Итоги года: версия Science

В конце года принято подводить разнообразные итоги. Журнал Science развил идею: кроме итогов года здесь опубликовали итоги всего десятилетия 2001-2010 гг. В обоих случаях редакция ограничилась десятью темами, причем чаще всего называла не одну прорывную работу, а целое направление. Статьи специального отдела www.sciencemag.org/site/special/insights2010/ выложены в сети, и их можно прочитать после регистрации на сайте журнала.

1. Первый в списке и, по мнению редакции, наиболее интересный результат — создание первой «квантовой машины»: макроскопического (по меркам квантовой физики) устройства, которое может находиться в двух состояниях одновременно. Результат принадлежит исследовательской группе под руководством Эндрю Клеланда (Andrew CLeLand) и Джона Мартиниса (John Martinis) из Калифорнийского Университета в Санта-Барбаре (США).

2. На втором месте — пересадка «собранной» в лаборатории ДНК в клетку бактерии Mycoplasma capricolum. В результате этих манипуляций бактерия оказалась вполне жизнеспособной: в ней началась выработка новых белков, а сам микроорганизм не утратил способности размножаться. Успешный результат принадлежит группе исследователей из Института Дж. Крейга Вентера в Мэриленде и Калифорнии (США) под руководством самого Вентера (J. Craig Venter). Подробнее об этой работе можно прочитать в ТрВ-Наука (№ 54 от 25.05.2010, «Химеры Крейга Вентера») [1].

Так выглядел ребенок неандертальца. реконструкция антропологического института Университета Цюриха

3. Расшифровка генома неандертальца и сравнение его с геномом современного человека. В 2010 г. была опубликована первоначальная версия расшифрованного генома неандертальца. Международную группу исследователей возглавляет Сванте Паабо (Svante Paabo) — руководитель отдела эволюционной генетики в Институте эволюционной антропологии Общества им. Макса Планка (Германия). Полученные данные и сравнение их с геномом человека позволили сделать сенсационное заявление: оказывается, европейцы и азиаты несут от 1 до 4% «неандертальских» генов (ранее полагалось, что предки человека вытеснили неандертальцев без межвидового скрещивания). И об этой работе рассказывалось в ТрВ-Наука (№ 59 от 03.08.2010, «Геном другого человека») [2].

4. Ряд результатов, касающихся расшифровки человеческого генома. В первую очередь, упоминаются результаты международного проекта «1000 геномов», цель которого — максимально детально охарактеризовать вариативность генетических последовательностей человека. В 2010 г. была завершена пилотная фаза проекта. Основной фактор успеха таких исследований, по мнению редакторов Science, — распространение достаточно дешевых способов секвенирования, а также прицельное изучение лишь той части генома, что кодирует белки.

5. Новый способ «перепрограммирования» соматических клеток в плюрипотентные клетки с использованием синтетической РНК. Как указывает редакция, полученные в результате экспериментов клетки по своим характеристикам более близки к эмбриональным стволовым клеткам, чем полученные с помощью других методик.

6. Серия результатов по поиску причин так называемых менделевских заболеваний — генетических заболеваний, в основе которых лежит мутация одного гена. К концу 2010 г. таким образом удалось разгадать причину около дюжины болезней. Среди обнаруженных — гены, которые вызывают порок развития мозга, низкий уровень холестерина и лицевые уродства.

7. Первые проверки контролируемых «квантовых симуляторов», которые позволяют воспроизвести динамику реальных квантовых систем (в таком симуляторе роль ионов в кристаллической решетке играют точки лазера, а роль электронов — атомы). Эти работы, как ожидается, могут дать ключ к открытию сверхпроводимости при комнатной температуре. Однако, как подчеркивают создатели списка, главная задача сейчас — подтвердить, что квантовые симуляторы корректно воспроизводят поведение квантовых систем.

8. Очередной прорыв в вычислениях, на этот раз — в молекулярной динамике. Группе исследователей под руководством Дэвида Шоу из компании D.E. Shaw Research и Центра вычислительной биологии и биоинформатики Колумбийского университета (США) (как и в случае Крейга Вентера, речь идет о работе в организации имени себя) удалось смоделировать 15 циклов сворачивания и разворачивания молекулы белка — в 100 раз дольше, чем удавалось смоделировать до сих пор. Исследование проводилось на специально созданном суперкомпьютере.

