Фото с Плутона, победа над старостью и разоблачение психологов

Многие ученые в прошедшем году не сидели сложа руки, а осуществили самые смелые мечты фантастов (а в том числе, вероятно, окупили и расходы на свои институты).

Многие ученые в прошедшем году не сидели сложа руки, а осуществили самые смелые мечты фантастов (а в том числе, вероятно, окупили и расходы на свои институты).

1. Найдена вакцина против лихорадки Эбола

Эпидемия лихорадки Эбола началась в марте 2014 года в Гвинее и стала крупнейшей с момента открытия вируса: она унесла жизни 11 315 человек, еще более 28 тысяч переболели, но смогли выжить. работа, которая в иных обстоятельствах могла растянуться на десятилетие, была проделана за 10 месяцев. В апреле 2015 года медики (до этого проверив изобретение на обезьянах) сделали первые прививки людям;

к середине лета вспышки болезни пошли на спад - начала действовать вакцина, разработанная Агентством общественного здоровья Канады и усовершенствованная фармацевтической компанией Merck.

Вакцинация проводится на системной основе: как только выявляется человек, подхвативший Эболу, все его ближайшее окружение тут же отправляется «на укол».

За первые две недели декабря 2015 года Эбола не проявила себя ни разу.

Всемирная организация здравоохранения считает, что эффективность новой вакцины окажется в диапазоне от 75 до 100 процентов.

2. Отредактировали человеческие гены

Революционный в своей простоте метод редактирования генов CRISPR/Cas9 дает нам возможность с помощью особых ферментов находить нужный участок ДНК и менять его, вырезая или добавляя строки генетического программного кода. Продолжение экспериментов с ним в прошедшем году позволило американским ученым на порядок увеличить его эффективность,

снизив количество ошибок практически до нуля. Человечество вплотную приблизилось к технической возможности редактирования генома человека.

На специальном саммите ученые решили, что время для редактирования до рождения ребенка его генов, передающихся по наследству, еще не настало. Однако этот временный запрет не распространяется на лечение, результаты которого по наследству не передадутся.

3. Антибиотик нового типа

Большинство используемых сейчас антибиотиков были созданы в 60-х годах 20-го века, и с тех пор многие бактерии выработали к ним устойчивость. Некоторые возбудители опасных болезней, таких как туберкулез, когда-то подавлялись обычным пенициллином. Но сейчас туберкулез и другие полузабытые инфекции могут снова стать массовыми убийцами.

Отчасти именно из-за стремительности, с которой любые новые антибиотики теряют свою эффективность, фармацевтические компании перестали вкладывать деньги в модификацию существующих препаратов и поиск новых форм – можно сказать, опустили руки. Проблему устойчивости бактерий к антибиотикам называют одной из главных угроз человечеству в ближайшем будущем.

Исследователи компании NovoBiotics Pharmaceuticals использовали совершенно новый способ получения антибиотиков. Они не стали обращаться к известным штаммам, которые можно вырастить в лаборатории, а решили искать новый антибиотик в главном источнике бактерий — в почве. Ученые разработали устройство, которое можно опустить в землю и позволить бактериям развиваться в естественной для них среде. Вещества, которые выделили эти бактерии в процессе жизнедеятельности, затем протестировали на мышах, зараженных опасными заболеваниями. Одно из таких веществ обладало выраженными антибиотическими свойствами и оказалось очень эффективно против большинства граммположительных бактерий, устойчивых ко всем другим антибиотикам.

В июле в журнале Nature была опубликована статья об открытии впервые за 30 лет нового класса антибиотиков — теиксобактина, сделанном командой биологов из США, Германии и Великобритании.

Обычно антибиотики «портят» белки бактерий, а те в ответ приспосабливаются к его атакам, так меняя структуру белка, что он делается нечувствительным к антибиотику. Но найденное вещество повреждает столь важные ферменты, отвечающие за строительство клеточной стенки бактерии, что любое их изменение смертельно для бактерии. При условии, что новый антибиотик будет применяться с большой осторожностью - только в тех случаях, когда другие лекарства бессильны - устойчивость к нему бактерии смогут выработать не раньше, чем через 30-40 лет.

Перспективы: Компания планирует вывести новое лекарство на рынок в течение пяти лет, и оно станет спасением для тех, кого сейчас нельзя излечить. Однако главное достижение ученых не в этом: способ поиска новых антибиотиков, который они открыли, возможно, откроет новую эру в создании антибиотиков, и нам будет что противопоставить угрозе глобальных эпидемий, вызванных мутировавшими бактериями.

4. Сердце Плутона

В течение девяти лет зонд «New Horizons» («Новые горизонты») приближался к Плутону, фотографируя по дороге интересные космические объекты (например, так получилось первое видео извержения внеземного вулкана – на поверхности Ио, спутника Юпитера). Ну а в прошлом году были получены первые цветные снимки Плутона и его ближайшего спутника Харона. Про фотографии с «сердцем Плутона» (азотным морем) заговорили даже далекие от астрономии люди.

