--

Местами нейтрино

За что дают естественно-научные Нобелевские премии

Нобель завещал «ежегодно распределять премии тем, кто в течение предыдущего года принес наибольшую пользу человечеству». Условие выдавать премию за свершения годичной давности не соблюдается Нобелевским комитетом уже давно — в половине случаев разрыв между открытием и присуждением премии превышает 20 лет. А соблюдено ли условие «принести наибольшую пользу человечеству»?

15 октября 2015
размер текста: aaa

За победу над паразитами

Премия по физиологии и медицине досталась трем «охотникам за паразитами» — японцу Сатоси Омура, американцу Уильяму Кэмпбеллу и китаянке Ту Юю. Результатом их работы стали препараты, которые уже помогли спасти миллионы человеческих жизней.

Омуре и Кэмпбэллу мир обязан разработкой эффективного способа лечения болезней, распространяемых паразитическими червями, которыми — о ужас — заражено до трети населения земного шара, в основном в Африке, Южной Азии, Центральной и Южной Америке. Речь идет о «речной слепоте» и «слоновой болезни», симптомы которых поражают воображение даже больше их названий. При «речной слепоте» личинки круглого червя проникают в глаз человека, вызывая воспаления, кровотечения и приводя в конечном итоге к потере зрения. «Слоновая болезнь» характеризуется чудовищным увеличением размеров той или иной части тела из-за образования лимфатических отеков.

Сегодня эти болезни лечатся при помощи препарата «Ивермектин», к созданию которого и привели исследования японо-американского тандема ученых. Микробиолог Омура в буквальном смысле достал из-под земли (по легенде — на поле для гольфа) новые штаммы бактерий рода стрептомицеты, который является источником многих антибиотиков. Омура смог успешно культивировать эти бактерии и отобрать наиболее интересные с научной точки зрения. После чего мяч оказался на поле биохимика Кэмпбэлла, который среди выделяемых этими бактериями веществ обнаружил одно, смертельное для червей-паразитов. На его основе и было создано лекарство «Ивермектин». По данным Нобелевского комитета, препарат настолько эффективен, что в перспективе сможет вовсе избавить мир от этих паразитарных заболеваний.

Другая часть нобелевки досталась фармакологу Ту Юю за разработку лекарства от малярии. Это заболевание также вызывают паразиты — правда, не черви, а простейшие, которые при укусе человека малярийным комаром вторгаются в кровяные клетки, вызывая лихорадку, а нередко — повреждения мозга или даже смерть.

Интересно, что Ту Юю не имеет научной степени, а средство от малярии нашла в древнем китайском трактате по народной медицине. Дело было во времена вьетнамской войны и культурной революции в Китае. Во Вьетнаме малярия уносила больше жизней, чем оружие. По просьбе вьетнамского лидера Хо Ши Мина для разработки антималярийных лекарств Мао Цзэдун велел собрать исследователей — многих из них пришлось возвращать из лагерей. Часть исследователей пытались синтезировать новое лекарство, другие изучали древние трактаты — и как ни удивительно, успех пришел именно к ним. Изучив более 2 тысяч рецептов народной медицины, Ту Юю остановилась на полыни. Впрочем, лекарству, тщательно приготовленному по старинному китайскому рецепту, не удалось положить малярийного плазмодия на лопатки. Но с помощью науки традиционный рецепт был усовершенствован, и в итоге появился препарат артемизинин, уменьшивший смертность от малярии более чем на 20%: в одной только Африке благодаря ему ежегодно удается спасти 100 тысяч человек.

За долголетие

Премия по химии дана скорее за потенциальную пользу человечеству, до которой нам еще надо дожить. А вот если доживем, то дальше, возможно, будем жить еще очень долго, ведь нобелевку дали за открытие механизмов самовосстановления ДНК. По преобладающим сегодня представлениям главный механизм старения человека — накопление ошибок в «молекуле жизни», но до определенного периода эти ошибки успешно устраняются, ДНК чинит сама себя — и понимание того, как она это делает, еще на шаг приближает нас к победе над старением.

Премию разделили трое ученых: швед Томас Линдаль, турок Азиз Санкар и американец Пол Модрич. В 1970–1980-х годах они независимо друг от друга описали процессы, которые помогают клеткам исправлять повреждения в ДНК, возникающие под влиянием внешних факторов или в процессе деления.

