Редакция, пожалуй, самого престижного научного журнала в мире в конце уходящего 2012 года подвела итоги в науке и обществе. Редакция NNN предлагает ознакомиться с рейтингом лучших достижений по версии журнала Nature.

Два крупнейших научных достижения этого високосного года опираются на грандиозные объемы данных.

• Проект ENCODE [The Encyclopedia of DNA Elements] за последние пять лет произвел 15 терабайт данных для раскрытия функций ДНК-последовательностей.
• CERN за один этот год записал 26 петабайт данных с Большого адронного коллайдера [БАК], чтобы дать физикам информацию, необходимую для проверки существования бозона Хиггса. Данные были не только источником открытий, но и источником дискуссий.

Споры бушевали, например, вокруг того, должна ли публиковаться информация о потенциально опасных [штаммах] вируса гриппа; инвесторы, издатели и исследователи обсуждали, как можно сделать более открытым доступ к исходным [нерецензируемым] данным, а также рецензируемым материалам исследований.

Громкие дела о сомнительных или мошеннических результатах напомнили, что превыше всего остального – достоверность полученных данных.

Бозон Хиггса

Аплодисменты, облегчение, радость и слезы – в июле по результатам крупнейшего в мире физического эксперимента было официально объявлено об открытии бозона Хиггса. Потребовалось провести более 500 триллионов столкновений протонов на Большом адронном коллайдере [БАК, CERN – Европейский центр ядерных исследований], прежде чем физики смогли уверенно объявить, что они наблюдали новый бозон с массой около 125 ГэВ.

Приблизительно 50 лет назад физики-теоретики, в том числе Питер Хиггс [Peter Higgs], предположили, что заполняющее Вселенную квантовое поле наделяет некоторые частицы массой. Воплощающий это поле бозон Хиггса на данный момент выглядит разочаровывающе прозаическим, без весомых указаний на поведение за пределами предсказанного стандартной моделью физики элементарных частиц.

Также БАК не обнаружил свидетельств существования дополнительных частиц, предсказанных теорией суперсимметрии, которая расширяет наше понимание субатомного мира и помогает объяснить загадки, подобные темной материи.

Рекорды

• В этот олимпийский год наука поставила множество своих собственных рекордов. В феврале 2012 года после двух десятилетий буровых работ русская команда, пройдя сквозь 3,8 километра антарктического льда, достигла крупнейшего и самого глубокого подледникового озера – озера Восток – огромного пресноводного водоема, изолированного от внешнего мира в течение миллионов лет. Предварительный анализ образцов не обнаружил никаких следов жизни, которая, как считали многие ученые, могла существовать в данном озере. Кроме того, еженедельник Nature рассказывал о британской команде, рассчитывающей достичь озера Элсуорт, одного из других подледниковых озер Антарктиды, и на месте столкнувшейся с большими техническими проблемами при создании необходимой для бурения горячей водяной струи высокого давления. Непропорциональное расходование привезенного горючего привело к безуспешному закрытию проекта.
• Режиссер Джеймс Кэмерон стал первым человеком, совершившим одиночное погружение к самой глубокой точке на нашей планете, расположенной на глубине приблизительно 11 километров на дне Марианской впадины.
• Столь же захватывающий дух, хоть и менее ценным с научной точки зрения, стал прыжок Феликса Баумгартнера [Felix Baumgartner] с высоты более 39 км над американским штатом Нью-Мексико, впервые в ходе прыжка из стратосферы человеком был преодолен звуковой барьер, кроме того, был побит державшийся с 1960 года рекорд высоты для прыжков.

Но не все попытки побития рекордов увенчались успехом.

• После 6 лет попыток расположенная в Калифорнии [США] Национальная установка инициирования реакций синтеза [National Ignition Facility], стоившая $3,5 миллиарда, провалилась в достижении своей цели – добиться “зажигания”, чтобы пораженная лазером небольшая бериллиевая капсула с изотопами водорода произвела не меньше термоядерной энергии, чем подведенное к ней лазерным пучком.

