Статьи
Интервью

Итоги 2020 года глазами научного редактора

Наука в этом году сильно пострадала от известных событий. Отменилось огромное количество научных конференций, экспедиций, международных мероприятий. Тем не менее было и хорошее: ученым во всем мире, в том числе в нашей стране, удалось достичь значительных успехов в разных областях знания. Научный редактор канала «Наука» Иван Семенов рассказал об этом в эфире передачи «Радио Культура».

Иван Семенов
научный редактор канала «Наука»

Достижения в вирусологии и иммунологии

Что касается борьбы с коронавирусом, назову несколько моментов, которые на первый взгляд неочевидны и, возможно, не все об этом задумываются.

Во-первых, мы находимся в уникальной ситуации, которой не было в истории человечества. Ни одна пандемия прошлого не имела такой грандиозной информационной поддержки. Мы знаем по принципу выжившего, как люди болели, например, испанкой. Но никакой статистики на современном уровне не велось, тем более генных тестов и тестов на антитела тогда еще не было.

Во-вторых, коронавирус отличается от других вирусов тем, что не имеет стандартных клинических проявлений. У него невероятная дисперсия клинических проявлений, ничего подобного среди вирусных пандемий прошлого не наблюдается. Это впервые в истории биологии, человечества и медицины. Ученые до сих пор не выяснили, что же он в первую очередь поражает — он действует непонятно на что и как. Это научное достижение, которого нет. Непонятно, почему некоторые молодые, здоровые, спортивные люди сгорают за несколько дней, а какие-то пожилые люди переносят его с простейшими симптомами?

Еще одно достижение, которое может быть неочевидно: коронавирус уничтожил все существующие методики социальной статистики. Статистика нам говорит, что смертность сильно понизилась по сравнению с весной. Гораздо меньше заболевших умирают. И есть много предположений о причинах. Вирус мутирует, и ему невыгодно убивать хозяина — эволюционно это верное утверждение. Но все это приходится отложить в сторону ввиду того, что ведение статистики осенью и весной не имеет ничего общего. Осенью выявляется гораздо больше фактических случаев заражения, но, возможно, весной тоже болело столько же народа бессимптомно, просто мы этого не знаем. Поэтому статистически весной умирало большее количество заболевших, чем сейчас. Вся эта статистика больших чисел в сравнительном плане абсолютно не работает. Это некий челлендж нам: нужно учиться с этим что-то делать.

Четвертый момент: защитные средства нужны. Сейчас никто не может сомневаться, что маски и перчатки помогают. К декабрю выяснили, наконец, что коронавирус преимущественно распространяется респираторным образом, воздушно-капельным путем, как обычный грипп и другие виды коронавируса. Частичка вируса в воздухе — вирион — не живая, она жива, когда оказалась внутри клетки человека. Вирионы не летают по одному, они крохотные, и им невозможно отделиться от капель влаги, слюны, слизи — всего, что распространяет заболевший человек. Поэтому, когда говорят: «Ой, эти маски, у них там дырки, щели, а вирус маленький и обязательно проникнет», то можно возразить: действительно, вирион маленький, но он летает не сам по себе, а летает на частичках жидкости. А маски способны задержать эти частички жидкости. Это важное и неопровержимое достижение с точки зрения изучения этой болезни.

Еще одно открытие говорит о том, что очень важно, какое количество вирионов попало внутрь человека. Если попало сто частиц, это одна ситуация для иммунной системы. Если попала тысяча, то другая. А если миллиард вирионов, то человека не спасет даже то, что он месяц назад переболел и у него высокий титр антител. Количественный фактор оказался очень существенным в плане воздействия вируса. Поэтому, дорогие друзья, наука доказала, что маски работают. Они точно уменьшают количество частиц, которые в вас попадут!

Про перчатки не все так однозначно. И парадоксально, что нужно делать оплату картой в перчатках, хотя ты ничего не касаешься.

Сейчас все стали большими специалистами. В метро, на работе, дома обсуждают: переболел — не переболел, сравнивают антитела. Все стали знатоками. При этом самый надежный и длительный иммунный ответ на этот коронавирус — это даже не антитела, а Т-лимфоциты, или T-киллеры. Есть люди, которые не болели и не заболевают после общения с зараженными людьми (это, кстати, и мой случай), при этом антител никаких нет. Такой вид иммунитета убивает не вирус, а зараженные клетки настолько быстро, что организм не успевает пострадать от этих клеток. Без всяких антител человек не заражается вирусом. Это новое знание о коронавирусе дала наука иммунология — один из сложнейших разделов медицины и вообще науки о жизни.

Если интересно кому-то мое мнение, я считаю, что привиться даже на том уровне апробирования, на котором сейчас находится вакцинация, наверное, лучше, чем не привиться вообще. В любом случае это лотерея. Но вероятность того, что тебе повредит вакцина, во много раз меньше, чем того, что тебе повредит заболевание COVID-19. Думаю, прививаться уже пора.

