Международный конгресс студентов и молодых ученых «Мир науки», посвященный 75-летию Казну им аль-Фараби 75 лет Алматы, 28-30 сәуір 2009 ж

ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫНЫҢ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
ӘЛ-ФАРАБИ АТЫНДАҒЫ ҚАЗАҚ ҰЛТТЫҚ УНИВЕРСИТЕТІ
КАЗАХСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ АЛЬ-ФАРАБИ
БИОЛОГИЯ ФАКУЛЬТЕТІ
БИОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ
әл-Фараби атындағы ҚазҰУ 75-жылдығына арналған
жас ғалымдар және студенттердің «Ғылым әлемі»
IІI Халықаралық  конгресі
IІI Международный конгресс студентов 
и молодых ученых 
«Мир науки», посвященный 75-летию 
КазНУ им. аль-Фараби
75 лет
Алматы, 28-30 сәуір 2009 ж

УДК 575
ББК 28,0
А 43
Редакционная коллегия:
д.б.н.,   профессор,   декан   биологического   факультета   КазНУ   им.   аль-Фараби 
Шалахметова Т.М., д.б.н., профессор Бигалиев А.Б., д.б.н., профессор Нуртазин 
С.Т., д.б.н., профессор Тулеуханов С.Т., д.б.н., профессор Мухитдинов Н.М., 
д.б.н.,   профессор   Иващенко   А.Т.,     д.б.н.,   профессор   Айдосова   С.С.,   д.б.н., 
профессор   Айташева   З.Г.,   д.б.н.,   профессор  Шулембаева   К.К.,   доцент 
Олжабекова   К.Б.,   доцент   Есжанов   Б.Е.,   доцент   Турашева   С.   К.,   доцент 
Колумбаева   С.Ж.,   доцент   Шимшиков   Б.Е.,     Шарипова   М.   А.,  председатель 
СМУ   Баубекова   А.С.,   председатель   Совета   НИРС  Байдильдаева   Г.К., 
Кистаубаева А.С.,  Кабдулина А.А. 
III-ий Международный конгресс студентов и молодых ученых “Мир Науки”, 
посвященный   75-летию   КазНУ   им.   Аль-Фараби   (28-30   апреля   2009   г.,   г. 
Алматы): Материалы  III-го Международного конгресса студентов и молодых 
ученых “Мир  Науки”. –  Алматы:  Казахский   Национальный  университет  им. 
аль-Фараби, 2009. – 230 c.
ISBN - №9965-30-760-1
  1901000000
    00(05)-07
©  Казахский Национальный университет им. аль-Фараби, 2009
А

ПРИВЕТСТВЕННОЕ СЛОВО К 
УЧАСТНИКАМ КОНГРЕССА
Биологический факультет Казахского национального университета им. аль-
Фараби является одним из старейших в университете. В этом году факультету, 
как и самому университету исполняется 75 лет. Этой юбилейной дате Совет 
молодых   ученых   и   Совет   НИРС   факультета   посвящает   традиционный 
ежегодный   Международный   конгресс   студентов   и   молодых   ученых   «Мир 
науки».
Биологический   факультет,   будучи   одним   из   первых   факультетов   в 
университете, по праву занимает ведущее место в подготовке кадров и вносит 
весьма значительный вклад в развитие биологической науки в Республике.
На   факультете   работали   крупные   ученые   биологи,   с   чьими   именами 
связаны   развитие   многих   направлений   отечественной   биологии.   В   разное 
время, в стенах нашего факультета работали академик АН СССР В.А. Догель, 
академики АН КазССР А.П. Полосухин, Б.А. Домбровский, Н.П. Павлов, Т.Б. 
Дарканбаев, Г.З. Бияшев, М.А. Айтхожин, члены-корреспонденты АН РК Н.Л. 
Удольская, Т.М. Масенов, профессора М.Ф. Авазбакиева, Н.З. Хусаинова, В.И. 
Фурсор, В.С. Корнилова, В.В. Шевченко, В.П. Митрофанов, И.О. Байтулин и 
многие другие.
И   в   наши   дни   на   факультете   работают   видные   ученые,   возглавляющие 
ведущие   направления   современной   биологии   и   работающие   на   самом 
передовом  крае науки.
Практически   в   любом   академическом   или   отраслевом   научно-
исследовательском институте, работающего по биологическому или смежному 
с ним профилю, а также во многих ВУЗах Республики можно встретить наших 
выпускников, которые вносят достойный вклад в развитие науки Казахстана и 
подготовку   кадров.   Многие   выпускники   работают   в   научных   учреждениях 
ближнего и дальнего зарубежья. К примеру, Мурат Сапарбаев, Илья Дигель – 
заведуют лабораториями во Франции и Германии, Архат Абжалов – профессор 
Гарвардского   университета.   Всех   выпускников,   работающих   в   лучших 
лабораториях мира, перечислить невозможно.
В   работе   конгресса,   кроме   докладов   молодых   ученых   из   нашей 
республики, будут представлены доклады студентов и аспирантов из других 
городов ближнего зарубежья (Россия, Узбекистан, Германия, Чехия и др.).
Желаю   всем   молодым   ученым   –   участникам   конгресса,   новых   научных 
открытий в выбранных Вами направлениях и больших творческих успехов.
Декан биологического факультета 
                                                     КазНУ им. аль-Фараби,
                                                                профессор Т.М. Шалахметова 

