От нейронных звезд до исправления «ошибки» в ДНК: главное в науке 2017-го

Тренд мировой науки в 2017 году –​ стабильность заложенных тенденций. Главные прорывы –​ результат работы успешных технологий, созданных в предыдущие годы, в частности, коллаборации LIGO и VIRGO, инструмента генной инженерии CRISPR-Cas9, накопленных методов обнаружения экзопланет. Событие года в российской научной политике –​ безусловно, выборы нового президента РАН, фигура которого вызывает сдержанный оптимизм в научном сообществе. Подробнее –​ в нашем обзоре.

Познание мира года

Пожалуй, поставщиком главных научных новостей 2017 года вновь стала коллаборация VIRGO (Италия) и LIGO (США). В феврале 2016 года было объявлено о первом экспериментальном обнаружении двумя детекторами LIGO предсказанных еще Альбертом Эйнштейном гравитационных волн (за это в 2017 году была вручена нобелевская премия), и эксперимент продолжил работать, выдавая одно интересное наблюдение за другим. Сначала гравитационные волны были зафиксированы не двумя, как в первый раз, а тремя детекторами – а значит, указать направление, откуда они пришли, можно намного точнее.

А потом удалось поймать сигнал, вызванный слиянием не двух черных дыр, как до этого, а двух нейтронных звезд. 17 августа один из двух американских детекторов установки LIGO зафиксировал небывало длинный – около 100 секунд – сигнал (позже выяснилось, что волну, впрочем, искаженную шумами, увидел и второй детектор LIGO, а также и итальянский VIRGO). Несколько секунд спустя мощную вспышку гамма-излучения заметили автоматические телескопы “Ферми” и “Интеграл”. Благодаря такому богатому набору наблюдений удалось достаточно точно предсказать, где искать источник – крупную космическую катастрофу. И вскоре он был найден – столкновение двух нейтронных звезд 1,1 и 1,16 массы Солнца в 130 миллионах световых лет от нас, в созвездии Гидры. Такие события называют килоновыми. И новое наблюдение позволило подтвердить гипотезу, что именно они ответственны за возникновение большей части тяжелых элементов во Вселенной. Золото в вашем кольце или браслете скорее всего давным-давно возникло в процессе слияния двух далеких нейтронных звезд.

Инопланетяне года

В феврале 2017 года американское аэрокосмическое агентство NASA созвало срочную пресс-конференцию, анонсировав тему – “Открытие за пределами Солнечной системы”. Журналисты были заинтригованы – некоторые были готовы предположить, что исследователи готовятся объявить о первом контакте с внеземным разумом. Но нет, инопланетяне пока не вышли на связь, на пресс-конференции “всего лишь” рассказали об обнаружении очередных четырех планет за пределами Солнечной системы –​ такие объекты называют экзопланетами. Теоретически на них может быть жизнь, хотя на самом деле это маловероятно.

Обнаруженные экзопланеты находятся в звездной системе далекого и тусклого "красного карлика" под названием TRAPPIST-1. Ранее у той же звезды уже успели найти три планеты – они похожи по размерам на Землю, и одна из них, вероятно, лежит в так называемой обитаемой зоне – на подходящем удалении от местного светила, чтобы на их поверхности могла существовать жидкая вода, что является необходимым условием для развития хоть сколько-нибудь сложной жизни, подобной земной. Четыре новые планеты по размерам тоже напоминают Землю, и две из них лежат в обитаемой зоне. Итого – сразу три планеты с шансами на существование жизни в одной звездной системе. Вот только звезда подкачала – в 10 раз меньше Солнца по массе и в 2000 раз слабее по светимости. Ждать летающих тарелок из системы Trappist-1 пожалуй не стоит. Но ничего страшного: на сегодняшний день мы знаем уже несколько тысяч экзопланет и с каждым годом интересных кандидатов на существование жизни, расположенных в обитаемых зонах своих звезд, становится все больше.

Медицинская перспектива года

За первенство среди поставщиков главных научных прорывов с детекторами гравитационных волн успешно соперничает технология редактирования генома CRISPR-Cas9. Инструмент, с помощью которого можно очень точно находить в последовательности ДНК нужное место и делать разрез, ученые подсмотрели у бактерий – для них это один из способов бороться с вирусами. В первой половине 2010-х годов он превратился в работающую, и, что очень важно, недорогую технологию генной инженерии. С ее помощью уже успели создать улучшенные шампиньоны и бесплодных малярийных комаров, но теперь сделан еще один шаг в направлении, которое одних крайне воодушевляет, а других так же сильно пугает, – к генетическому модифицированию человека. В 2017 году был описан успешный эксперимент по редактированию мутации в ДНК человеческого эмбриона. Исследователям удалось исправить ошибку в гене MYBPC3 на 11-й хромосоме – эта мутация во многих случаях приводит к гипертрофической кардиомиопатии, неизлечимому наследственному заболеванию.

