Нобелевка-2016: клеточные самоеды, электроны как фотоны и молекулярные моторы

Фото: РИА Новости

Этот термин можно перевести на русский как «самоедство». Но это не самоубийство, а способ, которым клетка избавляется от ненужных в данный момент или плохо работающих частей. Как только включается аутофагия, внутри клетки начинают вырабатываться ферменты, которые такие структуры уничтожают. Оставшийся после них «мусор» выводится из организма специальными клетками.

― Осуми вполне достоин Нобелевской премии, это хороший выбор, ― считает кандидат биологических наук, доцент биологического факультета МГУ Максим Скулачёв. ― Он классик. Само явление аутофагии люди наблюдали задолго до его открытий, он же в начале девяностых исследовал этот процесс на дрожжах и, что самое важное, выявил генетическую структуру, которая управляет этим процессом.

Коллеги Осуми считают, что открытие японца не только важно для понимания физиологических процессов, но и поможет в будущем в борьбе со многими заболеваниями, включая онкологические и нейродегенеративные.

Во вторник Нобелевскую премию по физике присудили трём британским теоретикам, работающим в университетах США ― Дэвиду Таулесу из Университета штата Вашингтон, Дункану Холдейну из Пристона и Майклу Костерлицу из Брауновского университета. Они разделили 8 миллионов шведских крон (около 940 тысяч долларов) «за теоретические открытия топологических фазовых переходов и топологических фаз материи».

Присуждение Нобелевской премии по физике. Фото: AFP 2016/ Jonathan Nackstrand

За этим зубодробительным определением стоит сложный математический аппарат, использующий принципы топологии ― раздела математики, который изучает деформацию форм без разрывов и склеиваний. История открытий, сделанных нынешними Нобелевскими лауреатами, началась ещё в 70-е годы прошлого века. Тогда Костерлиц и Таулес, используя непривычный для того времени топологический подход, опровергли общее мнение, что сверхпроводимость и сверхтекучесть не могут возникать в тонких пленках. В восьмидесятые Холдейн, используя тот же подход, дополнил их теорию и объяснил свойства цепочек из микромагнитов, которые обнаружили в ряде материалов.

Старший научный сотрудник физического факультета МГУ Светослав Кузьмичёв с осторожностью относится к использованию сверхпроводимости в топологических материалах. На его взгляд, в известных на сегодня материалах такого сорта слишком мало носителей тока, хотя эти носители попросту поражают.

― В топологических изоляторахэлектроны рассматриваются как квазичастицы и ведут себя почти как фотоны, ― сказал Кузьмичёв в беседе с «ТД». ― Их кажущаяся масса равна нулю, они движутся на порядки быстрей, чем обычные электроны в обычном металле (там эта скорость составляет около 1 см/сек). Но главное, пожалуй, ― их возможное родство с материалами, обладающими высокотемпературной сверхпроводимостью. И для тех, и для других характерна слоистость кристаллов и квазидвумерная проводимость. Пока неочевидно, но интуиция подсказывает, что это родство плюс их колоссальная подвижность, плюс их защищённость от рассеяния на дефектах ― всё это может дать базу для устойчивой реализации сверхпроводящего состояния с исключительными свойствами.

А в среду отмечали заслуги химиков. Лауреатами Нобеля стали учёные из Франции, США и Нидерландов ― Жан-Пьер Соваж, Джеймс Фрейзер Стоддарт и Бернард Феринга. Формулировка о награждении звучит так: «За проектирование и синтез молекулярных машин». Лауреаты этого года способствовали возникновению технологии, которая может иметь революционное значение. Соваж, Стоддарт и Феринга не только «уменьшили» машины, как заявляет Нобелевский комитет, но и придали химии новое измерение.

Лауреат Нобелевской премии по химии Бернард Феринга. Фото: Reuters

Первый шаг к молекулярной машине профессор Жан-Пьер Соваж сделал в 1983 году, когда успешно соединил две кольцеобразные молекулы вместе и сформировал цепь, известную как катенан. Он сумел заставить эти кольца двигаться «по приказу» друг относительно друга. В 1991 году Фрейзер Стоддарт продел молекулярное кольцо в тонкую молекулярную ось и показал, что оно может перемещаться вдоль оси. Впоследствии на его идеях были разработаны молекулярный лифт, молекулярный мускул и основанный на молекуле компьютерный чип. А Бернард Феринга был первым, кто разработал молекулярный мотор. В 1999-м году он создал молекулярную лопасть ротора, постоянно вращающуюся в одном направлении. Используя молекулярные моторы, этот ротор вращал стеклянный цилиндр, который был в 10 тысяч раз больше мотора.

― Все они заслуживают этой премии, можно даже не сомневаться, ― заявил в интервью журналу Science фотохимик Торстен Бах из Технического университета в Мюнхене. ― Они в полном смысле слова открыли нам глаза, дали понять, что нужны молекулярные машины, моторы, тормоза, зубчатые передачи… Я боюсь даже загадывать, к чему это может привести.

Напомним, что сегодня в Осло объявят лауреата Нобелевской премии мира, а в понедельник станет известен обладатель Премии Шведского государственного банка по экономическим наукам памяти Альфреда Нобеля. А вот с нобелиатом по литературе придётся подождать: в этом году комитет премии нарушил традицию оглашать всех победителей в течение недели, так что писателя-лауреата назовут только 13 октября.