В Швеции прошла торжественная церемония вручения Нобелевских премий 2016 года. Девять из одиннадцати лауреатов получили почетные дипломы и золотые медали в Филармонии Стокгольма из рук короля Швеции Карла ХVI Густава. Онлайн-трансляция церемонии велась на официальном канале премии на YouTube.
Первой вручена Нобелевская премия мира. Ее в этом году получил президент Колумбии Хуан Мануэль Сантос . Согласно последней воле знаменитого шведского химика Альфреда Нобеля, премия мира, в отличие от остальных наград, носящих его имя, присуждается и вручается в Осло, а не Стокгольме, напоминает ТАСС.
Глава Колумбии удостоился награды за "решительные усилия, направленные на то, чтобы положить конец более чем 50-летней гражданской войне в стране". С 1964 года конфликт унес жизни 220 тысяч колумбийцев и вынудил 6 млн человек покинуть свои дома.
В своей нобелевской речи Хуан Мануэль Сантос отметил, что благодаря этой премии "немыслимая мечта" о мире в его стране получит новый толчок. "По итогам этого соглашения (между властями Колумбии и боевиками Революционных вооруженных сил. - Прим. ред.) мы можем сказать, что американский континент - от Аляски до Патагонии - стал землей мира", - сказал Сантос (цитата по "Интерфакс").
Президент добавил, что достижение мира в Колумбии после полувека кровопролитного гражданского конфликта - это часть той мечты, о которой в своей нобелевской лекции в 1982 году говорил выдающийся колумбийский писатель Габриэль Гарсия Маркес.
— The Nobel Prize (@NobelPrize) 10 декабря 2016 г. — The Nobel Prize (@NobelPrize)Профессору Токийского технологического института Ёсинори Осуми. Японский ученый удостоился ее за свои фундаментальные работы, объяснившие миру, как происходит аутофагия - ключевой процесс переработки и реутилизации клеточных компонентов.
Благодаря работам Ёсинори Осуми другие ученые получили инструменты для изучения аутофагии не только у дрожжей, но и у других живых существ, включая человека. В ходе дальнейших исследований было установлено, что аутофагия - это консервативный процесс, и у людей он происходит приблизительно так же. При помощи аутофагии клетки нашего тела получают недостающие энергетические и строительные ресурсы, мобилизуя внутренние резервы. Аутофагия задействована при удалении поврежденных клеточных структур, что важно для поддержания нормальной работы клетки. Также этот процесс - один из механизмов программируемой клеточной смерти. Нарушения аутофагии могут лежать в основе рака и болезни Паркинсона. Кроме этого, аутофагия направлена на борьбу с внутриклеточными инфекционными агентами, например, с возбудителем туберкулеза. Возможно, благодаря тому, что когда-то дрожжи открыли нам секрет аутофагии, мы получим лекарство от этих и других заболеваний.
Нобелевскую премию в 2016 году начали присуждать с 3 октября. Первым, кто узнал о своей победе, стал японский биолог Есинори Осуми.
Сумма, которая выплачивается победителям, равняется восьми миллионам шведских крон (около 24 миллионов гривен).
Аутофагия
Аутофагия - процесс, при котором внутренние компоненты клетки попадают внутрь ее лизосом, если речь идет о млекопитающих, после чего подвергаются деградации.
Японский биолог на протяжении двадцати лет занимался исследованием разложения внутри клеток. Он выделил гены, отвечающие за аутофагию в дрожжах, и описал схожие процессы в клетках других организмов.
"Открытия Осуми изменили наши представления о том, как клетки перерабатывают сами себя. Его работы открыли новое направление в понимании аутофагии как части разных физиологических процессов - от приспособления к голоду до реакции на заражение", - говорится в пресс-релизе Каролинского института, который вручает премию.
Фазы материи
Машины размером с молекулу
Также получили трое ученых из Франции, Шотландии и Нидерландов. Жан-Пьер Соваж, Фрэйзер Стоддарт и Бернард Феринга победили благодаря проектированию и синтезу молекулярных машин.
