Чем блеснула наука за уходящий год и за первые десять лет тысячелетия

Прорывом 2010 года редакция журнала назвала создание первой квантовой машины — крошечного механизма, работающего не в соответствии с законами классической механики (как все устройства, изготовленные ранее), а согласно принципам квантовой механики, которым подчиняются молекулы, атомы и субатомные частицы. На основании этого устройства могут быть созданы датчики силы, во много раз превосходящие по чувствительности те, что используются сегодня. Такие датчики позволят регистрировать тончайшие механические колебания. Кроме того, подобные устройства найдут широкое применение в области экспериментальной проверки теоретических построений квантовой физики.

Помимо важнейшего прорыва года в предпраздничном номере журнала, как обычно, перечислены другие научные достижения, претендовавшие на это звание. Первым в этом списке идет создание сотрудниками Крейга Вентера (Craig Venter) первой живой клетки, геном которой был полностью искусственно синтезирован. Другие претенденты включают расшифровку значительной части генома наших ближайших родственников — неандертальцев (среди которых были, как выяснилось, не только наши родственники, но и наши предки, потому что древние люди современного типа скрещивались с неандертальцами, от которых мы унаследовали некоторые гены), а также разработку на основе препарата тенофовир (Tenofovir) вагинального геля, значительно снижающего риск заражения ВИЧ у женщин.

Десятью важнейшими открытиями десятилетия были названы следующие достижения:

1) «Темная материя» генома: расшифровка геномов человека, мыши и многих других организмов показала, что некодирующие последовательности занимают в геномах намного больше места, чем можно было ожидать. Основная функция этой «темной материи» состоит, судя по всему, в регуляции работы генов. Эта регуляция осуществляется с помощью белков и РНК, роль которой в работе клеток оказалась далеко не ограничена обеспечением механизмов синтеза белка. При этом на РНК, как выяснилось, считывается информация не только с генов, но и с большинства некодирующих последовательностей нуклеотидов в ДНК. Функции значительной части такой РНК ученым еще предстоит выяснить.

2) Новые методы космологии, позволившие как никогда точно рассчитать соотношение обычной материи, темной энергии и темной материи во Вселенной. Это удалось сделать во многом благодаря регистрации микроволнового фонового излучения, оставшегося от Большого взрыва и по-прежнему долетающего до Земли из отдаленных краев нашей стремительно расширяющейся Вселенной. Благодаря новым методам и новым теоретическим построениям, основанным на полученных с их помощью результатах, космология превратилась из области гипотез и догадок в довольно точную науку.

3) Новые методы палеонтологии, такие как рентгеноскопия пород, содержащих ископаемые остатки, в сочетании с компьютерным моделированием трехмерной структуры этих остатков, а также, и в особенности, анализ сохранившихся молекул ДНК и белков ископаемых организмов. Одним из самых громких достижений, сделанных с помощью анализа ДНК ископаемых остатков, стало открытие нового вида (или расы) древних людей, останки представителей которого сохранились в Денисовой пещере на Алтае.

4) Вода на Марсе: исследования последних лет показали, что на Марсе имеется вода в виде льда, которая сравнительно недавно (по геологическим меркам) могла находиться в жидком состоянии. Там, где есть жидкая вода, возможна и жизнь, поэтому, хотя науке по-прежнему неизвестно, есть ли (и была ли) жизнь на Марсе, теперь принципиальную возможность ее существования можно считать доказанной. Не исключено, что живые организмы могли некогда попасть с Марса на Землю с метеоритами, образовавшимися в результате столкновений с Марсом ряда астероидов.

5) Перепрограммирование клеток: методы молекулярной генетики позволили превращать дифференцированные клетки, извлеченные из многоклеточного организма, в плюрипотентные (из которых могут развиться клетки разных типов). Эти искусственные аналоги эмбриональных стволовых клеток уже широко используются в биологических и медицинских исследованиях. На их основе могут быть разработаны новые способы лечения множества болезней, в том числе таких, в борьбе с которыми медицина пока бессильна.

6) Микробиом человека: совокупность микроорганизмов (преимущественно бактерий), населяющих человеческое тело: пищеварительный тракт, кожу, половую систему. О существовании этих организмов было известно давно, но лишь в последние годы их совокупность стала предметом пристального изучения. Исследования показывают, что влияние микробиома на жизнь и здоровье организма намного больше, чем считалось ранее. То же относится к вирому — совокупности присутствующих в организме вирусов.
 

Источник