За клетки и кванты. Американцы снова заработали на Нобелевской премии

К слову, в прошлом году сумма была выше - 1,4 млн. Руководство Нобелевского фонда пытается грамотно управлять капиталом, сокращая в том числе и размер награды. Как сказано в заявлении фонда, «чтобы премию можно было вручать бесконечно».

Клеточный прорыв

Джон Гёрдон и Синья Яманака живут на островах по разные стороны Евразии. Один - в Британии, другой - в Японии. Между ними не только самый крупный континент планеты, но и почти 30 лет разницы в возрасте. В этом году двух исследователей объединила Нобелевка в области физиологии и медицины - «за открытие возможности перепрограммирования зрелых клеток в плюрипотентные стволовые клетки». Эксперты сходятся во мнении, что это были воистину прорывные работы. В чём же их суть?

Каждый из нас когда-то был набором стволовых клеток. Сначала - вообще одной (она называется зиготой), затем, по мере деления, - их группой. Особенность стволовых клеток в том, что они способны превращаться в клетки различных органов и тканей. Говоря научным языком, дифференцироваться. С каждым последующим делением клетки эмбриона всё больше отличаются друг от друга, получая, в конце концов, определённую «специализацию»: какие-то становятся мозгом, какие-то - кровью, какие-то - костью и т.д. Плюрипотентные стволовые клетки - это некий промежуточный этап. Из них может вырасти любая ткань организма, но превратиться в плаценту они уже неспособны. До поры до времени эти клетки можно было получить только из эмбрионов, потому во многих странах их использование было запрещено либо ограничено законом. Пока японец Синья Яманака не совершил революцию.

«Он смог перепрограммировать зрелую клетку, введя в неё вирус с определёнными генами, - говорит Алексей ТОМИЛИН, завлабораторией молекулярной биологии стволовых клеток Института цитологии РАН. - Эти гены встроились в ДНК клетки и изменили её свойства. Так было доказано, что практически любой взрослой клетке можно придать свойства стволовой. Это стало научным прорывом и решило этическую проблему: отпала необходимость разрушать эмбрионы. Сейчас благодаря открытию Яманаки можно в лабораториях моделировать и изучать сложные болезни. Например, болезнь Паркинсона».

Стволовые клетки находят всё более широкое применение в медицине - в частности, в трансплантологии. Правда, в России их использование по-прежнему ограничено. А ведь само понятие «стволовая клетка» когда-то ввёл в науку наш соотечественник, гистолог Александр Максимов.

...Премию по химии в этом году присудили американцам Роберту Лефковицу и Брайану Кобилке. Учёные изучали клеточные рецепторы, сопряжённые с G-белками, - они занимаются передачей сигналов между клетками. Говоря образно, служат глазами, ушами и языком, позволяя клетке «ощущать» окружающий мир. Через эти рецепторы регулируются все наши физиологические процессы, и почти половина лекарств, попадая в организм, воздействуeт именно на них. Отсюда ясна практическая польза от исследований Лефковица и Кобилки: станет легче создавать новые, более совершенные медицинские препараты. В первую очередь - с минимальным числом побочных эффектов.

«Заморозить» ионы

Наши ожидания традиционно связаны с Нобелевкой по физике. За всю историю премии больше всего лауреатов у России и СССР было как раз в этой номинации. Увы, в нынешнем году праздник обошёл нас стороной. «За создание прорывных технологий манипулирования квантовыми системами» Нобелевский комитет отметил француза Сержа Ароша и американца Дэвида Уайнленда.

«Их работы носили пионерский характер в развитии новой области физики - квантовой технологии, - поясняет Александр ЛЬВОВСКИЙ, профессор Университета Калгари (Канада). - Задача - научиться управлять сложными микроскопическими системами на уровне их индивидуальных компонентов. Это непросто. Квантовые объекты очень хрупки и разрушаются при взаимодействии с окружающей средой. Требуются не только невероятная точность в воздействии на предмет исследований, но и полная его изоляция от других воздействий. Арош и Уайнленд были одними из первых, кто овладел этим мастерством».

Группа Уайнленда разработала технологию удерживания одиночных ионов (атомов, потерявших электрон) в магнитном поле. Учёные смогли добиться практически полной их неподвижности с помощью лазерного излучения. Такие «замороженные» ионы обладают поистине замечательными свойствами: на их основе можно построить сверхточные часы. Настолько точные, что за всё время существования Вселенной их погрешность составила бы лишь несколько секунд. Если такой аппарат уменьшить до компактных размеров (пока эти установки занимают целые комнаты), то он окажется весьма полезен в системах геопозиционирования, навигаторах. Точность положения предмета в пространстве можно будет определять с точностью до сантиметров и даже миллиметров. А это значит, что в перспективе транспортные средства станут полностью автоматизированными. Иначе говоря, даже автомобили на суматошных московских улицах смогут ездить «на автопилоте».

«Ещё одно применение - квантовая информатика, компьютеры, - продолжает Львовский. - Время решения некоторых вычислительных задач может быть уменьшено в сотни и более раз! Вообще, квантовые технологии - это ещё и абсолютная защита информации, и сверхлёгкие сплавы, и сверхпроводимость при комнатной температуре, и принципиально новые методы в биологии и медицине. Поэтому нынешняя Нобелевская премия вряд ли будет последней в области квантовых технологий. Кстати, среди мировых знаменитостей, работающих в данном направлении, много наших соотечественников».

Нобелевской премией мира отмечен Евросоюз - за «вклад в продвижение примирения, демократии и прав человека». Награда по экономике, учреждённая в память А. Нобеля, досталась Элвину Роту и Ллойду Шэпли. Они работали над «теориями стабильных вкладов и практикой планирования рынков». Оба лауреата из США, что, впрочем, неудивительно.