Прорыв в биоинженерии

Есть очень интересное достижение, которое, может быть, не все заметили: искусственный интеллект научился предсказывать правильную пространственную свертку белка.

Пространственная свертка белка — это очень сложная штука, человечество этого не умело ни в каком виде. Генетический код кодирует 20 аминокислот, они соединяются по команде. Но вообще, в белковой молекуле может быть сотни тысяч аминокислот. Они скручиваются в нечто, похожее на телефонный шнур от старых аппаратов. Нормальный большой белок третичной структуры не только скручен, но и скомкан в нечто похожее на фасолину, боб или уродливый банан. Предсказать, в какую форму он свернется, невозможно: там связи Ван дер Ваальса слабенькие, и как они подействуют, ни один компьютер до сих пор вычислить не мог. А если мог, то это крайне долго делать — уйдут дни, а может быть, и месяцы.

А вот обратную задачу мы можем решить: и мы знаем, из каких аминокислот состоит белок и какие образует структуры. И вот в искусственный интеллект «засунули» изученные пространственные структуры десятков тысяч известных белков. ИИ посидел, подумал своей нечеловеческой башкой и начал предсказывать, как свернутся белки аминокислот. И делает это надежно и правильно. И это совершенно потрясающе!

«А что у вас в физике новенького?»

Большой адронный коллайдер сейчас не работает. Он был остановлен два года назад. После реконструкции он будет снова запущен и будет продолжать искать новую физику и уточнять свойства частиц старой физики. Ситуация с ним непростая: кольцо, которое сейчас есть, успешно свою задачу решило — было сделано открытие бозона Хиггса. Но чтобы делать еще что-то более интересное, требуется более масштабное кольцо, и это собираются осуществить в ЦЕРН — сделать 100-километровое кольцо.

Остались нерешенными «проклятые» проблемы физики. Например, мы знаем, что есть темная материя, а иначе галактики не выглядели бы так, как они выглядят, но мы не видим ее. Мы не видим и не знаем темную энергию. Для этого и Большого адронного коллайдера не хватит — для того, чтобы понять, что такое темная энергия. Темная энергия — эта та сила, которая расталкивает галактики и они разлетаются с ускорением. Будто в вакууме существует какая-то сила, которая становится тем больше, чем больше становится вакуум.

ALICE (A Large Ion Collider Experiment) — один из семи экспериментальных детекторов, сооруженных на Большом адронном коллайдере в ЦЕРН © JULIEN ORDAN/Science Photo Library/East News

Представьте, что у вас есть смятое пластиковое ведро. Чем больше вы его растягиваете, тем больше туда льется воды. А откуда берется эта вода, непонятно. Вот такая ерундовина происходит с темной энергией! И это все нужно в том числе с помощью коллайдера понимать.

До сих пор остается открытой «проклятая» проблема, и пока нет ответа на этот вопрос: почему вообще что-то существует? Когда Вселенная рождалась, то, по всем представлениям, плюсу соответствовал минус, правому соответствовало левое, одному заряду — противоположный заряд, и всего должно было родиться поровну. То есть должно было родиться одинаковое количество частиц и античастиц, потом они должны были встретиться, аннигилировать, и ничего не стало бы. Однако что-то есть: я, вы, то, что вокруг нас... Все аннигилировало, а одна миллиардная осталась, и тоже никто не понимает почему.

Карта Вселенной в рентгене

Еще одно любопытное открытие заставляет нас гордиться достижениями современных технологий нашей великой Родины. В 2019 году был запущен на далекую орбиту прибор космической обсерватории «Спектр-рентген-гамма». Он составил рентгеновскую карту Вселенной. Один раз он уже Вселенную обозрел в рентгеновских лучах, а сейчас делает второй обзор по кругу. Это все очень интересно, потому что с Земли-то Вселенную увидеть нельзя, рентген не проникает через атмосферу. А если бы проникал, то мы бы все очень сильно прорентгенились, ведь рентген рвет связи высокомолекулярных соединений (белков, ДНК и пр.), так нас матушка-Земля своей атмосферой от рентгена защищает.

«Спектр-РГ» теперь довольно хорошо знает, как выглядит наша Вселенная, и узнаёт все лучше и лучше. Он составляет на основе дальних и ближних источников такую карту, которую можно будет использовать как GPS-навигацию, только не по дорогам, а между звездами.

В чем уникальность российского телескопа «Спектр-РГ»

Смертельные болезни, которые изменили мир

От пшеницы до мамонтов: все, что нужно знать о ГМО

Читайте также
Ученые рассказали, почему в природе редко встречается синий цвет
Ученые рассказали, почему в природе редко встречается синий цвет
Небо и вода не считаются.
Аппарат InSight наконец погрузил зонд вглубь марсианского грунта
Аппарат InSight наконец погрузил зонд вглубь марсианского грунта
НАСА на это потребовалось 11 недель.