Top 10 журнала Science: Перепрограммирование клеток, экзопланеты и сверхпроводники

1491. В тра­ди­ци­он­ном декабрь­ском спис­ке 10 самых выда­ю­щих­ся науч­ных дости­же­ний 2008 г. жур­нал Science (www.sciencemag.org) на пер­вое место поста­вил иссле­до­ва­ния, поз­во­ля­ю­щие пере­про­грам­ми­ро­вать клет­ки чело­ве­че­ско­го тела, меняя их спе­ци­а­ли­за­цию, изго­тав­ли­вая, таким обра­зом, кле­точ­ные линии «по инди­ви­ду­аль­но­му зака­зу». Подоб­ные мето­ды в конеч­ном сче­те спо­соб­ны дать в руки вра­чей инстру­мен­ты для лече­ния неиз­ле­чи­мых до сих пор или труд­но­из­ле­чи­мых неду­гов, вро­де болез­ни Пар­кин­со­на или инсу­ли­но­за­ви­си­мо­го диа­бе­та (пер­во­го типа).

Два года назад в экс­пе­ри­мен­тах с мыша­ми иссле­до­ва­те­ли из Япо­нии пока­за­ли, что суще­ству­ет воз­мож­ность «сти­рать» память клет­ки, свя­зан­ную с ее раз­ви­ти­ем, вста­вив с помо­щью виру­са четы­ре гена. После это­го воз­вра­щен­ная к сво­е­му эмбри­о­наль­но­му состо­я­нию клет­ка может стать осно­вой для любо­го дру­го­го типа кле­ток. В нынеш­нем году уче­ные, про­дол­жив­шие рабо­ту в дан­ном направ­ле­нии, полу­чи­ли еще более инте­рес­ные резуль­та­ты. Так, две иссле­до­ва­тель­ские груп­пы взя­ли клет­ки от паци­ен­тов, стра­да­ю­щих мно­же­ством раз­лич­ных забо­ле­ва­ний, и повтор­но «запро­грам­ми­ро­ва­ли» их (исполь­зо­вав в каче­стве подо­бия ство­ло­вые клет­ки, из кото­рых в потен­ци­а­ле мож­но выра­щи­вать любой орган). Пре­об­ра­зо­ван­ные клет­ки спо­соб­ны рас­ти и делить­ся (раз­мно­жать­ся) в лабо­ра­тор­ных усло­ви­ях (в отли­чие от боль­шин­ства взрос­лых кле­ток, кото­рые не под­да­ют­ся выра­щи­ва­нию в виде отдель­ной куль­ту­ры).

Еще одна иссле­до­ва­тель­ская груп­па не ста­ла воз­вра­щать клет­ки в эмбри­о­наль­ное состо­я­ние, а, рабо­тая с клет­ка­ми мыши, пре­об­ра­зо­ва­ла один из типов взрос­лых кле­ток под­же­лу­доч­ной желе­зы (про­из­во­дя­щих пище­ва­ри­тель­ные фер­мен­ты) непо­сред­ствен­но в дру­гой тип, име­ну­е­мый бета-клет­ка­ми (они про­из­во­дят инсу­лин). Соот­вет­ству­ю­щая ста­тья была опуб­ли­ко­ва­на в Nature.

Мно­гие из болез­ней труд­но или невоз­мож­но изу­чить, осно­вы­ва­ясь лишь на моде­ли­ро­ва­ни­ях или экс­пе­ри­мен­тах с живот­ны­ми, что и вызы­ва­ет потреб­ность в полу­че­нии соот­вет­ству­ю­щих линий чело­ве­че­ских кле­ток. При­ме­не­ние для это­го бла­го­го дела кле­ток, изъ­ятых из эмбри­о­нов, порож­да­ет про­бле­мы эти­че­ско­го харак­те­ра и вызы­ва­ет про­те­сты у раз­лич­ных рели­ги­оз­ных групп. Исполь­зо­ва­ние же для иссле­до­ва­ния кле­ток, изъ­ятых у само­го паци­ен­та, может в прин­ци­пе как-то раз­ре­шить этот кон­фликт (хотя, конеч­но, реше­ние эти­че­ских вопро­сов и изме­не­ния во вза­и­мо­от­но­ше­ни­ях нау­ки и рели­гии нель­зя пред­ска­зы­вать исхо­дя лишь из раци­о­наль­ных посы­лок). Таким обра­зом, по мне­нию жур­на­ли­стов Science, имен­но кле­точ­ное пере­про­грам­ми­ро­ва­ние достой­но зва­ния «про­рыв­но­го» направ­ле­ния года. Впро­чем, неко­то­рые пунк­ты из остав­ших­ся девя­ти пози­ций выгля­дят не менее впе­чат­ля­ю­щи­ми.

