МикроРНК, дизайн белков и ядерное разоружение: лауреаты Нобелевской премии 2024 года
Нобелевскую премию по физиологии и медицине получили американцы Виктор Эмброс из Массачусетского университета и Гэри Равкан из Гарвардской медицинской школы «за открытие микроРНК и ее роли в посттранскрипционной регуляции генов».
Информацию, хранящуюся в хромосомах, можно сравнить с инструкцией для всех клеток организма. Каждая клетка содержит один и тот же набор генов и одинаковый набор инструкций. Тем не менее разные типы клеток, в частности мышечные и нервные, довольно сильно отличаются друг от друга и выполняют разные функции. Эти различия обеспечивает многоуровневая регуляция генов, благодаря которой в клетках каждого типа активен свой набор генов и действуют нужные инструкции. Лауреаты открыли один из механизмов генной регуляции, где ключевую роль играют очень короткие молекулы РНК, названные микроРНК. Чем сложнее организм, тем больше в нем разновидностей микроРНК: например, у человека их обнаружено уже около 2000. Открытие лауреатов еще не используется в медицине, но, возможно, окажется полезным в лечении онкологических заболеваний.
Премию по физике получили Джон Хопфилд из Принстонского университета и Джеффри Хинтон из Университета Торонто «за основополагающие открытия и изобретения, которые позволяют осуществлять машинное обучение с использованием искусственных нейронных сетей». По сути, это первая премия, присужденная за работы на стыке информатики, физики и биологии. Нобелевский комитет отметил, что во многом благодаря исследованиям Хопфилда и Хинтона «компьютеры могут воспроизводить процессы запоминания и обучения, хотя еще не умеют мыслить».
Известность лауреатам принесли изобретения начала 80-х годов, когда мощность ЭВМ оставляла желать лучшего. Американский биофизик Джон Хопфилд создал ассоциативную нейронную сеть, умеющую запоминать и воссоздавать изображения и другие наборы данных. Ученый опирался на модели статистической физики, описывающие поведение ферромагнетиков — веществ, «запоминающих» магнитное поле, в которое их помещали. Британец Джеффри Хинтон, «крестный отец» искусственного интеллекта, праправнук основателя математической логики Джорджа Буля, создал вычислительную модель под названием «машина Больцмана». Она также была основана на методах статистической физики и умела классифицировать изображения и создавать новые по заданному образцу.
Эти работы лауреатов, опубликованные во время «зимы искусственного интеллекта», когда интерес к этой сфере стал угасать, ознаменовали начало новой эпохи и положили начало бурному развитию машинного обучения. Новый всплеск внимания к алгоритмам Хопфилда и Хинтона произошел в 2000-е годы; сейчас они используются не очень широко и активно, но находят отдельное применение — например, в квантовых вычислениях.
Нобелевскую премию по химии в этом году присудили за два открытия: половину премии получил американец Дэвид Бейкер из Университета Вашингтона в Сиэтле — «за компьютерный дизайн белков», другая половина досталась британцу Демису Хассабису и американцу Джону Джамперу, представителям компании Google DeepMind, — «за предсказание структуры белков». Очевидно, что в этом случае награду получили лишь руководители больших коллективов — однако совершить такие исследования в одиночку невозможно.
Белки играют ключевую роль в функционировании живых организмов. В большинстве случаев строительным материалом для белков служат 20 основных аминокислот, так называемых кирпичиков жизни. Аминокислоты образуют длинные цепочки, которые скручиваются в сложные трехмерные структуры. Предсказать эту структуру, зная аминокислотную последовательность, крайне сложно. Исследователи работали над этой проблемой около 50 лет, но настоящая революция произошла четыре года назад, когда сотрудники компании Google DeepMind представили публике компьютерную программу AlphaFold2. На данный момент она помогла предсказать структуру почти всех 200 млн белков, известных ученым.
Дэвид Бейкер и его коллеги, в свою очередь, научились конструировать новые белки с ранее неизвестной структурой с помощью компьютерной программы Rosetta. Нобелевский комитет отмечает, что открытие может быть использовано в создании лекарств, вакцин, наноматериалов и миниатюрных сенсоров.
Премия по литературе присуждена писательнице Хан Ган из Южной Кореи «за насыщенную поэтическую прозу, которая противостоит историческим травмам и раскрывает хрупкость человеческой жизни». Писательница стала первым южнокорейским лауреатом Нобелевской премии по литературе.
Хан Ган родилась в 1970 году в городе Кванджу, печально известном массовыми демократическими протестами 1980 года, безжалостно подавленными правительством (сотни человек были убиты, тысячи — ранены; точные цифры не известны до сих пор). Десятилетняя девочка не стала непосредственной свидетельницей событий, но эта трагедия, как и другая, личная, произошедшая даже до ее рождения, — ранняя смерть сестры, умершей во младенчестве, — наложила отпечаток на творчество кореянки. Ее произведения пронизаны чувством невосполнимой утраты, вины выжившего и жестокости мироздания. Резне в Кванджу посвящен ее роман «Человеческие поступки» (2014), переведенный на русский язык, размышлениям о потерянной сестре — «Белая книга» (2016). Наиболее известная вещь Хан Ган — роман «Вегетарианка» (2007) — также издавалась на русском. Главная героиня вначале отказывается от мяса, а затем начинает голодать, выражая протест против повсеместного насилия. В настоящее время к публикации на русском языке готовится роман «Я не прощаюсь», где глазами трех женщин показано восстание на острове Чеджудо в конце 40-х годов, повлекшее гибель десятков тысяч людей.
Премию мира получила японская общественная организация «Нихон Хиданкё» «за усилия по достижению мира, свободного от ядерного оружия, и за демонстрацию свидетельств того, что ядерное оружие никогда не должно быть использовано снова».
«Нихон Хиданкё» была создана в 1956 году выжившими после бомбардировок Хиросимы и Нагасаки. Сотрудники организации оказывали помощь пострадавшим, опубликовали тысячи свидетельских показаний о последствиях применения ядерного оружия, а также неоднократно выступали публично, в том числе в ООН, призывая к глобальному ядерному разоружению. «Пожалуйста, избавьтесь от ядерного оружия еще при нашей жизни», — сказал 81-летний сопредседатель организации Тосиюки Мимаки, узнав о присуждении премии.
Премию памяти Альфреда Нобеля по экономике (она была основана в 1968 году Шведским государственным банком) получили Дарон Аджемоглу и Саймон Джонсон из Массачусетского технологического института, а также Джеймс Робинсон из Университета Чикаго «за исследование роли институтов в благосостоянии государств». Идеи авторов изложены в известной научно-популярной книге, название которой дословно переводится как «Почему страны терпят неудачу: происхождение власти, процветания и нищеты» (в России издавалась под названием «Почему одни страны богатые, а другие бедные»).
Лауреаты проанализировали экономическое развитие и деградацию множества государств, современных и исчезнувших, от древности до наших дней. По мнению ученых, экономические и политические институты делятся на два основных типа. Экстрактивные институты исключают большую часть общества из процесса принятия политических решений и распределения доходов. Вначале такая тактика может приносить значительные доходы, но имеет негативные последствия в долгосрочной перспективе. Инклюзивные институты стремятся включить в экономическую и политическую жизнь все более широкие слои населения, что способствует росту производительности труда и более эффективному использованию человеческого капитала. Для достижения устойчивого развития государства, по мнению исследователей, необходимо установление политических и экономических свобод.