Трое химиков разработали молекулы с контролируемыми движениями, которые могут выполнять определенные задания.
"С точки зрения развития науки, молекулярные двигатели сейчас на том же этапе, что и электрический двигатель в 1830-е годы. Тогда ученые показали работу кривошипных механизмов и колец, не зная, что это приведет к созданию поездов, стиральных машин, вентиляторов и кухонных комбайнов", - рассказали в Нобелевском коммитете.
Получили британец Томас Линдалл, американцы Полу Модричу и Азизу Санкару за исследования механизма репарации ДНК.
Завершение полувековой войны
Получил президент Колумбии Хуан Мануэль Сантос, поскольку смог положить конец гражданской войне, длившейся 52 года. В этом конфликте с партизанами погибли более 200 тысяч колумбийцев.
Нобелевский комитет подчеркивает, что таким образом отметил заслуги Сантоса в окончании более чем полувековой гражданской войны. В ходе этого конфликта погибли 220 тысяч колумбийцев, еще шесть миллионов стали вынужденными переселенцами.
"Эта награда должна также символизировать заслуги народа Колумбии, который, вопреки тяготам и страданиям, не оставил надежды на справедливый мир", - говорится в сообщении комитета.
Соглашение о перемирии между колумбийскими властями и FARC было подписано 27 сентября. После этого состоялся референдум, на котором жители страны с небольшим перевесом проголосовали против заключения мирного договора с партизанами.
Однако Сантос заявил, что результат плебисцита не скажется на мирном процессе.
Напомним, Квартет национального диалога Туниса.
Теория контрактов
Получили американцы Оливер Харт из Гарвардского университета и Бенгт Холмстрем из Массачусетского технологического института. "Нобеля" они удостоились за развитие теории контрактов, которая объясняет, почему мы заключаем разные контракты на выполнение разных типов работ, и почему эти соглашения устроены именно так, а не иначе.
Теория контрактов - это направление, которое стало активно развиваться в 1970-е годы. Она изучает определение параметров контракта экономическими агентами в том числе в условиях несимметричности информации, которыми эти агенты располагают.
Эта теория отвечает на вопросы о том, почему мы заключаем разные контракты на выполнение разных типов работ и почему эти соглашения устроены именно так, а не иначе.
Получил американец Энгус Дитон за анализ проблем потребления, бедности и социального обеспечения.
Новые поэтические выражения
Получил американский певец Боб Дилан. Награды он удостоился за "создание новых поэтических выражений в рамках великой американской песенной традиции".
Боб Дилан - культовая фигура в рок-музыке, один из самых значимых и популярных музыкантов современности. Некоторые его композиции использовали в США участники движений за гражданские права.
В 2010 году журнал Rolling Stones присудил Дилану второе место в списке самых великих музыкантов 20 века - первое место тогда заняла группа The Beatles.
Белорусская писательница Светлана Алексиевич "за ее многоголосное творчество - памятник страданию и мужеству в наше время".
В 2016 году Нобелевский комитет присудил премию по физиологии и медицине японскому ученому Ёсинори Осуми за открытие аутофагии и расшифровку ее молекулярного механизма. Аутофагия - процесс переработки отработавших органелл и белковых комплексов, он важен не только для экономного ведения клеточного хозяйства, но и для обновления клеточной структуры. Расшифровка биохимии этого процесса и его генетической основы предполагает возможность контроля и управления всем процессом и его отдельными стадиями. И это дает исследователям очевидные фундаментальные и прикладные перспективы.
