Табу на ГМО
Кто знает, пройдет время, и исследования Александры Дубровиной и ее коллег назовут прорывом в сельском хозяйстве. Учеными, которые поставили крест на печально знаменитых ГМО. Дело в том, что во всем мире специалисты ищут способы сделать сельское хозяйство гораздо более эффективным. Получать огромные урожаи, бороться с вредителями, отказавшись от химии, выводить растения с принципиально новыми качествами. И наука эти, еще казавшиеся фантастические планы, сделала реальностью. Генные инженеры действительно творят чудеса, о которых даже всесильная природа может только мечтать. Манипулируя генами, вводя в геном различные конструкции, ученые добиваются своей цели. Демонстрируя торжество науки. Однако термин ГМО для огромного числа людей стал синонимом чего-то опасного и даже вредного.
- Мы тоже хотим повысить урожайность, сделать растение устойчивым к разным факторам, но вообще не трогая его ДНК , - говорит кандидат биологических наук Александра Дубровина. - Используется совсем другой принцип. Создать у растения желаемые качества, не внедряя в него инородные гены, а попробовать воздействовать на работу его "родных" генов извне, не изменяя структуру генома. Суть в том, чтобы получить тот же результат, меняя активность определенных генов в нужном направлении с помощью внешней обработки поверхности растений определенными растворами.
Фактически речь идет о том, чтобы индуцировать в растении так называемую РНК-интерференцию. (За открытие этого удивительного явления в 2006 году американцы Файер и Мелло получили Нобелевскую премию в области физиологии и медицины. - Ю.М.). Конкретно метод, разработанный Александрой Дубровиной и ее коллегами, выглядит довольно просто. Ученые готовят раствор двухцепочечных РНК и опрыскивают им поверхность растения или наносят его с помощью кисточек. Этот раствор молекул РНК проникает в клетки, запускает процесс, заставляя замолчать "вредные" гены, которые, например, мешают повышать урожайность или устойчивость к вредителям. Но как из тысяч генов выбрать именно эту мишень? Не промахнуться?
- Дело в том, что мы так подбираем РНК, чтобы они были нацелены только на конкретный ген. Работает принцип "ключ -замок", - говорит Дубровина.
Можно без преувеличения сказать, что исследования молодого коллектива из Федерального научного центра Биоразнообразия наземной биоты Восточной Азии (Владивосток) находятся на самом передовом крае современной науки. Ученые активно публикуются в авторитетных международных изданиях, к примеру, у Александры Дубровиной индекс Хирша, который считается наиболее объективным показателем научной деятельности, составляет 22. Такого многие маститые ученые достигают уже в солидном возрасте, а Александре всего 35 лет!
Она закончила Дальневосточный госуниверситет, который сейчас преобразован в федеральный. В 2008 году защитила кандидатскую диссертацию. И поехала в США на стажировку, что называется, научный мир повидать. За девять месяцев побывала в нескольких ведущих центрах, увидела самую современную науку, обзавелась контактами. И вернулась в Россию. Говорит, что сейчас здесь больше перспектив, чтобы реализовать свои идеи. А ведь именно это цель каждого, кто выбирает трудную научную стезю.
.jpg)
Останется ли электрон шариком?
Среди множества научных исследований есть такие, про которые сами ученые говорят - это на Нобеля. И усмехаются, остается только сделать. Наиболее яркие примеры последнего времени - открытие гравитационных волн и, конечно, "божественного" бозона Хиггса, который стал последней элементарной частицей, предсказанной Стандартной моделью. Кстати, она считается одним из самых выдающихся достижений науки XX века.
Но всегда есть множество желающих получить своего Нобеля, если им удастся доказать, что в природе существуют явления, которые не вписываются в Стандартную модель. И тогда придется строить новую физику. Как когда-то рядом с ньютоновой механикой молодые научные революционеры возвели "здание" квантовой. Получив за это целую россыпь Нобелей.
Одна из таких глобальных загадок, над которыми давно бьются ученые всего мира, - симметрична ли природа? Поиском ответа занимается и Леонид Скрипников, кандидат физико-математических наук из отделения перспективных разработок Петербургского института ядерной физики им. Б.П. Константинова Национального исследовательского центра "Курчатовский институт" и физфака Санкт-Петербургского государственного университета.
- Как известно, во Вселенной есть вещество, но почти нет антивещества, - говорит ученый. - Этот феномен не может объяснить Стандартная модель. Что это означает? Очевидно, что есть какие-то взаимодействия, какие-то силы, о которых наука пока не знает. Их поиск - одна из главных целей знаменитого Большого адронного коллайдера, но пока она остается для него неуловимой. Но есть другой путь: попытаться найти симметрию без гигантских ускорителей, а в лаборатории. С помощью обычного электрона.
Идея, прямо скажем, неожиданная, хотя была высказана еще в 1960-х годах. Сегодня считается, что это симметричный шарик. А если нет? Если "центр заряда" и центр масс не совпадают? Этот предложенный теоретиками эффект они назвали дипольный момент электрона. Из такой игры ума ученых может получиться важнейшее открытие.
