Перейти к основному содержанию

Вопреки трендам: какие ученые и достижения были отмечены в 2021 году

марсоход
© NASA/ Собранный марсоходом Perseverance грунт отправят на Землю

Итоги года, подведенные крупнейшими научными журналами мира Nature и Science, продемонстрировали новую реальность – пока основное внимание исследователей приковано к COVID-19, прочие темы оттеснены в арьергард.

Издание Nature сформировало список из 10 человек, которые «формировали науку в течение последних 12 месяцев». Обычно за ними стоят большие проекты либо события, привлекающие внимание к стоящим перед обществом задачам. В этом году работа сразу четырех из отобранных персоналий связана с коронавирусом. Хотя, по сути, они даже не столько ученые, сколько администраторы.

Ковидом единым

Так, глава агентства ООН по ВИЧ/СПИДу Винни Бяньима ратует за справедливое распределение вакцин в мире с учетом их катастрофической нехватки в странах с низким уровнем дохода. По официальным данным, там только около 6% людей получили разовую дозу, в то время как западный мир уже активно распространяет среди своего населения бустерные прививки. В качестве меры борьбы со сложившейся ситуацией Бяньима предлагает фармацевтическим компаниям отказаться от защиты интеллектуальной собственности при создании вакцин и укрепить производственные мощности.

Выделил журнал и эпидемиолога правительства Великобритании Меган Калл, которая параллельно с составлением технических информационных документов о распространенном варианте SARS-CoV-2 в Англии без разрешения своих боссов начала вести тематический Твиттер. В нем она доступным языком объясняла простым людям, что показывают правительственные данные, и отвечала на их животрепещущие вопросы. В итоге девушка стала «человеческим лицом» для правительственной команды, ее ответы повсеместно перепечатывались и использовались для понимания многих ключевых аспектов COVID-19.

ковид
© pixabay.com

Что касается подборки достижений по версии журнала Sceince, то здесь главным прорывом 2021 года стало предсказание конформации белковых молекул с помощью искусственного интеллекта. В середине июля Дэвид Бейкер из Вашингтонского университета в Сиэтле сообщил об определении структуры нескольких сотен белков, важных для медицины — их можно использовать в качестве мишеней для лекарств. Сделать это позволяла разработанная им программа RoseTTAFold. Спустя неделю его конкуренты из компании DeepMind сообщили, что провели аналогичную работу, используя свой алгоритм AlphaFold2, и обработали 350 000 белков (44% всех известных в человеческом организме). Следующая задача — предсказать, как они взаимодействуют между собой, что в перспективе можно будет использовать для создания новых антивирусных препаратов и катализаторов.

У AlphaFold2 и RoseTTAFold открытый код, и ученые со всего мира могут пользоваться этими инструментами. В настоящее время с помощью алгоритмов исследователи пытаются определить эффект мутаций в белке-шипа SARS-CoV-2 у штамма «Омикрон». То есть мы снова вернулись к коронавирусу…

белок
© Ян Хейдон, UW Medicine Institute/ Инструменты машинного обучения, такие как AlphaFold, могут предсказывать 3D-структуры, включая эту, изображающую человеческий белок интерлейкин-12

Не забыл в своем рейтинге Sceince упомянуть и тем самым прорекламировать появление таблеток для лечения COVID-19. В частности, компания Merck & Co разработала препарат «Молнупиравир», который, по ее данным, снижает вероятность госпитализаций и смертельного исхода в невакцинированных группах риска на 30%, а компания Pfizer - «Паксловид», уменьшающий риск госпитализации на 89%.

Колонизация Марса

Другими темами, которые были особенно выделены научным сообществом, стали изучение Марса и генная инженерия. Возникает вопрос: действительно ли они так злободневны, или же скорее являются очередным способом отвлечения внимания от реальных мировых проблем и одновременно обогащения за их счет?

Не секрет, что космос так же, как и фармацевтика в контексте пандемии, успел стать прибыльным бизнесом. Совокупный рынок космических услуг за последнее десятилетие вырос с 60 до 200 млрд долларов в год, при этом государственным агентствам пришлось на нём изрядно потесниться, уступая место молодым агрессивным компаниям.

илон маск
© NASA/Aubrey Gemignani. В штаб квартире компании SpaceX

Практически любые действия в области освоения внеземного пространства традиционно вызывают большой ажиотаж среди общественности и притягивает к себе максимально возможное количество людей вне зависимости от возраста, расы и профессии. Недаром одним из самых популярных людей сегодня является основатель частной компании SpaceX Илон Маск, сделавший былью космический туризм и на радость своих фанатов отправляющий в полет на новой ракете сверхтяжёлого класса «Фэлкон Хэви» (Falcon Heavy) электромобиль Tesla Roadster с манекеном в скафандре.

В уходящем году попытки сразу нескольких стран больше новой информации о Марсе попали в список научных достижений за 2021 года и в Nature, и в Science.