9. Удалось разработать несколько методов, позволяющих манипулировать с ДНК крысы столь же удобно, как с ДНК мыши. Благодаря этому пальма первенства среди лабораторных животных может перейти от мышей к крысам, которые по своим физиологическим и интеллектуальным параметрам находятся ближе к человеку.

10. Профилактика ВИЧ. Два способа защиты от инфекции доказали свою эффективность. Использование вагинального геля, содержащего противовирусный препарат тенофовир, уменьшило заболеваемость в тестовой группе женщин на 39% за 30 месяцев (в исследовании приняло участие около 900 женщин из Южной Африки). Результат был доложен на XVIII Международной конференции по СПИД, которая прошла в Вене (Австрия). Другой метод — превентивный прием препарата профилаксис привел к снижению заболеваемости в тестовой группе примерно на 43,8% (в исследовании участвовало 2499 мужчин). Это исследование также проводила международная группа исследователей. О поисках вакцины против ВИЧ и связанных с этим проблемах см. ТрВ-Наука, №37 15.09.2009 «Антитела против ВИЧ: была ли сенсация?» и №62, 14.09.2010 «Планирование в науке? Пример из области ВИЧ-вакцин» [3].

«Десятка» десятилетия Science более разнообразна: здесь речь идет не только о биологии, но и об исследованиях космоса и физике. Редакторы практически не называют конкретные имена, лишь указывают область исследований.

1. Прорывы в генетических исследованиях: открытие того, что «мусорная ДНК» не такая уж «мусорная», а, напротив, может выполнять регуля-торные функции для значимых участков ДНК; детальное изучение функций РНК и ее роли в клетке.

Картина микроволнового реликтового излучения, полученная зондом WMAP. Фото: NASA/WMAP SCIENCE TEAM

2. Начало эры точной космологии. Благодаря новым инструментам, в первую очередь космической обсерватории WMAP, появилась возможность с достаточно большой точностью измерять неоднородности реликтового излучения и, следовательно, проверять различные гипотезы относительно происхождения и эволюции нашей Вселенной.

3. Вновь расшифровка геномов древних созданий: не только неандертальцев, но и мамонтов, определение фрагментов последовательностей коллагенов динозавров. Впрочем, с последним открытием, опубликованным как раз в Science, не все ясно: многие ученые считают его артефактом (ТрВ-Наука писал об этом в № 12 от 16.09.2008 в статье «Парк Юрского периода: открытие откладывается?» и интервью с одним из скептиков, профессором университета Калифорнии Сан-Диего Павлом Певзнером, которые недавно стал одним из победителей «конкурса мегагрантов»). Благодаря этим работам появляется возможность узнать те детали древнего мира, которые невозможно восстановить по ископаемым остаткам (www.scientific.ru/trv/12N.pdf).

4. Поиски воды — и жизни — на Марсе. Собственно (добавим от себя), о том, что вода на Марсе есть, писали уже несколько десятилетий не только зарубежные, но и наши планетологи. Однако надо отдать должное, именно в 2001-2010 гг. результаты марсианских миссий позволили не просто подтвердить наличие воды, но и детально исследовать ее распространение (в виде подповерхностного льда), а также ту роль, что вода играла в далеком прошлом Марса. См., например, ТрВ-Наука: «На Марсе найдены древние горячие источники?», №22, 17.02.2009; «Новые интересные снимки Марса», №33, 21.07.2009; «Последний островок жизни на Марсе», №66, 09.11.2010 [4].

5. Перепрограммирование клеток: превращение дифференцированных клеток различных тканей в плюрипотентные, способные вновь развиться в любой тип клеток. В последние годы были разработаны различные методики, и, хотя их эффективность в целом пока невелика (лишь малая доля клеток вновь превращается в плюрипотентные), исследователи надеются, что в перспективе перепрограммирование будет не просто лучше изучено, но даже найдет применение в медицинских целях.