Наука несется вперед такими невероятными темпами, что неспециалист не успевает осознать важность открытия, а за него уже присуждается Нобелевская премия. В 80-х годах прошлого века в учебниках биологии в разделе о строении клетки можно было среди прочих органелл узнать о лизосомах - мембранных пузырьках, заполненных внутри ферментами. Эти ферменты нацелены на расщепление различных крупных биологических молекул на более мелкие блоки (нужно отметить, что тогда наша учительница по биологии еще не знала, зачем нужны лизосомы). Их открыл Кристиан де Дюв , за что в 1974 году ему была присуждена Нобелевская премия по физиологии и медицине.
Кристиан де Дюв с коллегами отделял лизосомы и пероксисомы от других клеточных органелл с помощью нового тогда метода - центрифугирования , позволяющего рассортировать частицы по массе. Лизосомы теперь широко используются в медицине. Например, на их свойствах основана адресная доставка лекарств к поврежденным клеткам и тканям: молекулярный препарат помещают внутрь лизосомы за счет разницы в кислотности внутри и снаружи нее, а затем лизосома, снабженная специфическими метками, отправляется в пораженные ткани.
Лизосомы по роду своей деятельности неразборчивы - они дробят на составные части любые молекулы и молекулярные комплексы. Более узкие «специалисты» - протеасомы , которые нацелены только на расщепление белков (см.: , «Элементы», 05.11.2010). Их роль в клеточном хозяйстве трудно переоценить: они следят за отслужившими свой срок ферментами и уничтожают их по мере необходимости. Этот срок, как мы знаем, определен весьма точно - ровно столько времени, сколько клетка выполняет конкретную задачу. Если бы ферменты не уничтожались по ее выполнении, то идущий синтез трудно было бы остановить вовремя.
Протеасомы имеются во всех без исключения клетках, даже в тех, где нет лизосом. Роль протеасом и биохимический механизм их работы был исследован Аароном Чехановером , Аврамом Гершко и Ирвином Роузом в конце 1970-х - начале 1980-х годов. Они открыли, что протеасомы узнают и уничтожают те белки, которые помечены белком убиквитином . Реакция связывания с убиквитином идет с затратами АТФ . В 2004 году эти трое ученых получили Нобелевскую премию по химии за исследования убиквитин-зависимой деградации белков. В 2010 году, просматривая школьную программу для одаренных английских детей, я усмотрела на картинке строения клетки ряд черных точек, которые были помечены как протеасомы. Однако школьная учительница в той школе не смогла объяснить ученикам, что это такое и для чего эти загадочные протеасомы нужны. С лизосомами на той картинке уже никаких вопросов не возникло.
Еще в начале исследования лизосом было замечено, что внутри некоторых из них заключены части клеточных органелл. Значит, в лизосомах разбираются на части не только крупные молекулы, но и части самой клетки. Процесс переваривания собственных клеточных структур получил название аутофагия - то есть «поедание самого себя». Как в лизосому, содержащую гидролазы, попадают части клеточных органелл? Этим вопросом еще в 80-е годы начал заниматься , изучавший устройство и функции лизосом и аутофагосом в клетках млекопитающих. Он со своими коллегами показал, что в клетках в массе появляются аутофагосомы, если их выращивать на малопитательной среде. В связи с этим появилась гипотеза, что аутофагосомы формируются, когда необходим резервный источник питания - белки и жиры, входящие в состав лишних органелл. Как формируются эти аутофагосомы, нужны ли они в качестве источника дополнительного питания или для иных клеточных целей, как их находят лизосомы для переваривания? Все эти вопросы в начале 90-х годов не имели ответов.
Взявшись за самостоятельные исследования, Осуми сфокусировал усилия на изучении аутофагосом дрожжей. Он рассудил, что аутофагия должна быть консервативным клеточным механизмом, следовательно, ее удобнее изучать на простых (относительно) и удобных лабораторных объектах.
