Добавить новость
ru24.net
Ru24.net
Октябрь
2021

Кому и за что дали Нобелевские премии по естестественным наукам в 2021 году

0
Ежегодная нобелевская страда — независимо от того, насколько предсказуемым или, наоборот, странным и даже скандальным оказывается очередной выбор лауреатов, — помимо всего прочего служит своего рода индикатором текущего состояния большой мировой науки. Выбор лауреатов показывает, какие темы и направления представляются в ней в данный момент наиболее актуальными, какие достижения — наиболее ценными, насколько велико время, требующееся научному сообществу, чтобы осознать важность той или иной работы. Премии этого года не стали исключением
Комитет объявляет лауреатов Нобелевской премии по физиологии и медицине: Дэвида Джулиуса и Ардема Патапутяна Фото: Atila Altuntas/ Anadolu Agency via Getty Images

Нобелевская премия в области физиологии и медицины присуждена американским ученым Дэвиду Джулиусу и Ардему Патапутяну «за открытие ими рецепторов температуры и прикосновения». Здесь нужно сразу сделать одну оговорку: словом «рецептор» в современной биологии называются и сенсорные клетки (и даже многоклеточные образования), и чувствительные отростки таких клеток, и конкретные молекулы, которые непосредственно воспринимают тот или иной сигнал. Клетки и клеточные окончания, обеспечивающие механическую и температурную чувствительность, были идентифицированы и описаны еще в XIX веке. Но до самого рубежа прошлого и нашего века было неясно, какими именно молекулярными механизмами это обеспечивается и как именно тепловое или механическое воздействие преобразуется в нервный сигнал.

Заслуга нынешних лауреатов именно в том, что они закрыли этот пробел в знаниях, определив конкретные белки, обеспечивающие эти виды чувствительности. Как и ожидалось, это оказались ионные каналы — белки (точнее, комплексы из нескольких одинаковых белковых молекул), пронизывающие насквозь мембраны чувствительных клеток и способные пропускать или не пропускать внутрь некоторые ионы (прежде всего натрия и кальция, а также некоторые органические молекулы). 

Температурную рецепцию обеспечивает целое семейство таких белков: Джулиус в 1997–2003 годах открыл первые три, а сейчас благодаря усилиям команд Джулиуса, Патапутяна и других исследователей известно почти три десятка. Разные белки реагируют на разные диапазоны температур. В норме образуемые ими каналы закрыты, но, если их нагреть (или, если речь идет о рецепторах холода, охладить), связи между разными частями белковой молекулы перестраиваются, молекула меняет свою форму, и канал открывается. Такое же действие оказывают на них некоторые вещества: на «горячие» рецепторы — капсаицин (вещество, придающее перцу жгучесть), а на «холодные» — ментол. Ну, а как поток ионов натрия внутри клетки трансформируется в нервный импульс, физиологам известно еще с 1950-х годов. Открытые Патапутяном два белка-рецептора механического воздействия работают примерно так же, только там к изменению формы молекул и открытию канала приводит просто деформация клеточной мембраны по соседству с рецептором.

Немецкий химик Беньямин Лист Фото: Sascha Schuermann/ Getty Images

Премию в области химии получили немецкий химик Беньямин Лист и его американский коллега Дэвид Макмиллан «за развитие асимметричного органокатализа». Нужно прежде всего пояснить, что это такое. Сегодня химикам известно огромное множество катализаторов, но подавляющее большинство из них — это либо металлы (в основном из нижней части таблицы Менделеева, то есть тяжелые), либо белки-ферменты. Причем многие ферменты в качестве «рабочего инструмента» тоже используют ионы металлов. Но некоторые обходятся без них — все необходимое делают сами аминокислотные остатки. Причем из сотен аминокислот, составляющих белковую молекулу, реально взаимодействуют с реагентами всего несколько штук, образующих так называемый активный центр. Задача всех остальных — обеспечить такую форму молекулы, чтобы аминокислоты активного центра оказались рядом друг с другом, причем в правильном взаимном расположении. 

А нельзя ли обойтись без этой огромной периферии, оставив активный центр в чистом виде? Заставить фермент, подобно Чеширскому Коту из «Алисы в Стране чудес», исчезнуть, оставив только свою улыбку? Именно этим путем шел Беньямин Лист. К 2000 году ему удалось создать такие катализаторы. Простейшим из них оказалась вообще одна свободная аминокислота — пролин.

