Самые важные научные открытия 2013 года
Влиятельный научный журнал Science выбрал "горячую десятку" уходящего года. И хотя в списке Nature фигурировали лица, а Science сосредоточился на научных открытиях, легко заметить, что многие направления вошли в чарты обоих журналов — мастодонтов научного мира.
Главным научным прорывом года по версии Science назван успех клинических испытаний, подтвердивший эффективность относительно нового метода лечения онкологических заболеваний. Метод иммунотерапии предполагает натравливание иммунной системы организма на свои же клетки — те, что неожиданно начинают генетически изменяться и бесконтрольно делиться.
Давать команду "фас!" иммунитету человека могут вакцины, однако не профилактические, которые используются против туберкулеза или гриппа, а терапевтические, которые вводят уже заболевшему пациенту.
Главная задача таких вакцин — обучить иммунную систему распознавать врага. Однако первые успехи внушали опасения: не рано ли радоваться, ведь врачам до сих пор не известно окончательное воздействие препаратов? Год назад ученые уже рассказывали о препарате ипилимумаб, который блокирует рецептор CTLA-4. Этот рецептор служит своеобразным тормозом для Т-клеток, которые играют важную роль в формировании иммунного отклика, уничтожающего раковую опухоль. Уходящий год оказался годом побед, которые "зацементировали" эффективность этой стратегии, считает редакция Science.
Доказательства тому — женщина с опухолью в легком размером с грейпфрут, которая спустя 13 лет после начала лечения жива и здорова; шестилетний мальчик, оказавшийся из-за лейкемии на грани жизни и смерти, который сейчас перешел в третий класс и находится в стадии ремиссии; и мужчина, у которого раковая опухоль почки продолжила уменьшаться даже после окончания терапии.
В мае в Science вышла статья о вакцине Pexa-Vec, которая одновременно уничтожает раковые клетки и вызывает образование специфических антител на раковые антигены. После вакцинирования один пациент, с почечно-клеточным раком, прожил 76 месяцев, другой, с мелкоклеточным раком легкого, — 24,5 месяца, третий, с меланомой, — 12 месяцев.
Новейшая технология редактирования гена CRISPR (Clustered Regularly Interspased Short Palindromic Repeats) разделила симпатии редакторов Science и редакции Nature, которая накануне отметила успехи в этой области молодого нейробиолога Фэн Чжана из Массачусетского технологического института.
Эта технология, позволяющая бороться с заболеванием путем исправления гена, в уходящем году пережила бум и в плане публикаций, и в плане общественного интереса. Только за десять месяцев ей было посвящено более 50 научных статей, в которых описывались эксперименты над ДНК мышей, крыс, бактерий, дрожжей, рыбок данио, червей, фруктовых мушек и человеческих клеток.
Все это позволяет делать белок Cas9, помогающий деактивировать, удалять и менять определенные гены.
Технология CLARITY стала еще одним открытием года, позволившим ученым изменить пути к изучению мозга. Ученые придумали, как сделать ткани мозга прозрачными, как стекло: для этого они заменили рассеивающие свет молекулы липидов, которые образуют клеточные мембраны, на молекулы прозрачного геля. При этом им удалось оставить нейроны, другие клетки мозга и их органеллы нетронутыми. О подобной технологии просветления мозга "Газета.Ru" рассказывала в июне.
Выделение стволовых клеток из клонированного человеческого эмбриона, за которое двумя днями ранее был отмечен Шухрат Миталипов, также не осталось без внимания редакции. Техника, называемая пересадкой ядер соматических клеток, применялась еще 17 лет назад для клонирования знаменитой овцы Долли. В этом году сумели извлечь стволовые клетки из клонированного человеческого эмбриона, после того как обнаружили, какую важную роль играет кофеин, стабилизирующий молекулы яйцеклеток.
Выращивание искусственных органов заняло свое место в десятке прорывов года. Оставленные без присмотра в чашке Петри плюрипотентные стволовые клетки могут образовать различные ткани: сокращающиеся клетки сердца, нейроны и даже волосы и зубы. В этом году ученым удалось вырастить такие специфические мини-органы, как печень, мини-легкие и — самое выдающееся — рудиментарные ткани мозга.
Искусственные мозги, выращенные австрийскими учеными, отличаются от настоящих. В отсутствие кровоснабжения клетки мозга перестают расти, когда достигают размеров семечка яблока, и без доступа кислорода и питательных веществ погибают.
Несмотря на то что космические лучи, проникающие сквозь толщу атмосферы, были открыты еще век назад, несколько десятилетий ученые не были до конца уверены, где они рождаются. Благодаря космическому телескопу Fermi в этом году астрономы доказали свою догадку — местом их рождения являются вспышки сверхновых, катастрофические взрывы, которыми звезды заканчивают эволюцию.
Еще одним общим с журналом Nature прорывом названы исследования в области создания новых фотоэлектрических систем, попросту говоря, солнечных батарей. Несмотря на то что солнечные элементы, созданные на основе перовскита, пока отстают по эффективности от кремниевых панелей, которыми покрывают крыши по всему миру, их использование обещает сильно удешевить эти альтернативные источники энергии.
Вошли в список ведущих открытий года и исследования, давшие наконец ответ на вопрос, зачем мы спим.
Как рассказывала "Газета.Ru" осенью, физиологи из Рочестерского университета (США), показали, что главная функция мозга в процессе сна — вымывание из него вредных веществ и токсинов, накопившихся во время бодрствования.
И наконец, особого внимания удостоились ученые, занявшиеся изучением того, какие из микроорганизмов, обитающих в человеческом теле, отвечают за наше здоровье или, наоборот, способны вызывать заболевания. Изучение отдельных микробов и их влияния на здоровье — первый шаг к персонифицированной медицине.
