Свободный язык – свободное слово!

В словаре Гете – 600 тысяч слов.
Ты не Гете – запомни тысячу!
Свободно говорить – в свободной стране.
Слово - не воробей, схватывай налету!
Владеешь языком – владеешь собой.
Язык без срока годности.
Запасайся словами.
Язык твой - друг твой.
Имей сто друзей!
Язык - душа страны.
Загляни в нее.
Читай Шиллера, как Пушкина.
В подлиннике.
Хочешь жить в Германии, старайся знать язык!
Живешь в стране – говори на ее языке.

• «Биологические часы» и другие тайны

Нобелевские премии-2017 за научные исследования

Ученые из США получили Нобелевскую премию по физиологии и медицине за обнаружение молекулярных механизмов, контролирующих суточные ритмы живых организмов.

Награду присудили трем исследователям – 72-летнему Джеффри Холлу из Университета Мэна (штат Мэн), 73-летнему Майклу Росбашу из Брандейского университета (Уолтем, пригород Бостона)и 68-летнемуМайклу Янгу из Рокфеллеровского университета (Нью-Йорк).
Отец одного из новоиспеченных лауреатов, Майкла Росбаша, был кантором в Германии и в 1938 г., в разгар расовых репрессий со стороны национал-социалистов, вынужден был эмигрировать в США. Именно там, в Канзас-Сити, и родился будущий ученый.
Отсчет начала исследований в области молекулярных «хронометров» принято вести с первой половины XVIII в., когда французский астроном Жан-Жак де Меран заметил интересную особенность в поведении растений гелиотропов. Они поворачивают соцветия вслед за солнцем, а на ночь опускают листья. Но даже в кромешной круглосуточной темноте они продолжают поднимать и опускать листья, словно повинуясь некоему механизму.
Существенное продвижение в его понимании обозначилось лишь в начале 1970-х, когда в геноме дрозофил обнаружили зону, ответственную за управление суточными ритмами. Изменяя ее, мушек заставляли жить за пределами 24-часового расписания.
В 1984 г. выяснилось, что в этой зоне находился особый ген, названный period или сокращенно – per. Об этом в своих статьях написали Джеффри Холл и Майкл Росбаш (тогда они оба работали в Брандейском университете), а также Майкл Янг (он и тогда трудился в Рокфеллеровском университете). Им удалось выяснить, что в зависимости от времени суток в клетках меняется уровень белка PER. Ночью его количество возрастает, а днем – уменьшается.
Следовательно, по концентрации этого белка можно судить о времени суток.
Холл и Росбаш выдвинули гипотезу, согласно которой мы имеем дело с саморегулирующейся системой. Активность гена period блокируется белком PER. Его синтез останавливается, как только белка становится cлишком много,и возобновляется по мере расходования белка.
Но как он попадает в ядро клетки, чтобы повлиять на активность гена?
Ответ на этот вопрос в 1994 г. дал Янг.
Он обнаружил ген, названный timeless, и его белок TIM, который способствует белку PER в преодолении мембраны ядра, что и позволяет блокировать ген period.
В дальнейшем ученые открыли другие гены и белки, вместе составляющие отлаженный механизм «биологических часов».

Они регулируют важнейшие биологические процессы и функции нашего организма, в том числе поведение человека, уровень гормонов, сон, температуру тела, обмен веществ.
Это позволяет нам очень точно подстраивать нашу физиологию к различным фазам дня и синхронизировать жизненные процессы организмов с циклическими изменениями внешней среды.

Послания черных дыр

Нобелевская премия в области физики в этом году досталась Райнеру Вайссу, Барри Бэришу и Кипу Торну. Нобелевский комитет высоко оценил их «решающий вклад в создание детектора LIGO и наблюдения гравитационных волн».
Их существование предсказал Альберт Эйнштейн в рамках своей общей теории относительности, опубликованной 20 марта 1916 г. Однако впервые их удалось зафиксировать совсем недавно – 14 сентября 2015 г. Именно тогда достигли Земли гравитационные волны, вызванные столкновением двух черных дыр массами в 29 и 36 масс Солнца, отдаленных от нас на 1,3 млрд световых лет.
Незадолго до столкновения две области пространства-времени приближались друг к другу со скоростью, составляющей половину скорости света (150 000 км/с).
В итоге столкновения образовалась черная дыра, масса которой превысила массу Солнца в 62 раза.
Недостающая суммарная масса преобразовалась в энергию, выделенную при слиянии. Потери ушли на излучение гравитационных волн, которые распространяются со скоростью света. В то время, когда произошел этот космический катаклизм, на нашей планете жили только примитивные одноклеточные организмы.
Хотя гравитационные волны, проделавшие такой огромный путь до нас, очень слабы, подтверждение их существования означает переворот в астрофизике.
Они позволяют совершенно по-новому взглянуть на наиболее глобальные космические явления и расширяют границы наших знаний.
Фиксация гравитационных волн стала возможна благодаря детекторам LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory – лазерно-интерферометрическая гравитационно-волновая обсерватория).
На сегодняшний день в этом проекте участвуют 1300 исследователей из более чем 20 стран. Идея создания такого устройства появилась почти полвека назад.
А осуществлению этого проекта в большей степени способствовали лауреаты этого года.
Правда, Вайсс во время телефонного разговора по поводу объявления имен лауреатов «нобелевки» подчеркнул, что награда стала «признанием работы всего тысячного коллектива». И даже собирается свою часть премии отдать родному Массачусетскому технологическому институту (США) – на поддержку студентов.
В середине 1970-х Райнер Вайсс проанализировал потенциальные источники помех, которые могли бы помешать измерениям гравитационных волн. Он также разработал подходящий детектор – лазерный интерферометр.
Физик-теоретик из Калифорнийского технологического института (Cal Tech) Кип Торн предсказал, какая будет форма у сигнала от гравитационной волны и как выделить его на фоне всех вероятных шумов.
Занимавшийся физикой частиц в Cal Tech Барри Бэриш возглавил проект в ответственный для него период.
Именно под руководством Бэриша детекторы удалось отладить до необходимой чувствительности. (Отец и мать Барри Бэриша родились в США в семьях, эмигрировавших из Российской империи, где они жили на землях нынешней Западной Белоруссии.)
Гравитационные волны, создаваемые даже сверхмассивными черными дырами, настолько слабы, что Эйнштейн считал их обнаружение невозможным.
На самом деле оказалось, что это «всего лишь» очень сложно – потребовалась пара огромных лазерных интерферометров, удаленных друг от друга на расстояние 3000 км, что помогает определить направление на источник зарегистрированного сигнала.
Основной элемент каждого из детекторов (один расположен в штате Вашингтон, другой – в Луизиане) – Г-образная система, состоящая из четырехкилометровых плеч-туннелей с высоким вакуумом внутри.
Соответствующее устройство проверяет, изменился ли ход луча в одном плече относительно другого. Обычно результаты измерений одинаковы. Разница наблюдается, когда гравитационная волна деформирует пространство-время.