2. На вто­ром месте (кото­рое так­же осо­бо выде­ле­но жур­на­ли­ста­ми Science) – фото­гра­фии экзо­пла­нет, полу­чен­ные в
опти­че­ском и инфра­крас­ном диа­па­зо­нах. Эти

дости­же­ния ста­ли воз­мож­ны­ми бла­го­да­ря совре­мен­ным теле­ско­пам и спе­ци­аль­ным мето­дам, поз­во­ля­ю­щим выде­лять сла­бый свет пла­нет на фоне яркой засвет­ки от роди­тель­ских звезд (см. подроб­нее в ТрВ-18).

Кос­ми­че­ский теле­скоп NASA «Хаб­бл» сфо­то­гра­фи­ро­вал пла­не­ту у гиган­та Фомаль­гау­та (HD 216956) – самой яркой звез­ды в созвез­дии Южной Рыбы и одной из ярчай­ших звезд на всем зем­ном небо­склоне. Откры­тие при­над­ле­жит груп­пе аме­ри­кан­ско­го аст­ро­но­ма Пола Кала­са из Кали­фор­ний­ско­го уни­вер­си­те­та в Берк­ли. Име­ет­ся уже две фото­гра­фии экзо­пла­не­ты, полу­чен­ные в 2004 и 2006 гг., кото­рые сви­де­тель­ству­ют о том, что она дви­жет­ся по орби­те в пол­ном соот­вет­ствии с зако­на­ми небес­ной меха­ни­ки. Ново­от­кры­тая пла­не­та (Фомаль­гаут b), веро­ят­но, близ­ка по мас­се к Юпи­те­ру, но при этом уда­ле­на от сво­ей звез­ды в четы­ре раза даль­ше, чем Неп­тун от Солн­ца.

Прак­ти­че­ски одно­вре­мен­но с этой рабо­той ста­ло извест­но и еще об одном дости­же­нии. С помо­щью круп­ней­ших гавай­ских назем­ных теле­ско­пов Keck II и Gemini North, спо­соб­ных рабо­тать в инфра­крас­ном диа­па­зоне, груп­пе аст­ро­но­мов из Кана­ды, США и Вели­ко­бри­та­нии под руко­вод­ством Кри­сти­а­на Маруа из канад­ско­го Инсти­ту­та аст­ро­фи­зи­ки име­ни Герц­бер­га уда­лось полу­чить фото­гра­фии сра­зу трех пла­нет у еще одной гигант­ской звез­ды – HR 8799 из созвез­дия Пега­са, кото­рая уда­ле­на от нас на 130 све­то­вых лет (пуб­ли­ка­ции в жур­на­ле Science).

3. На тре­тьем месте в спис­ке Science – рас­ши­ре­ние ката­ло­га генов рака. Изу­чая гене­ти­че­ский состав раз­лич­ных рако­вых кле­ток, вклю­чая пан­кре­а­ти­че­ский рак (рак под­же­лу­доч­ной желе­зы) и гли­об­ла­сто­му (опу­холь моз­га), вхо­дя­щие в чис­ло наи­бо­лее смер­тель­ных рако­вых обра­зо­ва­ний, иссле­до­ва­те­ли отме­ти­ли мно­же­ство мута­ций, кото­рые сни­ма­ют огра­ни­че­ния на деле­ние кле­ток и откры­ва­ют путь к раз­ви­тию рако­вых опу­хо­лей.

4. Высо­ко­тем­пе­ра­тур­ные сверх­про­вод­ни­ки, т.е. мате­ри­а­лы, сквозь кото­рые элек­три­че­ство про­хо­дит без вся­ко­го сопро­тив­ле­ния, при­чем при

необъ­яс­ни­мо высо­ких тем­пе­ра­ту­рах, – ста­ли чет­вер­той науч­ной темой, отме­чен­ной Science. В 2008 г. япон­ски­ми спе­ци­а­ли­ста­ми было обна­ру­же­но целое новое семей­ство высо­ко­тем­пе­ра­тур­ных сверх­про­вод­ни­ков на осно­ве желе­за (а не соеди­не­ний меди с кис­ло­ро­дом, как преж­де).

