10 декабря в Швеции прошла традиционная церемония награждения лауреатов Нобелевской премии 2016 года, имена которых стали известны еще в октябре. Но неделей раньше первых сообщений о получателях самой престижной научной награды в Гарварде чествовали лауреатов ее «веселого близнеца».
Шнобелевская (Игнобелевская) премия вручается «за открытия, которые заставляют засмеяться, а потом — задуматься», и стремительно нагоняет в популярности своего старшего авторитетного предшественника. Номинанты иронической награды могут отказаться от нее еще до публичного объявления имен, но таких находится все меньше. А некоторые видные ученые могут похвастаться обеими премиями сразу.
В самом деле, порой за забавными формулировками Шнобелевского жюри скрываются довольно интересные работы и результаты, которые можно даже спутать с достижениями, удостоенными медалей с нобелевским профилем. Попробуйте угадать сами: мы расскажем о работе физиков и химиков, медиков и биологов, получивших премии этого года, а вы уж решайте, кто из них достоин Нобеля, а кто — Шнобеля.
Медицина, физиология: зеркала и деградация
По некоторым данным, фантомные боли встречаются у 90−98% пациентов с ампутированной конечностью. Ощущения судорог, невозможности расслабить отсутствующую руку или ногу могут быть действительно невыносимы. Раньше их связывали с воспалением периферических нервов и даже прибегали к дополнительному укорочению конечности или к хирургическому устранению связей между ней и таламусом в мозге — все это помогало мало.
Фото
По-настоящему эффективная терапия оказалась на удивление проста: как обнаружил Вилейанур Рамачандран, проблема заключается не в чувствительных нейронах, а в самом мозге. «Ментальная карта», схема тела, интегрирующая сигналы от мускулов, связок, кожи, перестает «обновляться» данными о состоянии потерянной конечности и пытается восполнить нехватку всеми доступными способами. Рамачандран нашел способ обмануть этот процесс, используя обычное зеркало, установленное так, что пациент видел сохранившуюся конечность на месте утраченной, а затем пытался шевелить обеими руками. Он собственными глазами видел, как «шевелится» отражение на месте потерянной конечности, и фантомное напряжение проходило в считаные минуты.
Кристоф Хельмхен
Зеркальная терапия сегодня используется довольно широко, к ней прибегал даже доктор Хаус в одной из серий шестого сезона. Ну а новоиспеченным нобелевским (или шнобелевским?) лауреатам, немецким неврологам из команды Кристофа Хельмхена, удалось показать эффективность этого подхода для лечения хронического зуда. Некоторым больным он может доставлять исключительно тяжелые переживания, заставляя до крови расчесывать и без того больную конечность, а иногда возникает и «фантомно». Как показали эксперименты Хельмхена, чесать можно и противоположную сторону тела. Если поставить зеркало и наблюдать за этим процессом, можно в очередной раз обмануть свой мозг, заставив зуд успокоиться.
Аналогичная премия в области медицины и физиологии досталась профессору Токийского технологического института Ёсинори Осуми за почти 30-летние исследования механизмов аутофагии, благодаря которым живые клетки избавляются от ненужных, поврежденных и старых органелл, крупных молекул и прочего мусора. Все это не выбрасывается бесхозяйственно, а разлагается до отдельных компонентов и используется снова, причем довольно эффективно. Скажем, из 300−400 г чистого белка, которые требуются организму среднего человека в день, с пищей достаточно получать 50−80 г, остальное поставит переработка.
Ёсинори Осуми
Все самое зрелищное происходит в лизосомах и протеасомах — крошечных мембранных пузырьках, заполненных ферментами, где эти структуры и разлагаются. Но самое интересное начинается раньше, когда биохимические механизмы клетки определяют, кому и когда следует отправиться в переработку. К белкам, например, присоединяется специальная метка, длинная цепочка из молекул убиквитина, после чего за них принимается протеасома. Структуры крупнее проходят другой путь, который до недавнего времени, казалось, интересовал одного лишь Ёсинори Осуми: бум исследований в области аутофагии начался именно с его работ. Точнее говоря, с изучения дрожжей, у которых она организована примерно так же, как и у животных, разве что роль лизосом у них играют немного другие органеллы, вакуоли.
Первым делом японский биолог определил ферменты, которые находятся в вакуолях и участвуют в деградации белков, и научился подавлять их активность. Это позволило провернуть довольно остроумный трюк: дрожжи Осуми выращивал на обедненной питательной среде, стимулируя аутофагию и активное использование «переработанных материалов», а параллельно ингибировал ферменты-протеазы. Содержимое вакуолей у таких клеток быстро увеличивалось в размерах и количестве, его можно было наблюдать просто в микроскоп — и экспериментировать дальше.
С кропотливостью настоящего японца Осуми получал мутантные штаммы дрожжей и смотрел, как нарушение работы того или иного гена скажется на вакуолях. Ведь если проблема затронет еще первые этапы аутофагии, они перестанут образовываться вовсе. Это позволило открыть целое семейство из 15 дрожжевых генов APG (AutoPhagy Gene), а впоследствии — и их аналоги у других организмов. Вся машинерия, участвующая во вторичной переработке внутри клетки, была разобрана буквально по деталям.