Генно-модифицированный человек на свет не появится – во всяком случае на этот раз. Исследовательская группа из Орегонского университета под руководством Шухрата Миталипова (ученый уйгурского происхождения, выходец из Казахстана, защитивший докторскую диссертацию в Институте генетики человека Медико-генетического научного центра РАМН в Москве) работала с донорскими яйцеклетками, полученными от 12 здоровых женщин, и донорской спермой одного мужчины, ДНК которого несла мутацию в гене MYBPC3. Ученые пытались “починить” ошибку в генетическом коде сперматозоида, а затем давали оплодотворенной им яйцеклетке развиться в течение нескольких дней. Мутацию несет половина сперматозоидов донора, так что в обычной ситуации половина эмбрионов унаследовала бы генетическую ошибку. А вот в ходе эксперимента здоровыми оказались 42 эмбриона из 58, то есть 72,4 процента. Это статистически значимая разница, указывающая на то, что впервые в истории ученым удалось успешно исправить мутацию в ДНК человеческого эмбриона.

Если исследование группы Миталипова можно назвать первым шагом к использованию новых сверхточных генно-инженерных технологий для лечения генетических заболеваний у людей, то следующие шаги последовали очень быстро. В октябре 2017 года 44-летний американец Брайан Мадо, страдающий от редкого генетического синдрома Хантера, прошел первый этап специальной генетической терапии, которая, как надеются исследователи, способна навсегда избавить его от болезни. Терапия основана на технологии генетического редактирования, конкурирующей с CRISPR, – она носит забавное название zinc fingers, цинковые пальчики.

Событие в научной политике года

Одно из главных научных событий года в России – первые с реформы Российской академии наук 2013 года выборы нового президента РАН, состоявшиеся в сентябре. Изначально они должны были пройти еще в марте, но тогда на Общем собрании РАН произошел скандал: самый популярный кандидат, Владимир Фортов, готовившийся избраться на второй срок, неожиданно снял свою кандидатуру. Его примеру последовали другие кандидаты.

В кулуарах обсуждалось, что сделано это было под внешним давлением – то ли в интересах одного из кандидатов Владислава Панченко, то ли чтобы дискредитировать саму процедуру академических выборов и сделать должность президента РАН назначаемой. И хотя подвоха академическая общественность ждала до последнего момента, демократические выборы в Российской академии наук состоялись.

По итогам двух туров победителем стал директор нижегородского Института прикладной физики, физик Александр Сергеев. Во втором туре он набрал 1045 голосов, более чем в два раза опередив набравшего 412 голосов Роберта Нигматулина, научного руководителя Института океанологии имени П.П. Ширшова. Владислав Панченко, которого многие считали “кандидатом власти”, занял в первом туре четвертое место из пяти, набрав 204 голоса из 1596 возможных.

Сергеев изначально был ставленником физиков – он выдвинут Отделением физических наук, но поддержан многими другими авторитетными группами, в частности, влитыми в РАН в ходе реформы членами ранее независимой Российской академии медицинских наук. Для одних в пользу Сергеева говорило то, что он является действующим ученым с качественными научными публикациями, для других – его административный опыт (нижегородский ИПФ – очень успешный российский институт, кстати, принимавший участие в коллаборации LIGO), для третьих – его умение выполнять прикладные работы, как совместные с медиками, так и для оборонной промышленности. Наконец, четвертые видели в Сергееве фигуру человека, свежего для московской научной бюрократии, не успевшего испортить отношения ни с научным сообществом, ни с властями.

Спустя четыре месяца говорить что-то об успехах Александра Сергеева на новом посту рано. Но вот один из тревожных звоночков: в декабре в Отделении медицинских наук РАН прошла конференция, в ходе которой член-корреспондент академии Олег Эпштейн рекламировал так называемые “релиз-активные” препараты, в сущности по механизму действия ничем не отличающиеся от гомеопатии. Кстати, Эпштейн возглавляет компанию, как раз и производящую такие препараты. По итогам конференции участники приняли резолюцию, рекомендовавшую Минздраву признать эти лекарства эффективными. Александр Сергеев на произошедшее никак не отреагировал. А ведь не далее, чем в феврале 2017-го года Комиссия РАН по борьбе с лженаукой и фальсификациями научных исследований приняла меморандум о лженаучности гомеопатии.

