С 1 по 8 октября 2018 года в Стокгольме пройдет 117-я Нобелевская неделя, в ходе которой станут известны имена лауреатов Нобелевской премии в области медицины и физиологии, физики, химии, премии мира и экономики.
В ожидании оглашения лауреатов Нобелевской премии 2018 года аналитические компании и эксперты строят прогнозы по поводу возможных кандидатов. Многолетняя статистика показывает, что наиболее точно выдавать подобные предсказания удается компании Thomson Reuters, которая занимается этим с 2002 года. В этом году данные были предоставлены ее бывшим подразделением по науке и интеллектуальной собственности Clarivate Analytics — на основе анализа цитируемости статей в научной базе данных Web of Science. Свои версии выдвигают также и научно-популярные издания.
Физиология и медицина
1 октября в 12:30 в Стокгольме будут объявлены лауреаты Нобелевской премии по физиологии и медицине. По прогнозам Clarivate Analytics, премия может уйти одному из трех кандидатов — японскому биоинформатику Минору Канехисе за разработку Киотской энциклопедии генов и геномов, американскому нейробиологу Соломону Снайдеру за открытие рецепторов нейромедидиаторов или же итальянскому молекулярному биологу Наполеону Ферраре за открытие факторов роста эндотелия сосудов.
Киотская энциклопедия генов и геномов — веб-ресурс, предоставляющий доступ к ряду биологических баз данных и инструментам для анализа биологических и медицинских данных, созданный в 1995 году в рамках японского проекта «Геном человека».
К 2017 году ресурс располагал 16 базами данных, разделенных на четыре категории — системная информация (данные о метаболических путях, модулях генов и т. д.), геномная информация (данные об отдельных генах, геномах различных существ), химическая информация (данные о химических реакциях, происходящих в живых организмах) и информация, связанная непосредственно со здоровьем человека (данные о человеческих болезнях, лекарствах и т. д.).
Главной целью проекта KEGG является интеграция полученной геномной информации, данных о биологических и химических процессах, происходящих в живых организмах, знаний о человеческих болезнях и открытых лекарствах в единое целое для понимания высокоуровневой организации различных биологических систем, таких как клетка, организм или целая экосистема.
Нейромедиаторы -— химические вещества, с помощью которых осуществляется передача электрохимического импульса от нервной клетки через синаптическое пространство между нейронами, а также, например, от нейронов к мышечной ткани или железистым клеткам.
Нервные клетки сообщаются между собой с помощью отростков — аксонов и дендритов. Между ними зазор — так называемая синаптическая щель. Именно здесь и происходит взаимодействие нейронов.
Фактор роста эндотелия сосудов, VEGF, — это сигнальный белок, который вырабатывается клетками для стимуляции образования эмбриональной сосудистой системы и роста новых сосудов в уже сформировавшейся сосудистой системы.
Основные функции VEGF — создание новых кровеносных сосудов в эмбриональном развитии или после травмы, усиление роста мышц после физических упражнений, обеспечение коллатерального кровообращения (создание новых сосудов при блокировании уже имеющихся). Белки VEGF служат частью системы, отвечающей за восстановление подачи кислорода к тканям в ситуации, когда циркуляция крови недостаточна.
По прогнозу журнала Inside Science, премия может достаться американскому микробиологу Джеффри Гордону за изучение кишечного микробиома, американским вирусологам Юнь Чан и Патрику Муру за открытие вызывающего рак кожи вируса или еще одному американцу, обладателю более 60 иразличных наград, Джеймсу Эллисону за открытие контрольных точек имунного ответа, способных останавливать развитие имунной реакции организма на опухоль, и разработку препаратов, ингибирующих контрольные точки.
Микробиом человеческого кишечника представляет собой уникальную совокупность микроорганизмов.
Благодаря Гордону теперь известно, что их присутствие опосредует целый ряд важных процессов, от метаболических и иммунных до когнитивных, а отклонение состава микробиома от нормы приводит к развитию разнообразных патологических состояний: аллергических и аутоиммунных заболеваний, сахарного диабета, ожирения и других. Качественный и количественный состав микробиома, от которого во многом зависит будущее здоровье человека, определяется во младенчестве.
Чан и Мур, вместо того, чтобы искать вирусные частицы, сосредоточились на удалении генома человека из генетического материала раковых клеток.
Так им удалось открыть полиомавирус клеток Меркеля, вызывающий развитие карциномы клеток Меркеля, агрессивной формы рака кожи. Это был первый вирус, обнаруженный таким методом.
Эллисон выяснил, что
раковые опухоли используют особые молекулы – именно их называют контрольными точками иммунного ответа – для того, чтобы защитить себя от действия иммунной системы организма.