Энергия

Национальные политики в области энергетики продолжают сдвигаться как следствие прошлогодней ядерной катастрофы в Фукусиме, сама Япония набрасывает возможные варианты будущего без ядерной энергетики. В мае Япония отключила последний ядерный реактор для проведения работ по техническому обслуживанию, страна столкнулась с широкомасштабными общественными протестами против включения обратно любого из реакторов, несмотря на которые два удалось перезапустить в июле.

Стресс-тесты более 140 реакторов в Европе показали, что необходимо повсеместное совершенствование безопасности.

Тем временем Комиссия по ядерному регулированию США выдала лицензию [на строительство и эксплуатацию] завода по лазерному обогащению урана для ядерного топлива,

по опасению некоторых, данная технология позволит скрытно обогащать уран для создания ядерного оружия.

Кроме того, страны продолжили исследование нетрадиционных источников газа и нефти, чтобы лампы продолжали светить, а машины – ездить. Соединенные Штаты предложили правила для бурно развивающейся индустрии добычи сланцевого газа методом гидравлического разрыва пластов [методом фрекинга], что позволило электроэнергетике США перевести 10% генерирующих мощностей с угля на газ.

Согласно Международному энергетическому агентству, США на пути к тому, чтобы к 2020 году стать крупнейшим производителем нефти, а к 2035 – почти полностью энергетически независимыми. Но были и напоминания о рисках поиска новых запасов нефти.

Компания Shell оказалась не в состоянии начать свою программу буровых работ в арктических водах после повреждения оборудования, а компания BP была оштрафована на $4 миллиарда в связи с аварией на нефтяной платформе Deepwater Horizon, произошедшей в апреле 2010 года в Мексиканском заливе. У индустрии экологически чистой энергии возникли свои собственные проблемы: разработчик и производитель литиевых аккумуляторов компания A123 Systems [Уолтем, штат Массачусетс] обанкротилась в октябре в силу того, что рынок электрокаров остался небольшим.

Данные на дисплеи

К марту исследователи решительно отвергли предположение, что нейтрино могут двигаться быстрее света, а ряд экспериментов опроверг утверждение, что бактерии могут использовать мышьяк в своей ДНК.

Но коррекция не всегда происходит столь быстро, когда исследование трудно воспроизвести, пристрастие или ошибка могут существовать годами.

Анестезиолог Ешитака Фудзии [Yoshitaka Fujii] и исследователь питания Эрик Смарт [Eric Smart] были уличены в том, что на протяжении более десяти лет фальсифицировали результаты своих научных исследований.

Кроме того, после ряда обвинений в “массаже данных”, приведших к громким отставкам, отдельной критике была подвергнута психология. В более общем смысле ученые беспокоились о проблемах невоспроизводимости результатов и мерах для решения этих проблем, например, был основан проект the Reproducibility Initiative по воспроизведению результатов громких исследований независимыми лабораториями. Получила импульс идея о том, что ученые должны общаться и публиковать данные своих исследований более открыто. Были запущены новые научные онлайн-журналы с открытым доступом, например, eLife и PeerJ.

Движение за открытый доступ добилось успехов в Великобритании, где правительство и частные инвесторы исследований заявили в июле, что они заплатят за то, чтобы сделать научные статьи общедоступными с апреля 2013 года.

Космос

• “Это колесо! Это колесо!”, – раздался крик, когда ученые НАСА увидели первые снимки марсохода Curiosity на поверхности Марса, куда его аккуратно опустила парящая посадочная ступень – sky crane. С момента посадки в кратере Гейла в августе марсоход сделал множество потрясающих снимков, провел анализ атмосферы и пород на поверхности Марса, но все еще не обнаружил метана или органических молекул, которые могли бы указывать на наличие жизни.
• Космический телескоп “Кеплер” довел число своих кандидатов в экзопланеты почти до 3000 [цифра Nature].
• Наземным телескопом Европейской южной обсерватории обнаружена первая планета в ближайшей звездной системе – Альфа Центавра, расположенной на расстоянии 4,4 световых лет.
• Среди космических достижений: зонд Dawn [НАСА] обнаружил свидетельства наличия воды на астроиде 4 Веста, а
• зонд MESSENGER – свидетельства наличия водяного льда в полярных кратерах Меркурия,
• Китай отправил в космос свою первую женщину-космонавта – Лю Ян.
• Но запуск года осуществило не правительство, а частная компания: в октябре этого года компания SpaceX запустила свой космический корабль Dragon в первую коммерческую миссию по снабжению Международной космической станции.