Когда проект стартовал, Плутон еще считался нормальной планетой. Сегодня его статут понижен до планеты карликовой, ведь его масса меньше массы Луны в шесть раз, а объём - в три раза; вместе с еще четырьмя недавно открытыми объектами он относится к поясу Койпера, простирающемуся за орбитой Нептуна.

Предполагается, что его недра состоят из камня и льда, в основном водяного, хотя на поверхности его маскирует покров из более летучих льдов, в основном азотного. Возможно, плотное каменное ядро Плутона окружено мантией изо льда.

Аппарат проводил наблюдения Плутона девять дней, за которые собрал около 50 гигабит информации; передача данных на Землю будет продолжаться до конца наступившего года. Полученная информация позволит проверить некоторые гипотезы, например, о наличии воды под толщей льда океана, или о составе атмосферы карликовой планеты.

5. Охладить планету

Строго говоря, это не научное достижение, а дипломатическое. В декабре страны ООН (195 стран мира) приняли новое климатическое соглашение — Парижское. Согласно ему до конца века планета не должна потеплеть больше, чем на два градуса Цельсия. Страны обязуются сделать все возможное, чтобы снизить этот порог даже до полутора градусов.

За последние 5000 лет Земля нагрелась всего на 4-5°C, но с 1980-го года по 2020-ый температура на поверхности планеты увеличивается на 0,25°C каждое десятилетие. В пессимистичном сценарии ООН, в 21-ом веке планета нагреется на 2.6–4.8°C. Такое потепление скажется на жизни миллиардов людей: таяние ледников, которое приведет в повышению уровня моря и затоплению островов и побережий континентов, засухи и глобальные катаклизмы - лишь часть прогнозируемых последствий.

Промышленность и энергетика большинства стран мира зависят от сжигания ископаемого топлива. Именно этот процесс в наибольшей степени ответственен за выбросы парниковых газов, которые, по мнению большинства ученых провоцируют глобальное потепление. Отказаться от ископаемого топлива сейчас невозможно, но в рамках соглашения страны ООН договорились работать над постепенным переходом к безуглеродной экономике. Энергия будет расходоваться более эффективно, страны будут внедрять новые, экологически безопасные технологии, использовать возобновляемые источники энергии и диверсифицировать экономику в тех случаях, когда она слишком сильно зависит от добычи и потребления углеводородного топлива. Каждая страна самостоятельно определяет, насколько ей удастся снизить количество выбросов.

Участники конференции в Париже отдавали себе отчет в том, что такие серьезные преобразования могут вызвать трудности в экономике многих стран - как поставщиков, так и активных потребителей углеводородного топлива. Самые уязвимые страны будут ежегодно получать финансовую поддержку от других государств, различных международных организаций и коммерческого сектора. Государства создадут рынок выбросов, введут новый налог и будут стимулировать инвестиции в новую энергетику и промышленность.

Парижское соглашение является юридически обязывающим, однако оно еще не подписано. Чтобы оно вступило в силу, его должны ратифицировать по крайней мере 55 стран. Этот процесс начнется в апреле и будет продолжаться весь год. Если соглашение будет подписано, и страны будут придерживаться зафиксированных в нем обязательств, у человечества увеличится шанс сохранить планету такой, какой она была последние 5000 лет.

6. Homo naledi - первый человек

Проанализированы останки древнейших людей, названных Homo naledi - судя по анатомическому строению это самые ранние представители рода людей, жившие 2-3 миллиона лет назад и претендующие на роль «переходного звена» между обезьянами-австралопитеками и людьми.

В 2013 году два спелеолога обнаружили в узком туннеле системы пещер «Восходящая звезда» (ЮАР) проход в небольшую камеру, на дне которой покоились сенсационные кости. Палеонтолог Ли Бергер организовал масштабную экспедицию в пещеру, которая теперь зовется Диналеди. В пещеру вел только один туннель, длинный и крайне узкий, а геологи утверждали, что другого пути никогда и не было. Только самым стройным исследователям довелось узреть невиданное для палеонтолога богатство: в пещере обнаружили один практически целый скелет, отлично сохранившиеся кисть и стопу, а в целом более полутора тысяч фрагментов скелетов 15 людей разного пола и возраста. При этом ученые не обнаружили никаких следов человеческой деятельности: переноса воды, изготовления орудий, огня, который мог бы позволить древним людям ориентироваться в пещере. Но как и, главное, зачем они пробирались сквозь «шкуродер» в эту камеру? Помочь с ответом на этот вопрос могла бы датировка окаменелостей. Для этого ученым нужно было исследовать осадок на костях, состав флоры и фауны, вулканический туф или песок - но ничего этого в замкнутой пещере не было, кроме каменной пыли со стен и потолка, покрывшей обнаруженные кости слоем толщиной в 15 сантиметров.

