Что нового в Nature, Science и The Lancet. 25 января

О результатах войны с раком в последние 50 лет, социологах, которые помогут сохранить биоразнообразие, и «зеленой» урбанистике — в новом выпуске Nature. Science рассказывает о новой технологии сортировки клеток, принципах научной добросовестности в демократии и извержении вулкана, вызвавшем атмосферную рябь, обогнувшую Землю. The Lancet призывает мировых лидеров к борьбе с супермикробами, рассказывает о проблеме самолечения долгого ковида и дает надежду любителям арахиса с аллергией на него. Подробнее — в новом обзоре научных журналов от InScience.News.NatureНа обложке нового выпуска художник изобразил спиновые кубиты, структурные единицы кремниевого квантового компьютера. Две красные сферы — это ядра атомов, вокруг них — волновая функция связанного с ними электрона (эллипс). Четыре «лепестка» показывают запутанность между кубитами. В выпуске этой недели три статьи независимо друг от друга представляют основанные на кремнии платформы для квантовых вычислений, в которых использовалась многокубитная запутанность. Андреа Морелло и его коллеги используют имплантированные в кремний атомы, а Ливен Вандерсипен и Сейго Таруча и их коллеги — электроны в квантовых точках. Важно отметить, что точность всех трех систем превышает 99%, а это означает, что ошибки возникают реже, чем раз на 100 операций. Это как раз тот порог, который может сделать квантовые компьютеры на основе кремниевых кубитов жизнеспособной технологией. Первая редакционная статья — о войне науки с раковыми опухолями, которая еще далека от завершения. В 1970 году советники Сената США попытались спрогнозировать дальнейшее развитие в лечении рака. «Далекое будущее принадлежит иммунологу и генетику, промежуточное будущее — химиотерапевту, — писали они, — но настоящее и ближайшее будущее принадлежит в основном хирургу и в некоторой степени рентгенологу». Сегодня, спустя более 50 лет, мы находимся в том самом «далеком будущем» генетики и иммунологии и видим, что эти предсказания оказались удивительно пророческими. Советники были собраны для консультаций по поводу того, что станет Национальным законом о раке 1971 года, первым залпом «войны против рака» тогдашнего президента Ричарда Никсона. Рак был второй по значимости причиной смерти в Соединенных Штатах, и закон, принятый в декабре 1971 года, призывал вложить 1,5 млрд долларов США в исследования рака в течение трех лет. Сегодня эта сумма эквивалентна более 10 млрд долларов. Закон укрепил национальную инфраструктуру исследований рака — была создана национальная сеть клинических испытаний, а также множество специализированных центров исследования рака. Но с самого начала стремление Никсона найти быстрое лекарство от рака было раскритиковано как наивное. Некоторые исследователи предупреждали, что рак — это сложное заболевание и что прогресс, скорее всего, будет достигнут небольшими, с трудом достигнутыми шагами, а не одним решительным лекарством. К 1976 году специалист по цитогенетике рака Питер Ноуэлл понял, что генетическая изменчивость раковых клеток сделает задачу поиска методов лечения намного сложнее. Сегодня мы знаем, что рак — это не одно, а множество различных заболеваний. И это одна из причин, почему рак так трудно вылечить. Крупномасштабные проекты по секвенированию опухолей (Cancer Genome Atlas и Pan-Cancer Analysis of Whole Genomes) показали, что каждый тип рака можно разделить на подтипы и подтипы подтипов, а каждая отдельная опухоль имеет уникальный молекулярный состав. Кроме того, эта молекулярная сигнатура меняется по мере прогрессирования рака и лечения. Открытия, сделанные в ходе исследований клеточного цикла, привели к разработке противоопухолевых препаратов, нацеленных на определенные белки клеточного цикла. Так, в прошлом году FDA одобрило лекарство от некоторых видов немелкоклеточного рака легкого, которое отключает мутантную форму белка KRAS.Рак и спустя 50 лет остается второй причиной смерти в США. Сохраняются и социальные проблемы — лечение по-прежнему остается дорогим: 42% больных раком испытывают серьезные финансовые трудности в течение двух лет после постановки диагноза, а во многих странах инновационные методы лечения рака, такие как иммунотерапия, недоступны для большинства. Однако миллионы жизней были спасены. В 1971 году только половина людей в Соединенных Штатах, у которых был диагностирован рак, прожили более пяти лет после этого диагноза; сейчас эта доля составляет около двух третей. Стала понятна и необходимость раннего выявления — теперь существуют программы скрининга некоторых из наиболее распространенных видов рака, включая рак молочной железы и толстой кишки.