Коронавирусные вакцины, ум птиц и «комнатная» сверхпроводимость: какие «прорывы года» увидел Science

Вслед за Nature и американский топовый научный журнал выпустил свои итоги года. Но если британцы публикуют список 10 персон, которые «повлияли в 2020 году на науку» (и, надо сказать, достаточно спорный список, в котором ученых — меньшинство), то в Science стараются все же рассказать о настоящих научных прорывах. Давайте посмотрим, что же в журнале посчитали самым важным.

COVID-19

Главным прорывом года, обособленно стоящим от всех остальных, которому посвящено больше всего места, признана, конечно, разработка вакцин от COVID-19 — работающих и в рекордные сроки. И в отличие от Nature, для которой никаких вакцин, кроме Pfizer, не существует, здесь упомянут даже наш «Спутник V». Более того, рассказана подробная история COVID-19, обсуждаются выводы, которые должны сделать ученые, политики и врачи (особенно — ВОЗ) из пандемии. И четыре страницы некрологов выдающихся ученых, которые не пережили пандемию. Очень, очень неполный список…

А теперь — «остальная наука».

Фолдинг белка и искусственный интеллект

Проблеме фолдинга белка — предсказания его трехмерной «рабочей» структуры по аминокислотной последовательности — уже около полувека. Однако до сих пор все модели не давали удовлетворительного результата. В 2020 году все изменилось. В этом году программа AlphaFold на основе искусственного интеллекта, созданная принадлежащей Google британской компании DeepMind, набрала в конкурсе по моделированию фолдинга белка 92,4 по 100-балльной шкале. Напомним, что в этой оценке любой результат выше 90 считается таким же точным, как экспериментально полученная структура.

CRISPR-терапия

С тех пор как революционный инструмент для редактирования генома, известный как CRISPR, появился на научной сцене в 2012 году, он дал в руки исследователям новые возможности для генной инженерии, создания новых генно-модифицированных организмов, вызвал этические дебаты и заработал некоторым своим «матерям» Нобелевскую премию 2020 года. Но есть и более важный результат: в уходящем году СRISPR добился первого успеха в клинике, позволив вылечить два наследственных заболевания крови.

Люди с бета-талассемией имеют низкий уровень несущего кислород белка гемоглобина, что приводит к слабости и истощению; клетки тех, кто страдает серповидноклеточной анемией, производят дефектную форму белка, в результате чего эритроциты приобретают серповидную форму, блокируют кровеносные сосуды и могут вызвать сильную боль, повреждение органов и инсульты.

В этом случае у пациентов забирают стволовые клетки крови, проводят процедуру редактирования их генома, исправляя генетические ошибки, после чего химиотерапией убивают оставшиеся в организме стволовые клетки «с ошибкой» и вводят клетки, обработанные CRISPR. В 2020 году сообщено о трех пролеченных пациентах с серповидноклеточной анемией и семи — с бета-талассемией. Все хорошо — кроме цены. Миллион долларов на человека, а ведь серповидноклеточная анемия в основном распространена в Африке…

Более точный прогноз глобального потепления

Более 40 лет назад ведущие мировые климатологи собрались в Вудс-Хоуле, штат Массачусетс, чтобы ответить на простой вопрос: насколько горячей станет Земля, если люди будут продолжать испускать парниковые газы? Их ответ, основанный на примитивных климатических моделях, был широк: если атмосферный углекислый газ (CO₂) удвоится по сравнению с доиндустриальным уровнем, планета в конечном итоге нагреется между 1,5 и 4,5 °C. Таким был диапазон чувствительности климата, охватывающий просто тревожные и катастрофические.

Редакция Science сочла достойным итогов года новый результат, который позволил уточнить и сузить этот трехградусный диапазон, отбросив оптимистичнейший и пессимистичнейший варианты. В результате мы имеем «окно» от 2,6 до 3,9 °C. Что ж, получается, некоторым прибрежным городам уже стоит приготовиться.

Источник быстрых радиовсплесков

Быстрые радиовсплески (FRB) — короткие мощные вспышки в радиоволновом диапазоне, приходящие к нам из далеких галактик. В течение 13 лет они мучили астрономов, стремящихся понять их происхождение. Одна ходовая шутка гласила, что существует больше теорий, объясняющих, что вызывает FRB, чем известно самих FRB (в настоящее время астрономам их известно более 100).

И вот в 2020 году удалось найти годного кандидата — благодаря тому, что FRB случился в нашей Галактике, космические телескопы смогли отследить соответствующие всплески в рентгеновском и гамма-диапазоне. Им оказался магнитар SGR 1935+2154, нейтронная звезда, «взрывающаяся» мощными магнитными полями. Но пока что точно непонятно, как точно магнитары создают быстрые радиовсплески.

Самая древняя сцена охоты

В 2017 году в пещере на острове Сулавеси были обнаружены наскальные рисунки, изображающие, судя по всему, сцену охоты. Животные на сцене, по-видимому, являются сулавесскими бородавчатыми свиньями и карликовыми буйволами, которые все еще живут на острове. Но самым интересным оказались звериные черты восьми охотников, вооруженных копьями или веревками: у некоторых охотников, похоже, длинные морды. Один щеголяет хвостом. Рот другого напоминает птичий клюв. Исследование отложений поверх красок показало, что изображениям 44 тысячи лет. Это делает их самыми древними известными произведениями искусства в современном смысле — примерно на четыре тысячи лет старше любого из известных подобных произведений.

Сверхпроводимость при комнатной температуре

Спустя 109 лет после того, как физик Хейке Камерлинг-Оннес впервые достиг сверхпроводимости при температуре в 4,2 Кельвина, ученые сумели достичь этого состояния при комнатной температуре (287 К). Это, конечно сулило бы прекрасные перспективы — особенно для развития всяческих технологий МРТ и подобных методов, требующих сверхпроводимости. Но пока что об этом остается только мечтать: дело в том, что эта сверхпроводимость существует при чудовищном давлении в 267 гигапаскалей.

Более умные птицы

Уже некоторое время известно, что многие птицы способны создавать орудия труда и вообще достаточно интеллектуальны (например, их можно научить отличать Моне от Пикассо). Немецкие биологи проанализировали структуру волокон птичьего мозга и связи между нейронами в нем. Они обнаружили, что некоторые области мозга птиц схожи с аналогичными отделами млекопитающих. Две статьи в одном номере Science позволили включить это открытие в топ научных результатов года.

«Элитные контролеры» ВИЧ

Неожиданным результатом этого года стало исследование людей, которых назвали «элитными контролерами ВИЧ» — людьми, остающимися здоровыми, несмотря на наличие вируса в собственном организме. Таких — всего полпроцента от инфицированных. Генетическое исследование 65 добровольцев показало, что у этих людей «размещение» генетического вируса в ДНК клетки-хозяина отличается от такового у болеющих людей. Возможно, новые знания помогут если не вылечить ВИЧ, то помочь таким людям жить десятилетия без приема препаратов.

Никуда без BLM

Без актуальной тематики сейчас научный журнал не может быть влиятельным. Поэтому среди научных итогов года — небольшой текст и о том, как чернокожие ученые создавали сообщества в соцсетях для отстаивания прав цветного населения.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.

Подписывайтесь на Indicator.Ru в соцсетях: Facebook, ВКонтакте, Twitter, Telegram, Одноклассники.