Главные научные открытия 2015 года
В научном мире подводят итоги 2015 года. За изданием Nature, представившим первую десятку ученых, внесших солиднейший вклад в развитие науки, Science — не меньше авторитетное издание — опубликовал перечень основных научных прорывов года.
Выбор читателей и редакции, голосовавших на сайте издания, совпал: пролет зонда New Horizons мимо Плутона и совокупность редактирования генома CRISPR были вне конкуренции.
Цветное изображение Плутона
© NASA
Правки по-живому
Революция в генной инженерии началась с того, что в 2007 году издание Science разместил статью, написанную сотрудниками создающей йогурты компании Danone в соавторстве со стоматологами из канадского Университета Лаваля. Исследователи поведали о том, что обитающий в кисломолочных продуктах термофильный стрептококк борется с бактериофагами посредством совокупности CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats) — участками генома с маленькими палиндромными повторами, систематично расположенных группами.
CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats) — это необычная иммунная совокупность бактерий, защищающая их от вирусов. В ДНК бактерий присутствуют участки, каковые ничего не кодируют.
Они складываются из множества повторов одной маленькой последовательности нуклеотидов, к примеру ATATATATATATATAT… Между повторами находятся спейсеры — последовательности более разнообразного состава. Изначально спейсеры — это участки ДНК бактериофагов.
При транскрипции (синтезе РНК по последовательности ДНК) одного и того же участка ДНК в состав оказавшихся молекул РНК смогут входить не все спейсеры, а лишь кое-какие, наряду с этим в различных РНК — различные. Посредством ферментов CRISPR возможно поменять структуру нужной ДНК в любом требуемом месте, размножить эту ДНК в бактериях и после этого посредством вирусных векторов ввести ее в нужные клетки, поменяв их геном так, как это требуется.
Спустя пять лет другие ученые придумали, как перевоплотить «иммунную совокупность» CRISPR в инструмент для редактирования генов, применяя «генный скальпель» в виде белка Cas9. И вот на данный момент базирующиеся на CRISPR разработка генной инженерии признана изданием Science главным научным прорывом года.
CRISPR уже фигурировал в перечнях годов 2012 и 2013 прорывов. Но тогда о нем говорили как об одном из способов генной инженерии.
Такому признанию содействовала серия громких изучений. CRISPR привлек внимание не только в связи с редактированием геномов младенцев и созданием сверхсобак в Китае, но и за счет того, что совокупность практически сделали точной.
Авторам совокупности CRISPR/Cas9 Эммануэлю Шарпантье из Германии и Дженнифер Дудна из америки в 2015 году прочили Нобелевскую премию по химии. Премия их обязательно отыщет, а до тех пор пока в научном сообществе длится дискуссия о том, этично ли редактировать геном человека.
Первые испытания на людях планируются в 2017 году.
Имеется такая планета
Редакторы издания Science предпочли генную инженерию, а читатели издания назвали в качестве самоё прорывного события 2015 года покорение Плутона. Затраты НАСА на миссию New Horizons превысили 600 миллионов долларов. Сам аппарат был запущен в космос 19 января 2006 года со стартовой площадки на мысе Канаверал на ракете-носителе Atlas V.
Автоматическая межпланетная станция New Horizons 5 сентября 2015 года приступила к пиковой фазе передачи данных, взятых на главном этапе изучений 14 июля, в то время, когда аппарат максимально приблизился к его спутникам и Плутону. Ученые изучили главной массив данных и представили собственные результаты публике, но вся собранная станцией информация будет взята лишь через 16 месяцев.
Изображение Плутона, полученное станцией New Horizons
© NASA
Миссия New Horizons признана успешной. Ею НАСА завершает неспециализированный мониторинг Нашей системы и планирует сосредоточиться на детальном изучении уже посещавшихся автоматическими межпланетными аппаратами миров. на данный момент станция находится на расстоянии более пяти миллиардов километров от Почвы.
Ожидается, что в 2019 году она достигнет планетоида 2014 MU69 — это в поясе Койпера, 1,6 миллиарда километров от Плутона. Миссия завершится в середине 2020-х годов.
