Итоги Нобелевской недели: новая эра в биохимии и астрономии

На этой неделе Нобелевский комитет объявил лауреатов пяти самых престижных научных премий в области медицины, физики, химии, литературы и защиты мира. Их открытия помогут изобрести новые более эффективные лекарства и разгадать загадки Вселенной. Размер премий, завещанных в конце ХІХ века шведским промышленником и изобретателем Альфредом Нобелем, в нынешнем году был увеличен на 12,5% и составил 9 млн крон (около $1,1 млн). Mind предлагает ознакомиться с объявленными на этой неделе лауреатами 2017 года и их достижениями.

Медицина и физиология

www.nobelprize.org

Лауреаты: американцы Джеффри Холл, Майкл Росбаш и Майкл Янг

Формулировка: «За их открытия молекулярных механизмов, лежащих в основе циркадных ритмов»

Трем американским ученым присудили Нобелевскую премию за разъяснение феномена биологических часов с периодом в 24 часа. Их открытия позволили дать ответы на такие давние вопросы, как: «Почему люди делятся на «сов» и «жаворонков», и почему листья мимозы раскрываются в дневное время и закрываются в ночные часы, даже если цветок держать в полной темноте?».

У каждой клетки растения, животного или человека есть самонастраиваемые внутренние биологические часы. Эти часы ускоряют и замедляют физиологические процессы в зависимости от времени суток. Так, ежедневно в 7 утра организм может резко увеличивать скорость обмена веществ, повышать температуру и усиливать кровообращение, готовясь к активной деятельности. А в 9 вечера «клеточные часы» могут запускать противоположные процессы, склоняющие организм ко сну.

В 1984 году Джеффри Холлу и Майклу Росбашу удалось найти первый основной механизм биологических часов. Ставя опыты на плодовых мушках дрозофилах, они выделили ген, названный period, кодирующий белок, названный PER, который накапливается в клетках в течение ночи, а затем разрушается в течение дня.

В 1994-м Майкл Янг обнаружил еще два механизма клеточных часов, благодаря которым концентрация белка PER нарастает и снижается циклически с периодом в 24 часа. Ученый выделил ген timeless, кодирующий белок TIM для блокирования активности гена period, а также ген doubletime, кодирующий белок DBT для замедления накопления PER. В последующих исследованиях были найдены другие гены и белки, которые синхронизируют биологические часы с солнечной активностью.

Химия

www.nobelprize.org

Лауреаты: швейцарец Жак Дюбоше, шотландец Ричард Хендерсон и американец Иоахим Франк

Формулировка: «За разработку криоэлектронной микроскопии для высокоточного определения структуры расположения молекул в растворе»

В скором времени ученые будут получать 3D-снимки живых клеток с настолько высоким разрешением, что на них можно будет разглядеть отдельные атомы в биологических молекулах. Как сказано в пресс-релизе Нобелевского комитета, это стало возможным благодаря методу криоэлектронной микроскопии, «продвинувшем биохимию в новую эру». Революционный метод позволит лучше понять структуру белков и их взаимодействие с другими биомолекулами, что приведет к разработке более совершенных лекарств.

До 2013 года высокоточные электронные микроскопы были пригодны только для изучения мертвой материи. Рассмотреть молекулярное строение живых клеток мешала их подвижность и неустойчивость. Луч электронного микроскопа моментально испарял воду из биологического материала, разрушая его структуру.

Трое ученых придумали и реализовали прорывной метод исследования живой материи. Оказалось, что клетку можно моментально заморозить при температуре жидкого азота, не повреждая структуру, получить микроснимки и создать из них трехмерную модель.

Дюбоше в 1980-х годах разработал революционный способ охлаждения, при котором вода отвердевала вокруг биомолекул, сохраняя их. Франк в период с 1975 по 1986 год создал метод обработки изображений, позволяющий реконструировать из двумерных микрофотографий молекул 3D-картины, а Хендерсон в 1990 году сгенерировал с помощью электронного микроскопа первое трехмерное изображение белка в атомарном разрешении, доказав на практике потенциал криоэлектронной микроскопии.

Физика

www.nobelprize.org

Лауреаты: американцы Кип Торн, Райнер Вайс и Барри Бэриш

Формулировка: «За решающий вклад в создание детектора LIGO и обнаружение гравитационных волн»

Нобелевская премия по физике в 2017 году присуждена трем ученым, которые сыграли ключевые роли в важнейшем научном событии 2015 года – обнаружении гравитационных волн. Это событие ознаменовало крупнейший порыв в астрономии со времен открытия вращения планет Галилео Галилеем. Теперь исследователи Вселенной могут не только смотреть в космос, но и слышать его шепот, который будет становиться все громче по мере повышения точности измерительных приборов.