ПЛЕНАРНЫЕ ДОКЛАДЫ

БИОЭТИКА И НОВОЕ ПОКОЛЕНИЕ БИОЛОГОВ: 
ОТ ЗНАНИЯ К МУДРОСТИ
Рахимбаев И.
Институт биологии и биотехнологии растений,  МОН РК
г. Алматы, Казахстан, 
gen
   _  dana
 
 @
   mail
 
 .  ru
   
 
Биоэтика   изучает   моральные,   юридические   и   социальные   проблемы, 
возникающие   в   процессе   развития   биологии   и   ее   прикладных   направлений 
(медицина, сельское хозяйство,  охрана окружающей среды, биотехнология  и 
генная инженерия). 
Ван   Ранселер   Поттер   –   основоположник   биоэтики,   называет   ее   Наукой 
выживания. В своей книге «Биоэтика: мост в будущее» (1970 г.), он пишет: 
«Выживание   человека   может   зависеть   от   этики,   основанной   на   знании 
биологии,   а,   следовательно,   на   знании   Биоэтики.   Наука   выживания   должна 
быть   не   просто   наукой,   а   новой   мудростью,   которая   объединила   бы   два 
наиболее важных и крайне необходимых элемента – биологическое знание и 
общечеловеческие ценности. Исходя из этого, я предлагаю для ее обозначения 
новый термин – «Биоэтика».
Биология   в   процессе   своего   многовекового   развития   достигла 
впечатляющих   успехов   в   познании   тайн   жизни   на   биосферном,   видовом, 
организменном,   клеточном   и   молекулярном   уровнях   организации.   Однако 
предыдущим   поколением   ученых   не   всегда   удавалось   использовать 
колоссальный   объем   добытых   знаний   во   благо   человека   и   других   живых 
существ,   обитающих   на   планете   Земля.   Применение   научных   достижений 
довольно часто наносило и сейчас наносит огромный вред обществу и природе 
(пестициды и другие химические загрязнители с мутагенным и канцерогенным 
эффектом,   генетические   последствия   испытания   ядерного   оружия,   сужение 
биоразнообразия   из-за   вытеснения   «бесполезных»   видов   и   др.).   В   обществе 
начинает формироваться недоверчивое отношение к науке вообще и, особенно, 
к биологии в силу ее прямого касательства к человеческой личности. Очевидно, 
этим и вызван так называемый «феномен опасного знания». Ярким примером 
тому   являются   достижения   молекулярной   и   клеточной   биологии,   на   основе 
которых   разработаны   генно-инженерные   и   клеточные   технологии,   которые 
могут служить  как во благо, так и во вред.
Новое   поколение   биологов   сталкивается   с   острой   проблемой 
непредсказуемости   последствий   практического   применения   достижений 
современной биологии. Как решить эту поистине жизненно важную проблему? 
Ведь знание само по себе не бывает ни полезным, ни опасным. Выгодным или 
вредным может быть только результат применения знания в виде технологии, 
процесса   или   продукта.   Для   разумного   решения   проблемы   «добра   и   зла» 
недостаточно   только   лишь   знания.   Необходима   мудрость,   понимаемая   как 
«знание того, как правильно использовать знания». 
Постижение такой мудрости возможно на основе биоэтики. Соблюдение 
биоэтических   принципов   существенно   для   нахождения   разумных,   подлинно 

гуманистических решений и действий. Необходимо полностью отказаться от 
антропоцентризма,   то   есть   сугубо   прагматической   позиции   хищнической 
эксплуатации природных ресурсов.
Современный   биолог   должен   учитывать   морально-этические   ценности, 
признавать ответственность человека по отношению к другим формам жизни в 
биосфере,   принимать   все   возможные   меры   для   защиты   интересов   как 
нынешних,  так  и  будущих  поколений.  Новому   поколению  биологов   следует 
овладевать   не   только   биологическими,   но   и   гуманитарными   знаниями, 
формирующими биоэтическое мировоззрение.

THE SPHEROSOME AS UNIQUE SOURCE FOR THE INNOVATION 
TECHNOLOGIES
Murat K. Gilmanov
 
 M.A. Aytkhozhins Institute of molecular biology and biochemistry, 86, 
Dosmukhamedov str. 050012, Almaty, Republic of Kazakhstan 
baltakay
@mail.ru
Scientific discoveries open way for development of innovation technologies. We 
would like to present how our scientific investigation lead to the development of 
innovation technologies. In our Laboratory of enzyme structure and regulation of 
Aytkhozhin’s Institute of molecular  biology  and biochemistry  of the  Republic of 
Kazakhstan     first   was   developed   the   original   of   purification   of   plant   subcellular 
organelle – spherosome.
Whyle   the   active   biochemical   processes   take   place   in   maturing   ears   of   the 
cereals   we   decided   to   isolate   active   sperosomes   from   filling   grains   of   wheat 
(Triticum   aestivum)   Steklovidnaya-24   cultivar.   For   purification   of   active 
nanocomplex   from   filling   seeds   of   wheat   for   the   first   time   we   have   used   the 
nanostructured carbon sorbent which was developed by supervisor professor Z.A. 
Mansurov in Combustion problem Institute of Al-Farabi Kazakh National University. 
This carbon sorbent contains carbon nanostructured elements which provide rigid 
carcass of the sorbent. Using this sorbent allows us to purify sperosomes which is 2-3 
times faster and which has 4-5 times higher activity than by Sepharose 4B column 
chromatography.   Then supernatant was purified by chromatography on column with 
“Nanocarbosorb” ARK type which is produced by scientific-industrial technological 
center “Zhalyn” (Almaty, Kazakhstan). Results of purification of sperosomes from 
filling grains of wheat are presented in Figure 1. The fraction of sperosomes was 
eluted in the first peak after chromatography on column with “Nanocarbosorb” ARK 
type.
For isolation of phospholipids from fraction of spherosomes we used the Folch 
reagent. This reagent  consist of mixture of chloroform-methanol ratio 3:1 v/v. The 
extracted phospholipids was analyzed by thin layer chromatography on two solvent 
systems: 1) chloroform:methanol:ammonia (35:60:5); 2) chloroform:methanol:acetic 
acid:water (50:25:8:4). The thin layer chromatographies showed that spherosomes 
contains only one   phospholipid. The staining of spot of phospholipid by staining by 
silver   nitrate   solution   speaks   about   the   phospholipid   of   spherosome   is 
phosphatidylinozitol (PI). The further evedens of PI nature was obtained by element 
analysis of  phospholipid of spherosomes.
It was established by using of element X-ray analysis on X-ray analyzer INCA-
Xray  Analytical  system  (Oxford,  UK)  this    phospholipid   consists  of:  С=34,85%, 
О=23,50% , P=3,92%. We did not found of any traces of nitrogen. It means that PI of 
spherosomes did not contain other phospholipids as impurities.


