Зіткнення нейтронних зір, генетичні ножиці без леза та лід, якому 2 мільйони 700 тисяч років – це одні з найбільших наукових досягнень 2017 року за версією видання «Science». Оголошення цього списку вже стало традицією. Цьогоріч абсолютним лідером визнали перший доказ існування гравітаційних хвиль, що виникають при зіткненні двох нейтронних зір. З огляду на те, що це зіткнення ще й вивільняє випромінювання, для астрономії відкриваються цілком нові можливості.
Перше спостереження за зіткненням двох нейтронних зір – прорив 2017 року. Зображення: Robin Dienel/ Carnegie Institution for Science.
Щороку незадовго до Новорічної ночі редактори та видавці фахового вісника «Science» обирають свої топ-10: результати досліджень та відкриття, які, на їхню думку, були найважливішими науковими досягненнями року, що минає.
Зазвичай одного з десяти називають найбільшим проривом. 2016-го ним був доказ існування гравітаційних хвиль, 2015-го – генетичні ножиці CRISPR/Cas9, а 2014-го – місія «Розетта» та її перше приземлення на кометі. Якими ж є результати 2017-го?
Сенсація року: зіткнення двох нейтронних зір.
Цьогоріч проривом року стало ще одне астрономічне відкриття: перший доказ зіткнення нейтронних зір. Вперше дослідникам вдалося зафіксувати гравітаційні хвилі з інших джерел, а не з чорних дір. І вперше астрономи змогли ці події не просто «підслухати», а ще й впіймати випромінювання, що при цьому виникло.
«Спостерігачі не лише помітили гравітаційні хвилі від зіткнення двох нейтронних зір, вони також бачили те, що відбувалося, в усіх світлових діапазонах – від гамма-випромінювання до радіодіапазону, – сказав Тім Аппенцеллер (Tim Appenzeller), редактор новин у "Science". – Можливість отримувати цілісну картину таких катастрофічних подій трансформує астрофізику та робить ці спостереження проривом 2017 року».
Прадавній представник homo sapiens і новий вид людиноподібних.
З-поміж десяти найвизначніших відкриттів 2017-го – виявлення решток homo sapiens в Марокко, що значно старіші, ніж усі інші, знайдені дотепер. Вік кісток становить 300 000 років, що доводить: наш вид суттєво старіший, ніж усі припускали раніше, і що «колиска людства» розташована не в Східній чи Південній Африці. Трохи пізніше генетичний аналіз підтвердив ці висновки.
Інше приголомшливе відкриття стосується наших найближчих родичів: уперше за 90 років учені ідентифікували новий вид людиноподібних. На підставі генетичного аналізу та дослідження кісток вчені з’ясували, що на півночі Суматри живуть орангутани, популяція яких не просто ізольована, а становить окремий вид. Тож поки на Землі відомо сім видів людиноподібних.
Генетичні ножиці без леза й успішна генна терапія.
Ще одним цьогорічним проривом із надзвичайним потенціалом стала модифікація генетичних ножиць CRISPR/Cas9. Учені змінили їх у такий спосіб, що неправильні основи ДНК можна змінювати на правильні безпосередньо, не вирізаючи частин спадкового матеріалу. Іншій команді вчених удалося застосувати такий «ремонт» і на РНК. В результаті цієї процедури виникають правильні білки, тож втручання в геном стає непотрібним.
Генетичного ремонту стосується й наступне відкриття: медики вперше вилікували хворобу, яка найчастіше спричиняє дитячу смерть – так звану спінальну м'язову атрофію. Аби усунути цей вроджений генетичний дефект, дванадцяти новонародженим з цією хворобою вчені ввели правильний ген через безсимптомний вірус. Одинадцять із цих дітей не лише вижили, а й змогли пізніше самостійно їсти, сидіти і частково навіть бігати.
Медицини стосується і той факт, що цього року видали перший дозвіл на застосування ліків проти раку – вони мають впливати безпосередньо на раковий ген. З травня 2017-го американське Управління продовольства і медикаментів дозволило пембролізумаб (pembrolizumab). Редактори «Science» вбачають у цьому початок нової стратегії в боротьбі з раковими захворюваннями.
Віддача нейтрино та найстаріший лід планети
У галузі фізики відбулася інша важлива подія: після 43-х років марних пошуків улітку фізикам нарешті вдалося виявити спеціальний взаємозв’язок між нейтрино та матерією – так зване когерентне еластичне нейтринно-ядерне розсіювання. При цьому нейтрино стикається з одним атомним ядром та продукує крихітну віддачу – власне її вчені виявили вперше. Особливість полягає в тому, що датчик нейтрино, який використовували для пошуків зв’язку, завбільшки з коробку для черевиків.
Наступне відкриття стосується погляду на історію нашої планети: в Антарктиці науковці натрапили на лід, якому 2 мільйони 700 тисяч років. Це стало можливим, бо їхні керни походять з території льодовикової шапки, в якій шари перевернулися – так що цей дотепер найстаріший лід Землі опинився недалеко від поверхні.
Кріоелектронна мікроскопія та bioRxiv.
Цьогорічним проривом у методі досліджень «Science» визнала досягнення, яке в жовтні вже відзначили Нобелівською премією – розвиток кріоелектронної мікроскопії. Цей метод дає змогу роздивитися біомолекули в дії і з точністю до атома все відтворити. Завдяки цьому стали можливими й інші важливі відкриття, пояснили редактори журналу.
І наостанок, одним із найвизначніших досягнень року журнал «Science» назвав розробку, що стосується наукових публікацій. Важливо розуміти, що цьогоріч загострилася суперечка між університетами та науковими виданнями щодо високих цін підписки на наукові публікації. У результаті цього все більшої популярності набуває ще один так званий препринт-сервер – після arXiv, де публікують астрономічні та фізичні статті, почав процвітати сайт bioRxiv, призначений для біологічних публікацій.
Die Durchbrüche des Jahres 2017
Science, 22/12/2017
Зреферувала Соломія Кривенко
23.12.2017