У дрожжей аутофагосомы находятся внутри вакуолей, а затем там распадаются. Их утилизацией занимаются различные ферменты-протеиназы . Если в клетке протеиназы дефектные, то аутофагосомы накапливаются внутри вакуолей и не растворяются. Осуми воспользовался этим свойством для получения культуры дрожжей с повышенным числом аутофагосом. Он выращивал культуры дрожжей на бедных средах - в этом случае аутофагосомы появляются в изобилии, доставляя голодающей клетке пищевой резерв. Но в его культурах использовались мутантные клетки с неработающими протеиназами. Так что в результате клетки быстро накапливали в вакуолях массу аутофагосом.
Аутофагосомы, как следовало из его наблюдений, окружены однослойными мембранами, внутри которых может находиться самые разнообразное содержимое: рибосомы, митохондрии, гранулы липидов и гликогена. Добавляя или убирая ингибиторы протеаз в культуры немутантных клеток, можно добиться увеличения или уменьшения числа аутофагосом. Так что в этих экспериментах было продемонстрировано, что эти клеточные тельца перевариваются с помощью ферментов-протеиназ.
Очень быстро, всего за год, используя метод случайного мутирования, Осуми выявил 13–15 генов (APG1–15) и соответствующих белковых продуктов, участвующих в образовании аутофагосом (M. Tsukada, Y. Ohsumi, 1993. Isolation and characterization of autophagy-defective mutants of Saccharomyces cerevisiae ). Среди колоний клеток с дефектной протеиназной активностью он под микроскопом отбирал такие, в которых не было аутофагосом. Затем, культивируя их по отдельности, выяснял, какие гены у них испорчены. Еще пять лет понадобилось его группе, чтобы расшифровать в первом приближении молекулярный механизм работы этих генов.
Удалось выяснить, как устроен этот каскад, в каком порядке и как эти белки друг с другом связываются, чтобы в результате получилась аутофагосома. К 2000 году прояснилась картина формирования мембраны вокруг испорченных органелл, подлежащих переработке. Одинарная липидная мембрана начинает растягиваться вокруг этих органелл, постепенно окружая их, пока концы мембраны не приблизятся друг к другу и не сольются, образовав двойную мембрану аутофагосомы. Затем этот пузырек транспортируется к лизосоме и сливается с ней.
В процессе образования мембраны участвуют APG-белки, аналоги которых Ёсинори Осуми с коллегами обнаружили и у млекопитающих.
Благодаря работам Осуми мы увидели весь процесс аутофагии в динамике. Стартовой точкой исследований Осуми был простой факт присутствия в клетках загадочных мелких телец. Теперь исследователи получили возможность, пусть и гипотетическую, управлять всем процессом аутофагии.
Аутофагия необходима для нормальной жизнедеятельности клетки, так как клетка должна уметь не только обновлять свое биохимическое и архитектурное хозяйство, но и утилизировать ненужное. В клетке тысячи износившихся рибосом и митохондрий, мембранных белков, отработанных молекулярных комплексов - всех их нужно экономно переработать и снова пустить в оборот. Это своего рода клеточный ресайклинг. Этот процесс не только обеспечивает известную экономию, но и предотвращает быстрое старение клетки. Нарушение клеточной аутофагии у человека приводит к развитию болезни Паркинсона, диабета II типа, раковых заболеваний и некоторых нарушений, свойственных пожилому возрасту. Управление процессом клеточной аутофагии, очевидно, имеет огромные перспективы, как в фундаментальном, так и в прикладном отношении.
Открытие, получившее Нобелевскую премию, можно использовать в лечении рака Лауреат этого года открыл и описал механизм аутофагии - фундаментального процесса удаления и утилизации компонентов клеток. Нарушения в процессе аутофагии или очищения клеток от «мусора» может привести к развитию таких заболеваний, как рак и неврологические заболевания.Британский физик Девид Джеймс Тоулесс (David James Thouless) родился в 1934 году в городе Берсден, Шотландия (Великобритания).
В 1955 году получил степень бакалавра в Кембриджском университете (Великобритания). В 1958 году получил степень доктора философии в Корнельском университете (США).
После защиты докторской диссертации работал в университетах в Беркли и в Бирмингеме.
