Нобелевскиелауреаты 2000 В завершающем году XX векаНобелевская премия по физиологии и медицине присуждена за открытия внейрофизиологии науке, современные достижения которой помогают лучшепонять, как организмы взаимодействуют с окружающей средой.Лауреаты Арвид Карлссон Arvid Carlsson , Пол Грингард Paul Greengard и Эрик Кэндел Eric Kandel почти полвека старались разгадать процессы, протекающие вголовном мозге. В результате получены новые лекарства для борьбы сзаболеваниями нервной системы.В человеческом мозге более ста миллиардов нервных клеток.
И все они связанымежду собой. Информация от одной из них к другой передается химическимивеществами медиаторами в особых контактных точках синапсах , которых уклетки тысячи. Открытия лауреатов помогли осознать, что сбои при такой синаптической передаче могут привестик неврологическим и психическим болезням.Арвид Карлссон, профессорфармакологии университета Гетеборга Швеция , еще в 50-е годы установил, чтонейрогормон дофамин является медиатором и локализуется в базальных ганглияхголовного мозга, которые контролируют движения конечностей.
Эксперименты намышах, терявших способность контролировать свои движения при недостаткедофамина, привели ученого к догадке, что страшная болезнь Паркинсона у человекаобусловлена теми же причинами. Недостаток дофамина в организме можно устранить,вводя изомер дофамина леводофу.Болезнь Паркинсона смертельна, говорит Ральф Паттерсон, председатель Нобелевского комитета Каролинскогоинститута в Стокгольме, но сегодня миллионы противостоят ей, применяялеводофу.
Это почти волшебство! Исследования Карлссона привели ксозданию лекарств в частности, Прозака , с успехом применяемых для лечениядепрессий. Биохимик Пол Грингард, руководитель лаборатории молекулярной иклеточной неврологии Рокфеллеровского университета в Нью-Йорке, отмечен заоткрытие механизма действия дофамина и ряда других медиаторов при синаптическойпередаче.Действуя на рецептор клеточной мембраны, медиатор запускает реакциифосфорилирования особых ключевых белков.
Измененные белки, в свою очередь,формируют в мембране ионные каналы, по которым и передаются сигналы. Различныеионные каналы клетки и определяют ее ответы на воздействия. Синаптическая передача особенно важна для речи, движения и сенсорноговосприятия. Работа Грингарда позволила лучше понять механизм действия многихизвестных лекарств и разработать новые.Узнав о присуждении ему Нобелевскойпремии, Грингард пошутил Мы работали столько лет без всякой конкуренции,потому что нас считали не совсем нормальными . Но зато вполне серьезно оннамерен передать свою часть премии в университетский фонд для поощрения женщин, работающих в биомедицине.Эрик Кэндел, профессор Колумбийского университета тоже в Нью-Йорке , нашелспособ менять эффективность синапсов.
Он стремился понять, как фосфорилированиебелков в синапсах влияет на обучение и память. Мы становимся самими собойблагодаря тому, что обучаемся и запоминаем.На нас влияет жизненный опыт,способный травмировать , отмечает он. Интерес к механизмам памяти развилсяу него под впечатлениями о войне, когда в 1939 г. семья 9-летнего Эрикапокинула родную Вену, спасаясь от гитлеровцев.
Понять, что происходит с мозгомчеловека, когда он пережил события, пожизненно врезавшиеся в память, важнейшая задача , считает он.В нервной системе брюхоногого моллюска аплизии,на котором Кэндел изучал механизмы обучения и памяти у животных, всего 20 тыс.клеток. Ее простой защитный рефлекс, оберегающий жабры, определенные стимулызакрепляли на несколько дней. Кэндел показал, что изменения в синапсах основа запоминания.
Слабое внешнее воздействие формировало кратковременнуюпамять на десятки минут.В клетке запоминание начинается с описанногоГрингардом фосфорилирования белков в синапсах, которое ведет к избытку в нихмедиатора и усиливает рефлекс. Для развития долговременной памяти,сохраняющейся иногда до конца жизни организма, обычно необходимы более сильныеи продолжительные стимулы.
При этом в синапсе синтезируются новые белки. Еслиже эти белки не вырабатываются, отсутствует и долговременная память. Кэнделзаключил, что в синапсах фактически и сосредоточена память. В 90-е годы онвоспроизвел работу с аплизией на мышах, относящихся, как и человек, к классумлекопитающих, и убедился, что описанные процессы свойственны и нашей нервнойсистеме.Эти исследования, ставшие классикой нейрофизиологии, дали ключ клечению болезни Альцгеймера и других заболеваний, связанных с потерей памяти.Сам же Кэндел, нашедший, как говорят его коллеги, физическое воплощениепамяти , очень скромен От моей работы до клинической отдачи огромнаядистанция . Совместив несовместимоеНобелевскую премию по химии за 2000 г. за открытие и изучение электропроводящихполимеров разделили американские исследователи Алан Хигер Alan J. Heeger ,профессор физики и директор Института полимеров и органических жидкостейКалифорнийского университета в Санта-Барбаре, и Алан Макдиармид Alan G.MacDiarmid , профессор химии Пенсильванского университета в Филадельфии, атакже японский ученый Хидеки Сиракава Hideki Shirakawa , профессор химии вИнституте материаловедения университета Цукуба.
