Ученый план: дадут ли Нобеля за чувства бактерий и компьютеры будущего | Статьи

Российские ученые назвали исследования в естественных науках, которые заслуживают Нобелевской премии 2022 года. Их выбор пал на работы большой практической ценности. Так, в медицине в последние годы самыми важными стали изыскания, связанные с пандемией коронавируса, в физике — с разработкой квантового компьютера и исследованием свойств атомов в кристаллических решетках, а в химии — исследования клеточной энергетики и экспрессии генов у бактерий. При этом оценки экспертов «Известий» разошлись с прогнозами компании Clarivate, которая предсказывает нобелиатов на основе данных о цитируемости научных публикаций.

Три дня в октябре

Нобелевская неделя начинается 3 октября. Первыми в Стокгольме объявят лауреатов в области физиологии и медицины, 4 октября назовут обладателей премии по физики, а 5 октября — по химии. Нобелевский комитет редко отмечает самые последние исследования. Обычно награда находит лауреата спустя годы и даже десятилетия после открытия. По правилам премии в один год могут быть отмечены не более двух работ в одной научной отрасли, а общее число обладателей награды не может быть больше трех человек.

«Известия» обратились к российским ученым с просьбой назвать исследования, которые заслуживают премии этого года, и проверили, насколько их оценки совпадают с прогнозами компании Clarivate. Наукометрические предсказания нобелиатов от этой организации считаются наиболее достоверными. Они основаны на объективных данных о цитируемости научных статей, что позволяет понять важность работы для своей отрасли. Однако эти прогнозы оправдываются далеко не всегда.

Физиология и медицина

По мнению аналитиков Clarivate, в тройку основных претендентов этого года на премию по медицине входит исследование японца Масато Хасэгава и американки Виктории Мань-И Ли. Они изучили белки головного мозга, служащие маркерами склероза и деменции. Второй потенциальный лауреат — американская исследовательница Мэри-Клэр Кинг, обнаружившая мутацию в гене, которая отвечает за предрасположенность к раку груди. В тройку вошел и гарвардский ученый Стюарт Оркин — он нашел белок, который переключает в организме производство детской версии гемоглобина на взрослую.

Нобелевская премия по медицине и физиологии — довольно комплексное явление, среди нобелиатов есть как врачи и физиологи, так и биологи, инженеры, физики и химики, рассказал заведующий лабораторией анализа показателей здоровья населения и цифровизации здравоохранения МФТИ Станислав Отставнов.

— Кто конкретно получит премию, прогнозировать я не берусь. Непросто выбрать «главного героя», ведь сегодня большая наука делается большими коллективами. Создание вакцин против COVID-19, которое произошло в беспрецедентно короткие сроки, стало явлением в мире медицины, однако имена их разработчиков — Каталины Карико, Угура Шахина и Дениса Логунова всерьез при обсуждении нобелевских лауреатов не упоминались, — сказал Станислав Отставнов.

В медицине в последнее время особое внимание привлекают три темы: коронавирсуная инфекция, онкологические болезни и врожденные патологии, считает академик РАН, директор Института кластерной онкологии Сеченовского университета Игорь Решетов. Это могут быть работы, связанные, например, с молекулярно-генетическими предсказаниями заболеваний, их профилактикой или биохимической коррекцией.

— В области коронавируса важным было не только создание вакцин, но и выяснение этимологии заболевания и его прогнозирование. Эти исследования позволяют с математической точностью вычислить кратность мутаций в геноме, которые делают вирус особенно «злым». Как для гриппа, мы теперь можем предсказать, с каким интервалом нужно ждать эпидемии, также мы сможем делать это и для COVID-19, — сказал Игорь Решетов.

Физика

Clarivate называет самым вероятным претендентом на премию 2022 года по физике немца Иммануэля Блоха, который использовал квантовые симуляторы на основе газов для моделирования состояния электронов в твердых телах. Ученый из Стенфордского университета Стивен Квейк может получить награду за работу в области микрофлюидики, то есть за изучение свойств мельчайших потоков жидкостей. Также в числе кандидатов называют японских специалистов Такаси Танигучи и Кенъи Ватанабэ, получивших двумерную модификацию нитрида бора — второй в истории двумерный материал после графена.

В последние годы большие группы авторов получили значимые результаты в области квантовой теории твердого тела. И они вполне достойны быть отмечены Нобелевской премией по физике, считает директор центра инфраструктурного взаимодействия и партнерства MegaScience НИТУ МИСИС Михаил Дубинин.

— У ядер кристаллической решетки есть свойство, которое называют спином. Оно отличает их направление в пространстве. Спины могут смотреть в разные стороны, а могут в одну, что значит, что они упорядочены. И изменяя это свойство, мы можем менять оптические характеристики вещества. Например, можно создать стекло, которое при воздействии электрических или магнитных полей меняет свою прозрачность, — рассказал Михаил Дубинин.

Максимальным по своему резонансу открытием сегодня следует назвать исследования по созданию квантового компьютера, уверен директор Центра перспективных методов мезофизики и нанотехнологий МФТИ Василий Столяров.

— Было доказано превосходство квантового вычислителя над классическим. С этой целью обеим машинам ставились некоторые задачи. Например, играть в шахматы, и исследователи наблюдали, какой «игрок» быстрее с этими задачами справится. В будущем квантовый компьютер можно будет использовать для построения маршрутов или синтеза новых материалов. Но сейчас просто нужно научиться делать компьютеры на новых принципах, — сказал Василий Столяров.

Химия

Основным кандидатом на премию по химии в Clarivate называют исследовательницу из Стэнфорда Чжэнань Бао, которая создала электронную кожу, — гибкий материал, взаимодействующий с электронными сенсорами. Это позволит создать, например, чувствительные протезы. Другими вероятными претендентами считают Бонни Басслера из Принстона и Питер Гринберга из университета Вашингтона. Они поняли, как бактерии регулируют экспрессию генов в своих клетках в зависимости от плотности популяции. Замыкает тройку кандидатов ученый Даниэль Ночера из Гарварда, который обнаружил химические реакции, в которых транспорт протонов происходит одновременно с транспортом электронов.

— В этом году можно выделить исследование, посвященное транспорту протонов и электронов, которое вошло и в прогноз Clarivate. Оно посвящено клеточной энергетике. Открытие позволит генными методами улучшать, например, растительные системы, которые были бы не так чувствительны к кислороду. Также интереса заслуживает упомянутая работа американцев об экспрессии генов в клетках бактерий в зависимости от размера популяции. Используя эти свойства микробов, можно предотвращать развитие инфекционных болезней, — сказал заведующий лабораторией молекулярной генетики Центра изучения молекулярных механизмов старения и возрастных заболеваний МФТИ Илья Манухов.

Лауреаты в области физиологии и медицины станут известны уже 3 октября в 12:30 по московскому времени.