скрепы и Узлы
Еще в восемнадцатом веке итальянский анатом Паоло Масканьи высказал предположение, что в мозге у человека имеются лимфатические узлы. Спустя более двух столетий его предположения подтвердили английские ученые.
Согласно точки зрения читателей издания Science, это открытие — третье в последовательности прорывных.
Лимфатическая совокупность обезвреживает бактерии и токсины, и избавляет организм от разного «мусора». Прежде считалось, что мозг так обособлен от всего тела, что в него не попадают антитела и иммунные клетки.
Но растолковать, как в том месте происходят процессы, за каковые традиционно отвечает лимфатическая совокупность, наука не имела возможности.
Сейчас стало известно, что каналы (именуемые синусами), каковые образуются в следствии того, что жёсткая оболочка внедряется в щели головного мозга, не входят в кровеносную совокупность, а владеют молекулярными маркёрами и иммунными клетками, характерными лимфатическим сосудам. Кроме этого удалось доказать, что синусы связаны с лимфатической совокупностью.
Это открытие разрешит науке по-новому посмотреть на работу лимфатической совокупности и осознать, откуда берутся патологии мозга и как с ними бороться.
© Antoine Louveau
Читателей Science взволновала и вакцина против Эболы, о которой прошлым летом сказал издание Lancet.
На пятом месте — работа, содержащая неопровержимые и достаточные доказательства существования квантовой запутанности. Ученые совершили серию опытов с двумя кристаллами бриллианта, находящимися в противоположных уголках научного города на большом расстоянии друг от друга.
Оба кристалла облучались синхронными вспышками лазера и микроволнового излучения с определенными параметрами импульса.
Энергия вспышек заставляла электроны в этих «алмазных ловушек» возбуждаться и испускать фотоны света, каковые, пройдя через оптоволокно, попадали вовнутрь регистрирующего прибора, удаленного от обоих алмазов на равное расстояние. В то время, когда фотоны света, прибывшие от двух кристаллов, взаимодействовали между собой, между электронами, испускавшими фотоны, появлялась квантовая запутанность.
Это было зафиксировано по направлению вращения электронов. Измерения всех параметров производились так скоро, что электроны опоздали бы обменяться информацией, передаваемой со скоростью света.
Но поясницы электронов были синхронизированы между собой, другими словами электроны успели обменяться информацией при помощи чего-то, распространяющегося значительно стремительнее скорости света.
Это нарушает так называемый принцип локальности, растолковывающий квантовую запутанность несложнее, чем то, что происходит в действительности.
По нескольким измеренным параметрам электронов ученые вычислили их волновую функцию, появлявшуюся полностью однообразной и в том и другом случае. Это более весомый довод в пользу квантовой запутанности, нежели простое совпадение спинов.
Люди, нелюди и naledi
Издание Science отметил кроме этого расшифровку ДНК кенневикского человека — одной из самых противоречивых находок американской археологии. Как выяснилось, мужчина возрастом 9300 лет — близкий родственник современных индейцев, что усиливает претензии последних на эти останки: коренные обитатели континента в далеком прошлом требуют перезахоронения кенневикского человека в соответствии с их традициям.
Среди современных населений (украины, полинезийцев, аборигенов Восточной Азии и Южной Америки) генетически ближе всего к кенневикскому человеку как раз индейцы резервации, рядом с которой и нашли останки. Сходство черепа с айнскими и полинезийскими — не более чем случайность.
Согласно точки зрения генетиков, племена Колвилля либо отделились от предков кенневикского человека за 700 лет до его рождения, либо же старый американец — прямой предок этих индейцев, а все генетические различия связаны только с притоком «свежей крови» в последние столетия.
Останки Homo naledi
© Themba Hadebe / AP
Еще на редакцию Science произвел чувство Homo naledi — новый вид предков человека. Большая часть древних Homo известны по одной-двум окаменелостям, а тут удалось найти много костей.
На труднодоступную пещеру в 45 километрах от Йоханнесбурга антрополог Ли Бергер (Lee Berger) наткнулся еще в 2013 году. Оттуда извлекли более 1550 костей, которыми владел как минимум 15 особям.
