Свет в голове, космос — подо льдом
Светочувствительный белок водоросли помог ученым управлять нервными клетками, а антарктический лед стал частью телескопа. За этими, на первый взгляд, странными сочетаниями стоят открытия, отмеченные Нобелевскими премиями 2026 года.
Премию по физиологии и медицине разделили американец Карл Дейссерот и немецкие исследователи Петер Хегеманн и Георг Нагель. Их работы положили начало оптогенетике — методу управления клетками с помощью света. История началась с вопроса о том, как одноклеточная водоросль чувствует свет и плывет к нему. Хегеманн и Нагель обнаружили у нее особый белок: под действием света он открывает канал в оболочке клетки, через который проходят электрически заряженные частицы — ионы.
Дейссерот с коллегами перенес ген этого белка в нервные клетки. Они стали производить собственный светочувствительный «выключатель»: вспышка синего света запускала нервный сигнал. В 2005 году ученый показал это на клетках в лаборатории, а позднее метод заработал в мозге живых мышей. Теперь исследователи могут включать или подавлять активность определенных клеток и наблюдать, как меняются память, движения и поведение. Так удается проверять, какую роль конкретные нейроны играют в работе мозга.
Французский институт Inserm приводит пример исследования 2021 года: пациенту, потерявшему зрение из-за заболевания сетчатки, удалось частично вернуть зрение. Некоторые клетки его сетчатки сделали чувствительными к свету, а специальные очки проецировали на них изображение. В этих очках человек смог находить, считать и касаться предметов. Результат стал первым клиническим подтверждением возможности частично восстановить зрение с помощью оптогенетики.
Нобелевскую премию по физике получил бельгийско-американский ученый Фрэнсис Халзен. Eго идея состояла в том, чтобы превратить огромный объем льда на Южном полюсе в ловушку для нейтрино. Эти частицы проходят через Землю и наши тела, почти не взаимодействуя с веществом. Но изредка они взаимодействуют с веществом. Тогда во льду появляется световой след, который регистрируют датчики.
Для этого построили обсерваторию IceCube: тысячи датчиков поместили в антарктический лед, охватив объем в кубический километр. Огромная ловушка нужна потому, что столкновения нейтрино с веществом очень редки. В 2013 году команда объявила об обнаружении высокоэнергетических нейтрино из-за пределов Солнечной системы.
Для астрономов это новый способ узнавать, что происходит в далеком космосе. Электрически заряженные космические частицы отклоняются по дороге, и определить место их рождения трудно. Нейтрино летят почти беспрепятственно, сохраняя направление. Они помогают искать космические «ускорители», связанные, например, с активностью сверхмассивных черных дыр. IceCube уже получила данные о нейтрино от других галактик и от нашего Млечного Пути. Космос теперь изучают и по таким частицам-посланникам.
Премию по химии присудили французу Анри Кагану и японцу Кенсо Соаи. Их исследования касаются молекул, которые существуют в двух зеркальных вариантах. Представить разницу легко по собственным ладоням: правая и левая похожи, но совместить их, не переворачивая, невозможно. В химии это свойство называется хиральностью.
Для организма такая разница существенна. Две версии вещества могут по-разному взаимодействовать с его молекулами, поэтому при создании лекарства важно получить именно нужную форму. Каган показал, что небольшой перевес одного зеркального варианта в катализаторе — веществе, ускоряющем реакцию, может дать гораздо больший перевес соответствующего варианта в готовом продукте. Так химики получили способ усиливать исходную асимметрию.
Соаи обнаружил реакцию, в которой образующееся вещество само помогает производить новые молекулы своего зеркального варианта. Это называют асимметричным автокатализом. Небольшое первоначальное преимущество может усиливаться, пока одна форма почти полностью не вытеснит другую. Такие работы помогают создавать вещества нужной формы и изучать вопрос о происхождении жизни: почему она преимущественно использует один из двух зеркальных вариантов молекул. Например, большинство аминокислот, из которых строятся наши белки, относится к «левому» варианту. Исследователи показали, как подобный перекос может возникнуть в химической реакции.
Премию Банка Швеции по экономике памяти Альфреда Нобеля получили американцы Роберт Холл и Майкл Вудфорд. Они разработали модели, которые помогают правительствам и центральным банкам смягчать экономические спады и сдерживать инфляцию. Как объясняет Шведская королевская академия наук, ученые строили эти модели, исходя из решений отдельных семей и предприятий.
Суть в том, что люди принимают решения, глядя вперед. Семья выбирает, сколько тратить и сколько откладывать с учетом своего представления о будущем. Компания устанавливает цены, тоже учитывая ожидаемые изменения. Из множества таких решений складывается поведение всей экономики. Поэтому значение имеет и то, как власти объясняют свои планы: заявления о будущей политике меняют ожидания, а через них влияют на сегодняшние решения. Работы Холла и Вудфорда дали теоретическую основу моделям, которыми теперь пользуются центральные банки и правительства разных стран.
Нобелевскую премию по литературе получила канадская поэтесса, эссеистка и переводчица Энн Карсон. Шведская академия отметила новые литературные формы, которые она создает в диалоге с античной традицией. Карсон соединяет поэзию, повествование, исследование древних текстов и личный опыт. Например, в романе в стихах «Автобиография красного» древнегреческий Герион становится героем современной истории о взрослении и любви. А книга Nox, написанная в память о брате, устроена как коробка со складывающейся гармошкой из фотографий, писем и текстов.