Версия для печати
Вернуться к списку

Борьба с вирусом, ловля нейтрино, древняя ДНК. Научные итоги 2021-го

Подходит к концу 2021-й, объявленный в России Годом науки и технологий. Вызов, брошенный пандемией, ученые встретили во всеоружии — подтвердили эффективность существующих препаратов и создали новые. Многое сделали в космонавтике, медицине, квантовых технологиях, завершили крупные "научные долгострои". О важнейших достижениях — в материале РИА Новости.

В ответ на главную угрозу

Российские ученые с самого начала пандемии активно включились в разработку вакцин против COVID-19, антивирусных препаратов и тест-систем. Прорывным стал 2020-й, в 2021-м исследования продолжили.

В феврале журнал The Lancet опубликовал промежуточные результаты фазы III клинических испытаний вакцины "Спутник V", созданной Национальным исследовательским центром эпидемиологии и микробиологии имени Н. Ф. Гамалеи. Ее общая эффективность — 91,6 процента, а против средней и тяжелой формы COVID-19 — сто процентов.

"Спутник V" — одна из трех вакцин в мире, чья степень защиты более 90 процентов. Препарат зарегистрировали в 71 стране. Отдельно доказали его эффективность против вариантов коронавируса, отнесенных Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ) к группе вызывающих обеспокоенность, включая штаммы "альфа" и "дельта".

В 2021-м в России выпустили в оборот однокомпонентную вакцину "Спутник Лайт" Центра имени Гамалеи и вакцину "КовиВак" на основе инактивированного вируса SARS-CoV-2, созданную в Федеральном научном центре исследований и разработки иммунобиологических препаратов имени М. П. Чумакова РАН. "Спутник Лайт" — это первый компонент "Спутника V", предназначенный для ускорения массовой вакцинации и ревакцинации. Его эффективность около 80 процентов — выше, чем у многих двухкомпонентных зарубежных вакцин.

Минздрав 24 ноября зарегистрировал еще один препарат Центра имени Гамалеи — "Спутник М" для подростков от 12 до 17 лет. Это аналог вакцины "Спутник V", разбавленный в пять раз.

Сейчас испытывают и назальную форму вакцины "Спутник V", точнее — ее второй компонент в виде спрея. По словам главы Центра Гамалеи академика Александра Гинцбурга, новый вариант позволит сформировать стерильный иммунитет.

Кроме того, зарегистрировали 14 лекарств от COVID-19 и 94 системы для его диагностики. В государственный реестр 12 ноября внесли первый в России препарат от коронавируса в форме инъекций — "Арепливир" компании "Промомед". До этого он и аналоги на основе фавипиравира существовали только в виде таблеток. Успешно прошел фазу III клинических испытаний левилимаб. Это оригинальное моноклональное антитело — ингибитор рецептора интерлейкина-6, созданный российской биотехнологической компанией BIOCAD для терапии ковида с тяжелым течением.

Из теоретических работ выделяется геномное исследование эпидемиологии распространения коронавируса в России. Специалисты из НИИ гриппа имени А. А. Смородинцева в Санкт-Петербурге провели его вместе с коллегами из НИУ ВШЭ, СколТеха и Института проблем передачи информации имени А. А. Харкевича РАН. Все геномы вируса секвенировали в НИИ гриппа, которому ВОЗ недавно присвоила статус российской референс-лаборатории по COVID-19.

Для оперативной расшифровки геномов SARS-CoV-2 и мониторинга изменчивости вируса на базе института создали Российский консорциум по секвенированию геномов коронавирусов (CoRGI). Благодаря этому ученые в кратчайшие сроки разработали тест-систему для идентификации "омикрона". А недавно участники CoRGI обнародовали исследование эволюции закрепившейся на территории России особой линии дельта-штамма — AY.122.

Дела космические

Главные события — вывод на околоземную орбиту многофункционального лабораторного модуля "Наука", вошедшего в состав МКС, новые данные орбитальной астрофизической обсерватории "Спектр-РГ", а также работа совместной программы Европейского космического агентства (ЕКА) и российской госкорпорации "Роскосмос" по изучению Красной планеты — "ЭкзоМарс".

На борту обсерватории "Спектр-РГ", чья задача — построение полной карты Вселенной в рентгеновском диапазоне, установили два телескопа: немецкий eROSITA и российский ART-XC имени М. Н. Павлинского, созданный в ИКИ РАН совместно с РФЯЦ-ВНИИЭФ. Сам аппарат построили в АО "НПО имени Лавочкина" и запустили в 2019-м с космодрома Байконур российской ракетой "Протон".