Изучение взаимодействиях раковых клеток поспособствовало более широкому пониманию межклеточных взаимодействий в принципе. Уже сейчас иммунные клетки, предназначенные для борьбы с опухолью, изучаются как потенциальные средства лечения фиброза сердца и легких.Впереди еще много работы — рак уже не приговор и часто всего лишь неизбежное следствие старения. Следующие задачи: уменьшить побочные эффекты от терапии опухолей, устранить расовое и социально-экономическое неравенство, влияющее на доступ к клиническим испытаниям и лечению. Большая часть данных, тщательно собранных за последние полвека, была получена от белых людей — предвзятость, которую необходимо исправить. Технологические достижения вместе с непрерывным сотрудничеством между фундаментальными и клиническими исследователями помогут продвинуть борьбу с раком еще дальше от тех дней, когда хирургия и лучевая терапия были единственными методами лечения.Вторая редакционная статья рассказывает о том, как социология и политология помогут справиться с угрозой биоразнообразию. Айтинские целевые задачи в области биоразнообразия — часть международного соглашения под названием «Конвенция ООН о биологическом разнообразии». Большинство из 20 целей, сформулированных десять лет назад, не выполнены, и в настоящее время завершается работа над их заменой. Ожидается, что новые цели — Глобальная рамочная программа в области биоразнообразия на период после 2020 года (GBF) — будут согласованы этим летом на второй части Конференции сторон конвенции (COP15) в Куньмине, Китай. Проект GBF был опубликован в июле 2021 года. Он направлен на замедление темпов утраты биоразнообразия к 2030 году. Главные цели включают сохранение 30% суши и морских территорий к 2030 году и сокращение государственных субсидий, наносящих ущерб биоразнообразию, на 500 млрд долларов США в год. Один из ключевых моментов — необходимость определиться с конкретными цифрами: кому и в каких количествах можно вымирать. Это будет эквивалентом климатической цели 2 °C. Одно из предложенных в недавнем исследовании — менее 20 видов в год во всех основных группах. В целом цели и задачи предназначены для борьбы с каждым из основных факторов, способствующих утрате биоразнообразия, включая сельское хозяйство и продовольственные системы, изменение климата, инвазивные виды, загрязнение и неустойчивое производство и потребление. Завершение работы над рамочной программой будет поручено представителям правительства, работающим с ведущими мировыми специалистами по биоразнообразию. Но вклад исследователей в области социальных наук, особенно тех, кто изучает, как работают организации и правительства, повысит его шансы на успех.Борьба за биоразнообразие ведется с 1990-х годов, но большинство стратегий не смогли оказать долговременного воздействия на два из трех ключевых требований: сохранение глобального биоразнообразия и устойчивое использование природных ресурсов. Некоторые из этих неудач напрямую связаны с управлением, поэтому важно привлекать не только исследователей в области биологических наук, но и ученых, которые изучают работу организаций и правительств. Для успеха потребуются системные изменения в государственной политике, причем во всех ее сферах. Фокусирование, например, только на расширении охраняемых территорий в лучшем случае окажет незначительное влияние на достижение целей и задач конвенции ООН. Правительства, как и неправительственные организации и предприятия, склонны решать проблемы устойчивого развития по частям, в то время как необходим комплексный подход. Более того, у природы границ нет, и потому страны должны интенсивно сотрудничать. Как это сделать — нужно спросить социологов, иначе нас ждут новые проигрышные стратегии и десятки вымерших видов.В рубрике World View — о последствиях стремительной неразумной урбанизации, обращение к мэрам городов. В период с 2000 по 2012 год антропогенная среда во всем мире выросла на две трети. При этом почти половина экономической продукции городов зависит от природных систем, которым угрожают изменение климата и утрата биоразнообразия. К 2050 году 70% людей будут жить в городах, а 3 из 4 горожан рискуют столкнуться с нехваткой воды. С последствиями урбанизации мы сталкиваемся уже сейчас. В ноябре прошлого года школы Нью-Дели были закрыты более чем на неделю из-за неприемлемого качества воздуха. По этой причине за последние 5 лет учащиеся пропустили как минимум 26 дней в школе. Урбанисты все больше говорят об изменениях, в которых нуждается город, чтобы быть устойчивым перед лицом глобального потепления: необходимы открытые зеленые насаждения; конструкции для предотвращения