Практически одновременно с Листом свои первые работы опубликовал Макмиллан, шедший путем иным. Он искал органические вещества, которые вели бы себя аналогично ионам металлов. Нужными свойствами обладали иминиевые ионы — положительно заряженные ионы на основе атома азота, связанного двойной связью с атомом углерода. Правда, в водном растворе они были неустойчивыми, но Макмиллану в конце концов удалось синтезировать молекулу, в которой была иминиевая группа, а остальная часть молекулы придавала ей стабильность. Это и был его первый органический катализатор.

Направление оказалось перспективным: катализаторы нового типа не требовали ионов металлов (использование которых чревато загрязнением окружающей среды), были не капризны и катализировали более широкий круг реакций, чем известные ферменты. При этом если катализируемая реакция в принципе могла приводить к образованию смеси двух хиральных форм вещества-продукта (молекулы которых выглядят как зеркальные отражения друг друга), то органические катализаторы (как и ферменты) катализировали образование преимущественно или даже исключительно одной такой формы — только «правых» или только «левых» молекул. Так что новые катализаторы, введенные в химическую практику Листом и Макмилланом, представляют не только академический, но и немалый практический интерес, например в сегментах химической промышленности. Ведь современную химическую промышленность невозможно себе представить без катализаторов.

Итальянский физик-теоретик Джорджо Паризи Фото: Gloria Imbrogno/ LiveMedia/ NurPhoto via Getty Images

Пожалуй, наиболее неожиданным оказался в этом году выбор лауреатов премии по физике. Ее распределили так: половину премии получит итальянский физик-теоретик Джорджо Паризи, а вторую поделят между собой два специалиста по физике атмосферы — работающий в США японец Сюкуро Манабэ и немец Клаус Хассельман. Представители наук о Земле, мягко говоря, крайне редко удостаиваются Нобелевских премий. Кроме того, в данном решении некоторым комментаторам почудился привкус конъюнктурности: Манабэ и Хассельман известны своими работами по проблемам глобального климата и его изменений — а эта тема сегодня является полем острых политических и общественных споров. Мол, премия должна повысить авторитет как самих климатических исследований, так и «официальной» точки зрения на причины изменения климата.

Нелишне будет отметить, что Манабэ и Хассельман (обоим в этом году исполняется 90 лет) выбрали предмет своих интересов в те времена, когда климатические проблемы отнюдь не были притчей во языцех. Для Манабэ, который начал заниматься климатом еще в конце 1950-х годов, это было прежде всего интересной физической задачей: как вообще можно описывать поведение столь сложной системы, зависящей от множества факторов, нелинейным образом влияющих друг на друга и на всю систему в целом? Ответом Манабэ стало моделирование климатических процессов на компьютерах, только-только входивших тогда в стандартный арсенал научных инструментов. Компьютерные модели, построенные Манабэ, сегодня выглядят предельно упрощенными, но уже они дали важные результаты (в частности, показали, что рост концентрации двуокиси углерода в атмосфере действительно должен приводить к глобальному потеплению). Но, пожалуй, еще важнее то, что именно компьютерное моделирование позволило климатологии перейти от простого описания наблюдаемых явлений к изучению их причин. Все, что мы сегодня знаем о динамике климата, основано на моделях и экспериментах с ними.

Второй лауреат-геофизик, Клаус Хассельман, тоже всю жизнь работал с разного рода компьютерными моделями. Это позволило ему получить много важных результатов, причем не только в области климатологии. Пожалуй, самыми интересными можно считать два из них. Во-первых, ему удалось дать достаточно строгое описание того, как соотносятся между собой погода и климат, то есть краткосрочные и долгосрочные процессы и явления в атмосфере. В частности, полученные им результаты показали, почему климатический прогноз может быть надежнее и определенней метеорологического. Во-вторых, он разработал метод, позволяющий оценивать влияние на климат любого интересующего нас фактора в отдельности. Что, помимо всего прочего, позволяет оценить вклад антропогенных выбросов парниковых газов в глобальное изменение климата.

Какое отношение ко всему этому имеют работы Паризи, занимавшегося вроде бы совсем другими вопросами — математическим описанием сложных неупорядоченных систем, в частности, поведения атомов ферромагнитных металлов в гетерогенных сплавах? Дело в том, что, изучая свой предмет, Паризи обнаружил, что, когда на систему действует множество независимых случайных факторов, между ними возникают определенные взаимосвязи, позволяющие при расчете поведения системы учитывать эффект, производимый всем этим множеством случайных влияний, как одно возмущающее действие. Такой подход нашел применение далеко за пределами той области, в которой работал сам Паризи. В том числе и в климатологии, поскольку «климатическая машина» Земли как раз и представляет собой сложную систему, на которую действует множество случайных факторов.

