Покорение Плутона и наркотики из дрожжей: 7 главных научных открытий 2015 года

Среди главных событий, которые отметили как редакторы, так и читатели, – пролет на самом малом расстоянии мимо Плутона зонда New Horizons и технология редактирования генома CRISPR. С более полным списком достижений вы можете ознакомиться ниже.

Медицина

Лимфатические узлы в мозге

В прошлом году британские ученые подтвердили догадки итальянского анатома Паоло Масканьи, который еще в XVIII веке предположил, что в мозге человека есть лимфатические узлы.

Дело в том, что лимфатическая система отвечает за вывод из организма различного «мусора», а также за «борьбу» с бактериями и токсинами. Считалось, что мозг настолько обособлен от всего тела, что в него не проникают антитела и иммунные клетки, но объяснить процессы, происходящие в голове, никто не мог.

Теперь выяснилось, что каналы, именуемые синусами, не входят в кровеносную систему, а обладают иммунными клетками и молекулярными маркерами, которые свойственны лимфатическим сосудам. Это открытие позволит науке понять, откуда берутся паталогии мозга и придумать способ противостоять отклонениям.

Космос

Покорение Плутона

Покорение крупнейшей известной карликовой планеты Солнечной системы, как и метод редактирования генов, готовилось давно. Автоматическая межпланетная станция New Horizons была запущена в космос с космодрома на мысе Канаверал в январе 2006 года. С тех пор затраты на миссию составили более 600 млн долларов.

5 сентября аппарат New Horizons приступил к пиковой фазе передачи данных, полученных 14 июля, когда максимально приблизился к Плутону и его спутникам. Полностью всю информацию от станции ученые расшифруют в течение 16 месяцев. Сейчас New Horizons находится на расстоянии пяти миллиардов километров от Земли. Ожидается, что ее миссия завершится в середине 2020-х годов.

Биология

Наркотики из дрожжей

Американские биологи смогли создать из обычных дрожжей фабрику по производству морфия (алкалоида и опия), что дает практическую возможность синтезировать наркотики в домашних условиях. Дрожжи в этом процессе вырабатывают S-ретикулин из глюкозы.

Открытие несет в себе ощутимую опасность, и поэтому биологи призывают власти принять соответствующие законы, чтобы контролировать распространение технологии. Для этого можно установить лимиты генетически модифицированных штаммов дрожжей для различных лабораторий.

Генетика

Расшифровка ДНК кенневикского человека

Американские археологи завершили расшифровку ДНК кенневикского человека. В ходе исследований выяснилось, что мужчина возрастом 9300 лет является близким родственником современных индейцев. После такого открытия претензии последних на его останки укрепились: коренные жители континента с удвоенной энергией потребовали перезахоронения кенневикского человека по аутентичным традициям.

По мнению генетиков, племена Колвилля в древности могли отделиться от предков кенневикского человека за 700 лет до его рождения. Второй вариант исходит из того, что древний американец – это прямой предок этих индейцев.

«Редактирование» генов

В 2007 году в журнале Science была опубликована статья сотрудников компании Danisco, производителя йогуртов Danone, которая впоследствии поменяла всю генную инженерию. Исследователи утверждали, что присутствующий в кисломолочных продуктах термофильный стрептококк борется с бактериофагами (вирусная частица, которая проникает в клетку и убивает ее) с помощью системы CRISPP. В переводе на русский язык это будет звучать примерно так: короткие палиндромные повторы, регулярно расположенные группами.

Через пять лет другие ученные, используя «иммунную систему» CRISPR, могли найти способ редактировать гены. «Генным скальпелем» здесь выступает белок Cas9. Метод сверхточной правки ДНК способен не только создавать сверхсобак, как это было в Китае, но и, например, вылечивать врожденную слепоту.

Авторы CRISPR/Cas9 Эммануэль Шарпантье из Германии и Дженнифер Дудна из США пока не удостоились Нобелевской премии. В то же время в научном сообществе не прекращаются споры об этичности открытия.

Антропология

Обнаружение Homo naledi

Археологи в пещере, расположенной в 45 километрах от Йоханнесбурга, наткнулись на целое поселение древних людей. Раньше они были известны по одной-двум окаменелостям. Из «жилища» извлекли более 1550 костей, принадлежащих как минимум 15 особям. Новый гоминивид – Homo naledi - получил название в честь пещерного комплекса Диналеди.

Существо вобрало в себя черты и австралопитеков (кости таза и плеч), живших четыре миллиона лет назад, и Homo sapiens (ступни). Но объем мозга у Homo Naledi в два раза меньше, чем у современного человека.

Во-первых, ученным предстоит установить возраст костей. Если Homo naledi жили около трех миллионов лет назад, то его необычные черты отражают разнообразие эволюционных путей в эпоху рода Homo. Если позже, то Homo naledi смогли сохранить примитивные черты предков. Во-вторых, археологи должны понять, как эти кости попали в далекую пещеру сквозь проход в 17,8 сантиметра: либо столь примитивные гоминиды практиковали погребение умерших, либо их закопали потомки, жившие на этой территории.

Физика

Доказательство существования квантовой запутанности

Наконец, американский журнал впечатлила работа, доказывающая существование квантовой запутанности. Исследователи провели серию экспериментов с двумя кристаллами алмаза, находящимися в противоположных сторонах поля. Они облучались вспышками микроволнового излучения и лазера.

Далее энергия вспышек способствовала тому, что электроны внутри «алмазных ловушек» испускали фотоны света, а когда они взаимодействовали между собой, возникала квантовая запутанность. Обмен информацией у электронов происходил гораздо быстрее скорости света, поэтому принцип локальности, который объяснял квантовую запутанность проще, чем то, что происходит на самом деле, в данном случае неприменим.