Периодически рассказываю студентам об Александре Флеминге – гении, масоне и первооткрывателе лизоцима и пенициллина. В его лаборатории творился сущий беспорядок, который удивительным образом способствовал открытиям. Так, например, лизоцим он обнаружил практически случайно: поместив козявку из собственного носа на чашку Петри с бактериями и через несколько дней заметив, что колонии в этих местах погибли.

Он был конечно настоящий панк творец. В своей лабе Флеминг рисовал в чашках Петри не только соплями, но и бактериями. Он наносил контуры рисунка на промокательную бумагу и покрывал её желеобразным агар-агаром, а затем высевал культуры бактерий, “раскрашивая” ими рисунок. Чтобы бактерии, дающие один цветовой оттенок, не заходили за отведённую им территорию, Флеминг проводил границу при помощи пенициллина, убивающего микробы. Так получался рисунок.

не любит мокнуть, но если надо... 📷 Abhishek Chadha

тибетская лиса, как же хороша!

эрозионные столбы в Южном Тироле, 📷 Kilian Schönberger

Кокосовый осьминог обстреливает рыб камнями. Зачем, не очень понятно, - может, забавы ради? )

О культуре древних людей приходится судить в основном по изделиям из камня и кости, - остальные материалы, как правило, полностью истлевают за сотни тысяч лет. Иначе каменный век наверняка назвали бы деревянным. Очень редко изделия из дерева сохраняются благодаря особенностям почвы, или утонув в болоте. Самые известные находки такого рода – старые добрые палки-копалки и метательные копья (старейшим найденным копьям – 300 тысяч лет).

Тем важнее открытие, сделанное два года назад в Замбии на стоянке древних людей на берегу реки Каламбо, у огромного водопада недалеко от ее впадения в озеро Танганьика – там нашли сразу целый набор разных изделий из дерева, в слоях, которым больше 300 тысяч лет. Среди этих предметов все та же классическая палка-копалка, еще пара кусков обработанного дерева не очень понятного назначения, что-то типа клина и плоское полено с обрубленными концами.

Но главная находка, - конструкция из двух бревен с зарубками и царапинами, возрастом около полумиллиона лет (476±23 тысяч лет). Видно, что их тесали и скоблили, а потом соединили с помощью специально вырубленной в одном из них выемки, - примерно такой же, как в современных бревнах в деревянных домах. Археологи предполагают, что эта конструкция могла быть мостиком, основанием настила или какого-то деревянного возвышения, а может и фундаментом жилища.

Получается, древние африканские люди, жившие задолго до Человека разумного, уже отлично умели не только обрабатывать дерево, но и строить из него сложные конструкции, возможно даже что-то вроде дома! Мы привыкли воспринимать людей палеолита как кочевников, мигрирующих за стадами, но ведь в мире были и благодатные места, откуда мигрировать смысла не было.

Итак, первая Нобелевская премия 2025 года, по физиологии и медицине, присуждена Шимону Сакагучи, Мэри Бранкоу и Фреду Рамсделлу за открытие особого типа иммунных клеток - регуляторных Т-лимфоцитов, подавляющих избыточную активность иммунной системы при аутоиммунных заболеваниях и трансплантации органов, не давая ей причинять вред организму. Их сравнивают с элитной полицией, которая составляет всего 1-2% от всех Т-клеток, но очень эффективно следит за порядком среди других Т-лимфоцитов, прекращая ненужные воспаления.

Ошибки иммунной системы, когда она атакует здоровые клетки, приняв их за чужеродные объекты, лежат в основе многих аутоиммунных заболеваний, от ревматоидного артрита до диабета первого типа. Но наш организм научился защищаться от большей части таких ошибок, тормозя иммунную систему.

В 1995 году японский иммунолог Шимон Сакагучи обнаружил этот тип Т-лимфоцитов, которые атакуют не чужаков, а другие иммунные клетки, тем самым останавливая аутоиммунные реакции. Эти лимфоциты он назвал регуляторными Т-клетками. А Мэри Бранкоу и Фред Рамсделл выявили ключевой ген, контролирующий регуляторные Т-клетки.

Эти открытия заложили фундамент для нового направления в иммунологии, — сейчас на их основе ведется уже более 200 клинических испытаний методов лечения аутоиммунных заболеваний и рака. При аутоиммунных заболеваниях регуляторные Т-клетки слишком слабы, а при раке, наоборот, избыточно активны, подавляя противоопухолевый иммунитет. Поэтому для лечения аутоиммунных заболеваний и предотвращения отторжения при трансплантации органов нужно усилить функции регуляторных Т-клеток, а при раке – наоборот, тормозить их.

На фото (раскрашенном) - регуляторные Т-клетки (красные) наказывают обычный лимфоцит (синий) за неправильное поведение.

📷 Solly Levi

Сейчас все говорят о том, что люди стали меньше читать. Это так, но гораздо реже замечают еще более важную вещь: люди стали намного больше писать.

По всем законам магии Нобелевская премия по физике в год столетия квантовой механики и в день 140-летия Нильса Бора должна была достаться первооткрывателям каких-нибудь квантовых эффектов. Законы магии не подвели, - премию получили Джон Кларк, Мишель Деворе и Джон Мартинис, открывшие новый вид макроскопических квантовых эффектов, когда квантовые свойства не ограничиваются квантовыми масштабами, а могут проявляться и в более крупных системах.