Further it is necessary to  study the protein composition of spherosomes. For this 
aim   we   have   carried   out   SDS   electrophoresis   by   Laemly.   As   it   was   shown   the 
spherosome contains only one polypeptide with molecular masse 52 kDa. It is the 
subunit of molecule glutamate dehydrogenase (GDh).
Thus spherosome consist of only one   phospholipid –PI   and only one protein – 
GDh.  So we have determined that the content of PI is equal 30,82±1,01%, and GDh 
is 68,35±1,03%.
        For  the   understanding   of  the  structure   of  spherosome   it  is   necessary   to  pay 
attention   on   the   next   experimental   fact.   While   GDh   may   be   released   from 
spherosome only by PI specific phospholipase C there is only one opportunity to 
explain this phenomenon. GDh attached to inner bilayer PI vesicle membrane by its 
own covalently bound glycosyl-phosphatidylinositol anchor which is anchored to PI 
membrane by mechanism which is described by Low. Thus the GDh is attached to PI 
membrane by its own covalently bound PI anchor. Numerous molecules of GDh form 
the dense protein covering of the spherosome.
The existence of glycan part of GDh of sperosome speaks the next data. In the plants 
earlier were found only 2 genes which coding two GDh proteins with molecular 
masses about 42kDa. Difference between this data and our experimental data speaks 
about presence in GDh molecule of big non protein part. As shown earlier by us the 
molecule of wheat GDh contains in its composition the next sugars: mannose, xylose, 
arabinose and glucose. Thus GDh of spherosome related to typically GPI proteins.
Thus the spherosome has inner bilayer PI vesicule and to it attached numerous 
molecules   of   GDh.   This   molecules   formed   thick   and   dencer   protein   covering   of 
spherosom.
The unique structure of the spherosome we are developed the methods of  practical 
application of spherosome.  For this purpose we us the purified spherosomes from 
filling wheat grains.
We have determined natural catalytic activity of Nicotinamide adenine dinucleotide 
phosphate-GDh (NADP-GDh) of spherosome from filling grains of wheat in reaction 
of reductive amination of 2-oxoglutarate by the spectrophotometry at 340nm on the 
spectrophotometer   Ultrospec-1100   pro,   Amersham   Bioscience   (UK).   Reaction 
mixture contained 15.4mM 2-oxoglutarate, 0.1mM NADPH, 0.05M MES buffer pH 
8.3, and different concentrations of (NH4)
2
SO
4
. The concentration of 2-oxoglutarate 
and NADPH was taken at full saturation concentration. The excess of these substrates 
did not inhibit the reaction velocities. The total volume of reaction mixture was 2ml. 
The   controls   were   without   2-oxoglutarate   or   ammonia.   The   specific   activity   of 
NADP-GDh is expressed as 1M of formed NADP per mg protein in 1 min. The 
quantity of protein was determined by microbiuret method which is described by 
Bailey. It is necessary to note that the studied fraction of spherosome shows high 
activity of NADP-GDh without any treatment with detergents, phospholipases and 
other agents.  Thus, the whole body of spherosome  shows  up its activity without 
disturbing   its   integrity.   The   specific   activity   of   NADP-GDh   is   equal:   148±3   M 
formed NADP per 1mg protein.
First of all it is necessary to study the dependence of activity of wheat spherosome 
anchored NADP-GDh on ammonia concentrations. It is necessary to note that after 

achievement   of   maximal   activity   the   further   increase   in   ammonia   concentration 
above optimal leads to inhibition of NADP-GDh activity by ammonia.
Thus, the NADP-GDh of spherosomes  fraction has very high affinity to ammonia. 
These results show that this spherosome plays key role in ammonia assimilation in 
filling grains of the cereals. So the high sensitivity of spherosome to ammonia allows 
to use it as biosensor to determine very low concentrations of ammonia.
In this reason this property of spherosome opens the perspective of its practical 
application.  It is well known that anthropogenic pollution by waste waters causes 
increase in the contents of ammonia ions in natural water reservoirs – lakes and 
rivers, whereas in unpolluted reservoirs ions of ammonia are absolutely absent. Thus 
the   presence   of   ammonia   ions   is   the   evidence   of   pollution   of   water   reservoirs. 
Therefore highly sensitive and accurate method for the determination of ammonia 
ions concentration is necessary for ecological monitoring of natural waters. Existing 
methods   have   low   sensitivity   and   are   not   precise.   They   allow   determining   the 
ammonia   ions   only   in   concentration   range   from   1mM   to   100mM   in   the   water. 
Therefore for earlier prevention of water pollution there is high necessity for the 
development of new biosensor with high sensitivity to ammonia. 
It was shown that use of spherosome allows us to determine the concentration of 
ammonia ions with high accuracy in range from 0.5 mkM to 10 mkM. Thus, we 
developed   highly   precised   and   sensitive   biosensor   for   determination   of   ammonia 
ions, which has no analogues. And this method is also convenient for determination 
of   ammonia,   2-oxoglutarate   and   NADPH   in   biological   liquids,   which   is   very 
important in clinical for diagnostic of different diseases.
Application of biosensor allows determining the concentration of 2-oxoglutarate in 
range from 1mM to 10mM and concentration of NADPH in range from 0.5 mkM to 
100 mkM. 
Analysis of gene of GDh speaks that GDh molecules have the sites of so-called 
“Ef-hand loop motive”. The same sites have very important regulatory proteins such 
as calmodulin, centrin and etc., which plays important roles in regulation processes. 
If GDh of spherosomes  related to Ca
2+
-regulatory proteins, we tested stimulatory 
effects of spherosome on plants.
We tested the stimulatory effects of calcium binded spherosomes from wheat filling 
grains.   The   treatment   of   steam   cuts   of  Hippophae   rhaminoides   L.  by   0.01%   by 
spherosome   solution from filling grains causes the intensive formation of roots. It 
was shown the solution of spherosomes causes the intensive formation of roots. 
Thus   we   established   that   solution   of  spherosomes   may   be   effective   rhyzogenic 
biostimulator under the name Rhyzogenin  which may be very usefull for vegetative 
reproduction of tree plants and for wide application in cell cultures engineering. For 
the first time it was shown that biostimulator is not bioorganic substance but protein-
lipid complex – spherosome.    
We found the third aspect of spherosome application for medical aims.
If spherosomes contain only one phospholipid PI it is very convenient for isolation 
of homogeneous PI. Our method allow to prepare PI 10 times cheaper than traditional 
methods of isolation of PI. Because of high price of PI preparations (price by Sigma 
catalogue 2006-2007, catalogue number PO639-50MG, the price per 50 mg is equal 