5. На пятом месте – пред­ска­за­ние струк­ту­ры бел­ков, что очень важ­но для поис­ка новых лекарств. Био­хи­ми­ки с помо­щью ком­пью­тер­но­го моде­ли­ро­ва­ния научи­лись пред­ска­зы­вать, как и с каки­ми малы­ми моле­ку­ла­ми белок вза­и­мо­дей­ству­ет.

1516. Воз­об­нов­ля­е­мые источ­ни­ки энер­гии так­же полу­чи­ли ста­тус «геро­ев года». Уда­лось отыс­кать мно­го­обе­ща­ю­щий новый спо­соб хра­не­ния избы­точ­но­го элек­три­че­ства, про­из­во­ди­мо­го с помо­щью энер­гии вет­ра или же
сол­неч­ных бата­рей в про­мыш­лен­ных мас­шта­бах. Срав­ни­тель­но про­стой и деше­вый ката­ли­за­тор на осно­ве соеди­не­ния фос­фо­ра и кобаль­та может исполь­зо­вать элек­три­че­скую энер­гию для того, что­бы рас­щеп­лять моле­ку­лы воды, высво­бож­дая водо­род, кото­рый в свою оче­редь спо­со­бен питать топ­лив­ные эле­мен­ты, про­из­во­дя вновь элек­три­че­ство, когда оно потре­бу­ет­ся (напри­мер, в без­вет­рен­ную или же пас­мур­ную пого­ду).

7. На седь­мом месте – видео из жиз­ни эмбри­о­нов. В 2008 г. гер­ман­ским иссле­до­ва­те­лям уда­лось про­на­блю­дать в бес­пре­це­дент­ных дета­лях свое­об­раз­ный «танец» кле­ток раз­ви­ва­ю­ще­го­ся эмбри­о­на рыбеш­ки – попу­ляр­ной сре­ди уче­ных и аква­ри­уми­стов данио рерио. Была сде­ла­на деталь­ная запись и про­ана­ли­зи­ро­ван весь этот свое­об­раз­ный «кино­фильм», кото­рый поз­во­ля­ет про­сле­дить за пове­де­ни­ем при­мер­но 16 тысяч отдель­ных кле­ток, обра­зу­ю­щих в резуль­та­те еди­ный эмбри­он.

8. Иссле­до­ва­ние, пред­ла­га­ю­щее новые под­хо­ды к реше­нию про­бле­мы ожи­ре­ния, кото­рая забо­тит суще­ствен­ную часть чело­ве­че­ства, постав­ле­но на вось­мое место. Уче­ные обна­ру­жи­ли воз­мож­ность взаи-мопре­об­ра­зо­ва­ния «хоро­ше­го» буро­го жира, кото­рый «утеп­ля­ет» нас в холо­да, и «пло­хо­го» бело­го жира, скап­ли­ва­ю­ще­го­ся в виде непри­ят­ных отло­же­ний.

9. На девя­том месте – так­же про­бле­ма веса. Прав­да, на этот раз не веса соб­ствен­но­го живо­та, а веса всей Все­лен­ной. Путем кро­пот­ли­вых под­сче­тов груп­па гер­ман­ских физи­ков и ком­пью­тер­щи­ков суме­ла пока­зать, что так назы­ва­е­мая Стан­дарт­ная модель, кото­рая опи­сы­ва­ет пове­де­ние всех извест­ных эле­мен­тар­ных частиц в види­мой Все­лен­ной, может пред­ска­зать так­же и мас­су про­то­нов и ней­тро­нов.

10. И, нако­нец, на деся­том месте – про­гресс в обла­сти секве­ни-рова­ния гено­мов, поз­во­ля­ю­щий про­во­дить ана­лиз более деше­вы­ми и быст­ры­ми сред­ства­ми. Бла­го­да­ря это­му были изу­че­ны (хотя бы частич­но) гено­мы мно­гих созда­ний Зем­ли – от вымер­ших мамон­тов до людей, боле­ю­щих раком. А в буду­щем эти мето­ды обе­ща­ют еще более радуж­ные пер­спек­ти­вы…

М.Б.

Если вы нашли ошиб­ку, пожа­луй­ста, выде­ли­те фраг­мент тек­ста и нажми­те Ctrl+Enter.

Связанные статьи

Оценить: 
Звёзд: 1Звёзд: 2Звёзд: 3Звёзд: 4Звёзд: 5 (Пока оценок нет)
Загрузка...
 
 

Метки: , ,

 

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *