Дев'ять кращих і один гірший

Щороку журнал представляє власний список з десяти ключових персон року - вчених, розробників, політиків. Це більше ніж рейтинг: фігури, обрані найповажнішим науковим виданням світу, підкреслюють ключові напрямки науки і технологій, події та відкриття. У 2017 році в нього увійшли фахівці з генної інженерії та гравітаційних хвиль, борці за ядерне роззброєння і гендерну рівність, а також маленька дівчинка, яка подолала рак за допомогою генної терапії. Але є і свій антигерой - новий член адміністрації президента США Скотт Прюітт, який вирішив згорнути науку в Агентстві з охорони навколишнього середовища.

1. Редагування генома

Девід Лю (David Liu) Гарвардський університет, Інститут Броуда (США)

Незважаючи на всі перспективи нових методів генної модифікації на основі системи CRISPR/Cas9, цей підхід далеко не ідеальний і не універсальний. Зокрема, він не дозволяє редагувати шкідливі порушення у неподільних клітин, таких як нейрони головного мозку, і не дуже підходить для одиночних мутацій, з якими пов'язані багато генетичних хвороб. Медикам відомо понад 32 тисяч таких одиночних замін, що ведуть до розвитку захворювань, і для їх виправлення Лю з колегами конструюють штучні білки. Одна частина структури таких молекул запозичена у ферментів Cas9 і дозволяє їм зв'язуватися з потрібною ділянкою ДНК, а друга здатна точково замінювати одні мутували підстави на інші, не вносячи розривів у ланцюжок нуклеїнової кислоти.

У 2016 році вчені створили фермент BE3 (а згодом і вдосконалену версію BE4), що замінює цитозин тіміном, а гуанін - аденозином. А в жовтні 2017 року вони представили білки ABE, що міняють аденін на тимін і гуанін на цитозин. Разом вони дозволяють виробляти чотири з теоретично можливих 12 замін, однак це покриває найбільш поширені типи точкових мутацій. Синтетичні білки працюють ефективніше звичайного CRISPR/Cas9, і восени 2017 року дослідники з Китаю продемонстрували їх у справі, успішно виправивши в людських ембріонах небезпечну мутацію, що веде до розвитку бета-таласемії.

2. Гравітаційні хвилі

Маріка Бранчезі (Marica Branchesi) Науковий інститут у Гран-Сассо, Virgo (Італія)

Нерівномірний рух виключно масивних об'єктів створює «ряб простору-часу», гравітаційні хвилі, які віднедавна вчені навчилися реєструвати чутливими детекторами. А в 2017 році вперше були зареєстровані гравітаційні хвилі, що розбігаються від злиття пари нейтронних зірок. Паралельно американським детекторам LIGO і європейському Virgo працювали десятки наземних і космічних інструментів, які спостерігали спалах і гамма-сплеск народженої кілонової в різних діапазонах.

Масштабна робота допомогла підтвердити цілий ряд теоретичних побудов про будову нейтронних зірок і синтезі важких елементів в космосі. Вона навряд чи була б можливою без участі Марікі Бранчезі, яка налагодила взаємодію між вченими, які працюють з детекторами LIGO/Virgo і з десятками інших телескопів, організувала оперативний обмін інформацією про помічені і потенційно цікаві події. Достатньо зауважити, що в авторах ключової статті про спостереження фігурує близько 3500 прізвищ, - координацію їх роботи і веде Бранчезі.

3. Імунна терапія

Емілі Вайтхед (Emily Whitehead) Філадельфія (США)

У серпні 2017 року американське Управління санітарного нагляду за якістю харчових продуктів і медикаментів (FDA) схвалило до застосування перший метод онкотерапії генномодифікованими лімфоцитами (CAR-T): штучна модифікація Т-лімфоцитів пацієнта дозволяє їм атакувати клітини пухлини і демонструє величезний потенціал. Першим з таких методів стала запатентована компанією Novartis терапія Kymriah, поява якої могла і не відбутися без мужності Емі Вайтхед.

У 2010 році у дівчинки - тоді п'ятирічної - була діагностована лейкемія. Хвора вкрай погано реагувала на звичайну хіміотерапію і вважалася безнадійною. Однак, незважаючи на негативні (і іноді навіть летальні) наслідки попередніх експериментів з терапією CAR-T, Емі та її батьки наважилися брати участь у клінічних випробуваннях нового методу. В результаті дівчинка повністю одужала, і в 2017 році, вже у віці 12 років, особисто була присутня на засіданні FDA, - як живий довід на користь інноваційного лікування.

4. Зміни клімату

Скотт Прюїтт (Scott Pruitt) Агентство з охорони навколишнього середовища (США)

Рік роботи Прюїтта на посаді адміністратора американського Агентства з охорони навколишнього середовища (EPA) при президенті Трампі виявився тривожним. Організація зіткнулася з серйозним скороченням фінансування - і, на думку редакторів, глава ЕРА всіляко посилює небезпечні тенденції. «Ми знали, що буде призначений адміністратор, який не підтримує науку, - цитує журнал експерта Гретхен Голдман (Gretchen Goldman), - але я була вражена різноманітністю креативних рішень, які він використовує для підриву позицій науки і вчених всередині агентства».

Насправді, під керівництвом Прюїтта проходить скорочення персоналу, урізається цілий ряд програм захисту природи, закриваються експертні комісії. Він відомий як активний противник багатьох екологічно орієнтованих заходів і, будучи генеральним прокурором Оклахоми, сам багаторазово судився з ЕРА. Він виступає і як «заперечник» глобального потепління - вихід США з Паризької угоди по клімату 2015 року також відбувся в 2017 році не без його участі.

5. Квантовий зв'язок

Пань Цзяньвей (Pan Jianwei) Науково-технічний університет Китаю (КНР)

Квантові мережі комунікацій дозволяють захистити дані наднадійними методами квантової криптографії, проте вимагають практичного використання складних і тонких ефектів квантової механіки. Команда Цзяньвея працює над такими системами майже десять років і в 2017 році відзначилася відразу двома серйозними досягненнями. У липні вчені доповіли про успішну передачу квантового стану фотону на космічний апарат «Мо Цзи», що знаходився в рекордних 1400 кілометрах від місця передачі, а в кінці вересня той же супутник допоміг організувати зв'язок між Пекіном і Віднем.

«Квантове» пересилання криптографічних ключів дозволило провести захищену відеоконференцію між головами Китайської та Австрійської академій наук, які перебували по різні боки материка. Демонстрація технології пройшла успішно, і сьогодні Цзяньвей готує до запуску новий, більш досконалий супутник, який остаточно відкриє дорогу новим захищеним квантовим системам зв'язку.

6. Чистота знання

Дженніфер Бірн (Jennifer Byrne) Сіднейський університет і Дитячий госпіталь у Вестміді (Австралія)

Майже два роки тому онколог Дженніфер Бірн майже випадково звернула увагу на неточності і помилки в декількох статтях, присвячених вивченню цікавого її гена. Послідовності ДНК, наведені авторами, не збігалися, змушуючи сумніватися і в результатах цих робіт. Зацікавившись проблемою, вчена зайнялася уважним переглядом статей з відкритої бази PubMed, і виявила вже десятки матеріалів - з прямими і грубими запозиченнями, неточностями генетичних послідовностей, невірно показаними графічними даними, а часто і з неприйнятними помилками в обробці результатів.

У 2017 році ця робота привернула велику увагу і призвела до відкликання семи опублікованих статей. Французький розробник Сиріл Лабе (Cyril Labbé) допоміг Бірн створити онлайн-систему Seek & Blastn, яка дозволяє автоматично виявляти помилки в опублікованих послідовностях ДНК. За словами самої Дженніфер, розслідування дозволило їй зрозуміти, наскільки сучасна наука «побудована на довірі», - а вчені почали усвідомлювати необхідність більш суворого контролю за оцінкою публікованих даних.

7. Ядерна безпека

Лассіна Зербо (Lassina Zerbo) Підготовча комісія ОДВЗЯІ

Уродженець Буркіна-Фасо, геофізик і випускник Університету Париж-південь XI, Лассіна Зербо - людина, яка одним з перших у світі отримує повідомлення про кожне нове ядерне випробування і ракетний запуск з території Північної Кореї. Він очолює комісію міжнародної Організації за Договором про всеосяжну заборону ядерних випробувань (ОДВЗЯІ), яка веде глобальний моніторинг ядерних випробувань. Минулий рік видався для Лассіни Зербо особливо «спекотним»: він залишається на вістрі подій навколо посилення конфлікту США і Японії з КНДР - єдиною країною, яка продовжує випробування атомної і водневої зброї.