И все-таки главное, чего академики и другие ученые ждут от Сергеева – ревизии реформы РАН, которую критикуют главным образом за многократно возросшую бюрократическую нагрузку на ученых и погоню за бессмысленными наукометрическими показателями.

В конце декабря группа из 400 ученых направила открытое письмо Владимиру Путину, в котором авторы в очередной раз пожаловались на то, что из-за реформы Академии наук в стране "создана громоздкая и неработающая система управления наукой", которая мешает научной деятельности. Комментируя его, один из подписантов, член-корреспондент Аскольд Иванчик, заметил, что “после избрания нового президента академии казалось, что в ближайшем времени изменения возможны. Даже установилось довольно благостное у многих отношение: теперь все будет замечательно, все изменится к лучшему. Тем не менее, ничего не меняется пока”. Сам Александр Сергеев сопроводил публикацию письма словами, что академики вольны высказывать собственное мнение.

Научный курьез года

Один из самых забавных научных курьезов связан с еще одним выходцем из Нижнего Новгорода и тоже по фамилии Сергеев. В конце ноября ряд российских изданий, в частности, агентство ТАСС, рапортовали, что математик, профессор Нижегородского госуниверситета имени Лобачевского и итальянского Университета Калабрии Ярослав Сергеев решил сразу две проблемы Гильберта, в частности, до сих пор никому не поддающуюся гипотезу Римана из области теории чисел. Последняя, кстати, входит еще и в список “задач тысячелетия”, в числе которых была, например, решенная Григорием Перельманом гипотеза Пуанкаре.

Сергеев не столько нашел доказательства этих знаменитых математических задач, сколько посчитал, что они вовсе не требуются. Математик предложил новую систему описания бесконечности и заявил, “что проблема снимается, потому что математики борются не с проблемой, а с дефектами своих инструментов”.

Быстро выяснилось, что Сергеев не первый раз становится героем громких публикаций в прессе. Например, в 2010 году сообщалось, что он стал лауреатом “престижной международной Премии Пифагора по математике, вручаемой в итальянском городе Кротон”. Тогда же на его деятельность обратили внимание некоторые специалисты в теории, о достижениях в которой объявляет Сергеев. В частности, новосибирский математик Семен Кутателадзе назвал исследования Сергеева о бесконечности “малоинтересными математически, но весьма претенциозными и тем небезопасными для науки спекуляциями”. Кутателаздзе обратил внимание, что "престижная премия", которой награжден Сергеев, учреждена в городе, где он работает, при участии университета, профессором которого он и является.

Российские специалисты в матлогике уверены, что в работах Ярослава Сергеева нет нетривиальных научных результатов (подробная аргументация опубликована в Сибирском математическом журнале), что его новая работа с “решением” проблем Гильберта – “по большому счету небольшой фрагмент нестандартной теории множеств или нестандартного анализа”, а про самого автора говорят, что он “не считается мало-мальски значимой фигурой в математическом мире России, он где-то на задворках мировой математики ошивается”.

Ситуация, однако, осложнялась тем, что заявления Ярослава Сергеева о решении проблем Гильберта как бы были легитимизированы соответствующей статьей, опубликованной в авторитетном научном журнале Европейского математического общества EMS Surveys in Mathematical Sciences. В редакционный совет этого издания входят математические звезды первой величины, в частности, обладатели Филдсовской медали Тимоти Гауэрз и Саймон Дональдсон. По идее, выход почти сто страничной статьи Ярослава Сергеева в издании такого уровня доказывал значимость его результатов.

Российские математики и научные журналисты направили в адрес редакторов и членов редсовета EMS Surveys несколько писем с просьбой прокомментировать факт публикации работы Ярослава Сергеева. Вскоре выяснилось, что члены редакционного совета не видели этой статьи до ее выхода, а сама публикация скорее всего была инициативой кого-то из главных редакторов издания (один из них, Никола Белломо, в 2016 году был с визитом в лаборатории Сергеева в Калабрии). На сайте журнала появилось заявление, в котором члены редсовета выразили “глубокое сожаление” фактом публикации работы Сергеева, назвали ее “серьезной ошибкой”, которая “не соответствует высокому уровню, которого мы ожидаем от журнала”. Оба главных редактора издания признали ответственность за произошедшее и подали в отставку.

Впрочем, на этом борьба не закончена. Сама работа Сергеева не отозвана из журнала, а текст заявления редсовета успел переехать со страницы, где была опубликована электронная версия статьи, на отдельную страницу. Можно предположить, что это – следствие нетипичной для академического сообщества активности математика. Так, изданию Лента.Ру, разместившему критическое интервью о работах нижегородца, он пригрозил своими “итальянскими адвокатами”.