Нобелевская неделя: открытие вируса гепатита С и черные дыры
Шведские академики оценили открытия, которым уже десятки лет, присудив им Нобелевские премии по физике, а также по физиологии или медицине
В этом году Нобелевскую премию по физиологии или медицине присудили американским исследователям Харви Олтеру и Чарльзу Райсу совместно с британским вирусологом Майклом Хьютоном за открытие вируса гепатита C. Ученые поровну разделят премию, размер которой в этом году составил 10 млн крон (около 1,12 млн долларов).
Лауреатами премии по физике стали известный физик Роджер Пенроуз — за «открытие того, что образование черных дыр надежно предсказано общей теорией относительности», — а также астрофизики Андреа Гез и Райнхард Генцель — «за открытие сверхмассивного компактного объекта в центре нашей галактики». Половину премии получит Пенроуз, вторую разделят поровну Гез и Генцель.
Открытие вируса гепатита C
Еще в середине прошлого века ученые выяснили, что существует по крайней мере два вируса гепатита, способных инфицировать печень. Гепатит А передается через воду или зараженную пищу и вызывает кратковременную инфекцию, после которой пациент обычно выздоравливает в течение нескольких недель. Гепатит B передается через зараженную кровь и другие биологические жидкости и впервые был выявлен у пациентов, получивших многочисленные переливания крови или терапевтические средства из донорской крови. Вирус типа B куда более опасен: он может незаметно атаковать печень на протяжении десятилетий. Вызванные им повреждения могут привести к циррозу или раку печени, которые иногда излечиваются только путем пересадки органа.
За открытие вируса гепатита B (середина 1960-х годов) американский исследователь Барух Бламберг получил Нобелевскую премию по медицине еще в 1976 году. Однако открытие Бламберга не объясняло всех случаев заболеваний печени, наблюдавшихся после переливания крови. В конце 1960-х Харви Олтер, который тогда работал в банке крови Национальных институтов здоровья США, обнаружил, что гепатит часто передается при переливании крови, даже если у доноров был отрицательный анализ на известные на тот момент вирусы A и B. Позднее Олтер показал, что при переливании крови обезьянам болезнь может развиться и у них. Исследователь сделал вывод, что причиной болезни в данном случае был новый, неизвестный до того момента патоген. Неведомому вирусу присвоили рабочее название «гепатит ни А, ни B».
Выделить вирус «гепатита ни А, ни B» оказалось сложнее. В 1989 году Майкл Хьютон, работавший тогда в фармацевтической компании Chiron, вместе с коллегами смог успешно клонировать новый вирус, внедрив вирусные ДНК инфицированных животных в бактерии и использовав человеческие антитела к вирусу, чтобы выявить его генетическую последовательность. Исследователи смогли классифицировать вирус как представителя семейства флавивирусов. Тогда он и получил название гепатита C.
Но оставался открытым вопрос: а тот ли это вирус, который искали? Исследовательская группа Чарльза Райса, который тогда работал в Университете Вашингтона в Сент-Луисе, обнаружила в клонированном геноме вируса генетические мутации, препятствовавшие его дальнейшему размножению. Ученые «исправили» мутации, ввели упрощенную версию вируса без мутаций в печень обезьяны — и у животного обнаружились признаки гепатита C. Это стало окончательным доказательством того, что именно вирус гепатита С вызывает ранее необъяснимые случаи гепатита после переливания крови.
Как отметил Нобелевский комитет, благодаря открытиям Олтера, Хьютона и Райса человечеству теперь доступны высокочувствительные тесты на вирус гепатита C и соответствующие антивирусные препараты. За годы, прошедшие с момента открытия вируса, он перестал представлять смертельную угрозу и стал излечим в большинстве случаев, а поражения, вызванные вирусом, как правило, обратимы. Антивирусная терапия сегодня позволяет вылечить около 95% пациентов, в том числе тех, кто находится на поздней стадии заболевания. Это один из ярких прорывов мировой медицины за последние два десятилетия.
Исследования черных дыр
В премии по физике внимание шведских академиков второй год подряд привлекает астрофизика. Как отметили в Нобелевском комитете, физик Роджер Пенроуз использовал математические методы для доказательства того, что черные дыры являются прямым следствием общей теории относительности Альберта Эйнштейна. Возможность существования черных дыр как следствие уравнений общей теории относительности впервые была показана еще Карлом Шварцшильдом в 1915 году, однако долгое время это никому не удавалось доказать, и даже сам Эйнштейн не верил, что черные дыры — объекты с настолько сильной гравитацией, что даже свет не может отдалиться от них на бесконечное расстояние, — действительно существуют.
В январе 1965 года, через десять лет после смерти Эйнштейна, Роджер Пенроуз доказал, что черные дыры действительно могут образовываться в результате гравитационного коллапса умирающих звезд, и подробно описал их. Он доказал, что в своем сердце черные дыры скрывают сингулярность, в которой прекращаются все известные законы природы. Его статья до сих пор считается важнейшим вкладом в общую теорию относительности со времен Эйнштейна. Однако ученые до сих пор не знают, что же находится внутри черной дыры. Среди интересных гипотез привлекает внимание идея о существовании в черной дыре еще одной Вселенной, и, возможно, наша Вселенная тоже находится внутри какой-то черной дыры — по крайней мере, ее расширение с ускорением (это открытие также было прорывом в свое время — Нобелевская премия 2011 года) укладывается в идею о бесконечном свободном падении, происходящем как раз в черной дыре. Одним словом, нет не только никакого пространственного предела, но и временного.
Исследовательские группы Райнхарда Генцеля и Андреа Гез в начале 1990-х годов независимо друг от друга изучали зону под названием Sagittarius A* (Стрелец А*), находящуюся в центре нашей галактики. Ученые разработали инструментальные методы наблюдения, позволившие компенсировать искажения, вызываемые атмосферой Земли. Исследования обеих групп показали, что в центре Млечного Пути находится сверхмассивная черная дыра — невидимый (ибо он все поглощает и ничего не испускает) объект, который «тянет» за собой звезды, заставляя их мчаться с огромной скоростью. Размеры этой черной дыры не превышают нашу Солнечную систему, но масса ее — как четыре миллиона наших Солнц.
«Исследования лауреатов этого года открыли новые горизонты в изучении компактных и сверхмассивных объектов. Но эти экзотические объекты до сих пор вызывают много вопросов, которые мотивируют будущих исследователей. Это не только вопросы об их внутренней структуре, но и вопросы о том, как проверить нашу теорию гравитации в экстремальных условиях в непосредственной близости от черной дыры», — заявил Дэвид Хэвиленд, председатель Нобелевского комитета по физике.
Фото: EPA/Fredrik Sandberg/Pool Sweden Out/ТАСС; John Minchillo/AP/TASS; Danny Lawson/PA; Aron Ranen/AP/TASS; Ukas Barth-Tuttas/EPA
Хочешь стать одним из более 100 000 пользователей, кто регулярно использует kiozk для получения новых знаний?
Не упусти главного с нашим telegram-каналом: https://kiozk.ru/s/voyrl