ЗнанняХто і за що отримав Нобелівську премію: пояснюють науковці

Джеймс Еллісон і Тасуку Хондзе відкрили спосіб розгальмувати клітини імунної системи, які здатні знищувати пухлини. Те, що такі клітини є, було відомо давно, але не було відомо, чому вони не знищують рак. Вони здатні розпізнати пухлинну клітину, вже прийшли до неї, але не завершують справу, не вбивають її. Чому? Це питання бентежило науковців десятиліттями!

Виявилося, що ці клітини мали блоки (певні замки) і починали боротися з раком лише, якщо їх розблокувати. Науковці знайшли метод, як розблокувати ці клітини.

У результаті досліджень людство отримало новий ефективний метод лікування раку –   антитіла, що знімають блок із лімфоцитів. Звісно, ці антитіла не можуть бути дешевими –  це найбільш дорогі препарати в світі, але саме вони здатні вибірково впливати на певні молекули, що гальмують імунні клітини, а отже, допомагати імунній системі боротися з раком. Одна ін’єкція такими ліками коштує більше тисячі доларів.

Вільям Нордгаус отримав Нобелівську премію за «економіку клімату», а Пол Ромер отримав за «модель ендогенного зростання». У чому полягають ці теорії? Півстоліття ми говоримо про те, що ресурси Землі не встигають відновлюватись і планеті загрожує глобальне потепління.

У своїх дослідженнях Нордгаус змоделював залежність між економічним зростанням, використанням енергії та зміною клімату. Якщо використовувати таку модель, то можна найбільш ефективно використовувати ресурси Землі.

Пол Ромер пропонує «концепцію ендогенного зростання», яка приділяє увагу розвитку технологій. За його теорією, чим більше розвинена технологія, тим легше збалансувати використання енергії в економіці із шкідливим впливом на екологію.

Ці два економісти спромоглися поєднати свої наукові підходи заради розробки спільної глобальної макроекономічної моделі. Ця модель враховує стан національних економік країн і одночасно дозволяє  розрахувати оптимальний напрямок розвитку для світової економіки та збереження екології планети.

Ліки можна синтезувати, а можна робити нові молекули так, як це відбувається в природі за участю ферментів. Створити ферменти, які утворювали б потрібні молекули – про це мріяла Френсіс Арнольд. Як зробити такий фермент, як треба? Його не зліпиш і не передбачиш його властивості. Як від «ідеального ферменту» знову повернутися до його гену, аби отримати ще багато таких ферментів? Френсіс Арнольд вирішила діяти так, як це відбувається у природі в процесі еволюції: отримувала різноманіття і добирала із нього те, що треба. Цей метод отримав назву «скерована еволюція».

Науковиця використовувала генетичну інженерію для отримання найрізноманітніших варіантів ферментів. Ферменти виділяли бактерії –  кожен клон бактерії утворював один і той самий фермент, але вони всі трішки різнилися за властивостями. Потім вона добирала ті, що найкраще виконують потрібну їй реакцію. Науковиця використала природний добір, щоби знайти ті ферменти, які найкраще пристосовуються та виживають. Врешті-решт Френсіс Арнольд отримала фермент, що був у 256 разів ефективніший за оригінальний. Ферменти, отримані за допомогою цього методу, використовують для виробництва фармацевтичних препаратів, палива та дружніх до довкілля матеріалів.

Другу половину премії присудили Джорджу Сміту та серу Грегорі Вінтеру за не менш елегантний підхід у дослідженні, який називається –  «фаговий дисплей». Він, як і «скерована еволюція ферментів», заснований на доборі. Бактеоріофаги – це віруси, що вражають бактерії. Джордж Сміт використав бактеріофаги для створення так званих бібліотек –  це робить процес добору дуже зручним. Створені за допомогою генетичної інженерії фаги мали вставлені гени і показували потрібні дослідникам білки. Такі білки з потрібними властивостями, а разом з ними і фаги можна було ловити, як рибу на гачок, тобто добирати.

Грегорі Вінтер цей метод вдосконалив, почав у бактеріофаги вставляли гени антитіл і отримувати на поверхні бактеріофагів різноманітні міні-антитіла. Згодом добраним фагом можна заразити бактерію – і біотехнологічно отримати багато потрібних міні-антитіл, які у подальшому можна використовувати для виробництва ліків.

Нині завдяки дослідженням Сміта та Вінтера у США створили препарат адалілумаб для лікування ревматоїдного артриту. Антитіла проти токсину чуми, метастазного раку, вовчака та хвороби Альцгеймера нині проходять клінічні дослідження.

У 2000 році Нобелівський лауреат Жорес Алферов у своїй лекції поділив усі премії, які вручали науковцям з фізики на дві частини: перша – це ті досягнення, які змінюють уявлення людства про простір, час, матерію, друга – це дослідження, які матимуть широке практичне застосування. Цього року вчені отримали премію за ті дослідження, які можна використовувати на практиці.

Усі приблизно уявляють, що таке «нано». Нанометр – це, наприклад, мільярдна частка метра. Нанофізика дає змогу робити наносхеми з великою кількістю елементів на маленькій площі. При цьому виникають величезні технологічні труднощі: як окремі атоми переміщати в те місце наносхеми, де ця частинка має сидіти? Треба мати дуже точний інструмент.

Артур Ешкін зробив такий інструмент – оптичний пінцет. За допомогою пінцета можна переміщати навіть окремі атоми. Сьогодні аналога цьому інструменту, напевно, немає.

Жерар Муру і Донна Стрікленд винайшли надкороткі лазерні імпульси. Вони розробили метод, який робить імпульси тривалістю у сантисекунди – це величина, яка рівна тій частоті, з якою електрон обертається навколо атомного ядра (це неймовірно швидко). Тут людство отримало ще один інструмент для подальших досліджень. Треба вам точно поділити якийсь об’єкт на дві частини? Якщо взяти сокиру, то там хоч і гостре лезо, але воно досить широке – ви точно не поділите. Сантисекундний імпульс дає можливість вивчати найбільш швидкі процеси, які є в природі, навіть в атомах і молекулах.

Кожен з них допоміг у протидії сексуальному насильству під час збройних конфліктів. Нобелівський комітет обрав простих людей, які стали «голосом постраждалих».

Надії Мурад дали премію за те, що вона була готова публічно розповідати про  пережите насильство, хоча вона з мусульманської країни, з Іраку. Люди звикли радше мовчати про насильство, яке пережили, тому що не знаходять підтримки у суспільстві. Дуже важливо, що Надія змогла публічно про це говорити.

Деніс Муквеге – лікар, який допомагав на практиці жінкам, яких ґвалтували.

Це звичайні люди, у яких немає специфічних рішень для боротьби з насильством, але вони присвятили своє життя вирішенню цієї проблеми.