Главным научным прорывом 2011 года стало исследование, доказывающее эффективность антиретровирусной терапии для предотвращения распространения вируса иммунодефицита человека, считает редакция журнала Science, которая представила традиционный ежегодный рейтинг наиболее важных научных открытий.

В числе других важнейших достижений ученых в уходящем году журнал назвал успех японской миссии «Хаябуса» по доставке образцов вещества с астероида, новые данные о «следах» неандертальцев в геноме современных людей, исследование структуры белка, ответственного за фотосинтез у растений, обнаружение звезд, практически лишенных тяжелых элементов и ряд других открытий.

Прервать цепь ВИЧ

Антиретровирусная терапия, которую получают люди, зараженные ВИЧ, может принести двойную пользу: она не только сдерживает развитие СПИДа, но и на 96% снижает риск передачи вируса другим людям при гетеросексуальных контактах (об этом более подробно смотри здесь). Этот факт доказало крупномасштабное исследование HPTN 052, результаты которого были обнародованы в мае 2011 года, а в августе опубликованы в New England Journal of Medicine.

Международный проект HPTN 052 был запущен в 2007 году. В нем участвовали более 1,7 тысячи гетеросексуальных пар из девяти стран – Бразилии, Индии, Таиланда, США, Ботсваны, Кении, Малави, ЮАР и Зимбабве. Один из партнеров в каждой из пар был ВИЧ-положительным.

Половине ВИЧ-положительных пациентов ученые вводили антиретровирусные препараты сразу, другим же – лишь после того, как у них были зафиксированы признаки острого поражения иммунной системы, начала СПИДа. Ученые намеревались проверить гипотезу о том, что антиретровирусные средства, предназначенные для снижения вирусной нагрузки, могут снизить риск заражения. Скептики полагали, что такие препараты не повлияют на концентрацию вируса в физиологических жидкостях, через которые и происходит заражение.

Рис. 1. Симптомы и диагностика ВИЧ-инфекции и СПИДа.

Через четыре года наблюдений ученые зафиксировали, что раннее начало антиретровирусной терапии оказало значительное воздействие на передачу вируса, более того, заражения не произошло почти в 100% случаев.

Эксперты отмечают, что результаты исследования не следует понимать так, что подобная терапия сама по себе сможет остановить эпидемию.

Однако в сочетании с другими методами распространение СПИДа можно будет сдержать.

Вещество с астероида

Японский зонд «Хаябуса», который в 2003 году отправился в космос, чтобы доставить на Землю вещество с астероида Итокава, почти потерпел неудачу. Из-за неполадок забор проб грунта прошел не по плану, и ученые совсем не были уверены в том, что в устройство для сбора образцов попало хоть что-нибудь.

Рис. 2. Микроскопические частицы обнаружены
в капсуле зонда «Хаябуса».

Рис. 3. Поверхность пылинки с астерида
Итокава в оптическом микроскопе.

Рис. 4. Спускаемый модуль зонда
«Хаябуса».

Однако в капсуле зонда, приземлившегося в середине июня 2010 года в австралийской пустыне Вумера, все же были обнаружены микроскопические частицы вещества. Впрочем, ученые полагали, что они могли попасть в капсулу еще на Земле.

Но в марте были обнародованы результаты изучения химического состава и строения 52 частиц 0,03–0,01 миллиметровой величины.

Частицы оказались похожи на метеориты, найденные на Земле в разное время.

Таким образом, японским исследователям удалось впервые в истории доставить на Землю вещество небесного тела за пределами системы Земля-Луна.

Следы неандертальцев

Уходящий год, по мнению редакции Science, был отмечен прорывами в изучении генетических корней человека. Исследования генома неандертальцев и денисовцев, а также их сопоставление с геномом современных людей, показали, что

мы все еще носим в себе генетические особенности этих архаических видов людей.

Рис. 5. Череп и виртуальный мозг
австралопитека седиба.

Рис. 6. Кисть австралопитека седиба и рука современного человека.

Кроме того, в этом году были обнародованы результаты исследования еще одного вида прачеловека – австралопитека седиба (Australopithecus sediba). Новые данные показали, что

он может быть переходным звеном между предками людей и древними приматами.

Машина фотосинтеза

Японские ученые в 2011 году раскрыли секреты ключевого элемента механизма фотосинтеза у растений – механизма, от которого зависит практически вся жизнь на Земле.

Исследователи впервые изучили структуру белка «фотосистема II» (Photosystem II или PSII), с помощью которого растения расщепляют молекулы воды на атомы водорода и кислорода.

«Карта» этой молекулы позволила в деталях разглядеть каталитический реактор в этой молекуле и определить ориентацию в нем.

Девственно чистые облака

Американские астрономы с помощью телескопов обсерватории Кека обнаружили «чистые» облака молекулярного водорода в ранней Вселенной, в которых отсутствуют значительные примеси тяжелых элементов, предсказанные теорией химической эволюции ранних галактик.

Ученые полагают, что их открытие может потребовать пересмотра существующих теорий «металлизации» Вселенной – вполне возможно, что сверхновые распыляли тяжелые элементы не так эффективно, как считалось ранее.

Доля металлов в первом облаке оказалась в тысячу раз ниже типичных значений для скоплений молекулярного газа, удаленных на 10 миллиардов лет от Земли и больше, а во втором – в 100 раз. Подобная концентрация металлов ассоциируется с так называемыми звездами популяции III, которые населяли первые галактики.

На текущий момент ни одна такая звезда так и не была найдена учеными.

Перепись микробов

Европейские ученые провели широкомасштабное исследование микроорганизмов, населяющих кишечник человека, и выяснили, что людей можно различать не только по группам крови, но и по типу кишечного микробиома.

Оказалось, что бактериальное население кишечника можно разделить на три типа сообществ, которые не зависят ни от возраста, ни от пола, ни от национальности человека. При этом каждый вариант отличается тем, какие витамины он может производить, как он реагирует на разные комплексы питания и влияет на состояние хозяина.

Победить малярию

Первые результаты испытаний вакцины от малярии RTS,S, проведенные в семи африканских странах, хотя и не дали стопроцентного результата, все же дают надежду на получение в будущем эффективного профилактического средства.

В испытаниях участвовали 15 тысяч детей в возрасте от 6 до 17 месяцев. Как оказалось, новая вакцина, разработанная компанией GlaxoSmithKline (GSK) совместно с организацией PATH Malaria Vaccine Initiative, предотвращала наступление первых острых эпизодов заболевания, но не избавляла от малярии.

Вместе с тем, ученые полагают, что вслед за этой попыткой последуют новые, более успешные.

Странные солнечные системы

Рис. 7. Планета с двумя Солнцами Kepler-16.

Космический телескоп «Кеплер» в уходящем году собрал настоящий урожай странных планетных систем. В частности, астрономы обнаружили

• систему, в которой планета-гигант двигалась по орбите в обратную сторону,
• планетную систему у двойной звезды, похожую на Татуин из «Звездных войн», а также,
• возможно, десять «свободных» планет, путешествующих в пространстве без всякой связи со светилами.

Новые катализаторы

Цеолитами называют пористые минералы, которые широко используются в качестве катализаторов в производстве нефтепродуктов, в водяных и воздушных фильтрах, для моющих средств. Эти вещества применяются для очистки воды на космических кораблях и для обеззараживания радиоактивной воды при ликвидации аварии на японской АЭС «Фукусима».

В природе найдено около 40 таких минералов, однако в уходящем году ученые из Южной Кореи создали целое семейство новых искусственных материалов.

Стареющие клетки

Эксперименты показали, что если убирать из организма мышей стареющие клетки, или те, что уже перестали делиться, это может задержать наступление симптомов, связанных со старением – таких, как катаракта или мышечная слабость.