Рушії науки. 10 науковців, що змінювали науку на краще у 2024 році

2024 рік запам’ятався новими викликами для систем охорони здоров’я та космічними звершеннями, але наукові досягнення були б неможливими без людей, які присвятили своє життя дослідженням таємниць живої природи й космосу. Цьогоріч одним із таких науковців став медик з Демократичної Республіки Конго, який вивчав новий і більш заразний штам вірусу віспи мавп і першим забив на сполох щодо початку його поширення в Африці. Він потрапив до списку 10 найвпливовіших науковців за версією журналу Nature разом із китайським науковцем, який працював над запуском і вивченням матеріалу з «Чан’е-6» — першого апарата, що доставив ґрунт зі зворотного боку Місяця.

До списку також внесли росіянку Анну Абалкіну, яка боролася проти фальсифікацій у наукових журналах. Але ми радимо прочитати про внесок української генетикині Ольги Дудченко, яка досліджувала геном мамонтів і стала науковицею року за версією Nauka.ua. Про неї, ще дев’ятьох науковців зі списку Nature та тих, за ким варто стежити у 2025 році — у нашому матеріалі.

Боротьба зі спалахом віспи мавп

У серпні цього року Всесвітня організація охорони здоров'я оголосила глобальний надзвичайний стан через спалах віспи мавп у Центральній Африці, а пізніше стало відомо й про перші випадки хвороби у Європі. Першим, хто повідомив про появу нового штаму вірусу, здатного швидко передаватися між людьми, і не лише статевим шляхом, став медик Пласід Мбала (Placide Mbala). Разом зі своєю групою він досліджував поширення штаму в Демократичній Республіці Конго та попередив органи охорони здоров'я про можливість нового спалаху, більш небезпечного за спалах 2022 року.

Як вважає сам Пласід Мбала, після зменшення кількості випадків віспи мавп за межами Африки під час попереднього спалаху про хворобу надто швидко забули, а вакцини від неї стали доступними для жителів країн Африки лише тоді, коли новий спалах уже був у розпалі. Саме тому науковець присвятив себе роботі з органами охорони здоров'я, щоб відповідь на новий спалах була якнайшвидшою, а допомогу могли отримати усі пацієнти.

Пласід Мбала співпрацює з міжнародними організаціями, щоб запобігати майбутнім спалахам віспи мавп, особливо серед стигматизованих груп, таких як чоловіки, що займаються сексом з чоловіками, та секс-працівники. Науковець планує продовжити роботу над покращенням доступу до медицини в Демократичній Республіці Конго, щоб протидіяти спалахам й інших ендемічних хвороб, зокрема лихоманки Ебола.

До Місяця і назад

Однією з найвизначніших подій в астрономії цьогоріч став запуск китайської місії «Чан’е-6», яка в червні цього року першою в історії доставила на Землю зразки з кратера Аполлон на зворотному боці Місяця. Заступником керівника місії був геолог і астрохімік Лі Чунлай (Li Chunlai), якого за внесок у вивчення супутника внесли у список 10 найвпливовіших науковців року. Дослідник брав участь у підготовці всіх місій «Чан’е», а у двох останніх керував вибором місця посадки модулів і забором зразків з ближнього та дальнього боків Місяця.

Команда Лі Чунлая вже провела перші дослідження майже двох кілограмів місячного ґрунту та виявила його разючі відмінності від зразків з ближнього боку супутника, зокрема значно меншу щільність. Крім того, отримані зразки дозволили дослідникам визначити вік вулканів на зворотному боці Місяця — їм майже три мільярди років. Подальші дослідження зразків допоможуть краще зрозуміти історію та геологію супутника, що стане корисним у плануванні наступних, зокрема пілотованих, місій на Місяць. Як повідомив сам Лі Чунлай, спочатку їх вивчатимуть китайські дослідники, після чого доступ до зразків отримають і науковці з інших країн.

Тим часом сам Лі Чунлай вже готується до наступних місій, таких як отримання зразків ґрунту з навколоземного астероїда у 2025 році та подальший збір і повернення зразків з Марса.