наводнений; зеленые крыши и стены, которые снижают температуру и производят пищу; леса, высаженные в виде зеленых зон для насыщения кислородом городских районов и восстановления экосистем. По одной из оценок, только 0,3% расходов на городскую инфраструктуру идет на подобные решения — немыслимо мало. Исторически города развивались там, где природа могла удовлетворить потребности человека: у воды, на плодородной земле, где условия были мягкими. Инфраструктура и социальные институты, которые делают города такими, какие они есть, все больше ухудшают те самые условия, которые позволяли им процветать. Риск наводнений, ураганов или пожаров растет из-за изменения климата или деградации экосистем. Но большинство оценок проектов не учитывают эти риски или способы их снижения.В прошлом году Международный институт устойчивого развития подсчитал, что природная инфраструктура может решить многие проблемы вдвое дешевле по сравнению с обычной «цементной». Во многом это связано с меньшими затратами, понесенными из-за экстремальных погодных условий. Одна из целей проекта BiodiverCities по внедрению новых практик в урбанизацию к 2030 году — помочь мэрам получить доступ к исследованиям и анализам, наиболее актуальным для их городов. За последний год автор статьи и ее коллеги работали вместе с политиками, бизнес-лидерами и специалистами в области городского развития, охраны природы, биоэкономики и многого другого. Стало ясно, насколько незнакомы большинство городских властей с возможностями расширения природы в застроенной среде. Есть и хорошие новости. Так, в Сингапуре уже спланировано обновление городской среды: ожидается расширение зеленых насаждений — вдоль дорог, на крышах и даже на стенах. Это повысит качество жизни за счет более низких температур в городах и устойчивости к повышению уровня моря и внутренним наводнениям. Мэр столицы Сьерра-Леоне запустил кампанию «Фритаун — город на деревьях», направленную на выращивание 15 видов деревьев на 11 участках; это снизит риск наводнений и оползней. К концу 2022 года площадь, покрытая растительностью, увеличится на 50%.Наука, в том числе и гражданская, может помочь в продвижении изменений. Например, BiodiverCities 2030 организовала краудсорсинговые международные проекты, в рамках которых люди следили за биоразнообразием вокруг своих домов с помощью приложений для мобильных телефонов. А исследование, проведенное в 2021 году, показало, что в многоквартирных домах в районах с низким доходом в городах США было на 15% меньше лесного покрова и было на 1,5 °C жарче, чем в многоквартирных домах в районах с высоким уровнем дохода — снова необходимость борьбы с социальным неравенством. Рубрика News и News Round-Up выделим следующие новости:97% палеонтологических данных исходят от ученых из стран с высоким уровнем дохода и выше среднего. Исследователи говорят, что чрезмерное влияние богатых стран на палеонтологию может привести к искаженному взгляду на историю.На фоне опасений по поводу потери эффективности антител против новых штаммов некоторые исследователи утверждают, что следует уделять больше внимания Т-киллерам, убивающим инфицированные клетки. При этом они могут распознавать гораздо больше участков на спайк-белке, чем антитела, поэтому лучше способны распознавать мутировавшие варианты. На данный момент компьютерный и лабораторный анализы показывают, что это относится и к омикрону. Беременные женщины не были представлены в первоначальных клинических испытаниях, в которых тестировались вакцины. Новые данные показывают, что риски заражения COVID-19 во время беременности, включая материнскую смерть, мертворождение и преждевременные роды, намного перевешивают риски вакцинации. Последняя не вызывает роста риска выкидыша, эффективна, а некоторые исследования показывают, что антитела передаются плоду через плаценту, защищая ребенка и после рождения.Исследовательские статьи:Циркулирующие в крови внеклеточные РНК помогут предсказывать развитие преэклампсии, потенциально опасного для жизни состояния, без инвазивных тестов.V-SYNTHES — инновационный подход к идентификации молекул потенциальных лекарств из исключительно больших химических баз данных. Исследователи продемонстрировали его эффективность при скрининге ингибиторов трех белков-мишеней.Хиральные наночастицы, которые имеют идентичную химическую структуру, могут различаться по своей способности активировать иммунные клетки из-за различий в пространственном расположении их атомов.Ученые из США, Швеции и Норвегии использовали наблюдения за ледниками на норвежских островах, входящих в состав Шпицбергена, для прогнозов массы ледников, которая, как ожидается, исчезнет в этой области в течение XXI века.