Новый вид гоминидов назвали Homo naledi, в честь пещерного комплекса Диналеди.
Это существо отличается неповторимым смешением линия разных видов, разделяемых сотнями тысяч лет эволюции. Кости плеч и таза по собственному анатомическому устройству напоминают австралопитеков, показавшихся четыре миллиона лет назад.
А ступни — такие же, как у современного человека (помимо этого, южноафриканский гоминид был прямоходящим). Но количество мозга Homo naledi практически в два раза меньше, чем у Homo sapiens.
Остаются неразгаданными две главные загадки, подчеркивает Бергер. Во-первых, малоизвестен возраст костей. В случае если Homo naledi жил около трех миллионов лет назад, то его необыкновенные черты отражают разнообразие дорог, которыми эволюция шла в эру происхождения рода Homo.
В случае если кости существенно моложе, то Homo naledi — неповторимый пример существа, сохранившего примитивные черты собственных предков на много тысяч лет и превратился в настоящее «живое ископаемое».
Во-вторых, неясно, как кости попали в далекую пещеру через узкий проход (17,8 сантиметра). Самое очевидное объяснение — наледи практиковали погребение собственных погибших сородичей.
И это сенсация: до тех пор пока никто не предполагал существование погребальных обрядов и вер у столь примитивных гоминид. Но имеется возможность, что кости скинули в далекую пещеру другие Homo, жившие на той же территории спустя тысячелетия.
магма и Опиум
Выделил Science и работу американских биологов, перевоплотивших простые дрожжи в микробиологическую фабрику по производству морфия (алкалоида опия) и, быть может, многих вторых лекарств. Ученые вынудили дрожжи осуществить первые этапы синтеза на данный момент: выработать S-ретикулин из глюкозы.
Биологи дают предупреждение, что их открытие делает фактически вероятным синтез наркотиков дома, и призывают власти принять соответствующие меры по контролю над новой разработкой. Дабы исключить возможность злоупотреблений, они советуют выделять генетически модифицированные штаммы дрожжей ограниченному числу лабораторий (по лицензии).
Сексисты и террористы
Не обошлось и без огорчений. Главным разочарованием 2015 года редакция издания Science признала сексизм в науке.
Один из виновников — Джеффри Марси (Geoffrey Marcy), узнаваемый американский астролог, рекордсмен по числу открытых экзопланет и возможный кандидат на Нобелевскую премию.
По окончании жалоб четырех студенток на то, что Марси много раз вел себя неподобающим образом (делал им массаж, целовал и щупал против их воли), ученый взял выговор со стороны Калифорнийского университета в Беркли. Его призвали четко придерживаться установленных норм в контактах со студентками и предотвратили, что в другом случае смогут отстранить от преподавания либо выгнать с работы.
Развалины Пальмиры (2009 год)
© Gustau Nacarino / Рейтерс
Возмущение научного сообщества привела к деятельности запрещенного в Российской Федерации «Исламского страны», стёршего с лица земли разные исторические монументы на территории Ирака и Сирии. Нет больше главного знака Пальмиры — двадцатиметровой Триумфальной арки, возведенной при императоре Септимии Севере в конце II века отечественной эры в честь победы над парфянами.
На вершине арки было выбито его имя. К слову, эта арка была изображена на советском книжке «История старого мира» за пятый класс, написанном Ф.П.
Коровкиным, и на сирийской купюре преимуществом сто лир. Арку вернули в первой половине 30-ых годов двадцатого века.
По замыслу она треугольная. Это сделано чтобы скрыть поворот основной улицы, потому, что римские улицы должны были быть прямыми.
В следствии арка со всех сторон думается перпендикулярной улице старого города. Джихадисты взорвали ее 5 октября.
Завершает 2015 год издание Science прогнозами. Редакция сохраняет надежду, что гравитационные волны все-таки будут открыты, тайна происхождения псов прекратит быть тайной, а французский мини-спутник Microscope проверит на прочность теорию Эйнштейна, проанализировав свободное падение двух тел из различных металлов.
Источник: В. Корягин lenta.ru
САМЫЕ Немыслимые НАУЧНЫЕ ОТКРЫТИЯ 2016-2017 ГОДА