6. Изучение микроорганизмов и вирусов в человеческом организме (и организмах других млекопитающих). В последнее десятилетие поменялся сам подход к этому явлению: считавшиеся безусловными вредителями бактерии и вирусы, населяющие нас, стали восприниматься как комменсалы, т.е., безопасные сожители (по крайней мере большинство из них), а то и симбионты, наличие которых необходимо для нормального функционирования организма.

7. Экзопланеты. На конец 2010 г. их насчитывается уже более 500, и поиски продолжаются, в том числе и на специально «заточенной» под эту задачу обсерватории «Кеплер» (НАСА, запуск 2009 г.). Постепенно развиваются методы детектирования и улучшается чувствительность: удается обнаружить все менее и менее крупные планеты. Уже полученные результаты (в частности, большое число «горячих Юпитеров» вблизи центральной звезды) заставляют если не пересмотреть существовавшие представления о формировании нашей Солнечной системы, то по крайней мере отнестись к ним с существенно большим скептицизмом. Об экзопланетах рассказывала ТрВ-Наука, в частности: №49, 16.03.2010 «Экзопланеты (современные факты)» и №51, 13.04.2010 «Есть ли жизнь на…?» [5].

8. Исследование воспалительных процессов: согласно данным, полученным за последние десятилетия, воспаление может оказаться довольно опасным явлением. В частности, найдены свидетельства того, что воспалительные процессы губят нейроны, а также способствуют развитию диабета II типа.

График среднегодовой температуры за последние 160 лет. Фото: «Википедия»

9. Разработка метаматериалов — сложных материалов, а вернее, даже устройств, позволяющих управлять распространением электромагнитных волн. Возможное применение — соз -дание «суперлинзы» с разрешающей способностью, превышающей дифракционный предел. Более любим у журналистов другой вариант использования — создание «шапок-невидимок», делающих объект невидимым (а точнее, изгибающих траектории электромагнитных волн особым образом, так что приемник не видит спрятанного предмета). Интересно, что свойства таких материалов теоретически разрабатывались в СССР с 40-х годов, обзор можно найти в статье Веселаго (1967)».

10. Климатические исследования: одним из главных результатов десятилетия редакторы Science считают тот факт, что ученым удалось достичь консенсуса в вопросах изменения климата. По мнению редакции, сегодня большинство климатологов согласилось с тем, что глобальное потепление действительно имеет место, его корень — в антропогенной деятельности и, судя по всему, естественным образом это потепление сдержать не удастся. О «климатгейте» и том, насколько обоснован полученный консенсус, см., в частности, «Бондиана глобального потепления», ТрВ-Наука №43, 08.12.2010 [6].

Подготовила
Ольга Закутняя

1. http://trv-science.ru/2010/05/25/ximery-krejga-ventera/

2. http://trv-science.ru/2010/08/03/genom-drugogo-cheloveka/

3. http://trv-science.ru/2009/09/15/antitela-protiv-vich-byla-li-sensaciya/, http://trv-science.ru/2010/09/14/planirovanie-v-nauke-primer-iz-oblasti-vich-vakcin/

4. http://trv.nauchnik.ru/22N.pdf, http://trv-science.ru/2009/07/21/novye-interesnye-snimki-marsa/, http://trv-science.ru/2010/11/09/poslednij-ostrovok-zhizni-na-marse/

5. http://trv-science.ru/2010/03/16/ekzoplanety-sovremennye-fakty/, http://trv-science.ru/2010/04/13/est-li-zhizn-na/.

6. http://trv-science.ru/2009/12/08/bondiana-globalnogo-potepleniya/

Связанные статьи

1 Comment

  1. Мировые саиэнсные достижения впечатляют!

    К сожалению, наши, отечественные саиэнсные достижения совсем затерялись. Теперь известно где: см. О СТРАТЕГИЧЕСКОЙ ДЕЗИНФОРМАЦИИ “science — наука”, “наука — science” (www.baryakin.ru/S30/S3021r01.htm).

    Что же касается собственных итогов последнего десятилетия, можно обратить внимание на то, что заложены основы РУКОВОДСТВА ПО РАЗВИТИЮ РОССИЙСКОГО ОБЩЕСТВА (www.baryakin.ru).

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *