Каждый год журнал Nature представляет собственный список из десяти ключевых персон года — ученых, разработчиков, политиков. Это больше чем рейтинг: фигуры, выбранные самым уважаемым научным изданием мира, подчеркивают ключевые направления науки и технологий, события и открытия.

В 2017 году в него вошли специалисты по генной инженерии и гравитационным волнам, борцы за ядерное разоружение и гендерное равенство, а также маленькая девочка, преодолевшая рак с помощью генной терапии. Но есть и свой антигерой — новый член администрации президента США Скотт Прюитт, решивший свернуть науку в Агентстве по охране окружающей среды.

1. Квантовая связь

Пань Цзяньвэй (Pan Jianwei)
Научно-технический университет Китая (КНР).

Кантовые сети коммуникаций позволяют защитить данные сверхнадежными методами квантовой криптографии, однако требуют практического использования сложных и тонких эффектов квантовой механики. Команда Цзяньвэя работает над такими системами почти десять лет и в 2017 году отметилась сразу двумя серьезными достижениями. В июле ученые доложили об успешной передаче квантового состояния фотона на космический аппарат «Мо Цзы», находившийся в рекордных 1400 километрах от места передачи, а в конце сентября тот же спутник помог организовать связь между Пекином и Веной.

«Квантовая» пересылка криптографических ключей позволила провести защищенную видеоконференцию между главами Китайской и Австрийской академий наук, которые находились по разные стороны материка. Демонстрация технологии прошла успешно, и сегодня Цзяньвэй готовит к запуску новый, более совершенный спутник, который окончательно откроет дорогу новым защищенным квантовым системам связи.

2. Редактирование генома

Дэвид Лю (David Liu)
Гарвардский университет, Институт Броуда (США).

Несмотря на все перспективы новых методов генной модификации на основе системы CRISPR/Cas9, этот подход далеко не идеален и не универсален. В частности, он не позволяет редактировать вредные нарушения у неделящихся клеток, таких как нейроны головного мозга, и не слишком подходит для одиночных мутаций, с которыми связаны многие генетические болезни. Медикам известно более 32 тысяч таких одиночных замен, ведущих к развитию заболеваний, и для их исправления Лю с коллегами конструируют искусственные белки. Одна часть структуры таких молекул заимствована у ферментов Cas9 и позволяет им связываться с нужным участком ДНК, а вторая способна точечно заменять одни мутировавшие основания на другие, не внося разрывов в цепочку нуклеиновой кислоты.

В 2016 году ученые создали фермент BE3 (а впоследствии и усовершенствованную версию BE4), заменяющий цитозин тимином, а гуанин — аденозином. А в октябре 2017 года они представили белки ABE, меняющие аденин на тимин и гуанин на цитозин. Вместе они позволяют производить четыре из теоретически возможных 12 замен, однако это покрывает наиболее распространенные типы точечных мутаций. Синтетические белки работают эффективнее обычного CRISPR/Cas9, и осенью 2017 года исследователи из Китая продемонстрировали их в деле, успешно исправив в человеческих эмбрионах опасную мутацию, ведущую к развитию бета-талассемии.

3. Ядерная безопасность

Лассина Зербо (Lassina Zerbo)
Подготовительная комиссия ОДВЗЯИ.

Уроженец Буркина-Фасо, геофизик и выпускник Университета Париж-юг XI, Лассина Зербо — человек, который одним из первых в мире получает сообщения о каждом новом ядерном испытании и ракетном запуске с территории Северной Кореи. Он возглавляет комиссию международной Организации по Договору о всеобъемлющем запрещении ядерных испытаний (ОДВЗЯИ), которая ведет глобальный мониторинг ядерных испытаний. Прошедший год выдался для Лассины Зербо особенно «жарким»: он остается на острие событий вокруг усилившегося конфликта США и Японии с КНДР — единственной страной, которая продолжает испытания атомного и водородного оружия.

4. Гравитационные волны

Марика Бранчези (Marica Branchesi)
Научный институт в Гран-Сассо, Virgo (Италия).

