Створення рукотворного квантового пристрою, розшифровка геному неандертальця та значні успіхи профілактики ВІЛ названі найважливішими науковими подіями 2010 року за версією журналу Science. У список найважливіших робіт десятиліття знову потрапили розшифровка геному, праця про зміну клімату та успіхи в пошуках екзопланет.

У п'ятничному (і останньому цього року) випуску впливовий науковий журнал Science підводить підсумки року. Найважливішим відкриттям року редакція журналу назвала створення першої рукотворної «квантової машини».

«До цього року всі рукотворні об'єкти рухалися відповідно до законів класичної механіки. Однак у березні колектив вчених під керівництвом Ендрю Клеланда і Джона Мартініса з Університету Каліфорнії в Санта-Барбарі створили цифровий пристрій, рух якого може бути описаний лише законами квантової механіки - зводом правил, що використовується для опису поведінки дрібних частинок - молекул, атомів та інших елементарних частинок», - відзначається в повідомленні редакції журналу.

Квантова машина – це набір маленьких напівпровідників, видимих неозброєним оком. Щоб перевести його в «квантовий стан», фізики спочатку охолодили його настільки, що система досягла основного стану – найнижчого енергетичного рівня, дозволеного законами квантової механіки, а потім надіслали системі квант енергії. Журнал Science і його видавець, некомерційне співтовариство AAAS, визнали створення рукотворного квантового пристрою відкриттям року. Крім того, були названі ще кілька важливих наукових відкриттів у різних областях знань.

Наступним у списку найважливіших наукових досягнень року стоїть створення бактерії з повністю синтетичним геномом колективом скандально відомого вченого Крейга Вентера. Біологам вдалося повністю замінити ДНК бактерії новим синтетичним геномом, що успішно включився в керування синтезом білків.

Дослідники думають, що в майбутньому синтетичний геном принесе користь при створенні нових видів біопалива, ліків і інших хімічних речовин.

Генетики досягли значного успіху в розшифровці геному неандертальця. Докладному вивченню піддалися три самки неандертальця, що жили на території сучасної Хорватії в період 38-44 тис. років тому. Нові методи дослідження дозволили вченим провести пряме порівняння генетики неандертальців і сучасних людей.

Досягли цього року успіхів і фахівці із профілактики ВІЛ. Вагінальний гель, що містить противірусний препарат тенофовір, дозволив скоротити заражуваність тестової групи жінок в Африці на 39%, а превентивне пероральне застосування препарату профілаксіс призвело до зниження заражуваності ВІЛ на 43,8 % у групі чоловіків.

Генетика допомагає не тільки дивитися в давню давнину, але й лікувати хвороби. Розроблений метод секвенування (визначення послідовності генів) у так званому екзоні, невеличкій ділянці геному, що кодує білки, дослідникам вдалося визначити генетичні мутації, відповідальні за виникнення ряду рідких спадкових захворювань.

Редакція журналу також відзначила важливість ряду теоретичних досліджень. Цього року були значно вдосконалені розрахункові методи молекулярної динаміки, які необхідні для моделювання руху білків. Крім того, був створений «квантовий симулятор», що дозволяє визуалізувати квантові експерименти.

Симулятор являє собою особливий кристал, де «крапки» лазера відіграють роль іонів, а атоми – електронів. Пристрій дозволяє розібратися в складних проблемах фізики конденсованих середовищ, а також точніше описати явище надпровідності.

«Геноміка нового покоління» також активно розвивалася. Удосконалення технологій секвенування дозволило проводити масштабні дослідження ДНК викопних і сучасних організмів. Так, проект «тисячі геномів» уже допоміг повністю визначити варіації генів, які в буквальному значенні цього слова роблять нас людьми.

Дослідження в області стовбурових клітин ознаменувалися досягненнями в репрограмуванні звичайні клітин (тобто їхньому фактичному перетворенні в стовбурові). Цього року біологи навчилися робити це за допомогою синтетичної РНК. У порівнянні з раніше розробленими ця технологія вдвічі швидша, у сто разів ефективніша і теоретично помітно безпечніша при терапевтичному використанні.

Крім того, цього року біологи визнали, що «ввійшовші в моду» дослідження на мишах є недосконалими: славнозвісний лабораторний пацюк являє собою куди більш досконалу модель для випробування дії препаратів на людський організм.

2010 рік завершує перше десятиліття нового століття, тому Science підвів перші підсумки «науки в XXI столітті».

У число «проривів десятиліття» знову ввійшли генетичні дослідження, що визначили, яка частина геному відповідає за кодування білків, а також функції інших його ділянок.

Наші знання про Всесвіт в XXI столітті також розширилися. Людина одержала нові уявлення про матерії, з яких складається світ, темну матерію та темну енергію. Хто знає, можливо в наступні 10 років або менше вчені нарешті «побачать» і самі частинки темної матерії?

Крім того, за ці 10 років палеобіологи виявили «живі» біомолекули – ДНК і колаген – у частках древніх рослин, останках людей і тварин. Так генетика підключилася до досліджень в області археології, палеонтології та еволюції.

Великі успіхи зробила астрономія. Вдалося з'ясувати, що Марс колись був досить багатий водою, щоб на ньому виникло життя.

Вражаючими темпами розвиваються пошуки екзопланет - планет за межами Сонячної системи. Якщо в 2000 році відомо було всього 26 таких небесних тіл, то на сьогодні вже 502.

Також вчені змогли перепрограмувати роботу клітин, вивчили геном мікробів (виявилося, що 90% (за чисельністю) клітин у нашому тілі – бактеріальні), докладніше вивчити запальні процеси в людському організмі, створити метаматеріали (навіть «плащі-невидимки» у певних діапазонах довжин хвиль), а також прояснити тенденції зміни клімату Землі.

За матеріалами: gazeta.ru