Земля

• Исключительно сильное таяние арктических льдов этим летом поставило рекорд, превысив предсказания климатических моделей.
• США столкнулись с самой масштабной за полвека засухой.
• Но для многих жителей восточного побережья США призрачную угрозу глобального потепления воплотил в реальность обрушившийся в октябре суперураган “Сэнди”. Ураган, нанесший ущерб на $50 миллиардов, вызвал дискуссию, сосредоточенную в большей степени вокруг того, как приспособиться к все более вероятным экстремальным погодным условиям, чем о том, как предотвратить изменение климата. Глобальные переговоры по окружающей среде была омрачены экономическими проблемами.
• В июне на конференции ООН по устойчивому развитию в Рио-де-Жанейро развивающиеся страны выступили против ограничения их роста, а богатые страны не пожелали взять обязательства оказывать больше помощи развивающимся.
• В декабре похожая политическая инертность поразила переговоры по климату в Дохе, хотя делегаты и согласились продлить Киотский протокол до 2020 года в усеченном составе стран-участниц. Отдельные страны сделали больше, например, в апреле Мексика взяла на себя юридические обязательства по сокращению выбросов.
• В Бразилии темпы вырубки лесов в Амазонии в этом году упали до рекордно низкого уровня, однако в октябре страна приняла вызвавший полемику закон, который может ослабить защиту лесов.
• В июне Австралия обнародовала планы создания крупнейшей в мире сети морских заповедников вокруг своего континента.
• В ноябре были отвергнуты предложения по международной защите трех крупных областей в водах вокруг Антарктиды.

В июне смерть на Галапагосских островах гигантской черепахи по кличке Одинокий Джордж – последнего представителя своего подвида – привлекла внимание к бедственному положению вымирающих видов по всему миру.

Ученые

Многие исследователи предпочитают не высовываться, когда взрываются научные противоречия, но они, безусловно, могут влезть в драку, когда целые области или научные ценности находятся под угрозой.

• В мае ученые Великобритании высказались в защиту своей работы над генетически модифицированной пшеницей [ГМП], это случилось после угроз группы противников ГМО уничтожить их труд.
• В октябре исследователи со всего мира с тревогой отреагировали на вердикт итальянского суда, приговорившего группу экспертов к шести годам лишения свободы, которые, как утверждается, преуменьшили сейсмические риски перед разрушительным землетрясением 2009 года в районе города Аквила. Критики данного решения обеспокоены, что страх судебного преследования и репрессий будет теперь удерживать ученых от выдвижения экспертных мнений.

О мышах и людях

Немногим более 1% от 3 миллиардов “букв” ДНК – лишь 20000 генов кодируют белки. Однако обширные области некодирующих последовательностей по-прежнему играют жизненно важную функцию, оказывая влияние на способы укладки генома, его регулирования и чтения в различных типах клеток.

• В сентябре консорциум около 440 ученых в рамка проекта ENCODE [The Encyclopedia of DNA Elements] выпустил 30 статей, оценивших, что по крайней мере 20% генома может влиять на экспрессию генов. Два других масштабных проекта по обработке больших объемов биологических данных, представивших некоторые результаты в этом году: проект по раскрытию архитектуры мозга мыши [Mouse Brain Architecture Project] и проект по отслеживанию активности генов приблизительно в 900 анатомических частях человеческого мозга.
• На клеточном уровне продолжает удивлять [функциональная] гибкость стволовых клеток. Исследователи США обнаружили, что

стволовые клетки из женских яичников, по всей видимости, в состоянии производить новые яйцеклетки, опровергая догму, что женщины рождаются с запасом гамет на всю жизнь.

Японские ученые показали, как добиться того, чтобы стволовые клетки мыши превратились в жизнеспособные яйцеклетки. Оплодотворенные и пересаженные обратно в суррогатную мать-мышь яйцеклетки дали здоровое потомство.

Вирусы и цензура

Две статьи, показывающие, как модифицированные версии высокопатогенного вируса птичьего гриппа H5N1 могут передаваться между хорьками, породили международные споры и разногласия внутри правительства США. Некоторые испугались, что распространение информации о способе создания передающейся среди млекопитающих версии H5N1 поможет террористам или увеличит вероятность случайной утечки.

• В конце 2011 года Национальный научный совет по биобезопасности США [NSABB, National Science Advisory Board for Biosecurity] рекомендовал, чтобы данные статьи были опубликованы лишь в отцензурированном виде.

Но другие заявили, что цензурирование результатов исследований противоречит научному идеалу открытого общения и глушит исследование, которое потенциально может спасти человеческие жизни.

В марте NSABB пересмотрел свою позицию, статьи были опубликованы в мае и июне. Но полемика продолжилась: политики критиковали правительство США за поспешность в одобрении публикации статей, тогда как ученые упрекали правительство в медлительности при вынесении окончательного решения. В настоящее время правительственные регуляторы рассматривают усиление ограничений при работе над такими вирусами. С января действует “добровольный” мораторий на подобные исследования, что возмущает некоторых ученых, стремящихся вернуться к своей работе.

Деньги

На фоне сокращения богатыми странами государственных расходов было урезано, хоть и не во всех странах, финансирование исследований. Канада сокращает расходы на окружающую среду и закрывает ряд исследовательских программ, в том числе знаменитый проект “Экспериментальная озерная территория” [Experimental Lakes Area], использующий группу из 58 пресноводных отдаленных озер в провинции Онтарио для изучения загрязняющих веществ на протяжении уже более 40 лет.

• Проект бюджета Испании на 2013 год уже четвертый год подряд ведет к сокращению средств, выделяемых на исследования, в 2012 году они были сокращены на 25%.
• Ученые США обеспокоены, что в начале следующего [послевыборного] года их затронет сокращение финансирования.
• Переговоры по огромному европейскому бюджету на 2014–2020 годы, включающему предложение по выделению €80 миллиардов [$104 миллиарда] на исследования по программе “Горизонт 2020” [the Horizon 2020], провалились в ноябре и будут возобновлены в 2013 году.
• Даже Индия сокращает свой исторический рост расходов до более осторожного роста уровня инфляции на 2012 – 2013 годы. Но есть и хорошие новости:
• правительство Китая увеличило расходы на науку приблизительно на 12,5%;
• во французском бюджете жесткой экономии на 2013 год все еще нашлось место для увеличения расходов на науку на 2,2%;

Германия увеличивает федеральное финансирование университетов, страна создает крупный медицинский институт в Берлине; благодаря инвесторам публичного рынка проблески возрождения увидел биотехнологический сектор США.

Фармацевтика

Управление по контролю за продуктами и лекарствами США в этом году [впервые с 1999 года] одобрило два препарата для снижения веса – Белвик (лоркасерин) [Belviq (lorcaserin)] и Ксимия (фентермин плюс топирамат) [Qsymia (phentermine plus topiramate)]. Кроме того, агентство дало зеленый свет препарату Трувада [Truvada] – первому препарату, предназначенному для предотвращения заражения вирусом иммунодефицита человека [ВИЧ].

Но два [типа] моноклональных антител, предназначенных для борьбы с болезнью Альцгеймера – бапинеузумаб [bapineuzumab] и соланезумаб [solanezumab] – провалили долгожданные клинические испытания, хотя соланезумаб, возможно, в ряде случаев замедлил снижение умственных способностей.

Исследователи полагают, что противодействие болезни Альцгеймера на ранних стадиях может стать более перспективной стратегией, и рассчитывают провести испытания в 2013 году. Среди значимых изменений в бизнесе:

• калифорнийская компания по секвенированию геномов Complete Genomics отошла китайской BGI за $118 миллионов;
• биотехнологическая компания Amgen объявила о намеренье купить deCODE Genetics за $415 миллионов;
• Bristol-Myers Squibb и AstraZeneca заплатили $5,3 миллиарда за приобретение биотехнологической компании Amylin;
• GlaxoSmithKline получила Human Genome Sciences в сделке стоимостью $3,6 миллиарда.

В США в этом году фармацевтические компании уплатили рекордное количество штрафов за преступную халатность.