Нобелевские премии 2016 г. по физиологии и физике

Лауреатом Нобелевской премии по физиологии и медицине в 2016 году стал Ёсинори Осуми (Yoshinori Ohsumi). Нобелевский комитет отметил его работы, которые касаются исследования механизмов аутофагии, нарушения в работе которой лежат в основе различных заболеваний. Будущий ученый родился в 1945 году в Японии, в городе Фукуока, сейчас он работает в Токийском технологическом университете. Об этом сообщает издание N+1.

Термин «аутофагия» (от греческого автоc, — «сам»; фагос — «поедаю») появился в 60-х годах прошлого века. Он относится к клеточным механизмам, которые позволяют организму избавляться от деградировавших белков и белков, нормальное время жизни которых должно быть очень коротким из-за той роли, которую они играют в клетке. Существует два магистральных пути, по которому происходит аутофагия: это путь деградации в протеасоме — специальной белковой машине, находящейся в цитоплазме, и лизосомальный путь, который подразумевает разрушение белков в окруженных мембраной пузырьках, лизосомах.

Механизмы, которые лежат в основе работы этого второго пути, и стали объектом исследований Осуми. Главные эксперименты биолога были проведены на дрожжах как на простейшей эукариотической системе, где механизмы аутофагии принципиально не отличаются от тех, что работают в человеческих клетках (у бактерий эта система существенно иная). Благодаря случайному химическому мутагенезу, который проводил Осуми на дрожжах, биологу удалось найти те гены, без которых останавливается нормальная аутофагия в лизосомах. В результате этого стало возможным восстановить весь молекулярный механизм процесса.

Дальнейшие исследования других ученых показали, что нарушения в работе генов, гомологичных тем, что открыл Осуми, могут быть связаны со многими заболеваниями человека. Среди них болезнь Паркинсона, диабет второго типа и некоторые редкие, но тяжелые наследственные заболевания. Кроме того, аутофагия играет большую роль в процессе развития эмбриона, а также необходима для борьбы с бактериальными и вирусными инфекциями.

4 октября в Стокгольме объявили лауреатов Нобелевской премии по физике 2016 года. 110-я премия вручена Дэвиду Таулессу (David Thouless), Дункану Халдейну (Duncan Haldane) и Майклу Костерлицу (Michael Kosterlitz) с формулировкой «за теоретические открытия топологических фазовых переходов и топологических фаз материи».

Работы ученых позволили физикам лучше описать такие явления, как сверхпроводимость, сверхтекучесть и магнетизм двумерных материалов (атомарно-тонких слоев). Дункан Халдейн также исследовал материалы, которые можно назвать одномерными. Благодаря теоретическому описанию ученые смогли объяснить, почему электрическое сопротивление в тонких слоях материи изменяется ступенчато с ростом индукции приложенного магнитного поля — целочисленный квантовый эффект Холла.

Топология — область математики, которая изучает непрерывность различных объектов и явления, при которых переход от одного объекта к другому требует ступенчатых нарушений этой непрерывности. К примеру, с точки зрения топологии чашка эквивалентна бублику — с помощью непрерывных преобразований одно можно преобразовать в другое, не разрывая материю. Вместе с тем, шар не эквивалентен тору — для преобразования одного в другое потребуется нарушить непрерывность материи.

С помощью топологии Майкл Костерлиц и Дэвид Таулесс объяснили, как сверхпроводимость или сверхтекучесть может возникать в двумерных материалах, — до их работ в 1970-х годах это считалось невозможным. Кроме того, физики указали механизм фазового перехода от сверхпроводящего состояния при низких температурах к обычному при высоких. Этот переход получил название перехода Березинского-Костерлица-Таулесса. Вадим Березинский, также внесший вклад в разработку теории, не дожил до получения Нобелевской премии.

Источник:

N + 1