Неравномерное движение исключительно массивных объектов создает «рябь пространства-времени», гравитационные волны, которые с недавних пор ученые научились регистрировать чувствительными детекторами. А в 2017 году впервые были зарегистрированы гравитационные волны, разбегающиеся от слияния пары нейтронных звезд. Параллельно американским детекторам LIGO и европейскому Virgo работали десятки наземных и космических инструментов, которые наблюдали вспышку и гамма-всплеск родившейся килоновой звезды в различных диапазонах.

Масштабная работа помогла подтвердить целый ряд теоретических построений о строении нейтронных звезд и синтезе тяжелых элементов в космосе. Она вряд ли была бы возможной без участия Марики Бранчези, которая наладила взаимодействие между учеными, работающими с детекторами LIGO/Virgo и с десятками других телескопов, организовала оперативный обмен информацией о замеченных и потенциально интересных событиях. Достаточно заметить, что в авторах ключевой статьи о наблюдении фигурирует порядка 3500 фамилий, — координацию их работы и ведет Бранчези.

5. Иммунная терапия

Эмили Уайтхед (Emily Whitehead)
Филадельфия (США).

В августе 2017 года американское Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA) одобрило к применению первый метод онкотерапии генномодифицированными лимфоцитами (CAR-T): искусственная модификация Т-лимфоцитов пациента позволяет им атаковать клетки опухоли и демонстрирует огромный потенциал. Первым из таких методов стала запатентованная компанией Novartis терапия Kymriah, появление которой могло и не состояться без мужества Эми Уайтхед.

В 2010 года у девочки — тогда пятилетней — была диагностирована лейкемия. Больная крайне плохо реагировала на обычную химиотерапию и считалась безнадежной. Однако, несмотря на отрицательные (и иногда даже летальные) последствия предыдущих экспериментов с терапией CAR-T, Эми и ее родители решились участвовать в клинических испытаниях нового метода. В результате девочка полностью выздоровела, и в 2017 году, уже в возрасте 12 лет, лично присутствовала на заседании FDA, — как живой довод в пользу инновационного лечения.

6. Изменения климата

Скотт Прюитт (Scott Pruitt)
Агентство по охране окружающей среды (США).

Год работы Прюитта на посту администратора американского Агентства по охране окружающей среды (EPA) при президенте Трампе оказался тревожным. Организация столкнулась с серьезным сокращением финансирования — и, по мнению редакторов Nature, глава ЕРА всячески усиливает опасные тенденции. «Мы знали, что будет назначен не поддерживающий науку администратор, — цитирует журнал эксперта Гретхен Голдман (Gretchen Goldman), — но я была впечатлена разнообразием креативных решений, которые он использует для подрыва позиций науки и ученых внутри агентства».

В самом деле, под руководством Прюитта проходит сокращение персонала, урезается целый ряд программ защиты природы, закрываются экспертные комиссии. Он известен как активный противник многих экологически ориентированных мер и, будучи генеральным прокурором Оклахомы, сам многократно судился с ЕРА. Он выступает и как «отрицатель» глобального потепления — выход США из Парижского соглашения по климату 2015 года также состоялся в 2017 году не без его участия.

7. Предсказание землетрясений

Виктор Круз-Этьенца (Victor Cruz-Atienza)
Национальный автономный университет (Мексика).

Уроженец Мехико, ученый с детства сталкивался с землетрясениями, которые нередки в мегаполисе, стоящем в сейсмически активной зоне, на подвижном основании мягких осадочных пород. Сегодня Круз-Этьенца возглавляет кафедру сейсмологии, и в 2016 году его команде удалось рассчитать распространение энергии сотрясений в долине Мехико, показав, как особенности местной геологии позволяют толчкам отзываться исключительно далеко — часто за сотни километров — от эпицентра.

В сентябре 2017 года работа Круз-Этьенца и его коллег получила блестящее подтверждение, когда в долине Мехико, в 120 километрах от столицы, произошло землетрясение магнитудой 7,1. По счастью, жертв этой катастрофы оказалось не так много, но развивалась она в полном согласии с предсказаниями ученого.

