Академический журнал Science ежегодно публикует список громких научных открытий и выбирает из них одно — самое важное. Фаворита отмечают премией «Прорыв года», очень престижной для научного мира. В число победивших проектов в свое время вошли клонированная овца Долли, иммунотерапия рака и миссия «Розетты». Издание уже назвало лучшее и девять других важных достижений уходящего года. Давайте тоже посмотрим, чем занимались ученые в 2015-ом.
ДНК-редактор
Технология редактирования генома CRISPR-Cas9 уже находилась в списках кандидатов на премию «Прорыв года» в 2012 и 2013 годах и оба раза уступала первое место другим научным открытиям. Но ее последняя версия, наконец, сделала технологию достаточно революционной, чтобы завоевать статус самого важного научного достижения за последний год.
Финальный вклад в проект сделали сотрудники Института Броуда и Института исследований мозга имени Макговерна. Они радикально усовершенствовали CRISPR-Cas9, уменьшив вероятность ошибок в ее работе практически до нуля. Теперь это не просто самый доступный и эффективный, но еще и очень точный метод правки ДНК, а значит — более безопасный для целевого организма.
Ранее в лабораторных экспериментах с помощью CRISPR-Cas9 удалось сделать комаров непригодными для жизни малярийных паразитов и даже отредактировать генетический код «нежизнеспособных» эмбрионов человека. Непредсказуемая технология быстро стала предметом этических дискуссий. Но улучшенная версия CRISPR-Cas9 открывает новые перспективы для безопасных модификаций человеческого тела. Результатами дальнейших изменений генома могут стать лечение наследственных заболеваний, разных форм рака и адаптация органов животных для пересадки в людской организм.
Миссия New Horizons
Космическая станция New Horizons, запущенная агентством NASA с целью исследовать Плутон с его спутником Хароном, предоставила астрономам детальную информацию об этих космических объектах. В результате ученые сформировали новые представления о размерах, рельефе, атмосфере карликовой планеты и принципах ее взаимодействия со спутником.
Летом станция максимально приблизилась к Плутону, завершив свою основную миссию, и направилась далеко за пределы планетарной орбиты. Если ей удастся долететь до планетоида 2014 MU69 в поясе Койпера, аппарат займется изучением этого объекта до полного исчерпания энергоресурсов.
New Horizons сделала и отправила на Землю ряд качественных снимков Плутона и Харона. В том числе, ученые впервые получили цветные фотографии этих небесных тел. Изображения быстро заполонили интернет и обрели популярность даже среди людей, ранее не интересовавшихся космосом.
Пусть редакция Science не назвала миссию New Horizons научным прорывом года, зато это сделали читатели журнала. Космическая эпопея заняла первое место по итогам специального опроса, который ежегодно проводится изданием для энтузиастов.
Дрожжевые наркотики
Биоинженер из Стэнфордского университета Кристина Смольке вместе с коллегами разработала экономичную технологию получения опиатов из генетически модифицированных дрожжей. Синтез этих веществ, необходимых для создания болеутоляющих средств, может заменить дорогостоящую переработку опиумного мака — природного источника опиатов. Похоже, некоторые медицинские препараты могут стать значительно дешевле и эффективнее за счет возможностей биотехнологий.
Вместе с потенциальными выгодами ученые признают и возможные риски: нельзя исключить, что новую технологию возьмут на вооружение нелегальные производители наркотиков. Чтобы избежать негативных последствий, специалистам придется сотрудничать со спецслужбами.
Квантовые связи
Команде европейских физиков под началом Рональда Хэнсона из Делфтского технического университета удалось полностью подтвердить существование квантовой связи между удаленными частицами. Иначе говоря, исследование показало, что манипуляции с одним объектом могут влиять на другой — связанный с первым, даже если они находятся на большом расстоянии друг от друга. Это открытие имеет большое значение для криптографии, поскольку доказывает высокую эффективность квантовых систем шифрования.
Предположение о том, что наличие связей на квантовом уровне можно доказать экспериментально, впервые выдвинул ирландский физик Джон Белл. В 1981 году он провел тест, показавший высокую вероятность того, что квантовое взаимодействие объектов на расстоянии реально. Группа Хэнсона полностью подтвердила правоту Белла опытным путем и опровергла тем самым теорию Эйнштейна о неких скрытых переменных, якобы объясняющих странное поведение частиц.
