Недавно созданная система редактирования генома CRISPR/Cas9, которая в апреле этого года была использована для модификации ДНК в человеческом эмбрионе, была названа «открытием года» редакцией журнала Science, а миссия New Horizons и полученные ей снимки с Плутона победили в «народном» голосовании на сайте издания.
Новый, чудный мир ДНК
Первые версии этой технологии появились в 2013 году, когда калифорнийский молекулярный биолог Фэн Чжан и его коллеги по лаборатории осознали, что встроенный в бактерии Streptococcus pyogenes «антивирус» – систему CRISPR – можно использовать, вместе с другим бактериальным белком, ДНК-ножницами Cas9, для редактирования генома.
В 2013 году началось бурное развитие этой технологии, и на сегодня ее успели использовать для редактирования геномов десятков живых существ, в том числе и человеческих эмбрионов, в чем сознались китайские генетики в апреле этого года. Эти опыты раскрыли главный недостаток CRISPR/Cas9 – «редактор», особенно при множественном изменении генов, иногда ошибался и удалял ненужные сегменты ДНК.
Эта проблема, как утверждает Чжан и его коллеги в статье, опубликованной в Science в начале декабря, была решена ими путем замены всего трех «букв» в структуре белка Cas9, которые сделали его более избирательным и придирчивым при редактировании нитей ДНК.
Как признает журнал, CRISPR/Cas9 уже неоднократно, в 2012 и в 2013 году, рассматривался редакцией Science на роль главного научного прорыва. Ее декабрьская модификация, а также сотни прорывных научных работ, сделанных благодаря CRISPR/Cas9, побудили редакцию Science назвать данную технологию «открытием года».
В числе подобных открытий – очистка ДНК человека от следов ВИЧ, особые системы мутагенеза, вызывающие направленные мутации в геномах животных и прививающие им полезные свойства, в том числе невосприимчивость к малярийным паразитам, сверхсильные мускулы и ряд других не встречающихся в природе черт. Кроме того, ученые использовали CRISPR для создания сверхточных «выключателей» отдельных генов и адаптации органов свиней для трансплантации в тело человека.
Плутон, психологи и «человек-звезда»
Вторым главным открытием года по версии Science, и победителем в голосовании на сайте журнала, стала миссия New Horizons, сблизившаяся с Плутоном в середине июля этого года и получившая первые снимки этой, как оказалось, загадочной и «живой» планеты. Компанию этому зонду составил его «младший брат» Dawn, посетивший другую карликовую планету – Цереру.
Третьим открытием года стало раскрытие судьбы и принадлежности так называемого Кенневикского человека – скелета, как подтвердили генетики, древнего индейца, изучение чьих останков вызвало скандал в американской прессе и в обществе в конце 90 и начале 2000 годов.
Большое внимание в редакции Science привлек масштабный проект по повторной проверке научных работ в области психологии, в ходе которого выяснилось, что лишь треть выводов психологов были подтверждены независимыми группами исследователей.
Еще одно открытие из области палеонтологии – обнаружение останков потенциально самого древнего человека, Homo naledi, в ЮАР, тоже претендовало на роль главного открытия года. Помимо важности самой находки, редакцию Science привлекло в этом открытии и то, что раскопки и изучение окаменелости велись максимально открытым образом.
Удостоилось внимание и другое «подземное» открытие – в этом году геологи выяснили, что так называемые плюмы, потоки крайне жидкой магмы, могут тянуться от поверхности ядра Земли и до самой земной коры. Этот факт, как поясняет Science, заставляет ученых пересмотреть теории, описывающие то, как охлаждается ядро нашей планеты.
Эбола, наркодрожжи и квантовые чудеса
Еще три открытия в области медицины и биотехнологий стали объектом внимания для Science. В этом году ученые наконец-то создали первые прототипы вакцины от вируса лихорадки Эбола, чья масштабная эпидемия терзала страны Западной Африки в прошлом и нынешнем году.
Другое открытие было не стол однозначно позитивным. В этом году были опубликованы сразу несколько статей, авторы которых «научили» дрожжи производить опиаты. Это, с одной стороны, может помочь фармацевтам создавать более дешевые и эффективные обезболивающие, а с другой – вызвать революцию на наркорынке.
Третье открытие стало неожиданностью для всех ученых. В июне биологи из Финляндии и других стран Европы обнаружили, что наш мозг не является полностью изолированным от внешнего мира. Оказалось, что внешние пределы мозга пронизывает сеть лимфатических сосудов, напрямую соединенных с остальным телом, чье существование может объяснять целый ряд болезней, природа которых оставалась загадкой для медиков.
И последним открытием, удостоившимся внимания Science, стала первая полная проверка справедливости законов квантовой механики, так называемых неравенств Белла, которое было проведено в августе этого года в Нидерландах при помощи двух лабораторий, удаленных друг от друга на 1,3 километра.
Главное разочарование года
Отдельного упоминания удостоилась научная «деятельность» Исламского государства, запрещенной в России экстремистской группировки. Разрушение множества памятников архитектуры времен древнего мира и античности, в том числе храма Ваала в Пальмире, знаменитой древнеримской колоннады и других артефактов Science посчитал одной из главных потерь науки в этом году.
«Конкурентами» боевиков ИГ в борьбе за этот титул стали планетолог Джеофф Марси, признавшийся в домогательствах к студенткам и коллегам и уволенный за это из университета в Беркли, нобелевский лауреат Тим Хант, чьи сексистские комментарии на одной из конференций в Южной Корее лишили его титула профессора университетского колледжа Лондона. Кроме того, на эту роль претендовали активисты с Гавайских островов, заставившие верховный суд США отменить постройку 30-метрового телескопа на горе Мауна-Кеа.
Чего ждать в следующем году?
В предстоящем 2016 году, как предсказывает редакция Science, ученые наконец-то обнаружат гравитационные волны, предсказанные теорией относительности Эйнштейна, проверят, действительно ли все виды материи падают на Землю с одинаковой скоростью, о чем говорит та же теория, а также выяснят, где находится родина собак, на роль которой сегодня претендуют Алтай, Китай, Юго-Восточная Азия и Европа.