Российские исследователи в уходящем году добились значительных успехов в разных областях науки — от астрономии до молекулярной биологии. Результаты их работ были опубликованы в ведущих мировых научных журналах. РИА Новости выбрало десять наиболее важных достижений отечественных ученых.

«Биографы» челябинского метеорита

Взорвавшийся в середине февраля над Челябинском метеорит дал обильную «пищу» для исследований российским специалистам.

Астроном Виктор Гроховский из Уральского федерального университета и его научный коллектив быстро рассчитали траекторию падения «гостя из космоса» и смогли определить то место, куда приземлилась большая часть его осколков — а именно озеро Чебаркуль. Опираясь на эти расчеты, экспедиция Гроховского смогла извлечь из озера и прилегающих к нему к территорий 5,5 килограмма осколков и крупный фрагмент со дна Чебаркуля массой в 570 килограмм.

Гроховский попал в «десятку» самых заметных мировых ученых уходящего года по версии журнала Nature.

В свою очередь, геохимики из Российской академии наук (РАН) выяснили «биографию» этого бывшего 20-метрового астероида. Проведенные в Институте геохимии и аналитической химии имени Вернадского (ГЕОХИ) анализы фрагментов показали, что

по своему составу челябинский «гость» относится к классу обыкновенных хондритов. Такие объекты никогда ранее не обнаруживали на территории России.

По мнению специалистов из ГЕОХИ,

возраст астероида составлял 4,56 миллиарда лет, что примерно равно возрасту Солнечной системы. Этот космический объект некогда откололся от относительно крупного «прародителя». Вдобавок астероид примерно 290 миллионов лет назад попал в «ДТП», столкнувшись с другим космическим телом — на это указал изотопный состав остатков астероида.

По пути к Земле астероид, возможно, пролетел очень близко к Солнцу, предположили ученые из Института геологии и минералогии Сибирского отделения (ИГМ СО РАН). Они определили, что некоторые фрагменты астероида несут следы процессов плавления и кристаллизации, имевших место задолго до падения этого тела на Землю.

Открытия с орбиты

В уходящем году ряд открытий записали в свой «актив» работающие на орбите российские космические аппараты научного назначения.

Радиотелескоп «Радиоастрон» обнаружил новые свойства межзвездной среды — оказалось, что в ней присутствуют турбулентности, которые «работают» как линзы, фокусирующие излучение астрономических объектов. Этот результат, возможно, приведет к пересмотру моделей межзвездной среды.

Помимо этого, «Радиоастрон» нашел «водяное» облако размером восемь диаметров Солнца, расположенное более чем в пяти тысячах световых лет от Земли, что позволит ученым лучше понять процесс образования массивных звезд.

Наконец, благодаря «Радиоастрону» ***удалось установить рекорд по угловому разрешению — телескоп смог «разглядеть» объекты угловым размером в 40 микросекунд**.

Разряды молний, как и сами грозовые облака, оказались устроены крайне необычно, напоминая по своей физике фракталы — к примеру, «большая» молния состоит из множества идентичных по своим свойствам и форме ячеек-«микромолний» — на это указали данные с микроспутника «Чибис-М».

Биомедицина на спутнике

Российским ученым в 2013 году удалось успешно осуществить первые с 2007 года эксперименты на борту биоспутника. Аппарат «Бион-М1» с животными на борту весной провел месяц в космосе, после чего совершил посадку в Оренбургской области.

В частности, результаты выполненного на «Бионе» эксперимента «Метеорит» продемонстрировали, что

жизнь на Земле могла появиться в результате попадания микроорганизмов на ее поверхность вместе с падающими астероидами.

Для проведения эксперимента ученые из Института медико-биологических проблем РАН поместили «таблетки» со спорами бактерий в базальтовую оболочку «Биона». Во время входа в атмосферу обшивка корабля плавилась. Оказалось, что

как минимум один штамм микробов выжил, это позволило говорить о возможности заноса микробов на нашу планету из космоса.

Результаты другого эксперимента позволили ученым выяснить возможную причину снижения зрения у космонавтов — не исключено, все дело в сильном, на 40%, снижении пропускной способности артерий головного мозга, считают в ИМБП.

Белки «российской» хромосомы

Отечественные молекулярные биологи в рамках международного проекта «Протеом человека» к концу этого года успешно завершили описание основных (не модифицированных) белков, кодируемых генами 18-й хромосомы человека, которая «записана» за отечественными участниками проекта.

«Протеом человека» выполняется с 2010 года, это масштабное продолжение завершившегося в 2001 году проекта «Геном человека».

Основная цель нынешних работ — инвентаризация всех белков человека и выяснение взаимодействий между ними. Предполагается, что накопленные знания будут способствовать созданию дешевых и доступных методов ранней диагностики.

Со стороны России в проекте участвуют, в частности, специалисты НИИ биомедицинской химии имени Ореховича Российской академии медицинских наук (РАМН), Институт медико-биологических проблем РАН, Институт биоорганической химии имени Шемякина и Овчинникова (ИБХ) РАН, НИЦ «Курчатовский институт», Центр «Биоинженерия» РАН, Институт физики полупроводников Сибирского отделения СО РАН.

Успех иммунологов

Ученые из Института молекулярной биологии имени Энгельгардта Российской академии наук (РАН) и Научно-исследовательского института физико-химической биологии имени Белозерского (НИИ ФХБ) МГУ совместно со своими зарубежными коллегами открыли новый механизм «управления» иммунными реакциями, который связан с регуляцией состава бактериальной микрофлоры в кишечнике.

Авторы работы обнаружили новую функцию белка лимфотоксина-альфа — выяснилось, что

эта молекула опосредованным путем регулирует выработку иммунными клетками кишечника антител, относящихся к классу иммуноглобулинов А, и от количества которых, как было показано ранее, зависит состав кишечной микрофлоры. Этот результат может иметь важное значение для лечения аутоиммунных заболеваний у людей.

Сибирская генетика

Уходящий год был знаменательным для сибирских генетиков. Ученые из Института молекулярной и клеточной биологии Сибирского отделения РАН (ИМКБ СО РАН) расшифровали митохондриальную ДНК древней лошади, чьи останки были найдены в Денисовой пещере на Алтае, где ранее были обнаружены останки вымершего вида людей — «денисовцев», живших около 50 тысяч лет назад. Полученные результаты позволили утверждать, что предковая форма некоторых из популяций лошадей жила на Алтае, и никуда не исчезла бесследно.

Теперь ученые будут стараться «собрать» полный геном древней лошади. Если проанализировать его, то можно выяснить, как часто «следы» древних животных встречаются у современных, посмотреть определенные маркеры и сказать, была ли «денисовская» лошадь той, которую начали одомашнивать или же объектом охоты.

Кроме этого, сотрудники ИМКБ совместно с зарубежными коллегами выяснили, что самая древняя из известных на сегодняшний день домашних собак на территории Азии, обитавшая около 33 тысяч лет назад на Алтае, оказалась генетически ближе к современным собакам Америки, а не волкам. В ИМКБ была расшифрована последовательность контрольного района D-петли митохондриальной ДНК древней собаки, а также выполнены первые этапы сравнительного анализа полученной последовательности.

Наконец, российские ученые в кооперации с международными специалистами оценили генетический вклад древних европейцев в геномы коренных жителей Америки. Выяснилась, что

эта доля составляет в среднем 20%, а остальная часть приходится на гены коренного населения Азии.

В этой работе участвовали сотрудники Института цитологии и генетики СО РАН, Института биохимии и генетики Уфимского научного центра РАН, Медико-генетического научного центра РАМН, Якутского научного центра комплексных медицинских проблем.

Развилка в эволюции мозга

Отечественные молекулярные биологи нашли, что один из древних эндогенных ретровирусов — своего рода молекулярных паразитов, когда-то встраивавшихся в геном человека, «дирижирует» работой гена, играющего важную роль в работе нервной системы. Речь идет о гене фермента пролиндегидрогеназы, который участвует в синтезе химических веществ, благодаря которым передаются сигналы между нейронами в головном мозге.

Поскольку у шимпанзе перед геном пролиндегидрогеназы нет такой же ретровирусной «вставки», авторы работы полагают, что это «подселение» в нашу ДНК могло стать одним из ключевых факторов появления человека в ходе эволюции.

Это открытие сделали ученые из ИБХ РАН, НИИ ФХБ и факультета фундаментальной медицины МГУ, Центра детской гематологии, онкологии и иммунологии Минздрава, Института высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН, Российского национального исследовательского медицинского университета.

Окись азота и старение

Окись азота (NO), маленькая молекула-«универсал», участвующая во многих процессах в живом организме, еще и «дирижирует» генами, связанными с защитой клеток от стресса и старением, выяснила группа ученых, в которую входили сотрудники московского центра ГосНИИГенетика и их коллеги —выходцы из России, работающие в США.

Объектом внимания биологов стал маленький круглый червячок Caenorhabditis elegans — один из самых популярных организмов, используемых в работах по изучению старения. Эти червячки, получавшие окись азота от клеток бактерии сенной палочки, входящей в пищевой «рацион» Caenorhabditis elegans, жили дольше своих собратьев, «обделенных» NO. Оказалось, что

окись в тканях кишечника C. elegans влияла на работу нескольких десятков генов, некоторые из которых связаны со старением и реакцией клеток на стрессы. Теперь авторы работы намерены выяснить конкретный вклад этих генов в старение и другие процессы в организме.

Нейтроны из молнии

Ученые из Физического института имени Лебедева РАН (ФИАН) впервые обнаружили нейтроны, испускаемые искусственной молнией — это поможет разгадать тайну происхождения нейтронов, которые возникают при разряде молний естественных.

Авторы исследования воспроизводили молниевые разряды в лаборатории с помощью установки которая создавала «искры» напряженностью 1 миллион вольт на метр и силой тока около 10 килоампер.

Результаты показали, что

большинство из нейтронов, зафиксированных детекторами — «быстрые» нейтроны с начальными энергиями около 10 мегаэлектронвольт. Теперь физики намерены выяснить точную локализацию места рождения молниевых нейтронов для того чтобы определить, какие типы ядерных реакций их порождают.

Шторма, вечная мерзлота и метан

Российские климатологи из Тихоокеанского океанологического института Дальневосточного отделения (ДВО) РАН и Института химии ДВО РАН в партнерстве с американскими коллегами выяснили, что восточно-сибирская вечная мерзлота на континентальном шельфе выделяет неожиданно много метана в воды Северного ледовитого океана из-за высокой солености почвы и периодического «взбалтывания» штормами.

Оказалось, что причиной этого было два фактора — повышенная соленость почвы в придонных участках и периодические шторма, которые часто происходят в море Лаптевых. Так, высокая соленость почвы позволяет воде внутри нее оставаться жидкой даже при отрицательных температурах, что и объясняет повышенную скорость таяния вечной мерзлоты и выделения метана.

Шторма влияют на этот процесс опосредованно — они «взбалтывают» воды моря Лаптевых, в результате чего микропузырьки метана в их водах начинают подниматься на поверхность заметно быстрее, чем при спокойной погоде. Благодаря этим факторам, сибирская вечная мерзлота тает гораздо быстрее и выделяет больше метана, чем мы привыкли считать, заключили климатологи.