8. Мирная наука

Халед Тукан (Khaled Toukan)
Комиссия по ядерной энергетике (Иордания).

Мы слишком привыкли к тревожным и трагическим новостям с Ближнего Востока, и трудно поверить, что еще в 2010 году страны региона договорились о создании собственного международного ускорителя частиц. Синхротрон SESAME объединил таких непримиримых соперников, как Израиль и Турция, Иран, Пакистан и Египет — и с каждой стороной лично взаимодействует возглавляющий проект иорданский физик Халед Тукан. SESAME заработал в январе 2017 года и стал первой заметной попыткой нанести регион на карту мировой науки.

Расположенный в Иордании инструмент позволяет ускорять частицы по 133-метровому кольцу, получая высокоэнергетическое излучение, необходимое для массы научных изысканий, от биологических до инженерных. В ближайшее время синхротрон дополнится собственной солнечной электростанцией, которая позволит снизить затраты на его работу. По словам участников проекта, он был бы невозможен без терпения Тукана, который то и дело сглаживает конфликты между не слишком дружественными сторонами.

9. Чистота знания

Дженнифер Бирн (Jennifer Byrne)
Сиднейский университет и Детский госпиталь в Вестмиде (Австралия).

Почти два года назад онколог Дженнифер Бирн почти случайно обратила внимание на неточности и ошибки в нескольких статьях, посвященных изучению интересовавшего ее гена. Последовательности ДНК, приведенные авторами, не совпадали, заставляя сомневаться и в результатах этих работ. Заинтересовавшись проблемой, ученая занялась внимательным просмотром статей из открытой базы PubMed, и обнаружила уже десятки материалов — с прямыми и грубыми заимствованиями, неточностями генетических последовательностей, неверно показанными графическими данными, а часто и с неприемлемыми ошибками в обработке результатов.

В 2017 году эта работа привлекла большое внимание и привела к отзыву семи опубликованных статей. Французский разработчик Сирил Лабэ (Cyril Labb?) помог Бирн создать онлайн-систему Seek & Blastn, которая позволяет автоматически обнаруживать ошибки в опубликованных последовательностях ДНК. По словам самой Дженнифер, расследование позволило ей понять, насколько современная наука «построена на доверии», — а ученые начали осознавать необходимость более строгого контроля за оценкой публикуемых данных.

10. Гендерное равноправие

Энн Оливариус (Ann Olivarius)
Бюро McAllister Olivarius (США).

Выпускница Йеля и Оксфорда, блестящий адвокат, Оливариус известна в научном сообществе как непримиримый борец с проявлениями гендерного неравенства и сексуального «харрасмента» в американских вузах. По словам адвоката, она не раз сталкивалась с такими проявлениями еще будучи студенткой, и с тех пор уделяет им особое внимание. Благодаря ей американские суды рассматривают такие случаи, как нарушения 9-й поправки к Закону об образовании, которая требует соблюдения гендерного равенства. Большую роль она сыграла и в помощи жертвам череды сексуальных скандалов, которые сотрясли американский истеблишмент во второй половине 2017 года.

* * *

В завершение редакция Nature предлагает и список из пяти деятелей, за работой которых стоит особенно внимательно следить в наступающем году. В числе перспективных участников будущей «десятки Nature» 2018 года фигурируют исследовательница искусственного интеллекта и основательница института AI Now Кейт Кроуфорд (Kate Crawford), глава команды разработчиков квантовых компьютеров Google Джон Мартинис (John Martinis).

Отметим также политика, одну из вдохновителей подписания Рамочной конвенции ООН об изменении климата Патрисию Эспинозу (Patricia Espinosa) и активистку Шейонесси Нотон (Shaughnessy Naughton), химика из Принстонского университета и члена Демократической партии США, которая возглавляет некоммерческий фонд 314 Action и борется за широкое участие ученых в политике и «поддержку научно обоснованных политических решений».

Роман Фишман.