Среди основных инициатив – доставка на Красную планету американского марсохода NASA «The Perseverance» с небольшим вертолетом-роботом на борту и организация первого в истории человечества полета геликоптера на другой планете. Кроме того, первые миссии по изучению Марса реализовали Китай и Объединенные Арабские Эмираты. КНР с помощью марсохода Zhurong собрала множество геологических данных из ранее неисследованного региона планеты, а ОАЭ вывели космический корабль на орбиту и сфотографировали «полярные сияния» Марса — ультрафиолетовые выбросы, возникающие в результате взаимодействия солнечного ветра с магнитными полями планеты.

Генные эксперименты на людях и выращивание эмбрионов из стволовых клеток

После вирусов и космоса любимой темой популяризаторов науки и ньюсмейкеров являются попытки изменить геном и клонировать человека. В этом смысле новостная повестка не сильно отличается от киноиндустрии.

В 2021 году продолжились клинические исследования инструмента редактирования генов известного как CRISPR, появившегося еще в 2012 году. В прошлом году мы уже писали о результатах метода внесения изменений в ДНК в борьбе с наследственными заболеваниями крови. Тогда стволовые клетки крови были собраны у пациентов, и после редактирования их генома, размножены и возвращены обратно в тела «подопытных».

В сентябре были опубликованы итоги новых испытаний, в рамках которых CRISPR впервые использовали для исправления мутации непосредственно в организме человека. Так, шестерым пациентам с транстиретиновым амилоидоизом (болезнью, при которой белок транстиретин накапливается в жизненно важных органах), CRISPR-терапию ввели внутривенно, а еще восемнадцати, страдающим от одной из форм врожденной слепоты, ввели раствор c генетическим инструментом под сетчатку одного из глаз. Через месяц после инъекции у больных амилоидозом концентрация транстиретина в крови снизилась на 50-90%, а спустя 15 месяцев у 65% слепых пациентов, получивших среднюю дозу препарата, улучшилось зрение.

эмбрионы
© Alejandro Aguilera-Castrejon

Не менее жаркие споры вызывают исследования, касающиеся изучения раннего развития ткани и органов у эмбрионов человека. Во-первых, это крайне сложно, так как процесс скрыт за стенками матки, во вторых – проблематично с точки зрения этики.

В марте 2021 года израильские ученые из Института имени Вейцмана нашли альтернативу. Они использовали мышиные эмбрионы, которые удалось провести через несколько стадий развития - от раннего формирования слоев в массе клеток до появления конечностей. А в декабре представители Австрийской академии наук и вовсе заявили, что они не только создали зародыш из человеческих стволовых клеток, но и искусственную подложку для него, на которой он продолжил развиваться. Правда, нормально расти имплантированный зародыш все равно не смог. Вне тела матери эмбрионы быстро погибают, и даже используемый вместо матки органоид эндометрия не решил проблему.

MDMA как лекарство?

Если вышеупомянутые изыскания можно назвать неоднозначными, то предложение журнала Science считать прорывом лечение посттравматического стрессового расстройства (ПТСР) с применением MDMA (психоделические препараты, известные в популярной культуре как «экстази») вызывает по меньшей мере удивление. Ссылаясь на результаты испытаний ученых из Калифорнийского университета, авторитетное издание называет их перспективными лекарствами против депрессии, тревожности и других психических расстройств. Возможно, уже к 2023 году терапия ПТСР с помощью МДМА получит одобрение FDA.

птср
© Общественное достояние

Начинает казаться, что мир определенно сошел с ума, если среди всех достижений открытия такого рода представляются читателям как самые важные. Западный мир с его ориентирами и политикой продолжает все дальше отдаляться от России, ставящей на первое место проблемы переработки полезных ископаемых, квантовые инновации и развитие искусственного интеллекта. Конечно, было бы наивным полагать, что все ключевые исследования ведутся у нас. Например, телеканал CNN в конце года сделал весьма впечатляющую подборку археологических находок.

Одна из них касается новых методов захвата древней ДНК, позволяющих ученым узнавать о наших предках без необходимости находить окаменелости – достаточно только грязевых отложений из пещер, где они находились. В перспективе скрининг осадка на ДНК полностью изменит методы работы для археологов и антропологов, сэкономит время и финансы на исследования.

Однако подобные изыскания остаются в тени более политически выгодных, и транслируются с меньшей интенсивностью.

Конечно, в России также создавали вакцины и уделяли внимание космосу: вывели на околоземную орбиту многофункциональный лабораторный модуль «Наука» и состыковали его с МКС, продолжили заниматься построением полной карты Вселенной в рентгеновском диапазоне благодаря установке новых телескопов на орбитальной астрофизической обсерватории «Спектр-РГ».

Вместе с тем, с не меньшим интересом наша аудитория следит за изучением учеными Санкт-Петербургского горного университета крупнейшего подлёдного озера Восток в Антарктиде, что позволит получить новые фундаментальные знания в геодинамике, геотермике, генезисе водорода и продвинуться в понимании процессов, связанных с изменением климата. Кроме того, среди достижений отечественных исследователей - запуск Байкальского глубоководного нейтринного телескопа Baikal-GVD, создание сети карбоновых полигонов, введение в строй самого мощного в мире ядерного реактора ПИК, генерирующего поток нейтронов, начало строительства ЦКП «Сибирский кольцевой источник фотонов», спуск на воду научно-исследовательского судна «Пионер-М» с технологией безэкипажного судовождения.

Восток
© Форпост Северо-Запад