Экспансия викингов была связана с конкуренцией за торговые пути, а не с набегами — уточненные данные радиоуглеродного анализа.Российские ученые и их коллеги показали, что микроскопический жук-перокрылка «изобрел» уникальный способ полета — по траекториям в виде восьмерок. Подробнее в нашем материале.ScienceНа обложке нового выпуска — клетка, экспрессирующая белок, сшитый с зеленым флуоресцентным белком (GFP), она подсвечена синим лазером. Новая технология немецких ученых — высокоскоростная сортировка клеток с поддержкой изображений (ICS) на основе проточной цитометрии и флуоресцентной микроскопии — позволяет чрезвычайно быстро сортировать клетки со сложным фенотипом. Флуоресцирующие клетки фотографируются, а затем сортируются с помощью обработки изображения со скоростью до 15 000 событий в секунду. Это позволит совершать полногеномные скрининги на основе изображений примерно за 9 часов работы. В выпуске две редакционные статьи: одна из них посвящена анализу решений для выхода из кризиса системы здравоохранения в США, а вторая — проблеме надежного источника информации для демократий. В первые дни своего пребывания в должности президента США Джо Байден заверил, что принятие решений, основанное на фактах, сильных научных данных и не сдерживаемое политическим вмешательством, будет опорой его администрации. Он предпринял масштабные действия для достижения этой цели, включая создание межведомственной целевой группы по научной добросовестности, которая только что выпустила первую в истории всестороннюю оценку политики и практики научной добросовестности в правительстве США. В состав группы вошли 48 ученых: статистики, инженеры, юристы и политики, а также сотни консультантов. В отчете рекомендуется создать постоянно действующий межведомственный Совет по научной этике для содействия распространению и внедрению передового опыта, а также проводить тренинги по коммуникации для ученых, чтобы они могли более эффективно объяснять результаты своим политическим руководителям, средствам массовой информации и общественности. В 2009 г. при президенте США Обаме Управление по научно-технической политике (OSTP) определило шесть принципов научной добросовестности: научно-технические должности в исполнительной власти должны занимать кандидаты с соответствующим опытом; агентства должны иметь правила, обеспечивающие целостность их научного процесса; исследования, на основе которых принимаются решения агентства, должны подвергаться экспертной оценке; за исключением ограничений, научные или технологические результаты, которые служат основой для принятия политических решений, должны быть доступны для общественности; учреждениям следует рассматривать случаи, когда целостность научно-технических процессов и информации может быть нарушена; и агентства должны принять меры, обеспечивающие целостность научных и технологических процессов и информации, используемой для обоснования принятия решений. Их предложено дополнить новыми признаками: право ученых свободно выражать законное несогласие не должно ограничиваться; политика научной добросовестности должна применяться ко всем федеральным агентствам и ведомствам, занимающимся производством, анализом, использованием науки и технологий; науку необходимо понимать и активно учитывать при принятии решений — поэтому ученые должны постоянно активно участвовать в разработке политики.В рубрике News at a glance — кратко о новостях науки.Извержение на Тонге стало крупнейшим за 30 лет: взрыв в Хунга-Тонга-Хунга-Хаапай 15 января вызвал цунами и, вероятно, создал самое высокое облако, зарегистрированное за три последних десятилетия — выше 39 километров. Вызванная извержением атмосферная рябь несколько раз обернулась вокруг планеты — впервые такая волна была зафиксирована современными спутниками. Блокирующие свет частицы, испущенные после извержения горы Пинатубо в 1991 году, привели к снижению глобальной средней температуры примерно на полградуса в течение двух лет — в этот раз такого точно не ожидается.Соединенные Штаты уступили Китаю свое первое место рейтингов ученых в последние годы по нескольким показателям, включая общее количество опубликованных статей и патентов. Schmidt Futures, благотворительная организация, соучредителем которой является бывший генеральный директор Google Эрик Шмидт, заявила на этой неделе, что выделит университетам 40 млн долларов в течение следующих 5 лет, чтобы помочь их ученым получить лучшее программное обеспечение для использования в своих исследованиях. Сторонники исследований, в которых люди намеренно заражаются болезнью для тестирования вакцин, получили поддержку в размере 2 млн долларов от Open Philanthropy, организации, финансируемой в соучредителем Facebook Дастином Московицем и его супругой Кари Туной. Компания в этом месяце выделила деньги некоммерческой организации 1Day Sooner.