- Если в экспериментах удастся доказать, что диполь электрона меньше некой очень малой величины, которая имеет размерность 10 в минус 40-й степени, то тогда Стандартная модель верна, - говорит Скрипников. - Но если диполь окажется больше, скажем, в миллион или в миллиард раз, то, значит, есть признаки каких-то новых типов взаимодействия, о которых мы пока не знаем. И тогда надо искать причины этого феномена, строить новую физику.
Для проверки теории физики в Гарвардском и Йельском университетах ставят сложнейшие эксперименты на молекулах тяжелых металлов. А создавать оптимальные условия для их проведения могут помочь теоретические разработки, в которых участвует Леонид Скрипников. Его исследования позволяют наиболее точно предсказать свойства соединений тяжелых элементов, рассчитать результаты сложных экспериментов.
- В чем их суть? Надо измерить, проявляет ли себя хоть каким-то образом диполь электрона внутри молекулы, и вообще он существует или это фантом, придуманный учеными, - говорит ученый.
На данный момент точно измерить дипольный момент не удалось, величина слишком мизерная. Но уже известно, что размерность этой величины меньше 10 в минус 29-й степени. И это, по словам Скрипникова, уже важнейший результат. Дело в том, что помимо Стандартной модели есть множество других моделей, которые пытаются заложить фундамент новой физики. И почти в каждой "живет" электрический диполь. "Так вот все теории, где размерность больше, чем 10 в минус 29-й степени, можно уже как минимум пересматривать, - говорит ученый. - Зато точно зная границы, где надо искать диполь, наука получает важнейшую наводку для дальнейшей работы".
Подчеркнем, что российские теоретики в данной области науки являются одними из лидеров, а в чем-то и первооткрывателями, их материалы публикуются в самых авторитетных научных журналах, используются разными группами экспериментаторов. Леонид Скрипников был занесен в "Периодическую таблицу молодых химиков", которая была составлена Международным союзом теоретической и прикладной химии к Международному году Периодической системы химических элементов Дмитрия Менделеева.
.jpg)
Океаны без тайн
Кандидат физико-математических наук Арсений Кубряков из севастопольского ФИЦ "Морской гидрофизический институт РАН" награжден за достижения в изучении динамики океана и влияние происходящих в нем процессов на морскую биосферу.
Еще недавно про океан знали меньше, чем про космос, но сейчас он попал в фокус мировой науки. Можно сказать, что сошлось сразу несколько причин. Это, конечно, волнующий весь мир климат и прогноз погоды. Они напрямую связаны с состоянием океана. В нем сосредоточены огромные природные кладовые, которые еще предстоит взять, по нему осуществляются сегодня основные транспортные перевозки. И далее, как говорится, по списку.
Чтобы решить эти задачи, в океан пришла самая современная наука. Армада разных приборов и датчиков постоянно собирает и передает данные о множестве параметров воды. Огромный взнос делают спутники, непрерывно наблюдая за океаном и сбрасывая информацию. А сейчас к этим информаторам присоединяются беспилотники, изучая детально воду в локальных зонах. Словом, в распоряжении ученых имеются огромные потоки информации. Вопрос, как ей наилучшим образом воспользоваться.
- Молодежная лаборатория, которой руководит Арсений Кубряков, создает алгоритмы для обработки больших потоков получаемой дистанционно информации, изучает, как физические процессы в воде влияют на перенос химических свойств, а в конечном итоге на биосферу. В зависимости от этого можно, например, прогнозировать, где будут зоны с низкой добычей морепродуктов, а где с высокой. Где возможно опасное цветение водорослей с негативными последствиями, - говорит директор института, член-корреспондент РАН Сергей Коновалов.
Новые методы позволяют определять особенности течений, отслеживать плавающие объекты, прогнозировать распространение нефтяных загрязнений, определять суда-виновники аварий.
- Аналогичные методы можно применить и для речной воды, которая, втекая в океан, сильно меняет его оптические и химические свойства, - говорит Арсений. - Например, в Карском море так называемый плюм, состоящий из речных выносов, занимает площадь больше, чем все Черное море. Этот плюм в разные годы ведет себя по-разному, может двигаться как на север, так и восток, прижиматься к берегу или занимать центр моря. Плюмы как крышкой покрывают море, не давая проникать свету в подводную биосферу, снижая ее продуктивность.
Аномальные явления вызывают в океане глобальное потепление. Это, например, сильное цветение фитопланктона - водорослей, составляющих основу пищевой цепочки. По словам Кубрякова, в Черном море в последнее время цветение некоторых видов фитопланктона ставит рекорды, ничего подобного не было минимум лет 20. "Мы определили, какие факторы влияют на эти процессы, объяснили механизмы их эволюции", - говорит ученый. Важно отметить, что полученные лабораторией лауреата результаты внесли значимый вклад в развитие морской физики и биологии в России, а также связи между этими науками.