Следуя за Солнцем и медленно вращаясь вокруг своей оси, обсерватория уже трижды просканировала небесную сферу. Исследователи постепенно обрабатывают и публикуют полученные данные. Недавно в журнале Astronomy & Astrophysics вышла обзорная статья российских ученых о главных результатах миссии — составлении уникальной по четкости и полноте карты неба, а также непрерывном пополнении каталога источников жесткого рентгеновского излучения.

Некоторые объекты изучили более детально. Так, открыли образовавшийся на ранних стадиях формирования Вселенной очень далекий квазар — черную дыру в центре Галактики, падение вещества на которую вызывает колоссальный выброс вещества и энергии. По мнению исследователей, это подтверждает теорию Большого взрыва.

Кроме того, телескоп обсерватории "Спектр-РГ" нашел следы необычного термоядерного взрыва сверхновой, произошедшего всего 40 тысяч лет назад. Они находятся высоко над плоскостью Галактики, где остатки сверхновых еще не наблюдали. Пока известны лишь пять таких взрывов моложе ста тысяч лет.

В 2021-м по данным рентгеновского обзора неба составили первый каталог событий приливного разрушения звезд вблизи сверхмассивных черных дыр в ядрах далеких галактик.

На борту марсианской орбитальной станции Trace Gas Orbiter российско-европейской миссии "ЭкзоМарс-2016", запущенной в космос 14 марта 2016-го ракетой-носителем "Протон-М" c космодрома Байконур, четыре прибора: два российских и два европейских. В этом году российский спектрометр в результате прямых измерений впервые обнаружил в атмосфере Марса хлороводород. Раньше знали о существовании этого галогенного газа только на Земле и Венере.

Информация, полученная российским комплексом приборов, легла в основу графиков изменения температур атмосферы Красной планеты, концентрации в ней пыли, льда, водорода, паров воды и тяжелой воды. Кроме того, новые данные опровергли гипотезу о выбросах метана в атмосфере Марса — это явление считают одним из возможных индикаторов жизни.

Долгострои меганауки

В Год науки и технологий завершили строительство сразу нескольких крупных российских установок, проекты которых закладывали еще в советское время.

На Байкале запустили глубоководный нейтринный телескоп Baikal-GVD. Установка предназначена для исследования потоков нейтрино сверхвысоких энергий от астрофизических источников. Как ожидают ученые, это поможет ответить на важнейшие вопросы о строении и эволюции Вселенной.

Байкальский нейтринный телескоп — крупнейший в Северном полушарии и второй по величине в мире. При этом его чувствительность не ниже, чем у самой большой нейтринной обсерватории IceCube в Антарктиде. Оба детектора дополняют друг друга: вместе они видят всю небесную сферу. Эффективность синергетического подхода уже подтвердилась. Из обсерватории IceCube 14 декабря сообщили об уникальном явлении — ученые наблюдали трек нейтрино, совпадающий по времени с самой мощной за всю историю исследований вспышкой блазара. Через четыре часа после сигнала, полученного IceCube, взаимодействие другого нейтрино зарегистрировал Baikal-GVD. Впервые два крупнейших в мире нейтринных телескопа обнаружили нейтрино от одного возможного источника.

В День науки, восьмого февраля, на территории Петербургского института ядерной физики имени Б. П. Константинова, входящего в состав НИЦ "Курчатовский институт", ввели в строй исследовательский ядерный реактор ПИК. Это стало завершением одного из самых известных научных долгостроев в стране, начатого еще в 1976-м. ПИК — самый мощный в мире реактор, генерирующий поток нейтронов. В основном комплексе Курчатовского института в мае запустили токамак Т-15МД — первую за двадцать лет термоядерную установку, построенную в России.

А российские ученые из Физико-технического института имени А. Ф. Иоффе в Санкт-Петербурге впервые в мире выяснили, как удерживается энергия термоядерной плазмы в сферическом токамаке нового поколения "Глобус-М2". Результаты исследования опубликовали в журнале Nuclear Fusion.

Квантовые инновации

Исследователи из НИТУ "МИСиС", Физтеха и Российского квантового центра сделали важный шаг в решении проблемы квантовой памяти и создания коммерческих квантовых компьютеров. Вместе с коллегами из Германии они впервые продемонстрировали возможность эффективного взаимодействия фотонов с использованием цепочки сверхпроводящих кубитов — квантовых аналогов битов в компьютерной памяти.