Разумеется, задача, которую каждый год приходится решать нобелевскому комитету, в принципе не имеет корректного решения: на кого бы ни пал выбор, в списке номинированных всегда найдутся фигуры не менее достойные. Но тут уж ничего не поделаешь. Хорошо уже то, что все лауреаты этого года вполне заслуживают присужденной им награды. 

А что думаете вы? Обсудить тему и поспорить с автором теперь можно в комментариях к материалу.

Больше текстов о науке и обществе — в нашем телеграм-канале «Проект "Сноб” — Общество». Присоединяйтесь




Moscow.media
Частные объявления сегодня





Rss.plus




Выставка собак с особым статусом «Волжская фиеста»

Как помогает наркологический центр «Логос»: комплексный путь к трезвости

Физиологические и психоэмоциональные аспекты мужского либидо

Температурный всплеск: синоптик Вильфанд предупредил о жаре, которая резко накроет Москву


Thai court suspends prime minister as it probes ethics case

Senate works through the night as GOP tries to cut deal that satisfies those who want more and less Medicaid cuts

Fed official sees July rate cut ‘unlikely,’ sticking with Powell’s view that coming months will be moment of truth for tariffs’ effect on inflation

Zillow CEO Jeremy Wacksman is using AI to transform the real estate industry—for buyers, sellers, and agents


Здесь все сотрудники – любимцы

Библиотеки надо обновлять

CorpSoft24: Изменения в 152-ФЗ вызовут рост облачного рынка России

«Канарейка» летит на таран


'Give me more of that': Monster Hunter Wilds players have discovered its returning monsters got hands, and they're thrilled to be getting clobbered

Today's Dune: Awakening patch notes are as long as a sandworm, with more than 300 changes, bug fixes, and squashed exploits

Diablo 4 has finally given dungeons their teeth back and the loot hunt has never been more satisfying

Полный гайд по Нижнему миру в Minecraft 1.21.6



Создание Музыкального Лейбла. Создание собственного Музыкального лейбла.

ТрансЛюкс – когда аренда авто становится сервисом

Частотные преобразователи Веспер – опыт и технологии

Адаптация сценария. Адаптация сценария под полнометражный фильм.




Комлесхоз Подмосковья опубликовал прогноз пожарной опасности до 7 июля

На видео попало жесткое ДТП с такси на юго-западе Москвы

Создание Музыкального Лейбла. Создание собственного Музыкального лейбла.

Адаптация сценария. Адаптация сценария под полнометражный фильм.


Юный зацепер погиб от удара током в Калужской области

АТОР: цены на туры за рубеж в июле могут вырасти на 10-15%

История Ларисы Долиной

Рождество Иоанна Предтечи: история праздника, что можно и чего нельзя делать 7 июля


Алькарас: Матч с Рублевым станет серьезным вызовом

Воля и характер: Павлюченкова задавила Осаку в решающих геймах, Хачанов вытащил безнадёжный марафон

Рублев: Матч против Харриса в целом был супертяжелым

Мария Шарапова показала трогательное фото с сыном от британского миллионера


Жаркое лето 42-го воссоздадут 6 июля в Тербунском районе

Купить Песню. Песни на продажу. Продажа песен.

«В Сочи — по скидке». Кому из россиян положены льготные авиабилеты?

АТОР: цены на туры за рубеж в июле могут вырасти на 10-15%


Музыкальные новости

Лоза защитил Инстасамку от нападок Собчак

Путь к мечте: марафон и полеты на параплане подопечных фонда «Жизнь в Движении» в Санкт-Петербурге

Прощальный концерт Black Sabbath принесёт Бирмингему £20 млн и станет историческим событием

Рэпера OG Buda оштрафовали на 50 тысяч за пропаганду наркотиков



Частотные преобразователи Веспер – опыт и технологии

Как бизнесу найти надёжных рабочих за 1 день: опыт сервиса rabota360

Создание Музыкального Лейбла. Создание собственного Музыкального лейбла.

Адаптация сценария. Адаптация сценария под полнометражный фильм.