Надійний, як ядерний годинник

Точне вимірювання часу є надзвичайно важливим для проведення наукових експериментів, причому чим менший об’єкт досліджують науковці, тим меншою має бути похибка годинника — особливо це важливо для вивчення елементарних частинок, які існують протягом якихось мілісекунд, та досліджень за межами Землі. Традиційно науковці користуються атомними годинниками, але вони мають обмеження — вони мають працювати у захищеному від зовнішнього впливу просторі, адже існує можливість похибки через вплив електромагнітного випромінювання. Альтернативу таким годинникам запропонував німецький фізик Еккегард Пайк (Ekkehard Peik), висловивши ідею вимірювати час за змінами у самому ядрі атома, адже воно менше піддається зовнішньому впливу.

Ідея вперше виникла у науковця ще у 2001 році й тоді Еккегард Пайк вважав, що розробка годинника займе кілька місяців. Утім на шляху в дослідника стало те, що фізики не змогли за допомогою лазера збудити ядро торію-229, яке планували використати для створення ядерного годинника. Це навіть змусило колегу Пайка, Крістіана Тамма, відмовитися від ідеї. Але сам Еккегард Пайк продовжив шукати підходи до того, як запустити ядерний годинник. Нарешті, цьогоріч команда науковця стала першою з трьох, які досягли збудженого стану ядра торію-229.

Це ще не повноцінний годинник, але Пайк із командою зробив важливе досягнення на шляху до створення більш точних, портативних і стійких до зовнішнього впливу ядерних годинників. Науковець не планує припиняти роботу над розробкою таких годинників, які знайдуть застосування у дослідженні елементарних частинок і темної матерії, замінюючи або доповнюючи атомні.

Кліматичний позов проти цілої країни

У 2024 році Європейський суд з прав людини визнав уряд Швейцарії винним у порушенні прав громадян через недостатні дії для боротьби зі змінами клімату. Ця справа стала можливою завдяки зусиллям швейцарської юристки Корделії Бер (Cordelia Bähr), яка представляла інтереси асоціації KlimaSeniorinnen Schweiz — швейцарок старшого віку, які належать до групи високого ризику погіршення здоров'я через зміни клімату.

Бер розпочала підготовку справи ще у 2015 році, коли вивчала вплив аномальної спеки в Європі у 2003 році на здоров'я людей. Як виявилося, жінки старшого віку мали набагато вищий ризик раптової смерті через спеку, ніж люди з інших вікових категорій. З того часу юристка неодноразово подавала позов проти уряду, але успіху вона та її команда досягли лише тоді, коли звернулися до Європейського суду з прав людини та стали представляти жінок старшого віку, які виступили постраждалими від невиконання швейцарським урядом своїх зобов'язань протидіяти змінам клімату.

Утім, навіть перемога в суді не говорить про завершення цієї справи: поки швейцарський уряд намагається оскаржити рішення, апелюючи до того, що вже прийняв низку важливих законів для протидії змінам клімату, Корделія Бер продовжує працювати над введенням реальних змін, які допоможуть запобігати майбутнім аномальним потеплінням. Водночас ця справа стала важливим прецедентом, який уже використовують під час розгляду кліматичних справ у всьому світі.

Прорив у лікуванні автоімунних захворювань

Цього року прорив у лікуванні аутоімунних хвороб здійснив китайський медик Ху Цзі Сюй (Huji Xu). Для цього науковець використав CAR-T-терапію, яка передбачає використання модифікованих власних імунних клітин Т-лімфоцитів для боротьби з різними хворобами, наприклад, раком і ВІЛ-інфекціями. Такий підхід уже випробували на мишах з астмою та діабетом першого типу, але Ху Цзі Сюй успішно застосував технологію на людях.

Його пацієнтами стали жінка та два чоловіки з важкими автоімунними захворюваннями. На відміну від попередніх випробувань CAR-T-терапії, медики використали клітини донорів, а не самих пацієнтів. Такий підхід може допомогти створити такі ліки від автоімунних захворювань, які не потрібно буде виготовляти за особливостями кожного окремого пацієнта, а це значно здешевить лікування. Щоб запобігти відторгненню Т-лімфоцитів, їх модифікували за допомогою технології редагування геному CRISPR-Cas9. Уже за кілька тижнів після початку терапії всі троє пацієнтів увійшли в ремісію та не мали болючих симптомів їхніх хвороб, які обмежували їх у повсякденному житті раніше.

Ху Цзі Сюй продовжив клінічні випробування, залучивши ще декілька десятків пацієнтів з автоімунними захворюваннями, і прагне зробити терапію доступною для людей із легкими формами захворювань. Ця методика може допомогти тисячам пацієнтів з автоімунними захворюваннями, такими як системний червоний вовчак чи цукровий діабет першого типу.