Это один из важнейших вопросов современной физики — как увеличить размер системы, способной на квантово-механические эффекты. От его решения зависит, сможем ли мы создать функциональные квантовые компьютеры. Ведь квантовый компьютер – это квантовая система, которую мы постепенно все увеличиваем и увеличиваем в масштабе. Создать его можно только раздвинув границы квантовых эффектов, чтобы законам этого странного микромира подчинялась большая система.

Физикам уже были известны несколько макроскопических квантовых эффектов, когда свойства квантовой механики, обычно проявляющиеся на атомном уровне, становятся заметны в поведении объектов, видимых невооруженным глазом: например, лазеры, сверхпроводимость и сверхтекучесть.

А лауреаты этого года добавили к ним еще один – квантовое тунеллирование. Так называют способность квантовых частиц проходить сквозь барьеры, даже если их энергия меньше высоты барьера. Эксперименты лауреатов, проведенные еще в 1980-х, показали, что в системе, состоящей из двух сверхпроводников, разделенных диэлектриком, ток протекает между двумя сверхпроводящими слоями, несмотря на препятствие в виде диэлектрика – даже в макроскопических системах, то есть эффект квантового тунеллирования возможно как бы перенести в наш мир, подчиняющийся законам классической механики. Сплоченный коллектив заряженных частиц в этих экспериментах вёл себя как единая квантовая сущность.

Исследования лауреатов открыли возможность для создания квантовых технологий. К этой группе технологий сейчас относят не только квантовые вычисления, но и квантовую криптографию - создание систем связи, которые всегда гарантированно могут обнаруживать подслушивание. И квантовые сенсоры - высокочувствительные датчики, способные заметить даже один-единственный фотон. Например, датчики в томографах, создающих карту электромагнитного поля человека или части его тела. Появилась уже целая область квантовой метрологии, - создания измерительной техники для всего, что можно очень точно измерить с помощью квантовых эффектов.

📷 Alex Geifman

Миграция дельфинов недалеко от побережья Калифорнии у Сан-Диего. Пишут, что в этой группе больше ста тысяч дельфинов, сверхстадо растянулось на 11 км в длину и на 8 в ширину. Дельфины спешат навстречу косякам рыбы, идущей на нерест.

культурные псы против насилия, хотя иногда без него сложно

Нобелевская премия по химии досталась Сусуму Китагаве, Ричарду Робсону и Омару Яги «за разработку металл-органических каркасных структур».

Растолковать смысл их исследований я попросил Артема Гущина, профессора Института неорганической химии им. А. В. Николаева СО РАН, в котором тоже занимаются исследованием этих структур (мы с Артемом и некоторыми другими профессорами РАН сейчас вместе в Узбекистане – читаем тут лекции студентам разных вузов). Вот что он рассказал:

- Полимеры обычно ассоциируются с органикой, - с полиэтиленом, например. А здесь - металл содержащие полимеры, металл-органика, - такие гибридные соединения. Атомы металла и органические молекулы собираются в трёхмерные каркасы с порами, в которые могут проникать разные газы и жидкости.

- Что-то вроде губки?

- Да, как губка. Это очень высокопористая структура, а значит у ее очень большая площадь поверхности, которая может впитывать разные газы. Эти структуры можно использовать для хранения газов. Например, в таком сорбенте может храниться водород в автомобиле, а при определенных условиях высвобождаться и использоваться как водородное топливо.

С помощью металл-органических соединений можно и разделять газы. Пропускаешь через такую губку смесь газов, - один газ задерживается, а другой выходит. У этих материалов большой потенциал для применения в промышленности, но пока они находятся на стадии лабораторных прототипов.

- А что там за металл?

- Там разные металлы, вся периодическая система практически. Плюс органика, тоже разная. Органические молекулы связывают, как мостики, несколько ионов металла в полимерную структуру. Если вы меняете какие-то составляющие этой структуры, она изменит свойства – такая возможность регуляции и создает большой потенциал для применений.

- Вручение премии за это открытие было неожиданностью?

- Нет, ее ждали, - мы прогнозировали, что за это дадут Нобелевскую премию еще в прошлый раз, но тогда не дали. Академик Владимир Петрович Федин, мой учитель, - как раз ведущий специалист в России именно по этой тематике.

А вот что рассказал сам Владимир Федин в интервью для «Науки в Сибири»:

«Речь идет о структурах, в которых точно можно определить положение всех атомов в пространстве, и самым замечательным свойством этих структур является их рекордная пористость. Пористые материалы очень важны для катализа, очистки воды и многих других применений.

Классические пористые материалы обладают площадью поверхности максимум 2 000—3 000 квадратных метров на грамм, это считается хорошим показателем. А у металл-органики рекордные значения достигают более 7 000 м2/г. Один грамм рекордсмена среди таких материалов имеет площадь внутренней поверхности, сопоставимую с размером футбольного поля.

В последнее время были выполнены блестящие работы по этой тематике, в том числе и с участием нынешних нобелевских лауреатов, - например, по абсорбции воды из воздуха пустыни, когда эти материалы ночью напитываются влагой, а затем под солнцем выделяют абсолютно чистую воду. Мы также принимаем участие в подобных исследованиях. Например, одно из направлений работы новосибирских химиков в этой области — создание сенсоров, позволяющих любому желающему без использования сложной аппаратуры, в домашних условиях определять опасные вещества в окружающих предметах, например содержание антибиотиков в мясе птицы и других продуктах».