Но главной новостью стало то, что исследователи обнаружили не уже известных науке предков вроде австралопитеков, останки которых часто находили в этой области, а древнейших представителей рода людей - Homo naledi, или «звездного человека» («naledi» переводится как «звезда» с южноафриканского языка сесото). Строение кисти указывает на то, что Homo naledi изготавливали орудия, были искусными древолазами и по пока неизвестной причине имели очень развитые большие пальцы. Ноги «звездного человека» были длинными, а стопы мало чем отличались от современных, так что он был приспособлен к долгим пробежкам.

Точное место на генеалогическом древе для Homo naledi пока не найдено, как не установлен и возраст окаменелостей. Для этого ученым потребуется радиоуглеродная датировка костей и дальнейшее изучение системы пещер «Восходящая звезда».

7. Пентакварк наконец пойман

Кварки — это фундаментальные частицы, из которых формируются два класса составных частиц: барионы (это протоны и нейтроны, составляющие ядро атома и известные нам из курса школьной химии) и мезоны. Барионы состоят из трех кварков, а мезоны из двух: кварка и антикварка. Обычно кварки не формируют более сложных структур, хотя теоретически ничто не мешает им объединяться в группы по 4 или 5 частиц: в тетра- или пентакварки. Такая возможность была обоснована еще в 1964 году; ученые провели много лет в погоне за пентакварками – и пришли к выводу, что дело это неблагодарное.

Открытие на Большом адронном коллайдере было сделано почти случайно: физики неожиданно увидели пентакварк, изучая другие частицы; учитывая дурную репутацию пентакварка, долго время перепроверяли все параметры. Существование нового класса частиц было официально доказано.

8. Психология – наука не точная

Воспроизводимость результатов — одно из главных свойств науки. Результаты же психологических исследований зачастую обещают довольно много и достаточно громко звучат. Однако оказалось, что подтвердить результаты подобных экспериментов не так-то просто. Психологи из группы «Коллаборации за открытую науку» в течение четырёх лет занимались воспроизведением экспериментов, опубликованных в ведущих психологических журналах, и итоги этого исследования оказались неутешительными. По мнению учёных, им удалось воспроизвести лишь 39 работ из 100. И это при том, что 97% первоначальных публикаций заявляло о статистической значимости своего результата.

Конечно, на первый взгляд этот результат совсем не похож на прорыв в науке. Ведь он означает, что психологические эксперименты чаще всего проводятся неверно, либо неверно оценивается надежность их результатов. Но ведь гораздо лучше, если проблема осознана и исправлена, чем когда все старательно делают вид, что её не существует. Учёные, поняв, что статистическая значимость результатов не всегда позволяет судить о важности открытия, постараются сделать исследовательский процесс прозрачнее, а результаты – достовернее. Возможно, нас скоро ждёт целая научная революция, которая в корне изменит способы получения знания в психологии.

9. Мозговая сеть

Нейрофизиологи из университета Дьюка объединили мозги четырёх взрослых крыс, причём получившийся «брейнет» («brainet» - мозговая сеть) решал вполне жизненные задачи – такие, как обработка изображений, хранение и поиск информации и даже предсказание (предощущение) погоды. В некотором роде, был получен своеобразный органический компьютер, производительность которого превышала производительность отдельного мозга.

Перспективы: Исследования Мигеля Николесиса способствуют развитию нейрокомпьютерных интерфейсов и методов реабилитации людей с нарушенными двигательными функциями, но главное тут скорее в том, что создан прецедент практической реализации «брейнета». Более того, четыре несчастных связанных электродами крысы переводят из разряда фантастики в разряд перспективных технологических проектов «нейронет» - будущий аналог интернета, в котором взаимодействие людей, животных и машин осуществляется с помощью нейрокоммуникаций.

10. Инъекция молодости

Разработан метод, позволяющий удлинять на целую тысячу нуклеотидов человеческие теломеры — концевые участки хромосом, от длины которых во многом зависит процесс старения нашего организма.

Воспроизводство здоровых клеток в организме происходит путем их деления. В ходе каждого деления концы теломер уменьшаются. У молодых людей теломеры имеют длину эквивалентную 8-10 тысячам нуклеотидов. По мере взросления и старения эти «колпачки» уменьшаются и в какой-то момент достигают точки «невозврата» - клетка прекращает делиться и окончательно умирает. А постепенное умирание клеток, несущее в себе «замусоривание» организма, и есть, как считают многие ученые, главная причина старения.

Зависимость процессов старения организма от состояния теломер была известна и раньше, как и то, что здоровый образ жизни замедляет их укорачивание, но исследователи из Стендфордского университета под руководством Хелен Блау предложили принципиально иной способ: они доказали, что можно использовать медицинское вмешательство извне для непосредственного увеличения концевых участков хромосом.

Клетки начинают вести себя как молодые и активно делиться после введения особым образом модернизированной РНК. Правда, удлиненные концы теломер снова начинают укорачиваться с каждым новым делением.
Автор: Екатерина КЛИМОВИЧ