Десятка лучших: журнал Science назвал обнаружение звёздного источника гравитационных волн прорывом года

17 августа астрономы всего мира стали свидетелями того, чего никогда прежде не видели: две нейтронные звезды "закрутились в спиральном танце", породив эффектный "взрыв", который и был изучен обсерваториями.

Иллюстрация Global Look Press.

Метод криоэлектронной микроскопии позволяет исследовать образец в родной среде при криогенных температурах.

Иллюстрация Veronica Falconieri, Sriram Subramaniam, National Cancer Institute, National Institutes of Health.

Физики заметили самые неуловимые субатомные частицы, нейтрино, при помощи портативного детектора, который весит примерно столько же, сколько и микроволновая печь.

Фото Jean Lachat/University of Chicago.

В этом году учёные изучили древнейшие останки Homo sapiens, которые могут переписать историю нашего вида.

Иллюстрация Philipp Gunz, MPI EVA Leipzig.

Новый метод редактирования оснований ДНК позволил учёным внести необходимые исправления в эмбриональные клетки почек человека и клетки опухоли в кости.

Иллюстрация Global Look Press.

Биологи уверены: препринты ускоряют темпы развития науки и помогают молодым исследователям лучше выстраивать научно-исследовательские работы.

Иллюстрация Global Look Press.

На седьмом месте пембролизумаб - препарат, призванный лечить рак.

Иллюстрация Global Look Press.

В этом году учёные "привели в семью" новый вид орангутанга.

Фото Maxime Aliaga.

Старейший лёд на Земле поможет изучить древнюю атмосферу Земли.

Фото Yuzhen Yan.

Новая терапия способна остановить спинальную мышечную атрофию √ самую распространённую генетическую причину смерти младенцев.

Mike ShanahanN.

Главным открытием года по версии престижного научного журнала Science стало обнаружение гравитационных волн, порождённых во время слияния нейтронных звёзд в галактике NGC 4993. Проект "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) подробно рассказал о сенсационном космическом "ДТП" в этом материале.

Слухи о случившемся просочились чуть раньше, но учёные упорно хранили молчание, пока лучшие телескопы, работающие в самых разных диапазонах, были направлены на галактику NGC 4993. Мы также подробно писали об этой детективной истории. Но спустя время, в октябре, было объявлено о долгожданном событии: впервые источником гравитационных волн, которые до августа 2017 года фиксировали уже трижды (а затем ещё раз европейским детектором), было не столкновения чёрных дыр, а слияние нейтронных звёзд.

И именно 17 августа астрономы всего мира стали свидетелями того, чего никогда прежде не видели: за 130 миллионов световых лет две нейтронные звезды "закрутились в спиральном танце", породив эффектный "взрыв", который и был изучен обсерваториями.

Событие подтвердило несколько ключевых астрофизических моделей, показало рождение многих тяжёлых элементов и (снова) позволило проверить на профпригодность общую теорию относительности, как никогда прежде. В журнале Science признают: первое наблюдение слияния нейтронных звёзд стало настоящим прорывом науки в уходящем году.

По словам астронома и члена франко-итальянской команды VIRGO Марики Бранчези (Marica Branchesi), которая, отметим, попала в список топ-10 учёных этого года по версии журнала Nature, "это было всё, на что я когда-то надеялась". Исследователи, начиная строить детекторы LIGO и VIRGO, мечтали о том, что им когда-нибудь удастся обнаружить столкновения нейронных звёзд.

К слову, обнаружение гравитационные волн признали прорывов науки и 2016 года. И тут нельзя не вспомнить и о том, что Нобелевскую премию по физике вручили как раз за открытие неуловимой "ряби" пространства-времени. Интересно, чем удивят нас астрономы в следующего году?

Метод криоэлектронной микроскопии позволяет исследовать образец в родной среде при криогенных температурах.

Журнал отметил и другие исследования. В частности, речь идёт о кри­о­э­лект­рон­ной микроскопии (крио-ЭМ), для исследователей этой темы уходящий год был богат на премии и признание. Поскольку Нобелевскую премию по химии в этом году присудили "за развитие методов криоэлектронной микроскопии для определения структуры молекул в растворе".

