326 разработаны проекты стандартов: классификатор продукции биоэкономики и терминологический стандарт по 3D-биопечати. Их принятие будет способствовать систематизации продукции, услуг и объектов в рассматриваемой сфере.

  • Гибридный подход к цифровой диагностике когнитивных функций и личностных свойств с применением алгоритмов машинного обучения

    Разработана онлайн-платформа для диагностики когнитивных функций и личности с использованием ИИ. Использованы классические тесты (Шульте, Струпа, Айзенка и др.) с автоматической фиксацией данных. ИИ выявил скрытые связи между тревожностью, типом личности и когнитивными показателями, не обнаруживаемые при ручной обработке. Подход повышает объективность диагностики и пригоден для массовых исследований.

  • Применение методов искусственного интеллекта для оптимизации доменно-структурного дизайна ДНК в системах молекулярной логики

    В работе рассматривается задача оптимизации доменно-структурного дизайна ДНК для систем молекулярной логики. Предложен метод на основе искусственного интеллекта, сочетающий генеративную модель и обучение с подкреплением. Показано, что подход улучшает биофизические характеристики последовательностей по сравнению со случайным дизайном и применим для автоматизированного проектирования ДНК-систем.

  • Применение методов машинного обучения для анализа данных в целях планирования терапии глиом

    В основе нашей работы лежит гипотеза о том, что эффективность глубокого обучения для сегментации биомедицинских изображений может быть радикально повышена за счёт системной и осмысленной предобработки данных, адаптированной под специфику задачи. В связи с этим целью данного исследования являлась разработка нейросетевой модели сегментации опухолевых субобластей для последующей классификацией глиом и поддержки планирования терапии.

  • Применение методов искусственного интеллекта для анализа морфологической структуры метанотрофного консорциума на основе метанотрофа Methylococcus capsulatus KN2 в биореакторе

    Разработка и апробация подхода на основе методов искусственного интеллекта для количественного анализа морфотипов клеток метанотрофного консорциума на основе Methylococcus capsulatus KN2 в процессе культивирования и оценки их связи с физиологическим состоянием сложной бактериальной культуры.

  • Повышение эффективности иммунохроматографической детекции глутаматдегидрогеназы Clostridioides difficile путем оптимизации протокола синтеза конъюгата латекс-антитело

    Работа посвящена оптимизации синтеза конъюгата латексных частиц с антителами для иммунохроматографической детекции глутаматдегидрогеназы Clostridioides difficile.

    Концентрация активаторов, соотношение латекс:антитело и условия блокировки определены по данным методов ДРС и ПЭМ. Буфер для хранения подобран и оценен методом «ускоренного старения», а после функциональность подтверждена ИХА.

    Получен стабильный гомогенный конъюгат с улучшенными аналитическими характеристиками.

  • Исследование применения нейронных сетей на основе метода коррекции ошибок, имитирующих архитектуру мозжечка для сегментации медицинских изображений

    В работе исследуется применение биологически инспирированной архитектуры нейронной сети, имитирующей мозжечок, для повышения робастности сегментации медицинских изображений. Предложена гибридная модель, объединяющая свёрточный энкодер-декодер с рекуррентной корой и модулем мозжечка для коррекции ошибок предсказания. Эксперименты проводились на МРТ-срезах левого предсердия в условиях стандартных данных, а также при наличии шума и прореживания последовательностей.

  • Концентрация азота как фактор регуляции скорости роста и метаболизма диатомовых водорослей

    В ходе исследования было изучено влияние разного содержания азота (от 0 до 0.6 г/л) в питательной среде на темпы роста культур пяти штаммов диатомовых водорослей. В большинстве случаев увеличение концентрации азота стимулировало рост культур. В конце эксперимента был выполнен анализ жирных кислот: доминантными стали пальмитиновая, пальмитолеиновая, миристиновая и эйкозапентаеновая кислоты.  

  • Аугментации ATR-FTIR-спектров биологических жидкостей: baseline-сравнение, геометрия данных, устойчивость и QC

    Работа посвящена оценке аугментаций ATR-FTIR-спектров биожидкостей. Основной объект — жидкость десневой борозды (ЖДБ), т.е. жидкость между зубом и десной, отражающая состояние пародонта; выборки ЖДБ обычно очень малы, и модели легко переобучаются. Сравниваются baseline (без аугментации) и train-only аугментации (шум, сдвиг, Mixup) по метрикам, геометрии данных (PCA) и QC; дополнительно сопоставляются результаты на слюне (COVID-19, diabetes).

  • И вместо карвакрола дуренол: варьирование состава основных компонентов эфирного масла у размноженных методом in vitro растений мутантной «линии» №26, в условиях ситифермы и открытого грунта

    Работа посвящена изменениям в составе компонентов эфирного масла у  клонов мутантного растения поколения М2 Monarda fistulosa L., полученных методом in vitro и выращенных при двух режимах светодиодного освещения в условиях ситифермы и в открытом грунте. Показано, что у растений ситифермы преобладали тимохинон и дуренол (1,2,4,5-тетраметилфенол), а у растений открытого грунта накапливался, преимущественно, предшественник тимохинона карвакрол (5-изопропил-2-метилфенол).

  • Экспресс-оценка первичных реакций фотосинтеза у растений Ocimum basilicum L. в условиях сити-фермы

    Работа посвящена экспресс-оценке первичных реакций фотосинтеза у растений Ocimum basilicum L. «Лучано» в условиях сити-фермы методом ИФХ. Показано, что оптимальным режимом для обеспечения высокой эффективности фотосинтеза служит вариант LED-освещения, отличающийся самой высокой долей красной и дальней красной длин волн, а также низким уровнем освещенности, о чем свидетельствует квантовый выход ФС II.

  • Стратификация рисков кардиохирургических вмешательств с использованием методов машинного обучения

    Целью работы стала разработка модели прогнозирования риска летального исхода у пациентов после кардиохирургических вмешательств на основе алгоритмов машинного обучения. Проведен ретроспективный анализ историй болезни пациентов (n=352). Набор предикторов включал 14 параметров. Для прогнозирования применялись алгоритмы: LR, RF, XGBoost, LightGBM, CatBoost. Результаты эффективности полученных моделей сравнивались между собой путем анализа метрик качества: recall, precision, F1-мера, ROC-AUC.

  • Питательные среды на основе отрубей разных видов пшеницы для культивирования лактобактерий

    Исследована возможнсть использования отрубей пшеницы как основы субстрата для культивирования лактобактерий. Проведено сравнение отрубей мягких и твёрых видов пшеницы как основ питательных сред для выращивания лактобактерий. Оптимизированы методы ферментативной обработки отрубей перед приготовлением питательных сред на их основе.

  • Влияние внешних факторов на рост микроорганизмов (на примере накопительной культуры Clostridium pasteurianum)

    Работа посвящена исследованию влияния внешних факторов на рост накопительной культуры бактерий Clostridium pasteurianum. В экспериментальной части оценивали рост культуры при изменении pH среды (5,0–8,0), температуры (10–31 °C) и условий анаэробиоза (строго анаэробные условия и при наличии следов кислорода). Показано, что рост C. pasteurianum существенно зависит от указанных параметров; определены условия, близкие к оптимальным для культивирования.