Все известные типы электромагнитного излучения и элементарных частиц, включая космические лучи, уже использовались при изучении Вселенной. Однако особые свойства гравитационных волн позволяют осуществлять непосредственное наблюдение за пространственно-временными возмущениями, открывая совершенно новые перспективы в астрофизике.
Именно поэтому можно надеяться на множество новых открытий, осуществленных при помощи неуловимых до недавнего времени волн. Возможно, что их фиксация поможет изучить столкновения звезд, вращающиеся нейтронные звезды или взрывы сверхновых.

Заглянуть в биомолекулы

Благодаря лауреатам Нобелевской премии этого года в области химии, наступила новая эра в изучении биомолекул. Для многих биологов и химиков сон стал реальностью, обозначился прорыв в развитии биохимии. Теперь ученые могут видеть каждый уголок любой клетки и анализировать структуру белка с точностью до атома.
В этом году «нобелевка» по химии была присуждена за революционную технологию изучения структуры органических молекул.
Жак Дюбоше из Лозаннского университета (Швейцария), Йоахим Франк из Колумбийского университета (США) и Ричард Хендерсон из Лаборатории молекулярной биологии в Кембриджском университете (Великобритания) внесли неоценимый вклад в развитие криоэлектронной микроскопии. Венцом их работы стало получение трехмерного изображения больших молекул в беспрецедентном доселе разрешении.
В молекулярной биологии с 1950-х гг. доминирует рентгеновская кристаллография, которая обрела ключевую роль в исследовании двухцепочечной ДНК.
Желание заглянуть внутрь «молекулярных машин» год от года растет, но существовавшие до сей поры методы наблюдений уже не могут удовлетворить исследователей.

Долгое время электронный микроскоп считался лучшим инструментом анализа лишь неживой материи, поскольку мощный электронный пучок разрушает биологический материал. В высоком вакууме этого прибора вода быстро испаряется, в результате чего биомолекулы разрушаются, изучение их структуры становится невозможным.
Отмеченные Нобелевской премией исследователи доказали, что способны преодолеть ограничения, ранее казавшиеся непреодолимым барьером.
Индивидуальные наработки каждого из них в конечном итоге слились в один революционный метод – криоэлектронную микроскопию.
Сначала свое открытие сделал уроженец Германии Йоахим Франк. Он разработал новый способ обработки двумерных изображений, полученных при помощи электронного микроскопа.
Метод Франка состоял в объединении серии «картинок».
В результате удалось получить точный трехмерный образ исследуемого объекта.
Жак Дюбоше в начале 1980-х решил проблему выпаривания воды из анализируемых образцов – он охлаждал ее настолько быстро, что, застывая вокруг биологического образца, она позволяла биомолекулам сохранить свою естественную форму даже в вакууме.
Наконец, в 1990 г. Ричарду Хендерсону удалось при помощи криоэлектронной микроскопии получить трехмерное изображение белка. Это был огромный технологический прорыв в биохимии.
Теперь можно наблюдать многие молекулярные процессы и более глубоко понять химию живого организма, без чего невозможно разрабатывать новые, более эффективные лекарства.

Сергей ГАВРИЛОВ,
«Еврейская панорама»

P.S.Церемония награждения прошла в концертном зале Стокгольма 10 декабря. Нобелевскии премии за 2017 год по литературе, медицине, физике, химии и экономике вручал лично король Швеции Карл XVI Густав.
Премию в области литературы получил писатель из Великобритании Кадзуо Исигуро.
Награду по медицине или физиологии, как мы уже сказали, получили профессора из США Джефри Холл, Майкл Росбаш и Майкл Янг, а награду по экономике – профессор Ричард Талер (США).

Премию по физике получили трое исследователей из США – выходец из Германии Райнер Вайсс, а также Барри Бэриш и Кип Торн. Премию по химии получил работающий в США выходец из Германии Йоахим Франк, Жак Дебуши из Швейцарии и Ричард Хендерсен из Великобритании.
В 2017 году сумма премии в каждой номинации составила 9 млн шведских крон ($1 млн).
На церемонии награждения присутствовали более 1,5 тысяч гостей. Среди них – семьи обладателей наград, члены королевской семьи и политики Швеции, деятели культуры, науки и студенческих организаций.

По материалам «ДП»

© 2017 SphäreZ – Russischsprachige Zeitschrift in Deutschland

Impressum