Вакцина от лихорадки Эбола
В Национальной лаборатории микробиологии Канады создали рабочее средство для борьбы с вирусом Эбола, самая крупная вспышка которого с конца 2013 года унесла жизни более 11 тысяч африканцев и не на шутку испугала весь мир. Испытания вакцины rVSV ZEBOV в полевых условиях показали абсолютную эффективность препарата. Сложно переоценить важность этого лекарства для населения африканских регионов, которых коснулась или могла бы коснуться эпидемия. Изобретение вакцины вселяет надежду на избежание новых жертв в дальнейшем.
Новый вид прачеловека
Изучив многочисленные кости, извлеченные из пещеры на юге Африки, группа палеоантропологов во главе с Ли Бергером заявила, что найденные останки принадлежат неизвестному ранее древнему родственнику современного человека. Открытый вид назвали Homo naledi в честь пещерного комплекса, в котором обнаружили кости.
По мнению ученых, тело существа удивительным образом совмещало черты нескольких видов людей, живших в разные исторические эпохи. Например, строением таза Homo naledi напоминал австралопитеков, а формой рук и ступней — современного человека. При этом объем мозга Homo naledi был в два раза меньшим, чем у Homo sapiens. Возможно, дальнейшее изучение находки заставит ученых пересмотреть взгляды на эволюционный путь человека.
Иммунные клетки в мозге
Сотрудники Виргинского университета совершенно случайно обнаружили недостающее звено между иммунной и нервной системами. Как оказалось, в мозге тоже присутствуют лимфатические сосуды, по которым передвигаются иммунные клетки. До этого считалось, что каналы лимфатической системы заканчиваются чуть выше шеи. Из-за специфического расположения их просто не замечали в тканях мозга.
Это открытие не просто лишний повод переписать учебники. По мнению нейробиологов, оно должно пролить свет на множество темных моментов, связанных с аутизмом, синдромом Альцгеймера и другими заболеваниями мозга, которые плохо поддаются лечению.
Точность психологии
Брайан Носек и его коллеги из Виргинского университета попытались воспроизвести в течение нескольких лет сотню психологических исследований, опубликованных в престижных научных изданиях. По итогам проделанной работы ученые заключили, что всего 39% полученных ими результатов совпали с аналогичными данными из проверяемых статей. Даже если учесть, что авторы оригинальных исследований могли неточно описать свою методику, несовпадение все равно выглядит огромным. Несмотря на этот факт ученые подчеркивают важность психологии как науки, и призывают совершенствовать методы ее использования. Участники эксперимента полагают, что он заставит исследователей внимательнее относиться к своей работе.
Мантийные плюмы
Сейсмологи из Калифорнийского университета в Беркли посредством компьютерного моделирования раскрыли новые детали движения магмы в земной коре. Как выяснилось, ее потоки — мантийные плюмы — поднимаясь от ядра почти до самой поверхности, соединяются с вулканами. Кроме того, потоки магмы, судя по полученным данным, объемнее, чем ожидалось. Эти наблюдения дополнили теории о том, как работает охлаждение земного ядра. Модель также показала, что на глубине 1000 км плюмы изгибаются, что может свидетельствовать о неизвестных современной науке свойствах мантии на этом уровне.
Древнейший из индейцев
Команда исследователей из Копенгагенского университета раскрыла загадку происхождения Кенневикского человека, останки которого нашли еще в 1996 году на северо-западе США. В ДНК, извлеченной из уцелевшей кости, специалисты обнаружили гены, характерные для местных индейских племен. Ранее ученые отрицали родство существа с коренными американцами, указывая на различия в форме черепа, и даже считали родиной Кенневикского человека Евразию. По этому поводу в начале 2000-ых разразился судебный скандал: индейцы требовали захоронить тело согласно своим ритуалам, чего не могли позволить ученые. В конце концов, победили последние. Но после ДНК-теста у коренных жителей появились законные основания требовать погребения останков.
Disgusting Men подводит итоги 2015 года. С 21 декабря редакция опубликует материалы о лучших сериалах, фильмах, играх и музыке минувшего. Следите за нашими итогами здесь.