Томас Линдаль стал первым, кто опроверг стереотип о стабильности ДНК, существовавший до 1970-х годов. Он выяснил, что за час в гигантской молекуле возникает до тысячи сбоев — причем даже без вмешательства внешних факторов, таких как ультрафиолет, радиация или химические вещества. Популяризатор науки Ричард Докинз предложил интересное сравнение. Представьте, что несколько машинисток набирают объемную книгу, но каждая следующая девушка видит только то, что напечатала предыдущая. Если учесть, что наборщица допускает хотя бы одну опечатку на страницу, то к тысячной копии изначально связный текст превратится в сущую белиберду. То же самое, по идее, должно было бы произойти с генетическим кодом, если бы ошибки накапливались. А раз этого не происходит, значит, в работу «наборщиц» вмешивается некий корректор, который вовремя исправляет «опечатки».

«Корректором», которого ученый в конце концов вычислил, оказался механизм эксцизионной репарации: особый фермент находит ошибочные «буквы» кода, вырезает их из поврежденной цепочки, используя в качестве образца для проверки неповрежденную нить ДНК. Другой фермент вставляет правильные «буквы», а третий сшивает разрезанную цепочку.

Азиз Санкар и Пол Модрич изучали тот же механизм, но с иных точек зрения. Турецкий ученый сконцентрировался на повреждениях ДНК, вызванных воздействием ультрафиолета. Американский биохимик исследовал нарушения, возникающие в процессе деления клеток, когда нуклеотиды двух цепочек ДНК состыкуются неверным образом. И в том и в другом случае исправить повреждения помогают механизмы репарации ДНК, основанные на действии разных ферментов, но имеющие в основе один и тот же принцип: ненужное вырезаем, нужное достраиваем.

За новую эру

А вот какую пользу народному хозяйству сулят достижения в фундаментальной науке, за которые присудили премию по физике, пока не известно. Нобелевку получили японец Такааки Кадзита и американец Артур Макдональд, экспериментально доказавшие существование нейтринных осцилляций — способности нейтрино менять свой тип.

Каждую секунду сквозь Землю и сквозь нас с вами пролетают миллиарды миллиардов нейтрино, и это никак на нас не сказывается. Часть из этих нейтрино образуется при столкновении с атмосферой Земли космических лучей, другая — в результате ядерных реакций, происходящих внутри Солнца. Когда нейтрино научились ловить, оказалось, что и тех и других до Земли долетает значительно меньше, чем предсказывали расчеты.

Для объяснения полученных данных пришлось выдвинуть теорию о том, что есть несколько типов нейтрино, которые способны превращаться друг в друга, а чтобы эти превращения были возможны, у нейтрино должна быть масса. Эта теория была проверена в экспериментах нынешних нобелевских лауреатов — и оказалась верной.

Фундаментальное значение этого открытия, среди прочего, в том, что оно выходит за пределы Стандартной модели, согласно которой у нейтрино не может быть массы покоя. Стандартная модель — что-то вроде таблицы Менделеева для элементарных частиц, последняя пустая клеточка в которой была заполнена бозоном Хиггса. Когда все частицы и их взаимодействия описаны, физикам становится скучно, и больше всего они мечтают о новой физике, не вписывающейся в рамки Стандартной модели. Открытие осцилляций нейтрино не разрушает Стандартную модель, лишь немного модифицирует ее, но дает нам надежду на начало эры новой физики и новых фундаментальных открытий.

×
Понравилась публикация? Вы можете поблагодарить автора.

Авторизуйтесь для оставления комментариев


OpedID
Авторизация РР
E-mail
Пароль
помнить меня
напомнить пароль
Если нет — зарегистрируйтесь
Мы считаем, что общение реальных людей эффективней и интересней мнения анонимных пользователей. Поэтому оставлять комментарии к статьям могут посетители, представившиеся нам и нашим читателям.


Зарегистрироваться
Новости, тренды








все репортажи
reporter@expert.ru, (495) 609-66-74

© 2006—2013 «Русский Репортёр»

Дизайн: Игорь Зеленов (ZOLOTOgroup), Надежда Кузина, Михаил Селезнёв

Программирование: Алексей Горбачев ("Эксперт РА"), верстка: Алла Парфирьева

Пользовательское соглашение