Cellectis bioresearch

Третий по важности научный прорыв списка – новая генно-инженерная технология под названием TALEN, которую журнал назвал "крылатой ракетой геномики". Пресса обошла вниманием эту технологию, и, наверное, то, что ее заметили и высоко оценили журналисты Science, является отличительной особенностью их списков, не высокомерным, а вежливым напоминанием – дескать, а вот остальные этого не заметили!

Технология действительно многообещающая, исследователи научились использовать белок TALEN как средство "редактирования" ДНК – разрезания молекулы в определенных местах, а потом сшивания ее обрезков в другом порядке. Собственно, генетики умели это делать и без белка TALEN, но процедуры были более трудоемкими, дорогими, а результаты – куда менее эффективными.

Журнал приводит мнение ряда экспертов, согласно которому "крылатая ракета геномики" скоро станет стандартной для лабораторий всего молекулярно-биологического сообщества.

Детекторы антинейтрино, используемые в реакторном нейтринном эксперименте Daya Bay

Фото: Daya Bay Reactor Neutrino Experiment

На четвертом месте списка – физика нейтрино. У нейтрино, как известно, есть три аромата – ароматы электронного, мюонного и тау-нейтрино. И эти нейтрино имеют странное и не объясняемое Стандартной моделью свойство осциллировать, то есть менять свой аромат, превращаться из одного вида в другой. Физики знают, что есть шесть параметров, определяющих правила для этих осцилляций, – разницы в массах и так называемые "углы смешивания". Пять были более или менее известны количественно, насчет шестого – угла смешивания тэта-один-три – был известен только верхний предел углового размера.

Работая на китайском нейтринном реакторе Дайя-бэй, многонациональная коллаборация исследователей, наконец, сумела, выяснить значение этого параметра - 8.8° плюс-минус 0.8°. Самое главное в этом – параметр тэта-один-три оказался не равным нулю. Это означает асимметрию между поведением нейтрино и антинейтрино, и ученые ожидают, что она сможет объяснить куда более важную и до сих пор необъяснимую асимметрию между количеством вещества и антивещества во Вселенной.

Некодирующая часть ДНК активна и выполняет очень важную функцию, регулируя работу генов

Genome.gov

На пятом месте – открытие открытий, результат десятилетней совместной работы многих генетических лабораторий мира в рамках проекта ENCODE (Encyclopedia of DNA Elements) по анализу человеческого генома, который многие считают фактическим продолжением программы "Геном человека". В сентябре этого года главные научные журналы мира, в том числе Science, Nature и Cell, в один день буквально взорвались более чем тремя десятками статей, рассказывающих о результатах этой гигантской работы.

А самый главный результат заключался в том, что ученым удалось выяснить роль более чем восьмидесяти процентов так называемой некодирующей части ДНК. Как известно, менее двух процентов генома занимают собственно гены, остальное долго считалось мусором, потом начали подозревать, что это не совсем мусор, а вот теперь выяснилось точно – большая часть "мусора" активна и выполняет очень важную функцию, регулируя работу генов. Все, как у нас, – два рабочих и девяносто восемь начальников.

Схема посадки Curiosity методом "небесного крана";

NASA

Шестая строка списка отдана уникальной посадке марсохода Curiosity методом "небесного крана";. Перед специалистами НАСА стояла сложная задача – спустить на Марс махину весом в 3,3 метрических тонны, за каких-то семь минут сбив ее скорость с 21240 км/час до нуля. Прежние методы посадки были для этого непригодны, и тогда был предложен "небесный кран". Методика была совершенно новая и не проверенная в реальных условиях. Журнал Nature рассказывает о драме нервов, сопровождавшей эту посадку, это было второе и последнее совпадение списка Nature со списком Science. А Science рассказывает об особенностях "небесного крана" и о сложностях его тестирования в земных условиях.

Дифракционная карта структуры белка Катепсин В

Karol Nass, CFEL

Номер семь списка Science отдан еще одной технологии – использованию рентгеновского лазера для чтения структуры белков. С помощью рентгена такие структуры с большим или меньшим успехом читают уже около сотни лет – из белков формируется кристалл, по дифракции рентгеновских лучей на решетке кристалла вычисляется их структура. Международной группе исследователей, работающей в американской национальной ускорительной лаборатории SLAC, удалось доказать, что рентгеновский лазер, который светит на много порядков ярче традиционных синхротронов, куда лучше справляется с этой задачей и может детально разглядеть структуру тех белков, которые стандартными методами увидеть нельзя.

Парализованная 53-летняя женщина с помощью вживленных в ее мозг электродов способна свободно управлять механической рукой

Видео: University of Pittsburgh Medical Center

Восьмой строкой отмечены достижения направления под названием BMI – Brain-Machine Interfaces или Интерфейс "Мозг-машина";. Это направление долговременное, нацеленное на то, чтобы научить парализованного человека совершать действия (движения) силой мысли; оно не сегодня началось и не сегодня заканчивается, но промежуточный результат вполне достоин включения в десятку важнейших прорывов года. Отмечена целая серия достижений года в области BMI. Особенно впечатляет парализованная 53-летняя женщина, которая с помощью вживленных в ее мозг электродов способна свободно управлять механической рукой, совершать ею сложные трехмерные движения.

В особых условиях в нанопроводках рядом со сверхпроводником могут появляться фермионы Майораны

TU Delft 2012

На девятой строке – опять физика, квазичастицы Майораны. Фермион Майораны предсказал в 1937-м году таинственно ушедший (или, лучше сказать, исчезнувший) гениальный физик Этторе Майорана, успевший отдать науке всего 10 лет жизни. Он придумал свое "нейтрино", которое одновременно является античастицей по отношению к самой себе и потому может само с собой аннигилировать. Значение этой гипотезы было осознано лишь через сорок лет, но сам фермион Майораны так до сих пор никто и не обнаружил.

Несколько лет назад теоретики выдвинули еще одну гипотезу, согласно которой в особых условиях в нанопроводках рядом со сверхпроводником могут появляться не известные до сих пор "квазичастицы", иначе говоря, потоки электронов будут выстраиваться так и действовать на окружающую кристаллическую решетку таким образом, будто это не они, а какая-то особая частица движется сквозь нее. И эта квазичастица должна обладать всеми свойствами фермиона Майораны. В этом году предсказания теоретиков были экспериментально подтверждены.