С 1965 года по 1978 год - профессор математической физики в университете Бирмингема, где сотрудничал с физиком Майклом Костерлитцем .
Тоулесс и Костерлитц в начале 1970-х годов перевернули существующие теории, предполагавшие, что явление сверхпроводимости и сверхтекучести не могут наблюдаться в тонких слоях. Они продемонстрировали, что сверхпроводимость может наблюдаться при низких температурах и объяснили фазовые переходы, которые заставляют сверхпроводимость исчезать при более высоких температурах.
С 1980 года Тоулесс был профессором физики в Университете штата Вашингтон в Сиэтле (США). В настоящее время - почетный профессор в Университете штата Вашингтон .
Доктор Тоулесс является действительным членом Королевского общества, членом Американского физического общества, действительным членом Американской академии искусств и наук, а также членом американской Национальной академии наук.
Обладатель медали Максвелла (Maxwell Medal) и медали Поля Дирака (Paul Dirac Medal), присуждаемых Британским институтом физики; медали Хольвека (Holweck Medal) от Французского физического общества и Института физики. Лауреат премии имени Фрица Лондона (Fritz London Award), которая вручается ученым, внесшим выдающийся вклад в области физики низких температур; премии Ларса Онзагера (Lars Onsager Prize) от Американского физического общества и премии Вольфа (Wolf Prize).
4 октября 2016 года Девиду Тоулессу была за открытие топологических переходов и топологических фаз материи.
Костерлитц Майкл
Британский физик Джон Майкл Костерлитц (John Michael Kosterlitz) родился в 1942 году в Абердине , Шотландия (Великобритания).
В 1965 году получил степень бакалавра, в 1966 году — степень магистра в Кембриджском университете (Великобритания), в 1969 году - докторскую степень в области физики высоких энергий в Оксфордском университете (Великобритания).
Майкл Костерлитц награжден медалью Максвелла (Maxwell Medal) британского Института физики (1981), является лауреатом премии Ларса Онзагера (Lars Onsager Prize) Американского физического общества (2000).
Халдейн Данкан
Британский физик Данкан Халдейн (Duncan Haldane) родился 14 сентября 1951 года в Лондоне (Великобритания).
В 1973 году получил степень бакалавра, в 1978 года - доктора физических наук в Кембриджском университете (Великобритания).
В 1977-1981 годах работал в Международном институте Лауэ-Ланжевена в Гренобле, Франция.
В 1981-1985 годах - доцент физики Университета Южной Калифорнии, США.
В 1985-1987 годах работал во франко-американском исследовательском центре Bell Laboratories.
В 1987-1990 годах - профессор кафедры физики имени Юджина Хиггинса в Университете Калифорнии в Сан-Диего, США.
С 1990 года — профессор кафедры физики имени Юджина Хиггинса в Принстонском университете США.
Занимался разработкой нового геометрического описания дробного квантового эффекта Холла. В сферу исследований Халдейна входил эффект квантовой запутанности , топологические изоляторы.
С 1986 года - член Американского физического общества.
С 1992 года - член Американской академии искусств и наук (Бостон).
С 1996 года - член Королевского общества Лондона.
С 2001 года - член Американской ассоциации содействия и развития науки.
В 1993 году Данкан стал лауреатом премии Оливера Бакли (Oliver E. Buckley Condensed Matter Physics Prize) Американского физического общества. В 2012 году был удостоен медали Дирака (Dirac Medal) Международного центра теоретической физики имени Абдуса Салама.
В 2016 году Данкану Халдейну (совместно с Девидом Тоулессом и Майклом Костерлитцем) была по физике за открытие топологических переходов и топологических фаз материи. Как отмечается в пресс-релизе Нобелевского комитета, нынешние лауреаты "открыли двери в неизвестный мир", в котором материя может находиться в необычном состоянии. Речь, прежде всего, идет о сверхпроводниках и тонких магнитных пленках.