Поясним, что метод криоэлектронной микроскопии без преувеличения открыл новую эру в биохимии. Он позволяет исследовать образец в родной среде при криогенных температурах (то есть температуре, при которой азот находится в жидком состоянии).

Проще говоря, такая технология позволяет учёным создать своего рода стоп-кадр изображения сложных молекул в то время, как они взаимодействуют друг с другом.

Возможности, которые открывает новый метод визуализации, можно без преувеличения назвать безграничными. Крио-ЭМ помогает учёным в понимании химии жизни, а это широкое направление науки позволяет специалистам всего мира делать множество увлекательных открытий.

Изучение устойчивости к антибиотикам, борьба с вирусом Зика и другими патогенами, создание новых препаратов и методов лечения – это лишь некоторые из исследований, которые невозможно было бы провести без открытия такой технологии.

Физики заметили самые неуловимые субатомные частицы, нейтрино, при помощи портативного детектора, который весит примерно столько же, сколько и микроволновая печь.

В Science не обошли стороной и то, что в этом году физики заметили самые неуловимые субатомные частицы, нейтрино, по-особенному отталкивающие атомные ядра. Достижение не требовало массивного оборудования, обычно использующегося для обнаружения нейтрино. Вместо этого учёные справились с задачей при помощи портативного детектора, который весит примерно столько же, сколько и микроволновая печь.

В этом году учёные изучили древнейшие останки Homo sapiens, которые могут переписать историю нашего вида.

Теперь переносимся в совершенно другую область исследований – антропологию. В этом году учёные изучили древнейшие останки Homo sapiens, которые могут переписать историю нашего вида. По мнению исследователей, в этом году окончательно стало ясно: идея того, что все современные люди появились из одной "колыбели человечества" в восточной Африке порядка 200 тысяч лет назад, себя не оправдала.

Окаменелые останки пяти древних человек, найденные в северной Африке, показали, что Homo sapiens появился по крайней мере на 100 тысяч лет раньше (по самым скромным подсчётам), чем считалось прежде. И это, в свою очередь, говорит о том, что наш вид эволюционировал по всему континенту.

Новый метод редактирования оснований ДНК позволил учёным внести необходимые исправления в эмбриональные клетки почек человека и клетки опухоли в кости.

Следующий пункт главного научного "хит-парада" года. Более 60 тысяч генетических аберраций (изменений) связаны с заболеваниями человека, а почти 35 тысяч из них вызваны самыми малыми ошибками: изменениями только в одной базе ДНК в конкретной точке генома. И в этом году генетики объявили о важнейшем усовершенствовании метода "редактирования оснований".

Инструменты, разработанные двумя разными группами из Института Броуда, объединяющего Гарвард и Массачусетский технологический институт, являются вариациями системы CRISPR.

"Но новые методы больше похожи на "точную химическую хирургию", — говорит химический биолог Дэвид Лю (David Liu) из Гарвардского университета, возглавлявший одну из исследовательских групп. К слову, именно он возглавил список топ-10 учёных 2017 года по версии журнала Nature.

Новый метод позволил учёным внести необходимые исправления в эмбриональные клетки почек человека и клетки рака кости (с 50% эффективностью), уверяют разработчики. Более подробно "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) описали результаты работы в этом материале.

Биологи уверены: препринты ускоряют темпы развития науки и помогают молодым исследователям лучше выстраивать научно-исследовательские работы.

На протяжении десятилетий биологи "сосали лапу", пока те же физики регулярно обменивались черновыми рукописями своих будущих научных статей в Сети (делалось это на специальном портале). Но свой сайт препринтов появился и у биологов (нет, не в этом году). В итоге тысячи учёных опубликовали свои не рецензированные работы в Сети. И именно в 2017 году сайт "биоархива" (bioRxiv) ждал по-настоящему небывалый успех.

Первый шаг был сделан четыре года назад, когда "биоархив" был запущен, спонсируемый лабораторией Cold Spring Harbor, базирующейся в штате Нью-Йорк. Спустя время он вырос и на нём уже публиковали экспериментальные исследования из таких областей как микробиология, клеточная биология и нейробиология.

