Открытия на заказ

В ближайшие годы наука бросит все силы на решение прикладных задач. Бозоном Хиггса интересуются сравнительно немногие, а вот биоинженерия и клеточные технологии сулят людям вполне ощутимые выгоды — избавление от голода и смертельных недугов.

Какая наука самая важная? Если судить по школьной программе, то получится, что математика важнее физики, а та, в свою очередь, куда нужней биологии. Вот только в реальности все обстоит совершенно иначе. Чтобы понять это, достаточно посмотреть индексы цитируемости, которые характеризуют активность и масштаб деятельности научного сообщества. Тут-то и выяснится, что на биологию вместе с генетикой и иммунологией приходится порядка 50% цитирования, на химию – 10%, на физику – 8%, на математику (при всем к ней уважении) — только 1,5%. Именно в биологии и смежных дисциплинах совершаются сегодня наиболее важные открытия, которые способны изменить жизнь человека.

Наука сегодня не та, что раньше, убежден доктор философских наук, профессор Анатолий Ракитов. Прежде движущей силой науки была почти исключительно любознательность исследователя. Бор, Складовская-Кюри, Эйнштейн, Дарвин, Рентген сделали свои открытия, потому что хотели удовлетворить свое научное любопытство. Сегодня ситуация несколько изменилась. Нет, конечно, любопытство исследователя никуда не делось. Но наряду с этим все более важную роль в развитии науки играет заказ общества. Из 6 млрд человек, населяющих планету, по мнению Анатолия Ракитова, не более 30 тыс. действительно интересуются бозоном Хиггса и его местом в стандартной модели. Жизнь и мировоззрение остальной части человечества в гораздо меньшей степени связаны с открытием еще одной элементарной частицы. В то же время биоинженерия и клеточные технологии сулят людям вполне ощутимые выгоды — избавление от голода и смертельных недугов. А значит, спрос на эти исследования в ближайшие годы останется высоким. И именно биология и связанные с ней научные направления чаще всего будут поставщиками открытий.

При этом большинство открытий современной науки все сложней отнести к какой-то конкретной области знаний. Передовые методы исследований, как правило, лежат на стыке нескольких дисциплин. Нобелевскую премию по химии в этом году получили два американских профессора медицины — Роберт Лефковитц и Брайан Кобилка — за исследования рецепторов, сопряженных с G-белками. Эти рецепторы передают сигналы внутрь клеток, позволяя органам и целым системам человеческого организма общаться друг с другом и получать информацию о внешней среде. Лефковитц и Кобилка со своими исследованиями вполне могли попасть в нобелевскую номинацию по медицине и физиологии. В этой области их работа также может считаться большим прорывом.

От химиков, по мнению Анатолия Ракитова, мы будем ждать открытий в области конструкционных материалов. Возможно, это будут сверхлегкие и одновременно сверхпрочные материалы для самолетов, а быть может, и новые материалы для малоинвазивной медицины. Представьте себе состав, который вводят в область перелома шейки бедренной кости и поврежденный участок восстанавливает свою прочность в течение двух недель без операции и длительной реабилитации.

По мнению доктора физико-математических наук Георгия Малинецкого, уже в первой половине нынешнего столетия будут раскрыты все загадки человеческого мозга. XXI век, по мнению эксперта, принесет понимание того, как устроено сознание человека, как мы кодируем, обрабатываем и используем все то, что воспринимает наш мозг. Мы узнаем, как происходит мыслительный процесс и как формируется и изменяется характер человека и его темперамент. Эти знания, в свою очередь, станут толчком для создания нового поколения нейрокомпьютерных систем и мыслящих роботов, убежден Георгий Малинецкий.

В сфере биохимии и фармакологии усилия ученых главным образом будут направлены на получение новых лекарств, для создания которых требуются масштабные генетические исследования, такие как расшифровка геномов людей, страдающих неизлечимыми заболеваниями. Эти работы будут связаны с лечением рака, шизофрении, болезни Альцгеймера, хронической наркомании. Исследователям предстоит научиться воздействовать на геном больного таким образом, чтобы помочь его организму победить эти неизлечимые пока недуги.

Компьютерная (синтетическая) биология тоже будет активно развиваться. В этом уверен доктор биологических наук, профессор Университета Ратгерса (США) Константин Северинов. Эта область науки занимается анализом огромных массивов информации, полученной в ходе геномных исследований. Развитие этой области будет идти за счет дальнейшего совершенствования технологий определения последовательностей ДНК, что позволит изучать одиночные клетки, а также методов компьютерного анализа данных. Такие исследования открывают путь к изучению состояния и изменений в отдельно взятых клетках. Кроме того, в недалеком будущем эти методы позволят изучить «темную материю жизни» — огромное множество микроорганизмов, которые существуют на планете, но пока недоступны для исследований, потому что их невозможно вырастить в лабораторных условиях. По данным нашего собеседника, такие микроорганизмы составляют не менее 90% всех организмов, живущих на Земле.

Еще одно направление, где следует ожидать открытий, — иммунология и инфекционные заболевания. Свойства возбудителей заболеваний и защитные действия иммунной системы человека, по словам Константина Северинова, все чаще изучают совместно, как две части одного процесса. Такое изучение механизмов взаимодействия организма хозяина и возбудителя с привлечением геномных технологий может дать хорошие результаты в виде более полного понимания природы иммунитета, а возможно, и новых вакцин. Определенно стоит ожидать открытий и в области регенеративной медицины. Успешные эксперименты по перепрограммированию стволовых клеток, по мнению Константина Северинова, только начало пути. Чтобы из отдельных клеток сконструировать новый орган, следует найти эффективный способ его построения. Методы реконструкции трехмерной архитектуры тканей, скорее всего, станут очередным большим прорывом в этой сфере.

Скорого перехода количества в качество при изучении генетической информации ожидает заместитель директора ВНИИ экспериментальной ветеринарии, доктор биологических наук Алексей Забережный. Обладание исчерпывающей генетической информацией и применение мощных компьютеров сулит в ближайшие годы появление новых лекарств, новых вакцин, выведение новых пород сельскохозяйственных животных и новых сортов растений.

Биоинженерия — еще одно направление научных исследований, где в ближайшем будущем следует ожидать важных открытий. Одна из глобальных проблем человечества состоит в том, что оно стремительно растет, а биологические ресурсы нашей планеты, увы, небезграничны. Уже сегодня, по словам Анатолия Ракитова, на планете голодают порядка 2 млрд человек. Чтобы избежать негативных последствий дальнейшего увеличения населения Земли, очень скоро придется искать новые, более эффективные способы увеличения урожайности сельхозкультур и продуктивности скота. Для этого потребуются совместные усилия биологов, генетиков и химиков. Еще одна проблема, которую ученым предстоит решать в недалеком будущем, — сокращение зеленого покрова нашей планеты. Опустынивание земель и вымирание лесов может привести не только к изменению климата, но и к нехватке кислорода, учитывая то количество вредных выбросов, которое производит современная экономика. В этой области, по мнению Анатолия Ракитова, стоит ожидать результатов в прикладных исследованиях. Должны появиться новые методы сохранения и восстановления почв и растительного покрова.

АВТОР: РОМАН УКОЛОВ

Профиль

Поделиться
Комментировать

Популярное в разделе