Економічна революція в Бангладеш

У серпні 2024 року в Бангладеш сталися масові протести студентів, які вимагали боротьби з корупцією, захисту прав людини та надання рівних можливостей для навчання й працевлаштування. Внаслідок цих протестів, які влада намагалася жорстоко придушити, зрештою автократичний уряд країни було повалено. Однією з ключових вимог революціонерів стало запрошення Мухаммада Юнуса (Muhammad Yunus), лауреата Нобелівської премії миру, для тимчасового управління країною.

Мухаммад Юнус отримав визнання завдяки інноваційній моделі мікрокредитів — економіст показав, що такі позики можуть позитивно впливати на добробут і фінансову незалежність малозабезпечених верств населення. Ще до приходу до влади він заснував у Бангладеш Grameen Bank, який надає невеликі кредити жінкам із низьким рівнем доходів. Його модель довела, що навіть найбідніші люди можуть повернути позики та змінити своє життя на краще, якщо надати їм чесні умови кредитування.

Після призначення на тимчасову посаду Мухаммад Юнус зосередився на відновленні незалежності та справедливості державних інституцій, які були підконтрольні попередньому уряду. Разом зі студентами, які увійшли до його уряду, він впроваджує демократичні реформи в країні, але успіх їх залежатиме від підтримки тимчасового уряду народом.

Невловима стала Габбла

Стала Габбла визначає швидкість розширення Всесвіту та є ключовою для нашого розуміння його еволюції, вивчення далеких галактик і процесів у них. Разом із цим, науковці досі не можуть визначити єдине значення цієї сталої. Спостереження, отримані за допомогою різних інструментів, дають значення від 64 до 76 кілометрів на секунду на мегапарсек, що називають напруженістю Габбла. Зменшити розрив між значеннями та збільшити точність вимірювання сталої Габбла змогла астрономка Венді Фрідман (Wendy Freedman) за допомогою даних космічного телескопа «Джеймс Вебб».

Венді Фрідман поєднала дані вимірювання сталої Габбла, отримані за допомогою спостереження за трьома типами небесних тіл: зір зі змінною яскравістю, тобто цефеїд, червоних гігантів і гігантських вуглецевих зір. Останню категорію зір уперше використали для вимірювання сталої Габбла. Об’єднані дані показали, що стала Габбла лежить в межах похибки вимірювань поблизу значення 67 кілометрів на секунду на мегапарсек, що співвідноситься зі значенням, отриманим завдяки вивченню залишкового випромінювання від Великого Вибуху.

Науковиця відома й тим, що допомогла зменшити похибку у вимірюванні віку Всесвіту, який пов'язаний зі швидкістю його розширення. Венді Фрідман планує продовжити вивчення фундаментальних питань астрономії та є одним із керівників проєкту будівництва Гігантського Магелланового телескопа у Чилі, який стане найпотужнішим інструментом для вивчення космосу.

Прогноз погоди від штучного інтелекту Google

Компанія Google DeepMind, розробник штучного інтелекту AlphaFold2, за який присудили цьогорічну Нобелівську премію з хімії, відзначилася ще одним досягненням у галузі штучного інтелекту. Ним став алгоритм GraphCast, який використовує нейронні мережі для прогнозування погоди з точністю та швидкістю, що перевищує традиційні моделі метеорологів. Творцем цього алгоритму став французький інженер та дослідник у сфері штучного інтелекту Ремі Лам (Rémi Lam), якого й відзначили в десятці найвпливовіших науковців цього року.

Основною перевагою GraphCast є швидкість — система генерує прогнози менш ніж за хвилину та працює на достатньо потужному звичайному комп’ютері, тоді як традиційні моделі потребують кілька годин роботи суперкомп’ютерів. Хоча цей інструмент досі базується на даних, отриманих від традиційних метеорологічних моделей, він дозволяє прогнозувати погоду з великою точністю, зокрема для окремих районів одного міста.

Ремі Лам не планує зупинятися на GraphCast та вже опублікував перші результати нового алгоритму, GenCast, який може усього за вісім хвилин створити серію прогнозів погоди на наступні 15 днів.

