Земні та позаземні відкриття: Нобелівські премії 2019 року

Головні наукові премії вручені за теоретичні та практичні досягнення 1960-1990 років, - роботи, вплив яких на наші уявлення про світ і наше повсякденне життя в повній мірі проявляється тільки сьогодні.

Нобелівська премія: фізіологія і медицина

Нагорода: 9 млн шведських крон (близько 913 тис. дол.)

Лауреати: Вільям Келін (Університет Джонса Хопкінса, США), Пітер Реткліфф (Інститут Френсіса Кріка, Великобританія), Грегг Семенза (Інститут Говарда Хьюза, США)

Ключові роботи: 1990-ті роки

Формулювання: «За вивчення адаптації клітин до дефіциту кисню»

Коротко: Семенза показав, що у відповідь на брак кисню в клітинах ссавців накопичуються білкові фактори HIF (Hypoxia-Inducible Factor, «Фактор, що індукується гіпоксією»), які запускають безліч протигіпоксичних генів. Реткліфф і Келін розкрили механізм роботи HIF. Його часто «зламують» злоякісні пухлини, змушуючи організм додатково насичувати свої клітини кров'ю, киснем і поживними речовинами. Тому відкриття нових лауреатів вже призвели до розробки нових препаратів, здатних блокувати HIF і перекривати постачання пухлини.

Суттєві подробиці: Брак кисню змушує нирки виділяти еритропоетин, гормон, що стимулює утворення додаткових еритроцитів. У 1991 році Семенза зумів знайти регуляторну ділянку, яка запускає роботу гена еритропоетину, і з'ясував, що його стимулює білковий комплекс HIF, що складається з двох частин. Одна з них (ARNT) була присутня в клітинах постійно і забезпечувала доставку HIF в ядро, інша (HIF-1a) з'являлася тільки при дефіциті кисню.

Вже незабаром виявилося, що HIF діє на всі клітини нашого організму, регулюючи роботу сотень генів. Однак зв'язок між дефіцитом кисню і HIF-1а вдалося пояснити тільки на рубежі XXI століття. Келін і Реткліфф показали, що клітини виробляють його постійно, проте в присутності кисню до білка швидко приєднуються кілька додаткових ОН-груп. Це викликає зміни структури HIF-1а, роблячи його ласою здобиччю для ферментів, що утилізують непотрібні білки.

В умовах дефіциту кисню цей ланцюжок порушується. HIF-1а зберігається в цілості, зв'язується з ARNT і відправляється в клітинне ядро, запускаючи відповідні гени. Крім еритропоетину до них відноситься і ген сигнального білка VEGF, який стимулює зростання нових судин і нерідко надає допомогу раковій пухлині, яка використовує його для отримання харчування. Пухлинні клітини часто досить активно експлуатують роботу HIF, і медики шукають препарати, що дозволяють придушити цей помилковий сигнал тривоги і буквально «задушити» рак, перекривши йому кисень.

Відкриття вчених має принципово важливе значення для розуміння багатьох фізіологічних процесів

Нобелівська премія: фізика-1

Нагорода: 1/2 від 9 млн шведських крон

Лауреат: Джеймс Піблс (Прінстонський університет, США)

Ключові роботи: 1960-1980-ті роки

Формулювання: «За теоретичні відкриття в галузі космології»

Коротко: Сучасна космологія спирається на чотири ключові спостережувані факти: розширення Всесвіту, домінування в ньому найлегших елементів (водню і гелію), існування неоднорідного реліктового випромінювання і великомасштабної структури в розподілі галактик. Як теоретик, Піблс взяв участь у поясненні всіх цих явищ. За роки роботи він зробився одним зі стовпів фізичної космології, що перетворили її з досить спекулятивної галузі знання в точну і шановану науку.

Суттєві подробиці: Звично кажучи про те, що наш Всесвіт з'явився в результаті Великого вибуху близько 13,8 млрд років тому, що він складається зі звичайної речовини тільки на 5%, а на 26% складений з темної матерії і на 69% - з темної енергії, - ми звертаємося до висновків, отриманих патріархами сучасної космології. До їхніх робіт навіть вельми шановні вчені могли вважати космос вічним і незмінним. Все змінило виявлення 1965 року реліктового фону - слідів першого випромінювання, яке народилося в молодому Всесвіті.

Майже за 20 років до того його існування передбачив фізик Георгій Гамов, який втік з СРСР, проте саме Піблс і його тодішній науковий керівник Роберт Дікке дали перші теоретичні коментарі до вже відкритого явища. Згодом, вже самостійно, Піблс запропонував модель «холодної темної матерії», яка стала найпоширенішою в сучасній космології, взяв участь в описі первинного нуклеосинтезу - утворення ядер легких елементів - і концепції темної енергії.

Втім, багато фахівців вважають внесок Піблса таким революційним, згадуючи обійденого нагородою академіка Рашида Сюняєва і всю плеяду учнів Якова Зельдовича, участь яких у створенні сучасних космологічних уявлень була ніяк не меншою. Так, астрофізик зі Спеціальної астрофізичної обсерваторії ГАІШ МДУ Олег Верходанов назвав премію «почесним Оскаром заслуженій людині», а академік РАН Валерій Рубаков зазначив, що «Нобелівську премію рідко дають за сукупністю робіт, але, мені здається, це якраз такий випадок».