Кролики и их сородичи, как правило, домоседы, редко удаляющиеся от своего жилья более чем на несколько километров. Но как минимум один арктический заяц преодолел рекордные 388 километров в Канаде недалеко от Гренландии.Бромпропан станет первым за 30 лет веществом, которое внесено в список загрязнителей воздуха Агентством по охране окружающей среды США (EPA). Это растворитель вызвал беспокойство исследователей по поводу безопасности еще в 1990 году.О работе над этическими рекомендациями для исследований с использованием внутричерепных инвазивных методик, а также о впечатлениях участников таких экспериментов можно прочитать в рубрике Feature. Неинвазивные методы изучения работы мозга, такие как функциональная магнитно-резонансная томография и электроэнцефалография, могут дать хорошее пространственное или временное разрешение, но не то и другое одновременно, поэтому приходится использовать инвазивные методы. Их развитие стало толчком для развития нейрохирургии при лечении болезни Паркинсона и эпилепсии. Исследовательские статьи:Данные миллионов американских военных за более чем 20 лет показывают, что инфицирование вирусом Эпштейна — Барр существенно повышает риск развития рассеянного склероза. Подробнее в нашем материале.Новый метод позволит создавать белки, способные обратимо связываться в олигомеры с их белками-партнерами. The LancetНа обложке выпуска этой недели — цитата из редакционной статьи, посвященной резистентным микробам. По мнению авторов, угроза устойчивых к терапии бактерий должна стать срочным стимулом для пересмотра и расширения миссии Глобального фонда, который зарекомендовал себя как высокоэффективный инструмент для защиты населения от предотвратимых и излечимых болезней, особенно в бедных странах. Устойчивые бактерии — глобальная проблема, и она требует внимания мировых лидеров и ученых. Пандемия COVID-19 может усугубить проблему из-за неправильного использования антибиотиков и длительного пребывания в больнице. В 2019 г. смерть 4,95 млн человек была связана с лекарственно-устойчивыми бактериальными инфекциями, а 1,27 млн смертей — непосредственно вызваны ими. Среди необходимых мер: повышение осведомленности населения, улучшение эпиднадзора, улучшение диагностики, более рациональное использование антибиотиков, доступ к чистой воде и гигиеническим принадлежностям, принятие концепции «Единое здоровье» и инвестиции в новые противомикробные препараты и вакцины. В 2015 г. ВОЗ запустила Глобальную систему наблюдения за устойчивостью к противомикробным препаратам и их использованием. В 2015 г. был создан Фонд Флеминга (программа помощи 24 странам Африки и Азии в борьбе с устойчивыми микробами). Тем не менее действия были эпизодическими и неравномерными, что привело к глобальному неравенству: в странах Африки к югу от Сахары и Южной Азии проблем больше всего, что, вероятно, обусловлено высоким уровнем инфицирования и отсутствием доступа к антибиотикам.Письмо в рубрике Correspondence — о проблеме самолечения «долгого ковида» антиретровирусными препаратами, пенициллином, витамином С, традиционными методами и хлорохином или гидроксихлорохином. Пациенты сообщают об отсутствии своевременной поддержки и плохой диагностике затяжного COVID-19, отчасти из-за недостаточных знаний о нем, отчасти из-за перегруженности систем здравоохранения. Это привело к разочарованию в предоставлении медицинских услуг и вынудило людей с искать альтернативные источники поддержки и лечения в соцсетях. Исследовательские статьи:У детей с аллергией на арахис начало пероральной иммунотерапии арахисом в возрасте до 4 лет было связано с усилением десенсибилизации и ремиссией. Развитие ремиссии подтвердили иммунологические биомаркеры.Атидарсаген аутотемцел (арса-цел) при метахроматической лейкодистрофии (МЛД) привел к устойчивым, клинически значимым преимуществам у детей с первыми симптомами за счет сохранения когнитивных функций и двигательного развития у большинства пациентов, а также замедления демиелинизации и атрофии головного мозга.Многопрофильная программа повышения безопасности в отделениях интенсивной терапии новорожденных SEPREVEN снизила частоту нежелательных явлений, а также тяжелых и предотвратимых нежелательных явлений у особо уязвимых пациентов. Эта программа может значительно улучшить уход за новорожденными в критическом состоянии.Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Facebook и Twitter.