Физика
В области физики по мнению Clarivate Analytics может получить тройка ученых – Юрий Гогоци (выпускник Киевского политеха), Родни Руофф и Патрик Саймон. Нобелевский комитет может по достоинству оценить их исследования в области углеродных материалов, например, нанотрубок,
и суперконденсаторов, которые сегодня составляют большую конкуренцию химическим батареям.
Дэвид Оушалом и Артур Госсард. оба американцы, названы возможными кандидатами за их открытие эффекта Холла в полупроводниках, который объясняет поведение электронов в магнитных полях.
Американский астрофизик Сандра Фабер может стать лауреатом за ее вклад в космологию и понимание природы темной материи.
Называются и другие возможные кандидаты. Так, главный редактор журнала Physics World Матин Дуррани предположил, что премии могут быть удостоены физики Дэвид Смит и Джон Пендри и Виктор Веселаго, однако последний из них, профессор МФТИ, скончался совсем недавно, 15 сентября 2018 года. Их заслуга – создание так называемых метматерилов с отрицательным показателем предомления,
благодаря которым впервые удалось показать возможность создания плаща-невидимки.
Кандидатом на получение премии называют Лене Хау, известность которой принесли эксперименты по уменьшению скорости света с помощью конденсата Бозе – Эйнштейна. Эксперты отмечают, что в истории было лишь две женщины, получивших Нобеля по физике, и последний раз это случилось 55 лет назад.
Среди претендентов называют имена израильского физика Якира Ааронова и Майкла Берри, открывших и описавших ряд квантовых феноменов.
Кроме того, эксперты допускают, что Нобелевский комитет может оценить недавние успехи ученых разных стран в исследовании так называемой квантовой запутанности и производительных солнечных батарей на основе перовскитов.
Химия
Среди предложенных Inside Science кандидатов на «нобелевку» по химии — создатель метода редактирования генома CRISPR-Cas9 американский биоинженер Фэн Чжан, американские химики Джон Гуденаф и Стенли Уиттингем, создавшие литий-ионные аккумуляторы и американские химики Барри Шарплесс (уже имеющий Нобелевскую премию за исследования, используемые в фармацевтической промышленности — создание хиральных катализаторов окислительно-восстановительных реакций) и его коллега Валерий Фокин, описавшие «клик-химию» — химические реакции, приспособленные для быстрого и надёжного получения химических веществ путём соединения между собой отдельных маленьких элементов.
CRISPR-Cas9 — это «молекулярные ножницы», позволяющие вырезать из ДНК одни фрагменты и вставлять другие.
Битва за патент на технологию длилась несколько лет. Сама по себе система CRISPR-Cas9 не может быть запатентована, потому что ее «придумали» бактерии — так они защищаются от вирусов. В 2012 году биохимик Дженнифер Дудна и микробиолог Эммануэль Шарпентье подали патентную заявку на технологию, позволяющую перепрограммировать белок Cas9 таким образом, чтобы он разрезал заданный участок ДНК.
Спустя несколько месяцев патентную заявку подал и Фэн Чжан, продемострировавший возможность использования системы именно в клетках млекопитающих, в том числе человека. Хотя заявка Чжана и была подана позже, он запросил ускоренное рассмотрение в Ведомстве по патентам и товарным знакам США. Для этого понадобилось заплатить небольшую сумму и ограничить сферу действия патента эукариотами.
Литий-ионный аккумулятор состоит из электродов (катодного материала на алюминиевой фольге и анодного материала на медной фольге), разделённых пористым сепаратором, пропитанным электролитом. Пакет электродов помещен в герметичный корпус, катоды и аноды подсоединены к клеммам-токосъемникам.
Литий-ионные аккумуляторы сегодня распространены чрезвычайно широко, они используются в мобильных телефонах, цифровых фотоаппаратах, ноутбуках, бытовой технике и даже электромобилях.
Первый литий-ионный аккумулятор выпустила корпорация Sony в 1991 году.
Клик-химия не касается отдельной реакции, но была задумана как подражание природе, которая также создает соединения из модульных элементов. Концепция возникла в связи с поиском новых подходов к генерированию больших количеств структур-кандидатов фармацевтических препаратов.
Clarivate Analytics предлагает других кандидатов — американского химика Эрика Якобсена, немецкого химика Джорджа Шелдрика и американку Джоан Стуббе.
Якобсен может получить премию за вклад в каталитические реакции для органического синтеза и в особенности за разработку реакции эпоксидирования, которая носит его имя.
Шелдрик отличился созданием системы компьютерных программ SHELX, используемой в структурной кристаллографии — науке о закономерностях внутреннего строения кристаллов. Стабб открыла механизм работы рибонуклеотидредуктаз, которые превращают рибонуклеотиды в дезоксирибонуклеотиды — последние играют фундаментальную роль в синтезе и починке ДНК.