Итак, первая Нобелевка пошла! Нобелевскую премию по физиологии и медицине 2023 года получили Каталин Карико и Дрю Вайсман, за исследования, позволившие разработать эффективные мРНК-вакцины против COVID-19.

Это вакцины нового поколения. Старые создавались на основе убитых или ослабленных вирусов. В последние десятилетия научились делать вакцины на основе отдельных вирусных компонентов, а не целых вирусов. Берется лишь малая часть вирусного генетического кода, обычно кодирующая один белок на поверхности вируса (те самые шипики у вируса ковида). Этот кусок кода может переноситься безвредным вирусом-носителем, «вектором». При введении векторных вакцин типа «Спутника» в наших клетках вырабатывается выбранный вирусный белок, стимулирующий иммунный ответ против целевого вируса.

Но производство и цельных вирусных, и векторных вакцин требует крупномасштабной культуры клеток. Этот ресурсоемкий процесс ограничивает возможности быстрого производства вакцин. Поэтому исследователи уже давно пытались разработать технологии вакцин, независимые от клеточной культуры. В 1980-е годы были внедрены эффективные методы получения мРНК (молекулы-матрицы, производящей тот или иной белок) без культуры клеток, в пробирке. Но такая РНК из пробирки считалась нестабильной, сложной для доставки, часто ее введение вызывало воспаление.

Довести технологию до ума удалось биохимикам из Пенсильванского университета Каталин Карико и Дрю Вайсман. Они задались вопросом, почему мРНК из пробирки распознается организмом как чужеродная, а мРНК из клеток млекопитающих не вызывает такой реакции. Карико и Вайсман поняли, что мРНК из пробирки и из организма должны различаться чем-то важным, и в конце концов нашли это различие – оказалось, что азотистые основания (четыре «кирпичика» или «буквы генетического кода» из которых складывается цепочка молекулы РНК) в клетках млекопитающих еще дополнительно модифицируются. Когда они повторили эти модификации РНК в пробирке, воспаления исчезли! В 2005 году была опубликована их прорывная работа, ставшая теоретической базой для создания РНК-вакцин. А потом оказалось, что такие модифицированные РНК еще и заметно увеличивают выработку белка, который на ней закодирован.

Благодаря этому после вспышки пандемии COVID-19 с рекордной скоростью (менее чем за год) были разработаны две высокоэффективные мРНК-вакцины с модифицированными основаниями, кодирующие поверхностный белок шипиков вируса SARS-CoV-2, вызывающего ковид. Эти вакцины, Pfizer и Moderna, тогда спасли миллионы жизней.

недавнее извержение вулкана на острове Пальма (Канары), снимок с дрона

удивительное рядом )

Нобелевскую премию по физике присудили Пьеру Агостини, Ференцу Краусу и Анн ЛʼЮилье за создание лазеров, генерирующих аттосекундные импульсы света для изучения динамики электронов в веществе.

Аттосекунда – это 10⁻¹⁸ секунды. Это невообразимо малый промежуток времени по сравнению даже с наносекундой - одной миллиардной долей секунды, 10⁻⁹

А к секунде аттосекунда относится так же, как секунда к возрасту Вселенной. Но именно такое временное разрешение нужно, чтобы измерять движение электронов в атомах и молекулах. Этот мир живет совсем в другом времени - за одну секунду в нем происходит столько же событий, сколько в нашем мире - за все время с рождения Вселенной.

Ну разве не удивительно, что мы, какие-то узконосые обезьяны с небольшой планеты на задворках совершенно рядовой галактики, сумели открыть дверь даже в этот невероятно далекий от нас мир?! Наука дает иногда поводы, чтобы почувствовать гордость за человечество )

Сейчас на Земле живет больше видов динозавров, чем млекопитающих. Ведь согласно доминирующей в современной палеонтологии теории, птицы - ныне живущие оперённые динозавры из клады теропод. Млекопитающих известно около 6500 видов, а птиц – более десяти тысяч 🦖

📷 Mark J Schocken

Нобелевская премия по химии 2023 года присуждена Мунги Бавенди, Луи Брусу и Алексею Екимову «за открытие и синтез квантовых точек». Это одно из важнейших достижений в области нанотехнологий, дающее возможность, как и награда по физике, заглянуть в другой мир, - на этот раз, в мир живых клеток и крупных молекул.

Квантовые точки, или полупроводниковые нанокристаллы - это частицы размером в несколько нанометров, свойства которых отличаются от свойств более крупных частиц, потому что в этом диапазоне размеров еще проявляются квантовые эффекты. Это такие промежуточные структуры между структурами из отдельных молекул и привычными нам макроматериалами. Они содержат тысячи или десятки тысяч атомов.

