Год 2018: главное в науке

Подводить итоги года — любимое занятие всех редакций, когда события уже закончились, а до каникул еще осталось два-три дня, и их надо чем-то занять. Не всем это дается одинаково легко: кто-то где-то сейчас пишет об экономических успехах родной страны, о ее международном авторитете, о повышении уровня жизни граждан, и ему, конечно, это тяжело. Кто-то вспоминает, сколько раз лидер государства прилюдно соврал и как потешно его на этом поймали, — этим живется повеселее. А нам лучше всех: мы отмеряем шаги прогресса человечества. Тут нет места сарказму. Широкая сияющая улыбка не сходит с лица автора, когда он пишет эти строки. Итак, начнем.

1. Тотальная геномика

Сорок лет назад калифорнийский полицейский Джеймс Дианджело заполнял свой досуг следующим образом: он насиловал и убивал женщин. Убил общим счетом дюжину, причем обильно пометил места преступлений своей ДНК. Однако в базах данных его образцов не было: там есть ДНК черных подростков, грабанувших бензоколонку, а вот белые маньяки-полицейские отчего-то в эти базы не попадают.

Однако шли годы, и на сцену вышла коммерческая геномика. Все больше американцев обращались за услугой генетического анализа в поисках утраченных родственников или национальных корней. В один прекрасный день детективам пришла интересная идея: прокатать по этим базам ДНК калифорнийского маньяка. Сказано — сделано; и вот уже в отдаленных штатах нашлись персонажи, связанные с нашим маньяком, по-видимому, троюродным родством. Еще немного работы, и все ниточки расследования сошлись к почтенному пенсионеру. В апреле Дианджело был арестован. А потому что надо было предвидеть, что этот ваш научный прогресс до добра не доведет.

Тут есть интересный неполиткорректный аспект. Дело в том, что идентификация преступников по ДНК использует в основном одну особенность генома — полиморфизм повторов. Какие-то бессмысленные кусочки повторяются в геноме у кого-то пять раз, а у кого-то двадцать пять, и эти различия очень хорошо видны даже в самых испорченных образцах ДНК. Именно эта информация и содержится в базах данных криминалистов.

А вот когда добропорядочные граждане сдают свою ДНК с целью выяснить, сколько в них процентов еврея, используется другой параметр — точечные замены, или «снипы». Это совсем другой метод и совсем другие базы данных. Можно догадаться, что таким праздным любопытством страдают в основном благополучные белые граждане. А в криминалистические базы попадают граждане неблагополучные и чаще другого цвета.

Наконец, катарсис: доктор Ной Розенберг из Калифорнии придумал, как соединить одну информацию с другой. Другими словами, взять результаты генотипирования у коммерческой компании (где чаще отмечаются белые, вроде нашего убийцы-полицейского и его родственников) и поискать совпадения в криминальных базах, пусть и не точные, но с хорошей статистической вероятностью. В результате все граждане страны, где хорошо развита коммерческая геномика (вроде США), окажутся под колпаком тотального полицейского контроля. Убивать и насиловать, сорок лет кряду избегая справедливого возмездия, теперь станет гораздо сложнее, чем раньше.

2. Близость черных дыр

На протяжении нескольких лет ученые из проекта LIGO добросовестно фиксировали гравитационные волны, долетавшие до них из дальних углов Вселенной. Оказалось, что типичное событие, порождающее такие волны, — это столкновение двух черных дыр, которые сперва водят друг вокруг дружки все ускоряющийся хоровод, а потом, наконец, сливаются в экстазе. Мы упомянули об этом в недавней заметке и даже привели картинку, суммирующую десять таких событий. Оказывается, все они довольно однообразны. Масса сталкивающихся дыр — примерно от 10 до 50 солнечных масс, то есть все эти чернодырные хороводы, происходящие тут и там на просторах космоса, довольно похожи по своим масштабам. А вообще во всей видимой Вселенной столкновение черных дыр происходит примерно раз в две недели.

Кроме того, астрофизики в этом году рассмотрели в подробностях некоторые аспекты жизни черных дыр, находящихся в центрах галактик. Эти штуки покрупнее: в миллионы раз тяжелее Солнца. Таким образом, уже практически точно известно, что дыры бывают вот такие и еще вот этакие. Кретинам стало гораздо сложнее рассуждать о том, что черных дыр не бывает вообще, потому что их выдумал еврей Эйнштейн в заговоре с рептилоидами. Омрачать жизнь кретинов — высшая миссия науки.