Программный директор Детского радио – лауреат национальной премии «Медиа-Менеджер России – 2025»

Россияне назвали сумму, которую готовы потратить без сожалений

Пассажиры 62 рейсов не вылетят вовремя из Пулково в субботу

Слет целевых студентов «Газпрома» впервые прошел за Полярным кругом


Аренда авто премиум класса в Москве от Erdes Cars

Mercedes одной из богатейших женщин России перевернулся в Москве

ТрансЛюкс – когда аренда авто становится сервисом

На видео попало жесткое ДТП с такси на юго-западе Москвы


Путин удивил: его ответ на санкции стал неожиданностью для Германии

Песков заявил, что Путин пока не планирует контактов с руководством Афганистана

Путин удвоил лимит выплат по европротоколу до 200 тысяч рублей с 5 июля

Путин высоко оценил разработку победителя проекта «Знай наших»





Нарколог назвал синдром внезапной смерти от алкоголя, который убивает даже в трезвом состоянии

Диетолог Русакова рассказала, чем полезен молодой зеленый горошек

Корабль с россиянами, зараженными инфекцией, достиг столицы.

Сотрудники полиции оцепили фитнес-клуб на юго-западе Москвы


Массированный удар «Кинжалом» по Киеву назвали предупреждением Зеленскому

Удар по военным объектам в Киеве стал предупреждением Зеленскому — Рогов

«Βce цeли пοpaжeны». Β Ποльшe иcтepиκa иɜ-ɜa peκοpднοгο удapa пο Κиeву


Россия проведет 22-ю Международную олимпиаду юниоров в Сириусе с 23 ноября по 2 декабря 2025 года

Футболист Смолов устроил драку в московской «Кофемании»

После драки Смолова в "Кофемании" отказались возбуждать уголовное дело

Фёдор Смолов в центре скандала: нападение в кафе Москвы, видео раскрыто


Отпущенному Лукашенко из тюрьмы мужу Тихановской Сергею «стыдно и больно» - белорусы денег не шлют

Лукашенко призвал не скрывать, как «прошлепали» начало Великой Отечественной войны

Лукашенко обратился к Трампу: Пришло время вернуться к нормализации отношений

США хотели мост в Россию через Минск. Что ответил Лукашенко спецпосланцу Трампа?



Сергей Собянин рассказал о преображении территории крупных городских больниц

Собянин рассказал о создании безопасных пешеходных маршрутов через пути МЦД

Сергей Собянин назвал ключевые приоритеты развития ТиНАО

Сергей Собянин: 95% выпускников колледжей Москвы трудоустраиваются сразу


Жертвами наводнения в Техасе стали 13 человек, не менее 20 пропали без вести

В Москве представили проект по модернизации водохозяйственной системы Волжско-Камского каскада

Эксперт «Швабе» поделился опытом выстраивания экосистем интеллектуальных платформ

Optima Development: На севере Москвы открылась крупнейшая премиальная детская площадка


История Ларисы Долиной

Челнинцы представляют Татарстан на Сабантуе в Москве

«В Сочи — по скидке». Кому из россиян положены льготные авиабилеты?

Жаркое лето 42-го воссоздадут 6 июля в Тербунском районе


Свыше 34 тысяч детей за лето отдохнут в лагерях Архангельской области

В Музее-заповеднике «Архангельское» стартует летний фестиваль «Ночи барокко»

Пенсионеры УФСИН Поморья выбирают для жизни Московскую область

Ливни, грозы, шквалистый ветер и град обрушатся на 20 регионов России


Амфитеатр, фонтан, велодорожки: как в Симферополе благоустраивают парки и зоны отдыха

ВТБ: Ялта вошла в топ-5 самых дорогих городов РФ по расходам туристов

В Симферополе министр спорта Республики Крым вручила благодарности спортсменам по кикбоксингу

Какой сегодня праздник: 5 июля


АТОР: цены на туры за рубеж в июле могут вырасти на 10-15%

Об остановке с вылетами самолетов из Шереметьево рассказали в Росавиации

Купить Песню. Песни на продажу. Продажа песен.

Жаркое лето 42-го воссоздадут 6 июля в Тербунском районе












Спорт в России и мире

Новости спорта


Новости тенниса
Уимблдон

Александрова продолжит борьбу за титул Уимблдона? Сонмез — Александрова: прогноз и ставка






Комлесхоз Подмосковья опубликовал прогноз пожарной опасности до 7 июля

Юный зацепер погиб от удара током в Калужской области

Как аэропорт Пулково справляется с задержками рейсов

Жапаров: Без русского языка далеко от Киргизии не уехать