Премия за молекулярный транспорт
В нынешнем году «пророки» полагали, что в области медицины премию, скорее всего, получит профессор Калифорнийского университета Денис Слэймон «за пионерские исследования онкогена HER-2, ведущие к более эффективной терапии рака». Среди возможных лауреатов назывались также имена других специалистов, работающих в области молекулярной онкологии, в частности Роберта Вайнберга, открывшего первый онкоген человека Ras и первый ген — супрессор Rb, а также Дэвида Лэйна, Питера Холла и Берта Фогель- штейна за изучение гена p53, охраняющего клетку от ракового перерождения. Ещё одним кандидатом на премию считался Джозеф Шлессинджер — специалист по внутриклеточным сигналам, изучение которых привело к созданию новых противораковых препаратов. Однако ни эти, ни другие из перечисленных агентством Thomson Reuters учёных в число нобелевских лауреатов не попали. А премию присудили учёным разных национальностей, ныне работающим в США. В итоге 8 млн шведских крон (или 1,2 млн долларов) получили Джеймс Ротман, Рэнди Шекман и Томас Зюдхоф за открытия в области везикулярного транспорта, при помощи которого клетки обмениваются сигналами друг с другом.
Медицина
Чтобы понять, о чём тут речь, придётся вспомнить о таких веществах, как инсулин и нейромедиаторы. Функции их в организме совсем различны: инсулин помогает регулировать метаболизм глюкозы, а нейромедиаторы обеспечивают связь между нейронами. Но у нейромедиаторов и инсулина есть и кое-что общее: они сначала синтезируются в клетке, а потом в специальных мембранных пузырьках-везикулах транспортируются наружу. Образно говоря, транспортная система в клетке работает как большой порт, где есть все средства, чтобы доставить тот или иной груз в назначенное место точно в срок. От того, в каком направлении везикулы двигаются, от того, как клетка определяет время, когда нужно высвободить груз, зависят многие важные молекулярные и физиологические процессы. Нарушение регуляции транспортной системы ввергает клетки в состояние хаоса, что, понятно, ничего хорошего нам не сулит.
Если, к примеру, цистерна-везикула с нейромедиатором вовремя не подойдёт к клеточной мембране и не высвободит в межклеточное пространство своё содержимое, нервный импульс просто заглохнет. И человек может даже совершить сумасшедший поступок.
Бозон Хиггса всё же поймали…
Шведская королевская академия вручила Нобелевскую премию британскому учёному Питеру Хиггсу и бельгийцу Франсуа Энглеру за теорию о существовании бозона. Имена лауреатов компания Thomson Reuters предсказала правильно. Но вместе с тем, в числе других претендентов её эксперты называли также Мишеля Майора и Дидье Келоза, которые обнаружили в 1995 г. первую экзопланету, и Джеффри Марфи, подтвердившего их открытие. Также на роль возможного лауреата пророчили японца Хидео Хасоно, синтезировавшего сверхпроводники на основе железа.
К сожалению, не дожил до Нобелевской премии и Роберт Броут, умерший два года тому назад. Покойным награда по правилам Нобелевского комитета не вручается, но мы упомянем и его, поскольку он был учителем и соавтором Франсуа Энглера.
Суть же дела тут заключается в следующем. В 60-е гг. XX в. англичанин Питер Хиггс на кончике пера теоретически предсказал существование частицы, которая объясняет образование массы Вселенной и без которой невозможно объяснить происхождение и существование окружающего нас мира. Эта частица, названная бозоном Хиггса, считается недостающим звеном так называемой Стандартной модели физики.
Мартин Карплюс, Майкл Левитт и Ари Уоршелл. За разработку много мерных моделей для изучения комплексных химических систем
Франсуа Энглер, Питер Хиггс. За теоретическое открытие механизма, помогающего понять происхождение масс субатомных частиц – top science.
За последние почти полвека учёные не раз пытались найти свидетельства существования бозона Хиггса. Обнаружение этой неуловимой частицы было одной из основных целей при проектировании и строительстве Большого адронного коллайдера. И вот после почти полугодовых исследований весной 2013 г. последовало официальное заявление, что найденная частица является бозоном Хиггса. Насколько она важна, можно судить хотя бы по тому, что бозон иногда называют «частицей Бога». И возможно, с его же помощью, удастся предсказать и когда распадётся наша Вселенная. По крайней мере, американский физик Джозеф Ликкен на собрании Американской ассоциации содействия развитию науки в Бостоне заявил, что Вселенная погибнет именно из-за бозона Хиггса, его неустойчивости. Правда, к нашему счастью, расчёты показывают, что конец света случится не завтра, а через миллиарды лет.
Два подхода в одной теории
Премию по химии компания Thomson Reuters прочила выходцу из России Валерию Фокину, а также его коллегам Б. Шарплессу и М. Финну за работы по «клик-химии». Их исследования позволяют очень быстро, словно по щелчку компьютерной «мышки», синтезировать новые вещества практически без образования побочных продуктов.
Кроме того, в нобелевские лауреаты прочили создателя сканирующего электрохимического микроскопа Аллена Барда, а также ещё одного бывшего нашего соотечественника Артёма Оганова из Университета Нью-Йорка (США) и его коллегу Микеле Парринелло за разработку «революционных методов компьютерного моделирования материалов».
Однако Нобелевская премия по химии в этом году досталась Мартину Карплюсу, Майклу Левитту и Ари Уоршелу за метод, позволяющий описать химическую молекулу одновременно с классических и с квантово-механических позиций.
Множество лабораторий сегодня занимаются расшифровкой белковых структур, используя стандартные методы рентгеноструктурного анализа кристаллов и ядерно-магнитного резонанса, позволяющего рассмотреть те атомы или группу атомов, которые не удаётся «поймать» в кристалле. При этом, чтобы рассчитать параметры структуры того или иного кристалла на компьютере, при составлении программ приходится обращаться к теориям, описывающим силы и взаимодействия между атомами и группами атомов в пределах молекулы.
Но поскольку частицы, например электроны и фотоны, могут описываться как объекты двойственной структуры (как частица и как волна), то, наряду с классическими законами физики частиц, здесь приходится обращаться ещё и к квантовым представлениям о материи.
Некоторые исследователи образно обрисовали получившуюся ситуацию, обратившись к классику, который писал когда-то, что «в одну телегу впрячь не можно коня и трепетную лань». Однако нынешние лауреаты то ли Пушкина не читали, то ли имели свои резоны с ним не согласиться. И в своих работах Карплюс, Левитт и Уоршел показали, как в рамках одной модели можно совместить классические и квантовые принципы. Скажем, часть химической системы описывается с помощью квантового моделирования, другая же часть — как классические частицы, атомы и группы атомов. Причём новаторам не только удалось состыковать квантовую и классическую части в теории, но и применить свой подход на практике. В итоге виртуальное моделирование молекул позволяет рассмотреть их поведение в самых тонких деталях, которые недоступны экспериментальным наблюдениям. Моделирование, например, позволяет проследить за поведением промежуточных соединений, которые в реальности существуют даже не нано-, а пикосекунды. А главное, такое моделирование позволяет в мельчайших деталях предсказывать, как будут взаимодействовать молекулы, которых пока вовсе не существует в природе, — например, ещё не синтезированные лекарства — с человеческим организмом.