3. Генетическая модификация человека

В конце ноября китайский генетик Хэ Цзянькуй объявил, что его стараниями на свет появились первые генетически модифицированные человеческие младенцы, близняшки Нана и Лулу. На генетика яростно набросилась вся мировая общественность, научная и не очень. Аргументы ее таковы: во-первых, категорически недопустимо пробовать новый рискованный метод на совершенно здоровых эмбрионах, которые и без всякого редактирования могли родиться и прожить счастливую жизнь. Во-вторых, метод пока слишком рискован, чтобы вообще применять его на ком бы то ни было, кроме разве что животных. В-третьих, пока не очень понятно, есть ли вообще какие-то разумные сферы приложения у технологии редактирования зародыша: эта технология связана с экстракорпоральным оплодотворением, а ЭКО и так уже предполагает выбор самого генетически здорового из нескольких эмбрионов.

Однако те же самые возмущенные эксперты опускают глаза в пол, когда им задают прямой вопрос: а есть ли вообще будущее у генетического редактирования человека. Потому что оно, конечно же, есть, да еще какое. Просто им не хочется делать комплименты китайскому генетику, который, по их мнению, сделал все преждевременно, неправильно и едва не испортил. Ну а мы — никакие не эксперты, а просто безответственное частное лицо — честно скажем, что человеческая наука и технология взяла в этом году немыслимый рубеж. Конечно, все можно извратить на погибель человечеству, но вот с ядерным оружием мы кое-как прожили 70 лет, не убив себя; проживем и с редактированием генов. Еще и спасибо скажем.

4. Уход Хокинга

Стивен Хокинг жил на земле долго, несмотря на свой недуг, но в марте этого года все-таки умер. Это был, возможно, самый знаменитый физик столетия после Эйнштейна. Некоторые говорят, что своей славой он обязан в основном болезни и всей сопутствующей драматургии. Другие считают, что он прославился популяризаторством, а научные заслуги его преувеличены. Чего только не скажут люди, ничего не понимающие в обсуждаемой теме.

От имени авторитетнейшей редакции проекта «Сноб» предупреждаем читателя, что почти все, кто станет вам рассказывать о научных открытиях Хокинга — включая даже вполне маститых физиков, — скорее всего, их не понимают и почти все перепутали. А мы и тем более в этом ни бум-бум. Поэтому, когда пришла весть о кончине ученого, мы попросили рассказать о его достижениях одного из его ближайших коллег, Алексея Старобинского. Он — один из пары десятков людей в мире, которые могут взять карандаш и на бумажке воспроизвести все, что там вывел Хокинг. Алексей Александрович рассказал все подробно и довольно сложно. Однако в этих пятнадцати тысячах знаков текста нет ни одной дилетантской ошибки (ну, кроме тех ошибок, которые физики делают каждый день и из которых, собственно, состоит вся их наука). Когда вы прочтете про Хокинга что-то еще — имеет смысл свериться с заметкой Старобинского. Если все совпадает, значит, ошибок нет, но тогда зачем вы это читали?!

5. Бесплатная наука

В 2016 году в список самых влиятельных в науке людей по версии журнала Nature вошла Александра Элбакян, создательница пиратского проекта Sci-Hub. Благодаря ее противозаконной деятельности каждый аспирант получил бесплатный доступ к научным статьям, за которые в противном случае он мог бы выложить несколько тысяч долларов в месяц.

А в этом году в аналогичном списке журнала Nature — Роберт-Ян Смитс, специальный наблюдатель Еврокомиссии по открытому доступу. Благодаря его активности разработан так называемый «План S», согласно которому практика платного доступа к научной информации должна в течение двух лет уйти в прошлое навсегда. План предполагает постепенный переход к новой схеме финансирования научной периодики, когда все расходы по публикации будут возлагаться на авторов, а в конечном итоге — на организации, финансирующие науку.

Читатели этой рубрики — то есть самые любознательные из них — наверняка имели опыт перехода по ссылкам, когда они упирались в пейвол и не могли прочесть ничего, кроме краткой аннотации. Читателям приходилось верить нам на слово. Скоро такая необходимость исчезнет: каждый читатель, даже самый невежественный и не знающий английского, получит полный доступ к любой научной статье мира со всеми ее таблицами, формулами и этими уморительными фотографиями, на которых авторы пытаются выдать что-то серое за доказательство эволюции без участия Бога. Тогда наконец ученые и популяризаторы больше не смогут водить публику за нос.

6. Прыжок в Сатурн

Зонд Cassini запустили к Сатурну два десятилетия назад, а в этом году он до него долетел. Сперва покрутился на орбите, потом — весной этого года — начал шнырять между кольцами и атмосферой планеты, а 15 сентября — ровно через 20 лет и 11 месяцев после запуска — нырнул в Сатурн.