Лауреаты совершили это открытиесвыше 20 лет назад, но только сейчас мировое научное сообщество смогло оценитьего выдающееся значение.Каждый школьник знает, что полимеры, в отличиеот металлов, не проводят электрический ток. Однако новые нобелевские лауреатыдоказали, что это не так. Как бы развивая тезис о том, что для науки нет ничегоневозможного, они совместили в одном материале несовместимые свойства.
Как жесинтезировали проводящие полимеры? Основная заслуга лауреатов состояла в том,что они угадали структуру молекулы органического проводника.
Такая молекуладолжна состоять из атомов углерода, соединенных по очереди одинарными идвойными химическими связями.Кроме того, в ней должны присутствовать такназываемые потенциально заряженные группы . Например, если в такую молекулувнедрить функциональную группу, легко расстающуюся со своими электронами, вполимере образуется много свободных носителей электрического заряда.
И тогда этотполимер будет проводить ток почти так же хорошо, как привычные нам алюминий илимедь.Проводящие полимеры получили широкое распространение в самых разных областях из них делают антистатическую подложку для фото видео- и другой пленки,защитные экраны для мониторов например, в персональных компьютерах , умные окна, избирательно фильтрующие солнечное излучение. В последнее время их сталиприменять в светодиодах, солнечных батареях, экранах мини-телевизоров имобильных телефонов.
Еще более захватывающими выглядят перспективы наоснове электропроводящих полимеров ученые надеются создать молекулярныетранзисторы , которые позволят в недалеком будущем втиснуть суперкомпьютеры,занимающие ныне огромные шкафы, в наручные часы или украшения.Материалы, изменившие мирНаконец-то достижения российской науки подостоинству оценены мировым научным сообществом.
Нобелевской премии по физикеза 2000 г. удостоен вице-президент Российской академии наук, председательПрезидиума Санкт-Петербургского научного центра РАН, директорФизико-технического института им. А.Ф. Иоффе РАН, академик Жорес ИвановичАлферов.Присуждение Нобелевской премии академику РАНЖ.И. Алферову, по мнению многих российских ученых, должно изменить отношение кнауке в стране, способствовать повышению ее статуса и, главное, обеспечить ей пристойную государственную поддержку.
Ж.И. Алферов разделилпремию с американскими коллегами Гербертом Кремером Herbert Kroemer ,профессором физики Калифорнийского университета в Санта-Барбаре, и Джеком Килби Jack S. Kilby из фирмы Texas Instruments в Далласе. Так оценен их вклад всоздание принципиально новых полупроводниковых материалов, ставших основойсовременных компьютеров, информационных технологий и электроники.Высшаянаучная награда присуждена за открытие и разработку опто- и микроэлектронныхэлементов, так называемых полупроводниковых гетероструктур многослойныхкомпонентов быстродействующих диодов и транзисторов важнейших составных частейэлектронных устройств .Г.Кремер в 1957 г. разработал транзистор на гетероструктурах. Шестью годамипозже он и Ж.И. Алферов независимо друг от друга предложили принципы, которыелегли в основу конструкции гетероструктурного лазера.
В том же году Алферовзапатентовал свой знаменитый оптический инжекционный квантовый генератор.Дж.Килби внес огромный вклад в создание интегральных схем.Фундаментальные работы лауреатов сделалипринципиально возможным создание волоконно-оптических коммуникаций, в том числеИнтернета.
Лазерные диоды, основанные на гетероструктурной технологии, можнообнаружить в проигрывателях CD-дисков, устройствах для прочтения штрих-кодов имногих других аппаратах, ставших неотъемлемыми атрибутами нашего быта.Быстродействующие транзисторы используются в спутниковой связи и мобильныхтелефонах.Всего российские ученые десять раз получали Нобелевские премии, из них пять по физике П.А. Черенков, И.Е. Тамм и И.М. Франк 1958 , Л.Д. Ландау 1962 , Н.Г. Басов и А.М. Прохоров 1964 , П.Л. Капица 1978 , Ж.И. Алферов 2000 . Нобелевскими лауреатами по физиологии и медицине стали И.П. Павлов 1904 и И.И. Мечников 1908 , по химии Н.Н. Семенов 1956 , по экономике Л.В. Канторович 1975 . Премии мира удостоен А.Д. Сахаров 1975 . Больше всего премий по науке у США 152. Далее следуют Великобритания 58 , Германия 56 , Франция 21 , Швеция 17 , Швейцария 14 , Голландия 12 . До нынешнего присуждения мы делили 9 10-е места с Данией, а теперь поднялись на ступеньку выше и догнали Австрию.
Список использованной литературы Журнал Экология ижизнь . Статья Ю.Н. Елдышева, Е.В. Сидорова.