Российские физики обновили мировой рекорд в эффективности систем квантовой криптографии. Исследователи разработали новый, более устойчивый к внешним воздействиям алгоритм коррекции ошибок, благодаря которому устройства для квантового распределения ключей могут работать стабильно не только в идеальных лабораторных условиях, но и в городских линиях связи.

Специалисты из лаборатории нанобиоинженерии НИЯУ "МИФИ" первыми в мире продемонстрировали в лаборатории квантово-электродинамический эффект, теоретически предсказанный около трех лет назад. На практике он позволит резко повысить эффективность устройств, преобразующих энергию света в электрическую, — скажем, в несколько раз увеличить КПД солнечных батарей, органических светодиодов и другой фотовольтаической техники, используемой в медицинской диагностике, системах дистанционного управления химическими реакциями и других сферах.

А Центр квантовых технологий МГУ запустил первую в России сеть защищенной квантовой телефонии. Сеть, построенная на основе квантовой криптографической системы выработки и распределения ключей, соединила пять квантовых устройств и 20 телефонных аппаратов, установленных в помещениях на Воробьевых горах, на Моховой, а также в московском районе Отрадное.

Протяженность канала квантово-защищенной связи в рамках проекта — более 30 километров. Аналогов такого масштаба в мире еще нет.

Медицина

Ученые Уральского федерального университета (УрФУ) и Томского политехнического университета в сотрудничестве с зарубежными коллегами создали уникальный биосовместимый и биоразлагаемый материал на основе волокон полимера для хирургии и имплантологии.

Химики и биологи из УрФУ вместе со специалистами Института цитологии РАН и Института органического синтеза имени И. Я. Постовского УО РАН синтезировали соединения, способные остановить дегенерацию нейронов при болезнях Альцгеймера, Паркинсона и других тяжелых патологиях головного мозга. Эффективных препаратов для профилактики и лечения этих заболеваний в мире пока нет.

А итогом работы большой группы российских генетиков стало создание первого фармакогенетического атласа, в котором отражено распространение 45 самых значимых ДНК-маркеров среди населения всей России и сопредельных стран. Результаты опубликовали в журнале "Вестник РГМУ".

Археология

Уходящий год особенно богат на открытия археологов и антропологов. Новосибирские ученые из Института археологии и этнографии СО РАН в составе международной группы расшифровали митохондриальную ДНК из крошечных костных останков, найденных в самом нижнем культурном слое Денисовой пещеры на Алтае. Исследователи установили, что первыми юг Сибири заселили именно денисовцы — более 200 тысяч лет назад. А неандертальцы и сапиенсы пришли позже.

Кроме того, выяснили, когда в этом регионе появился современный человек. Возраст самой древней его ДНК, обнаруженной в осадочных отложениях пещеры, — 45 тысяч лет. К этому же времени относятся находки украшений и подвесок так называемой начальной культуры верхнего палеолита. Еще недавно археологи спорили, кто создал эти артефакты — денисовцы, неандертальцы или современные люди, так как никаких окаменелостей Homo sapiens до сих пор в пещере не обнаружили. Теперь их принадлежность доказана.

Специалисты Института археологии РАН и Государственного музея-заповедника "Куликово поле" в районе реки Гоголь на стыке Тульской и Орловской областей обнаружили место последнего этапа Судбищенской битвы — одного из самых известных сражений эпохи Ивана Грозного, которое произошло между русским войском и крымской ордой в 1555 году у урочища Судбищи. С апреля 2021-го собрали уже более 2,2 тысячи предметов. По мнению ученых, есть вероятность, что по числу находок этот археологический памятник затмит даже Куликово поле.

Важные открытия сделали во время раскопок, предваряющих строительство скоростной автомобильной дороги Москва — Казань

В районе реки Велетьмы, притока Оки, археологи нашли сразу несколько стоянок, охватывающих период протяженностью около десяти тысяч лет — от мезолита, времени охотников и собирателей, до эпохи ранней бронзы, когда люди уже научились выплавлять металл, освоили скотоводство и земледелие.

А в окрестностях Мурома раскопали три средневековых селища XII-XVI веков. Всего собрали десятки тысяч артефактов. Раньше неподалеку от этих мест нашли стоянки эпохи палеолита, и теперь у ученых есть уникальная по временному охвату картина жизни людей в одном конкретном районе Волго-Окского междуречья.

Также в археологическом сезоне 2021-го экспедиции Института археологии РАН обнаружили два редких клада ювелирных украшений в районе Суздаля и Рязани. Новые находки сделали в Орле — судя по ним, первое древнерусское поселение здесь появилось задолго до основания крепости в 1566 году по указу Ивана Грозного.