Многие учёные стали убеждать своих коллег, что препринты только ускоряют темп развития науки и помогают молодым исследователям выстраивать научно-исследовательские работы.

В начале этого года разные организации в США и Великобритании разработали политику, поощряющую обмен препринтами. В апреле благотворительная организация Chan Zuckerberg Initiative объявила об инвестиции (сумма не раскрывается) в bioRxiv, что укрепило его позиции в качестве самого популярного сервера для биологов.

Большинство журналов теперь позволяют авторам размещать свои статьи в виде препринтов (то есть их первичное содержание уже раскрыто), а некоторые редакторы даже ищут статьи для публикации на bioRxiv.

На седьмом месте пембролизумаб - препарат, призванный лечить рак.

На седьмом месте рейтинга расположился препарат, призванный лечить сразу несколько видов смертоносного рака. В мае этого года Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США одобрило первое подобное лечение под названием пембролизумаб. Он создан для борьбы с раком лёгких, меланомой и прочими видами рака кожи, а также лимфомой. И лекарство уже было опробовано для лечения таких состояний.

В этом году учёные "привели в семью" новый вид орангутанга.

На восьмом месте "хит-парада" Science — исследование, которое помогло учёным "привести в семью" гоминид ещё одного члена — вид Pongo tapanuliensis. Прошло почти 90 лет с тех пор, как учёные последний раз обнаружили новый вид гоминид. Так что в ноябре была настоящая причина для торжества, когда исследователи впервые представили третий вид орангутанга.

Существует только одна небольшая популяция этих животных (примерно 800 особей). Обитает она в лесу в Индонезии, и, к сожалению, биологи уже беспокоятся об исчезновении обнаруженного вида.

Старейший лёд на Земле поможет изучить древнюю атмосферу Земли.

Девятая строчка рейтинга. В "подвале" мира, замёрзший во льдах, находится портал в другой мир: крошечные пузырьки поймали воздух древней атмосферы Земли. В августе этого года учёные объявили, что им удалось выудить из недр планеты лёд, возраст которого составляет 2,7 миллиона лет. И он на 1,7 миллиона лет старше, чем любой другой изученный прежде образец льда (к слову, они порой теряются из-за весьма обидных технических неполадок).

Новая терапия способна остановить спинальную мышечную атрофию √ самую распространённую генетическую причину смерти младенцев.

И, как говорится, последний по списку, но не по значению: прорывные исследования в генетике, которые проводились на протяжении многих лет, увенчались успехом в клинических испытаниях. Ранее в этом году специалисты сообщили, что они спасли жизни детей, родившихся с унаследованным нервно-мышечным заболеванием. Учёные добавили недостающий ген в их спинальные нейроны. Если не лечить такой недуг, дети умирают в возрасте двух лет.

Учёные доставили новый ген через гемато-энцефалический барьер, который защищает головной и спинной мозг от патогенов и токсинов, переносимых кровью. Этот шаг может открыть дверь к использованию генной терапии для лечения других нейродегенеративных болезней.

Ключом к успеху стал безобидный вирус (аденоассоциированный вирус, AAV), который широко используется в генной терапии, чтобы переправить гены точно к цели. В 2009 году специалисты выяснили, что особенный тип вируса — AAV9 – можно внедрить в головной и спинной мозг новорождённым мышам.

В 2017 году выяснилось, что новая внутривенная AAV9 генная терапия способна остановить спинальную мышечную атрофию – самую распространённую генетическую причину смерти младенцев. Новорождённым с таким недугом не хватает белка, необходимого двигательным нейронам в спинном мозге, мышцы младенцев ослабевают, и в конечном итоге они теряют возможность дышать.

В ноябре учёные сообщили: 11 из 12 детей, получивших новую терапию, могут недолго, но самостоятельно говорить, есть и сидеть.

Результаты исследования следуют за другими важными достижениями генной терапии этого года. Двух методов лечения от рака, при которых иммунные клетки пациента генетически перепрограммируются вне тела, а затем заново внедряются в организм. А совсем недавно, 19 декабря, в США была одобрена ещё одна генная терапия для лечения одной из форм слепоты.