Боротьба за достойну оплату для молодих науковців

Молоді науковці часто стикаються з вибором: працювати не за професією, але за гарну оплату, чи все ж продовжувати дослідження, які часто недостатньо фінансують. Побороти цю проблему в Канаді спробувала Кейтлін Карас (Kaitlin Kharas), яка домоглася найбільшого за останні 20 років підвищення зарплат для аспірантів і молодих науковців, а також — збільшення кількості державних стипендій. Це вдалося зробити зусиллями кампанії науковців Support Our Science (SOS), яка почалася у 2022 році.

Кейтлін Карас почала координувати кампанію у 2023 році, привернувши увагу населення країни до фінансової нестабільності, з якою стикаються молоді науковці через недостатнє фінансування науки. Її зусилля включали зустрічі з міністеркою фінансів Канади Крістією Фріланд та звернення до громадськості через пресконференції. Утім кульмінацією кампанії стали масштабні протести у травні 2023 року, коли уряд країни не зміг прийняти змін до бюджету, які забезпечили б молодим науковцям достойну оплату праці. Організовуючи ці протести в різних містах Канади, Кейтлін Карас усе ж домоглася збільшення зарплат і стипендій для молодих науковців.

Кейтлін Карас завершила свої наукові дослідження у вересні 2024 року, а тому не отримає прямої вигоди від цього покращення, як і багато її колег-учасників кампанії. Проте її досягнення стали важливим кроком для підтримки майбутніх поколінь науковців і прикладом для інших країн.

Науковиця року за версією редакції Nauka.ua

Цей рік відзначився ще й розвитком генетичних методів у палеонтології. Одним із найбільш вагомих досягнень було те, що науковці вперше змогли реконструювати не просто послідовність ДНК мамонта, але й будову його хромосом. Це важливо для розуміння особливостей роботи організму цих вимерлих тварин і не було б можливим без української генетикині Ольги Дудченко, що зараз працює у США. Науковиця допомогла розробляти методи, що прискорюють і здешевлюють складання геномів, за що потрапила у список «Інноватори до 35» за версією MIT Technology Review.

Генетикиня працювала над проєктом DNA Zoo, сфокусованому на встановленні будови хромосом сучасних видів тварин. А після розшифрування структури їх геномів науковці вирішили випробувати підхід і на вимерлих видах, таких як мамонти. Науковцям трапився добре збережений фрагмент шкіри мамонта, висушеного до стану своєрідного скла, віком 52 тисячі років. Завдяки цьому вдалося виявити, що в мамонтів було стільки ж хромосом, скільки у сучасних слонів, але відмінності в активності генів у шкірі, ймовірно, спричинили їхню більшу волохатість і стійкість до холоду, ніж у сучасних родичів.

А ретельніше про внесок Ольги Дудченко у це відкриття, особистості вивчення давньої ДНК і плани на майбутні дослідження науковиця розповіла нам в інтерв'ю «Мамонти, мумії та Індіана Джонс».

За ким стежити у 2025

Традиційно редакція Nature обрала трьох людей, які матимуть найбільший вплив на науку в усьому світі. У 2025 такими людьми стануть майбутній директор ЦЕРНу Марк Томсон, співзасновниця бази даних вірусних геномів Емма Годкрофт і новообраний президент США Дональд Трамп.

Попри те, що британський фізик і майбутній директор ЦЕРНу Марк Томсон займе свій пост аж у 2026 році, від його діяльності залежатиме те, чи отримає дослідницький комплекс фінансування для будівництва нового колайдера, вартість якого оцінюють у 17 мільярдів доларів. Також від науковця залежатиме те, як ЦЕРН працюватиме після розриву співпраці з російськими науковцями, який остаточно відбувся цьогоріч.

У світлі нещодавніх вірусних спалахів, зокрема пандемії ковіду та спалаху віспи мавп у 2022 і 2024 роках, увага науковців буде прикута до вивчення вірусів. Зробити їх вивчення доступнішим допоможе сервіс Pathoplexus, співзасновницею якого є британсько-американська науковиця Емма Годкрофт. База даних цього сервісу містить послідовності ДНК таких смертоносних вірусів, як лихоманка Ебола і вірус Західного Нілу.

Нарешті, однією з ключових фігур не лише в політиці, але в науці у прийдешньому 2025 році стане Дональд Трамп. Зайнявши посаду президента США, він матиме вплив на фінансування досліджень космосу NASA і політику щодо схвалення ліків Управлінням з продовольства й медикаментів США, а також інші наукові та медичні організації.

---