Величайшие научные прорывы 2012 года

Редакторы журнала «Science» назвали возможное открытие бозона Хиггса величайшим прорывом 2012 года.

Субатомные частицы, название которым 50 лет назад дал физик Питер Хиггс, по мнению учёных, определяют массу материи. Открытие бозона – фундаментально, поскольку оно подтверждает теории современных физиков об устройстве нашей Вселенной.

Среди прочих, в 2012 году было отмечено 9 новаторских достижений, получивших похвальные отзывы, в числе которых безопасное приземление марсохода Curiosity летом 2012 года, а также окончательное доказательство того, что парализованные пациенты могут управлять роботизированной рукой силой мысли.

Марсоход Curiosity совершил посадку на Марс

Благодаря уникальной системе посадки «небесный кран», разработанной NASA , марсоход приземлился на Марс 5 августа 2012 года. Инженеры NASA окрестили это сложное маневренное приземление «семью минутами ужаса», поскольку именно столько времени понадобилось аппарату, чтобы пройти через верхние слои марсианской атмосферы и приземлиться на поверхности Красной планеты. В течение этих критических минут у команды управления полётом не было связи с марсоходом.

Отправленный на 2 года Mars Curiosity rover пережил приземление со стопроцентной целостностью рабочих деталей и остаётся таковым уже в течение пяти месяцев, пересылая новые фотоснимки и важные данные ежедневно.

Создание учёными яйцеклеток из стволовых клеток мышей

Японские учёные обнаружили, что из эмбриональных стволовых клеток мыши можно создавать полноценные яйцеклетки. Такие яйцеклетки могут быть оплодотворены, в результате чего появляются здоровые детёныши. Здоровые мышата, показанные на снимке, были выращены из созданных учёными яйцеклеток. Несмотря на то, что этот эксперимент проводился только с мышами, однажды он может быть использован для лечения бесплодия у людей.

Учёные определили структуру белка, участвующего в передаче Африканской сонной болезни

Мембранный белок, входящий в состав внешней оболочки каждой клетки нашего тела, отвечает за передачу сигналов и обмен веществ между клеткой и средой. Белки играют важную роль практически во всём, что касается работы клеток, однако наиважнейшая роль белков состоит в переносе болезней и борющихся с этими болезнями лекарств. Понимание структуры таких белков даёт возможность разрабатывать лекарства для борьбы с болезнью.

Для определения структуры мембранного белка учёные использовали рентгеновский лазер в миллион раз более мощный, чем обычный. Это исследование имеет большое значение, потому что мембранные белки участвуют в переносе паразита, вызывающего такое заболевание как Африканская сонная болезнь, которое уносит порядка 30000 человеческих жизней ежегодно.

Видоизменение субатомных частиц нейтрино из одного вида в другой

В результате некоторых ядерных реакций, включающих и те, что происходят внутри Солнца, появляются нейтрино. Нейтрино, а также соответствующие им антинейтрино существуют трёх видов: электронные, мюонные и тау.

Измерения, полученные проектом Daya Bay Neutrino Experiment в Китае, показали, что электронные антинейтрино, движущиеся со скоростью света, преобразовываются либо в мюонные, либо в тау.

Результаты исследований могут помочь объяснить, почему наша Вселенная в большей мере заполнена материей, чем антивеществом.

Ученые расшифровали геном денисовского человека

Наряду с установлением генома Неандертальца, учёные так же расшифровали геном группы вымерших людей, живших 41 тысячу лет назад в Сибири, названных Денисовцами.

Исследователи секвенировали  ДНК, взятую из фрагмента кости фаланги пальца, принадлежавшей юной брюнетке с карими глазами и тёмной кожей. Останки кости датируются периодом 74-82 тысячи лет назад.

Сравнивая генетические последовательности этих вымерших гоминидов с геномом современного человека и родственными нам приматами, учёным удалось больше узнать о том, как эти древние виды жили, действовали и развивались. Исследование ДНК так же показывает, что люди, вероятно, являются потомками обоих гоминидов, так как в геноме современных людей до сих пор можно найти некоторый процент ДНК вымерших видов.

Физики обнаружили частицу, известную как фермион Майораны, являющуюся своей собственной античастицей

Античастица – субатомная частица, имеющая такую же массу, что и сама элементарная частица, отличная лишь электрическим или магнитным зарядом.

Группа нидерландских физиков впервые представила доказательства существования майорановского фермиона – частицы, имеющей уникальное свойство быть собственной античастицей.

Учёные считают, что  «квантовые биты», сделанные из этих загадочных частиц, могли бы быть более эффективными для хранения и обработки данных, чем биты, используемые в современных компьютерах.

Проект ENCODE представил массу данных для лучшего понимания наших геномов

Результаты масштабного биологического проекта, названного ENCODE, были опубликованы в начале сентября 2012 года: итогом 10-летней работы и усилий более 400 учёных стали 30 научных статей.

Несмотря на то, что данные проекта по-прежнему анализируется, это уже помогает нам лучше понять собственные геномы не просто как последовательность букв генетического кода, но и то, как эта ДНК взаимодействует с белками и другими нитями ДНК и РНК. Эти взаимодействия происходят в некодирующей области генома, которая является чем-то вроде «тёмной материи». Эта часть генома не является белок-кодирующей (лишь 1,5 процента нашей ДНК участвует в синтезе белков), поэтому учёные долгое время не были уверены в том, какую роль она играет.

Исследователи полагают, что благодаря проекту ENCODE удалось установить функциональность 80 процентов таких некодирующих областей.

Новый инструмент помогает исследователям управлять нашими генами

В 2012 году учёные создали поразительный белок, который они смогли использовать, чтобы мгновенно изменять клетки генов. Известный как TALEN, белок дал учёным возможность  видоизменять или инактивировать определенные гены не только у рыбок данио, лягушек, домашнего скота и других животных, но и у больных пациентов.

Этот белок TALEN можно настроить так, чтобы он находил и редактировал любую последовательность ДНК. Белок позволяет разрезать молекулу ДНК в любом месте, чтобы удалить плохой ген и заменить его на здоровый. Исследование ДНК с помощью белка TALEN может помочь понять, что происходит с определёнными отрезками ДНК у здоровых и больных людей.

Парализованные пациенты управляют рукой-роботом силой мысли

Датчик, имплантированный в кору головного мозга и использующийся для контроля над мозговыми сигналами, позволил управлять роботизированной рукой. Протезированная рука, показанная ниже, отреагировала, когда пациент просто подумал о её перемещении.

Открытие бозона Хиггса подтверждает существующие теории физики

4 июля 2012 года учёные Европейского центра ядерных исследований (CERN), с практически полной уверенностью объявили, что нашли бозон Хиггса. Открытие бозона Хиггса – важное событие, поскольку доказывает, что существует некое невидимое поле, дающее массу материи. В теории объясняется, как частицы взаимодействуют через силы элекромагнитного, слабого  ядерного и сильного ядерного взаимодействий, чтобы создавать материю во Вселенной.