641$) its application is very expensive. Our method opens wide application of PI. 
First of all we tried to use our PI for preparation of PI liposomes.
The problem of delivery of medicine to diseased organ has not found satisfactory 
solution. The existing delivery systems which are made from lecithine have some 
serious   disadvantages.   They   are   not   stable,   easily   agregate   and   cause   danger   of 
blocking of blood vessels and others are made from chemical substances that cause 
immune and allergic reaction. In this reason one of the main problem of modern 
medicine is to develop new generation of medicine delivering systems. In this reason 
we put task to make delivery systems which are made from PI. In contrast to electro 
neutral lecithine PI is related to negative charged phospholipid. The PI liposomes 
have size near 1 µm that is 10 times less than lecithine  liposomes. To this reason PI 
liposomes can be named as nanocontainers. PI liposomes have negative charge and 
they push up each other and never agregate. Due to the charge the PI liposomes have 
more hydrophilic properties and are very stable.
To prepare PI nanocontainers dried PI was desolved in bidistilled water. Then PI 
solution   was  transfered   by   syringe  to    the  solution  of  0,05M  tris-chloride  buffer 
pH=7,4 with 0,09% NaCl. After that the solution was treated ultrasonic dispergation 
on Ultrasonic  desintegrator   UD-11 type (Techpan, Poland) during 5 minutes  on 
medium current strength. Ready nanocontainers were used for further work. 
Then after of nanocontainers transfering to hydrophilic solution the they captivate 
the medicine and then they closed. On the basis of the principle we developed the 
new effective method of loading of nanocontainer which is protected by the patent of 
the Republic of Kazakhstan.
We   also   prepared   the   new   anti   arthritic   drugs   on   basis   PI   nanocontainers.   We 
loaded PI nanocontainers by nonsteroid anti-inflammatory medicines – piroxicam or 
diclophenak.
The anti-inflammatory preparation was tested in reumatological centre of Almaty 
on   experimental   and   control   groups   of   arthritic   patients   under   supervision   of 
professor Seisenbayev A.S. Each group consists of thirty persons comparable by sex, 
age, stage and activity of diseases processes. The patients of experimental group were 
applied with the ointment containing our loaded PI nanocontainers.  The patients of 
control   group   were   applied   with   the   standard   anti-inflammatory   ointment   of 
piroxicam or diclofenak.
The tested preparation was rendered 2-3 times day on sick joints. After 3 weeks 
essential reduction of a local painful syndrome was marked by 76.6% of patients of 
experimental group and 50 % - in control group. 
Thus the obtained our anti-inflammatory preparation on basis on PI nanocontainers 
shows the better treatment results than standard drug. Our preparation has the next 
advantages in comparison with standard drug:
- the quantity of piroxicam or diclofenak reduces more than ten times than standard 
drug under the same or better therapeutic effect;  
- more quicker and more deeper penetration of medicine into the tissues of joints 
and more longer prolongation of the action of  the medicines;
-all this led to significant reduction of toxic effects of medicines containing in our 
PI nanocontainers.

Thus   we   developed   the   new   generation   of   drug   delivery   systems   namely   PI 
nanocontainers. These nanocontainers have obvious advantages on contrast to other 
drug delivery systems: they do not block blood vessels, have no toxic effect, have a 
good therapeutic effect and medicine action is prolonged. Using of nanocontainers 
allow to make effective treatment without toxic damaging effect on other organs.