Нобель-2026. Медицина, физика, химия
Свет в канале
Нобелевскими лауреатами по физиологии и медицине за 2026 год стали Карл Дейссерот (США) и два немецких ученых – Петер Хегеманн и Георг Нагель. Премия присуждена «за открытия, касающиеся светоуправляемых ионных каналов и оптогенетики».
Современные методы клеточной биологии позволили сотруднику Гумбольдтовского университета в Берлине Питеру Хегеманну показать в 1999 году, что у быстро передвигающихся в воде клеток зеленой водоросли Volvox перемещение к свету обеспечивается встроенными в их оболочку белками. Падение света на них, как оказалось, генерирует ток, правда не обычный электронный, а ионный. Через три года в университете Вюрцборга Георг Нагель опубликовал в журнале Science статью о выделении из глазков хламидомонады белков, сходных по своему действию с родопсинами палочек и колбочек сетчатки глаза. Оказалось, что это протеины, формирующие с помощью своих альфа-спиралей, пронизывающих мембрану, каналы, по которым под действием света в цитоплазму «устремляются» катионы (положительно заряженные ионы) калия, натрия и кальция, а также анионы хлора.
В США молодой нейрохирург ломал голову над тем, как «увидеть» отдельные нейроны, отвечающие за ту или иную функцию. Молодой экспериментатор, родившийся в 1971 году, выступил на арену всего лишь через три года после триумфального завершения расшифровки первого генома человека. Он соединил «достижения» молекулярной ботаники и нейронауки. В результате разные нервные клетки стали реагировать на свет, генерируя электрические импульсы ионных токов через ионные каналы в мембранах клеток. Много лет назад потенциал нового метода, получившего название оптогенетика, был продемонстрирован с помощью видео бьющегося сердца мыши, сокращения которого вызывались падающим на него светом.
Из ледяных глубин
В этом году Нобелевскую премию по физике присудили 82-летнему Фрэнсису Хальцену, бельгийцу, работающему в Висконсинском университете в г. Мэдисон (США). Он считается главным инициатором создания экспериментальной установки «Ледяной куб» – Ice Cube. Другими словами – нейтрино-мюонной обсерватории, погруженной на глубину около 2 км в массив ледника, на котором стоит южнополярная станция Амундсена–Скотта. Вокруг нейтрино «вьется» целый рой нобелевских лауреатов, начиная с Вольфганга Паули, пытавшегося понять, куда девается часть энергии при бета-распаде. Теоретик предположил, что помимо электрона или позитрона, вылетающего из распадающегося атома кобальта, должна быть еще какая-то маленькая частица, название которой он безуспешно искал. На помощь пришел его друг Энрико Ферми, который предложил имя нейтрино, скорее всего по аналогии с бамбино…
А дальше началась «охота» за почти неуловимыми частицами. Дело в том, что нейтрино – это элементарные частицы, которые почти не взаимодействуют с материей. Они беспрепятственно проходят сквозь Землю, звезды и лед. В среднем ежесекундно сквозь тело каждого человека проходит около 100 трлн (1014) нейтрино. Основная их часть рождается в термоядерных реакциях в ядре Солнца. Остальная часть потока – это так называемые реликтовые нейтрино, оставшиеся со времен Большого взрыва (около 14 млрд лет назад).
Френсис Хальцен возглавил международную команду исследователей и инженеров, создавших этот инструмент. В Стокгольме решили отметить физика за открытие в сентябре 2017 года с помощью Ice Cube частицы чрезвычайно высокой энергии, прилетевшей от блазара (акреционного диска раскаленной до миллионов градусов плазмы вокруг черной дыры). Расчеты и анализ данных детекторов AMANDA (Антарктический детектор мюонов и нейтрино с фотоумножителями черенковского излучения) показали, что она родилась где-то в глубинах созвездия Ориона. Возможно, что они продуцируют темные материю и энергию.
Открытие астрофизических нейтрино позволило создать принципиально новый вид астрономии. Если классическая астрономия изучает Вселенную через фотоны (свет), а гравитационно-волновая – через искривление пространства–времени, то нейтринная астрономия позволяет заглянуть в самые плотные и экстремальные уголки космоса, скрытые от обычных телескопов. Нейтрино несут информацию из ядер сверхновых, окрестностей черных дыр и активных галактических ядер, помогая понять механизмы ускорения частиц до сверхвысоких энергий.
Лево-правый поворот
Нобелевской премией 2026 года по химии отмечено важное достижение француза Анри Кагана (1930 г.р.) и японца Кензо Соаи (1950 г.р.) – «за открытие нелинейных эффектов и автокатализа в асимметричном органическом синтезе».
Все началось в 1848 году, когда 26-летний Луи Пастер, химик по образованию, начал исследования ферментации. Работал он с экстрактами-вытяжками из различных живых объектов, сравнивая их с неживыми продуктами. Он обратил внимание на разницу форм кристаллов винной кислоты. Под микроскопом они имели зеркально-симметричную форму. Поэтому получили название эн-антио-меры (имеющие «антимеру, форму, часть»). Другое название этого феномена – «хиральность», в буквальном переводе с латыни – «ручность». Этим подчеркивалось зеркальное несовпадение кистей рук человека. Хирально асимметричны и стопы ног, расположение сердца, селезенки и поджелудочной железы по отношению к праворасположенной печени.
К концу XIX века было установлено, что аминокислоты белков – «левые» энантиомеры, а сахара нуклеиновых – «правые», что определяет поворот спирали ДНК в пространстве. Право- и леворукость органических соединений определяется по повороту плоскости поляризованного света.
Поэтому несомненен интерес химической науки и практики к разработке методов синтеза одного из энантиомеров – хиральных молекул, исключая побочное производство нежелательных вариантов, присутствие которых может быть в лучшем случае нейтральным. Все это имеет буквально жизненно важное значение в фармацевтике и в целом в биотехнологиях. Лауреаты премии 2026 года предложили выход из положения, что и отмечено в формуле награждения: «нелинейные эффекты аутокатализа», то есть разработка новых методов получения продуктов с преобладанием одного из зеркальных изомеров.
Но в связи с работами нынешних нобелевских лауреатов возникает одна серьезная потенциальная опасность именно для жизни на Земле. Ученые вплотную подошли к открытию «зеркальной жизни» (mirror life) микроорганизмов, состоящих из молекул, устроенных как зеркальное отражение обычных. Как встретит их иммунная система человека, животных и растений – пока неясно. Сможет ли она распознать искусственно созданные «зеркальные» вирусы и бактерии? Если нет, то лечение и какая-либо защита будет абсолютно невозможна.