Напомним, в прошлом году исследователи проекта LIGO (Лазерно-интерферометрической гравитационно-волновой обсерватории) объявили, что научились улавливать рябь пространства-времени. С помощью двух гигантских детекторов они зафиксировали гравитационную волну, которая летела к нашей планете 1,3 млрд лет и 14 сентября 2015 года сотрясла Землю, заставив ее растягиваться и сжиматься, подобно желейной массе.

Райнер Вайс заложил основу в проект LIGO – в 1970-х годах он проанализировал источники возможных сторонних шумов, способных повлиять на измерения, и спроектировал детектор (лазерный интерферометр), обрабатывающий эти ложные сигналы. Барри Бэриш и Кип Торн помогли воплотить его идеи в жизнь, организовав строительство и наладив работу обсерваторий LIGO.

Литература

www.nobelprize.org

Лауреат: британский писатель японского происхождение Кадзуо Исигуро 

Формулировка: «За эмоционально сильные романы, в которых он раскрыл бездну под нашим иллюзорным ощущением связи с миром»

Кадзуо Исигуро родился в 1954 году в японском городе Нагасаки, но в пятилетнем возрасте переехал с семьей в Великобританию и всегда писал только по-английски. После окончания школы он получил степень бакалавра английского языка и философии в Кентском университете, а также магистра искусств в университете Восточной Англии.

Успех к Кадзуо Исигуро пришел в 1983 году, сразу после публикации его первого романа «Там, где в дымке холмы», в котором повествуется о жизни людей в Нагасаки в первые послевоенные годы. 29-летний автор был выдвинут на грант как один из «лучших молодых британских писателей».

Второй его роман – антиутопия о жизни клонированных людей «Художник зыбкого мира» (1982) – стал книгой года в Британии. За него Кадзуо Исигуро был награжден премией «Уитбред». Третий роман – «Остаток дня» (1989) – принес автору Букеровскую премию и был экранизирован в Голливуде. Главные роли в фильме исполнили Энтони Хопкинс и Эмма Томпсон. Последний, седьмой по счету роман «Погребенный великан» вышел в 2015 году.

В своем творчестве Кадзуо Исигуро исследует темы, касающиеся времени, памяти, а также самообмана. Объявляя о присуждении ему Нобелевской премии, постоянный секретарь Шведской академии Сара Даниус назвала Кадзуо Исигуро «писателем великого достоинства, создавшим собственную эстетическую вселенную». Она выразила надежду, что вручение главной литературной награды действительно хорошему писателю наконец-то порадует мир. В прошлом году «нобелевка» по литературе досталась американскому музыканту Бобу Дилану, что возмутило многих критиков.

Премия мира

Лауреат: Международное движение по запрещению ядерного оружия (ICAN).

Формулировка: «За работу по привлечению внимания к катастрофическим гуманитарным последствиям от любого использования ядерного оружия и за прорывные усилия по достижения мирным путем запретов такого оружия».

ICAN – это созданная в 2007 году и базирующаяся в Женеве коалиция из 468 неправительственных организаций из 101 страны мира. Последние 10 лет она бьет тревогу в связи с угрозой ядерного оружия и осуществляет давление на правительства, добиваясь его глобального запрета. Цель организации – обезвредить все имеющиеся в мире ядерные арсеналы, состоящие из примерно 15 000 единиц «оружия судного дня».

Существенных достижений у организации два. Она сплотила в единую силу противников ядерного оружия, ранее действовавших разрозненно. В июле этого года движение ICAN добилось того, что 122 страны ООН адаптировали новое международное соглашение по объявлению ядерного оружия противозаконным. Договор вступит в силу, как только его ратифицируют 50 или более стран. После этого за осуществлением запрета ядерного оружия в заключивших соглашение странах будут следить международные судебно-исполнительные органы.

«Чем больше стран мы убедим присоединиться к международному соглашению, тем сильнее мы настроим общественное мнение против ядерного оружия, и тем сложнее будет ядерным государствам защищать свое право на обладание таким оружием», – поясняет Беатрис Фин.

Пока ни одна из девяти ядерных стран – США, Россия, Британия, Китай, Франция, Индия, Пакистан, Северная Корея и Израиль – не присоединилась к инициативе по запрету ядерного оружия. По убеждению ICAN, международное сообщество должно склонять их к этому. Девять стран тратят свыше $105 млрд в год на усиление своих ядерных арсеналов, увеличивая угрозу военной катастрофы. По мнению ICAN, мир стал бы лучше, если бы эти деньги расходовались на здравоохранение, образование и восстановление территорий после природных катастроф.