Нобель-2015: простые болезни, превращение нейтрино ивосстановление днк

      Комментарии к записи Нобель-2015: простые болезни, превращение нейтрино ивосстановление днк отключены

Нобель-2015: простые болезни, превращение нейтрино ивосстановление днк

Физиология либо медицина

В текущем году премия по физиологии либо медицине стала по-настоящему медицинской. Настоящая классика, никаких молекулярно-биологических механизмов — целые лекарства. Ветхие хорошие лекарства, выручающие миллионы судеб. Нет, это не преувеличение, а скорее кроме того преуменьшение. Премию на этот раз вручили за борьбу с болезнями, каковые каждый год уносят множество судеб.

И уносили бы значительно больше, если бы не отечественные храбрецы: Уильям Кэмпбелл из америки, Сатоси Омура из Японии и Ту Юю из Китая.

Гельминты, ивермектин и поле для гольфа

История первой части премии начинается в 1970-х, в то время, когда Сатоси Омура по окончании стажировки в Европе и возвращения в Японию начал работату начальником Группы по изучению антибиотиков Университета Китасао в Токио. К тому времени у Омуры было так хорошее финансирование, что он смог отправиться в маленькое путешествие по Японии — искать почвенные микробы, из которых «что-нибудь да выделится».

Изначально Омура сохранял надежду отыскать антибиотики, но на поле для гольфа в городе Ито (и нигде более в мире!) обнаружился микроб Streptomyces avermitili, действующее вещество которого выделили в лаборатории второго лауреата — Уильяма Кэмпбелла. Оказалось, что оно действует не на бактерии, а на круглых червей, другими словами владеет антигельминтной активностью, — и неизвестно, что серьёзнее: антибиотик либо средство против возбудителей таких болезней, как слоновая заболевание, стронгилоидоз либо речная слепота, убивающих и калечащих миллионы людей в Африке и Азии.

Вещество назвали авермектином, а чуть позднее Кэмпбелл создал на его базе более действенный препарат ивермектин, что уже в первой половине 80-ых годов XX века был запущен в производство. Само собой разумеется, принципиально важно, что Кэмпбелл трудился не абы где, а в фармацевтической компании Merck и имел достаточное влияние, дабы убедить начать работы по препарату.

какое количество людей удалось спасти благодаря труду этих двух человек? Вот несложная статистика: в 1970-х от речной слепоты страдало 18 миллионов, а полмиллиона окончательно утратили зрение.

Малярия и артемизинин

Это уже четвертая «малярийная премия» по медицине и физиологии. В 1902 году «нобеля» взял англичанин господин Рональд Росс, что доказал, что малярию переносят комары. Пять лет спустя француз Шарль Лаверан стал лауреатом премии за то, что сумел найти возбудителя малярии — и им выяснилось простейшее.

Еще ровно через два десятка лет австриец Юлиус Вагнер-Яурегг удостоился премии за то, что обучился лечить прогрессивный паралич (сифилитическое поражение оболочек головного мозга) заражением малярией. И вдобавок эту премию возможно смело именовать призом за внимание к истории медицины. И вот из-за чего.

Препараты против малярии — различной силы и эффективности — были известны довольно давно. По окончании Второй мировой препаратом номер один стал хлорохин. Он показался во второй половине 40-ых годов двадцатого века и поныне используется — но прежде всего при аутоиммунных болезнях, а не при малярии. Из-за чего так? Дело в том, что малярийный плазмодий через чур скоро выработал устойчивость к этому препарату, и в начале 1960-х встал вопрос о замене.

Китаянка Ту Юю трудилась в Университете классической медицины в Пекине и ставила собственной целью отыскать растения, каковые оказывают помощь при малярии, выделить из них активные вещества, а после этого сделать на их базе замечательное лекарство.

Ту Юю совершила скрининг экстрактов 2000 трав, результаты были не весьма радужными , пока дело не дошло до обычной полыни однолетней, она же Artemisia annua. И вот тут началось необычное, а правильнее — маловоспроизводимое. Какие-то экстракты не трудились, какие-то трудились. И тогда Ту Юю обратилась к средневековым источникам.

Правильнее — к труду великого китайского мудреца Гэ Хуна, жившего в четвертом веке. Даосская традиция, давшая Гэ Хуну прозвище «Мудрец, объемлющий первозданную красоту», вычисляет его святым и бессмертным. Более всего Гэ Хун известен трудом «Баопу-цзы», эдакой Громадной китайской энциклопедией, но написал он и пара медицинских трактатов.