Квантовые точки обладают множеством необычных свойств. Главной причиной их стремительного проникновения в разные области науки и техники стали уникальные оптические характеристики. Например, их цвет зависит от размера частицы. Этот эффект впервые показал Алексей Екимов еще в 1981 году в Государственном оптическом институте имени Вавилова в Ленинграде. Он первым синтезировал квантовые точки и опубликовал статью о них в советском научном журнале на русском. Второй лауреат, американский ученый Луис Брюс, не знавший об исследованиях Екимова, пришел к тем же результатам на два года позже. А третий, Мунги Бавенди из MIT, разработал удобный способ синтеза квантовых точек нужного размера.

Если квантовую точку освещать ультрафиолетом, можно возбудить электрон в ней до состояния с более высокой энергией – и нанополупроводник начинает проводить ток, пока не высвободит энергию в виде света - то есть происходит фотолюминисценция, свечение в видимом диапазоне под действием ультрафиолетового света. Благодаря этому эффекту квантовые точки в виде коллоидных нанокристаллов, плавающих в жидкости, всё больше используются в качестве биомаркеров для визуализации в науке и медицине, - например для окрашивания опухолей или аутоиммунных антител.

На их основе выпускаются дисплеи (технология QLED), еще они применяются в гибридных солнечных батареях в качестве материала, преобразующего солнечную энергию в ток, - квантовые точки могут поглощать свет в более широком диапазоне, включая инфракрасный и ультрафиолетовый. Квантовые точки - один из главных кандидатов для представления кубитов в квантовых вычислениях, да и вообще, один из самых востребованных видов нанотехнологий, или точнее, наноматериалов.

такие квантовые точки, полые сферы сульфида кадмия, широко используются для высокочувствительной визуализации клеток

квантовая точка настолько меньше футбольного мяча, насколько мяч меньше Земли

А вы знаете, что в небе Южного полушария невооруженным глазом хорошо видны две ближайшие к нам галактики? Два ярких «облака» в небе на фото – это Большое и Малое Магеллановы Облака – пара карликовых галактик, вращающихся вокруг Млечного пути как Луна вокруг Земли. До наших галактик-спутников 170 тысяч и 200 тысяч световых лет, - рукой подать, учитывая, что диаметр Млечного пути - 100 тысяч световых лет.

Масса Большого облака – 10 миллиардов Солнц, - в сто раз легче Млечного пути. Это самая большая из сотни с лишним карликовых галактик Местной группы – так называется группа связанных с Млечным путем гравитацией галактик. Вселенная расширяется, но галактики Местной группы, наоборот, сближаются. По расчетам, через пару миллиардов лет Млечный Путь поглотит Магеллановы облака. А еще через пару столкнется с огромной Галактикой Андромеды. И так вся Местная группа постепенно сольется в единую сверхгалактику.

А телескоп – это вспомогательные модули VLT на вершине чилийской горы Серро-Параналь 🔭

О культуре древних людей приходится судить в основном по изделиям из камня и кости, - остальные материалы, как правило, полностью истлевают за сотни тысяч лет. Иначе каменный век наверняка назвали бы деревянным. Очень редко изделия из дерева сохраняются благодаря особенностям почвы, или утонув в болоте. Самые известные находки такого рода – старые добрые палки-копалки и метательные копья (старейшим найденным копьям – 300 тысяч лет).

Тем важнее открытие, сделанное в Замбии на стоянке древних людей на берегу реки Каламбо, у огромного водопада недалеко от ее впадения в озеро Танганьика – там нашли сразу целый набор разных изделий из дерева, в слоях, которым больше 300 тысяч лет. Среди этих предметов все та же классическая палка-копалка, еще пара кусков обработанного дерева не очень понятного назначения, что-то типа клина и плоское полено с обрубленными концами.

Но главная находка, - конструкция из двух бревен с зарубками и царапинами, возрастом около полумиллиона лет (476±23 тысяч лет). Видно, что их тесали и скоблили, а потом соединили с помощью специально вырубленной в одном из них выемки, - примерно такой же, как в современных бревнах в деревянных домах. Археологи предполагают, что эта конструкция могла быть мостиком, основанием настила или какого-то деревянного возвышения, а может и фундаментом жилища.

Получается, древние африканские люди, жившие задолго до Человека разумного, уже отлично умели не только обрабатывать дерево, но и строить из него сложные конструкции, возможно даже что-то вроде дома! Мы привыкли воспринимать людей палеолита как кочевников, мигрирующих за стадами, но ведь в мире были и благодатные места, откуда мигрировать смысла не было.