8. Передбачення землетрусів

Віктор Круз-Етьєнца (Victor Cruz-Atienza) Національний автономний університет (Мексика)

Уродженець Мехіко, вчений з дитинства стикався з землетрусами, які нерідкі в мегаполісі, що стоїть в сейсмічно активній зоні, на рухомій підставі м'яких осадових порід. Сьогодні Круз-Етьєнца очолює кафедру сейсмології, і в 2016 році його команді вдалося розрахувати поширення енергії струсів у долині Мехіко, показавши, як особливості місцевої геології дозволяють поштовхам відгукуватися виключно далеко - часто за сотні кілометрів - від епіцентру.

У вересні 2017 року робота Круз-Етьєнца і його колег отримала блискуче підтвердження, коли в долині Мехіко, за 120 кілометрів від столиці, стався землетрус магнітудою 7,1. На щастя, жертв цієї катастрофи виявилося не так багато, але розвивалася вона в повній згоді з передбаченнями вченого.

9. Гендерна рівноправність

Енн Оліваріус (Ann Olivarius) Бюро McAllister Olivarius (США)

Випускниця Єля і Оксфорда, блискучий адвокат, Оліваріус відома в науковому співтоваристві як непримиренний борець з проявами гендерної нерівності і сексуальними домаганнями в американських вузах. За словами адвоката, вона не раз стикалася з такими проявами ще будучи студенткою, і відтоді приділяє їм особливу увагу. Завдяки їй американські суди розглядають такі випадки, як порушення 9-ї поправки до Закону про освіту, яка вимагає дотримання гендерної рівності. Велику роль вона зіграла і в допомозі жертвам низки сексуальних скандалів, які стрясли американський істеблішмент у другій половині 2017 року.

10. Мирна наука

Халед Тукан (Khaled Toukan) Комісія з ядерної енергетики (Йорданія)

Ми занадто звикли до тривожних і трагічних новин з Близького Сходу, і важко повірити, що ще в 2010 році країни регіону домовилися про створення власного міжнародного прискорювача частинок. Синхротрон SESAME об'єднав таких непримиренних суперників, як Ізраїль і Туреччина, Іран, Пакистан і Єгипет - і з кожною стороною особисто взаємодіє очолюючий проект йорданський фізик Халед Тукан. SESAME запрацював у січні 2017 року і став першою помітною спробою нанести регіон на карту світової науки.

Розташований в Йорданії інструмент дозволяє прискорювати частинки по 133-метровому кільцю, отримуючи високоенергетичне випромінювання, необхідне для маси наукових вишукувань, від біологічних до інженерних. Найближчим часом синхротрон доповниться власною сонячною електростанцією, яка дозволить знизити витрати на його роботу. За словами учасників проекту, він був би неможливий без терпіння Тукана, який раз у раз згладжує конфлікти між не надто дружніми сторонами.

* * *

На завершення редакція пропонує і список з п'яти діячів, за роботою яких варто особливо уважно стежити в наступаючому році. Серед перспективних учасників майбутньої «десятки» 2018 року фігурують дослідниця штучного інтелекту і засновниця інституту AI Now Кейт Кроуфорд (Kate Crawford) і голова команди розробників квантових комп'ютерів Google Джон Мартініс (John Martinis).

Зазначимо також політика, одну з натхненників підписання Рамкової конвенції ООН про зміну клімату Патрісію Еспінозу (Patricia Espinosa), голову британського агентства з науки та інновацій Марка Волпорта (Mark Walport), якому належить об'єднати дев'ять великих наукових інститутів і створити суперагентство вартістю 6 мільярдів фунтів стерлінгів, а також активістку Шейонессі Нотон (Shaughnessy Naughton), хіміка з Прінстонського університету і члена Демократичної партії США, яка очолює некомерційний фонд 314 Action і бореться за широку участь вчених у політиці і «підтримку науково обґрунтованих політичних рішень».