Так вот, в труде «Рецепты для неотложных случаев» Ту Юю отыскала главной момент: при получении экстракта полыни для противодействия малярии необходимо применять холодную воду, а не тёплую, как это в большинстве случаев делается. Оказывается, действующее вещество полыни в тёплой воде. Предстоящее было делом техники.

Выделенное действующее вещество стало называться артемизинин, в 1980-х наконец-то его начали использовать в мире. Позже уже сама Ту Юю синтезировала дигидроартемизинин, более стабильный и более действенный.

какое количество людей удалось спасти благодаря неспециализированному труду Ту Юю и Гэ Хуна, подсчитать тяжело. Возможно утверждать, что интерес к истории медицины помог сохранить жизни нескольким миллионам человек. Либо нескольким десяткам миллионов. Либо В общем, в 2013 году артемизиновую противомалярийную терапию взяло 392 млн человек. По совести премию необходимо вручить и Гэ Хуну.

Само собой разумеется, посмертно ее не вручают, но так как для даосов Гэ Хун бессмертен.

Нобелевская премия в области физиологии либо медицины в текущем году присуждена за открытия лекарств, талантливых бороться с самыми ужасными паразитическими болезнями, такими как элефантиаз (слоновая заболевание), речная слепота (онхоцеркоз) и малярия. Эти заболевания вызываются разными паразитами, в качестве переносчиков которых выступают комары либо мошки. Ареал распространения этих болезней продемонстрирован на карте желтым цветом.

Физика

В текущем году Нобелевский комитет решил проигнорировать не только первую, но и вторую часть завещания Альфреда Нобеля. В завещании предлагается вручать премию за открытие либо изобретение, во-первых, сделанное в прошлом году (на это душеприказчики изобретателя прекратили обращать внимание еще со времен первой премии, присужденной Вильяму Конраду Рентгену, что открыл собственные лучи в 1895 году), а во-вторых, принесшее большую пользу человечеству. Вправду, сказать о практической пользе нейтрино придется еще нескоро.

Как и при премии «за малярию», премия за открытие нейтрино также была далеко не первой. Во второй половине 80-ых годов двадцатого века Леон Ледерман, Мелвин Джек и Шварц Стейнбергер стали лауреатами премии за открытие одной из разновидностей нейтрино — мюонного. В 1995 году, через 4 десятилетия по окончании собственного открытия, стал лауреатом премии Фредерик Райнес, а в 2002 году половину «нобеля» поделили между собой Раймонд Дэвис-младший и Масатоби Косиба за открытие нейтрино, пришедших из космоса (обращение шла о солнечных нейтрино).

Так за что же дали премию в текущем году?

Сама по себе частица сперва была придумана Вольфгангом Паули, чтобы спасти закон сохранения энергии при бета-распаде. Он высказал предположение, что некую часть энергии уносит слабо взаимодействующая с веществом частица нейтрального заряда. Ее назвали нейтрино, что по-итальянски свидетельствует «нейтрончик».

Наряду с этим изначально подразумевалось, что у нейтрино, как и у фотона, нет массы спокойствия. Через некое время стало ясно, что в Стандартную модель вписывается три частицы — электронное, мюонное и тау-нейтрино. Правильнее, любая из них — это различная суперпозиция трех нейтринных состояний.

А позже начались неприятности. Еще в 1960-х годах физики (взявшие премию в 2002 году) начали фиксировать электронные нейтрино, приходящие от Солнца. И достаточно не так долго осталось ждать стало ясно, что начинается важное расхождение с теорией.

Так как реакции, каковые происходят на Солнце, прекрасно известны, а значит, ясно, сколько нейтрино должно приходить от отечественного светила.

Опыты, но, регистрировали где-то треть от того количества нейтрино, которое предвещали астрофизики. В принципе, теоретическое объяснение этому дал еще во второй половине 50-ых годов XX века итальянский физик Бруно Понтекорво, к тому времени перебравшийся в СССР, и сделал он это задолго до начала регистрации солнечных нейтрино.

Мысль такая: потому, что нейтрино — суперпозиция из трех состояний, квантовые эффекты смогут неспешно поменять пропорции вкладов — и электронное нейтрино может превратиться, скажем, в тау. Но из теории направляться, что такое превращение вероятно лишь при наличии у нейтрино некоей маленькой массы спокойствия.

Эти осцилляции и открыли нет, конечно же, не Такааки Кадзита из Японии и Артур Макдональд лично, а возглавляемые ими весьма большие и дорогие опыты с громадным числом сотрудников: Super-Kamiokande в Японии и SNO в Канаде. Но, увы, Нобелевская премия не делится более чем на троих, и премию за открытия, сделанные на рубеже тысячелетий, взяли эти двое.