Благодаря бесстрашному Cassini планета-гигант весь год не сходила со страниц научно-популярных рубрик. Одна из последних сенсаций — недолговечность колец Сатурна. Оказывается, материя, из которой состоят кольца, постоянно падает на экватор планеты. В итоге через пару сотен миллионов лет от колец ничего не останется. Видимо, с кольцами Юпитера это уже произошло: девонские земноводные еще имели счастье ими любоваться (если, конечно, у них были телескопы), а вот последние динозавры были, видимо, лишены подобной возможности.

Пользуясь случаем, приносим извинения тем читателям, которые успели прочесть на сайте Snob.ru новость о том, что кольцам осталось жить всего сто или двести лет. Вспоминаются слова секретарши Джины из сериала «Бруклин-99»: «Не оскорбляй мироздание, ему же сотни лет!» К счастью, ошибку тотчас исправили. Может быть, не упомяни мы о ней сейчас, никто бы ничего и не заметил.

7. Прогноз выживания

Практика показывает, что статьи об изменении климата люди читают с неохотой (если только эти статьи не о том, как климатологи дурят всем голову). Поэтому будем кратки. В октябре этого года в Корее в очередной раз собиралась Межправительственная группа экспертов по изменению климата (МГЭИК). На таких встречах климатологи уточняют свои прогнозы о том, как и, главное, когда потепление станет катастрофическим и погубит нашу цивилизацию. В этом году опубликован печальный прогноз о том, какие последствия ожидают нас при потеплении всего на полтора градуса. Отметим, что на один градус температура уже выросла (в сравнении с доиндустриальным уровнем). А в декабре в Польше состоялась сессия рамочной конвенции ООН по изменению климата, и там тоже не обещали ничего хорошего.

Наконец, в 2018 году Нобелевскую премию по экономике получил Уильям Нордхаус, который первым начал говорить об изменении климата не на эмоциональном языке экоактивистов («Ах, погибнут коралловые рифы, они такие красивые!»), а в строгих экономических терминах. За то, что происходит с климатом, человечеству придется платить своими деньгами и своим благосостоянием. Хотелось бы об этом в заключение как-то пошутить. Но вообще не факт, что здесь есть что-то смешное.

8. Выбор редакции: клеточный штрих-код

Да кого мы обманываем? Редакции вообще фиолетово, о чем мы тут пишем в научно-популярной рубрике, так что автор был совершенно свободен в выборе научной сенсации года, которая больше всего понравилась ему персонально. И это, по нашему мнению, метод клеточного штрих-кода.

Видите ли, в этом году ученые очень сильно развили некоторые методы, позволяющие следить за жизнью отдельной клетки организма. Например, появилась возможность расшифровывать последовательности РНК в одной клетке, а не «вообще», и таким образом понимать, чем именно эта клетка живет и почему она такая, а не другая. Но наш абсолютный фаворит — это метод, предложенный биологами из Гарварда во главе с Джорджем Черчем. Он позволяет проследить родословную каждой клетки тела, в конечном счете дойдя до оплодотворенной яйцеклетки, из которой это тело возникло.

В принципе генетики давно уже научились кое-как распутывать родословные, следя за накоплением мутаций. Однако эти мутации рассыпаны по всему геному, и анализировать их — совсем не простая задача. Куда удобнее, если в каждом клеточном поколении будет возникать мутация в одном четко определенном кусочке хромосомы. Тогда стоит только расшифровать этот кусочек — своего рода клеточный штрих-код — и станет ясно, кто из клеток кому приходится двоюродной сестрой, а кому — четвероюродной. Генетики использовали для этого метод CRISPR: молекулярная машинка автоматически активировалась ровно один раз за клеточный цикл и вносила мутации в указанную ей последовательность. А потом оставалось только расписать на бумажке все мутации (для этого в общем-то и компьютер не особо нужен) и нарисовать родословное древо каждой клетки.

С помощью своей выдумки исследователи ответили на важный вопрос эмбриологии: как развивается мозг млекопитающего (в данном случае мыши)? Делится ли он сперва на правую и левую половину, или на переднюю и заднюю? Сделали линию мышей со встроенной «штрих-код-машинкой» и получили ответ: первое клеточное деление задает переднюю и заднюю часть мозга, и лишь затем выделяются полушария.

Следить за историей клеточных делений — потрясающая штука, способная революционизировать эмбриологию. Но не только в эмбриологии дело: изобретение гарвардских биологов показывает, что золотой век молекулярной биологии, который мы тут нередко оплакивали, еще не закончился. В эпоху массовых расшифровок всего подряд и анализа этого богатства на суперкомпьютерах в науке еще осталось место для ловких и изящных выдумок. А значит, и нам пока есть о чем писать, без работы не останемся. Это прекрасный итог минувшего года и залог финансового благосостояния автора как минимум на начало следующего — 2019-го.

Автор статьи — научный редактор Forbes