    Неуловимые нейтрино

Нейтрино бывают одного из трех видов — электронные, мюонные и тау-нейтрино, и могут переходить из одного вида в второй. Эти превращения именуются нейтринными осцилляциями. Японская обсерватория Super Kamiokande, расположенная на глубине 1000 м в ветхой цинковой шахте в 180 км от Токио, изучила мюонные нейтрино, каковые много рождаются на протяжении столкновения космических лучей с верхними слоями земной атмосферы.

И далеко не факт, что сегодняшний «нейтринный нобель» — последний. В 2013 году случилось не меньше ответственное открытие: на ледяном детекторе IceCube в Антарктиде нашли уже астрофизические нейтрино — другими словами те нейтрино, каковые пришли не из отечественной Нашей системы.

Химия

Сейчас «нобелевские» среда и понедельник очень сильно перемешались: премия по химии и премия по физиологии либо медицине — это подчас близнецы-братья, время от времени лауреатов одного года возможно было бы поменять местами — и никто бы этого не увидел.

Такое «смешение жанров» закономерно. По причине того, что наука во времена Нобеля и в наши дни — это совсем различные науки. Пожалуй, на данный момент уместнее было бы награждать не за физиологию, медицину либо химию, а за «науки о науки» и «жизни о веществе».

В текущем году премия оказалась совсем биологическая, наряду с этим явных фаворитов 2015 года, Эммануэль Шарпентье и Дженнифер Дудну, каковые открыли совокупность CRISPR/Cas9, разрешающую редактировать геном в живом организме, обошли. По всей видимости, сделали вывод, что рановато.

Но прогноз был практически точен: в случае если работа Шарпентье и Дудны разрешает биологам и медикам исправлять неточности в ДНК, то премия 2015 года была присуждена за изучение механизма того, как такие же неточности исправляются за одну секунду в отечественном организме без всякого участия ученых. Томас Линдаль, Пол Модрич и Азиз Санкар стали лауреатами премии за изучение естественного механизма восстановления (либо, как говорят биологи, репарации) ДНК.

В отечественных клетках всегда происходит разрушение носителя генетической информации под влиянием разных внешних действий — космических лучей, ультрафиолетового излучения, других факторов и химических веществ. Если бы отечественный организм не имел возможности с ними справляться, то жизни на Земле не было бы совсем. К счастью, в отечественных клетках существуют совокупности, каковые всегда отслеживают и чинят поломанную ДНК.

Первый лауреат, Томас Линдаль, еще в 1970-х установил, что отечественная ДНК — молекула весьма хрупкая и скоро разрушается под влиянием внешних факторов. Так скоро, что теоретически жизнь по большому счету не должна существовать. И сам же открыл механизмы восстановления (репарации) ДНК.

Азиз Санкар в подробностях изучил те механизмы, каковые восстанавливают конкретные повреждения ДНК под действием ультрафиолета, так именуемые механизмы эксцизионной репарации. Он, кстати, узнал, что разрушения, вызванные УФ-излучением, начинают интенсивно залечиваться под действием простого солнечного света. Еще аспирантом он облучал бактерии ультрафиолетом в смертельной дозе, так что выживало менее одного микроорганизма на 10 млн, а позже облучал оставшихся посредством фотовспышки.

Импульса видимого света длительностью около 1/700 с хватало, дабы число выживших бактерий возрастало на пять порядков.

Пол Модрич изучал исправление неточностей на протяжении деления клеток. Правильнее, он узнал, как маркируются неправильные участки ДНК и снова синтезируются уже без неточностей.

Исходя из этого, не обращая внимания на сверхцитируемость авторов, открывших возможность редактирования генома, премия «за картографирование с молекулярным разрешением клеточных процессов репарации (исправления) поврежденной ДНК и надёжного хранения генетической информации» не меньше заслужена. Польза от работ лауреатов огромна, недаром как раз в накоплении мутаций и ошибок лежит разгадка тайны многих онкологических болезней. Соответственно, и победы над раком.

Одна из совокупностей репарации («починки») ДНК — эксцизионная (excision — вырезание) репарация. Она разрешает чинить повреждения, каковые образуются в ДНК в следствии внешних факторов, таких как УФ-излучение либо действие веществ.

Статья «Нобель-2015: «простые» заболевания, превращение нейтрино и восстановление ДНК» размещена в издании «Популярная механика» (№159, январь 2016).

ОСНОВНЫЕ БОЛЕЗНИ КРОЛИКОВ И МЕРЫ БОРЬБЫ С НИМИ


Интересные записи на сайте:

Подобранные по важим запросам, статьи по теме: