От нанороботов до внеземной жизни: 10 вдохновляющих научных прорывов 2025 года
Новый год — время верить в чудеса и надеяться на лучшее, а в наши дни многие чудеса творятся руками ученых, исследователей, врачей и инженеров. То, о чем еще недавно мечтали разве что писатели-фантасты, сегодня становится реальностью и уже начинает менять жизнь людей и наше представление о самих себе. Редакция Forbes Education выбрала 10 важных научных достижений 2025 года, которые внушают оптимизм.
Редактирование генов внутри человека
Новый метод редактирования генома в живом организме помог спасти семимесячного ребенка с редкой генетической болезнью. У родившегося летом 2024 года в США Кея Джея Малдуна из-за врожденной мутации не было фермента, который удаляет из организма аммиак — побочный продукт переваривания белков. Без такого фермента аммиак постоянно отравляет организм, и около половины детей с этим диагнозом умирают в первые годы жизни. Ученые решили отредактировать геном младенца, для чего в определенном фрагменте ДНК нуклеотид аденин необходимо было заменить на гуанин. Были синтезированы короткая молекула РНК, способная распознать нужное место в геноме, и белок, который производил замену. Все это ученые упаковали в липидные наночастицы. Систему испытали на клеточных культурах, мышах и обезьянах, а затем частицы ввели младенцу. Уровень аммиака в его организме резко снизился, а значит, генная терапия сработала.
Атрибуция черепа денисовского человека
Анализ ДНК из зубного камня подтвердил, что череп, найденный на северо-востоке Китая, принадлежал денисовскому человеку (Homo denisova). Ранее в распоряжении ученых имелись только отдельные кости этого вида людей. Череп был найден в 1933 году в Харбине. Обнаруживший его рабочий осознавал научную ценность находки и не хотел, чтобы она досталась японским оккупантам. Он спрятал череп. Властям коммунистического Китая он тоже не доверял и в итоге рассказал о черепе лишь своим детям незадолго до смерти. Только в 2010 году семья передала находку ученым. Поначалу череп приписали новому виду — Homo longi, но почти сразу возникла гипотеза, что он принадлежит денисовскому человеку. Теперь она полностью подтвердилась. Благодаря этому ученые получили возможность реконструировать внешний облик представителей этого вида.
Воспроизведение чувства вкуса в виртуальной реальности
В США разработано электронное устройство e-Taste, которое позволяет воспроизводить ощущение вкуса в виртуальной реальности. Датчики прибора настроены на распознавание молекул, представляющих пять основных вкусов: сладкий, кислый, соленый, горький и умами. После получения электрического сигнала соответствующие данные беспроводным способом передаются на удаленное устройство, которое производит гель с заданным вкусом и насыщенностью. Этот гель подается в рот пользователю. В ходе испытаний участники смогли определить интенсивность кислого в жидкостях, создаваемых системой, с точностью около 70%. В другом эксперименте они определяли вкус пяти продуктов: лимонада, торта, яичницы, рыбного супа и кофе.
Создание самого маленького кардиостимулятора
Создан самый маленький в мире кардиостимулятор — он помещается в кончик шприца. Прибор длиной всего 3,5 миллиметра вводится в организм и управляется по беспроводной связи с помощью устройства, висящего на груди пациента. Обнаружив сбой сердцебиения, оно автоматически посылает световой импульс для активации кардиостимулятора. Его работа управляется с помощью коротковолновых импульсов, проникающих через кожу и мышцы пациента. Когда потребность в стимуляторе отпадает, он просто растворяется в организме. Такой прибор может функционировать в организме любого человека, но особенно хорошо подходит для младенцев с врожденным пороком сердца, которые нуждаются в нем до проведения операции.
Воссоздание ужасного волка
Путем генетической модификации обыкновенных волков выведены первые щенки с фенотипом ужасного волка (Aenocyon dirus), вымершего более 13 000 лет назад. Жившие в Северной Америке ужасные волки были крупнее своих современных сородичей и отличались от них пропорциями тела. Ученые задались целью с помощью генной инженерии изменить облик обыкновенных волков так, чтобы они выглядели как представители древнего вида. Они отредактировали 14 генов, контролирующих 20 признаков. Образцы древней ДНК были извлечены из волчьего зуба возрастом 13 000 лет и слуховой косточки возрастом 72 000 лет. Исследователи подчеркивают, что не внедряли фрагменты ДНК ужасного волка в геном современных волков, а редактировали гены серого волка по образцу древней ДНК. Работа была начата в 2013 году, а в апреле 2025 года было публично объявлено о появлении на свет трех генетически модифицированных щенков — самцов Ромула и Рема (родились в октябре 2024 года) и самки по имени Кхалиси (родилась в феврале 2025 года).
Обнаружение биомаркеров на экзопланете
В атмосфере экзопланеты K2-18b, расположенной в 124 световых годах от Земли, обнаружено большое количество диметилсульфида и диметилдисульфида — двух соединений, которые на Земле производятся только живыми организмами. Астрофизики считают, что выявление этих химических соединений может стать переломным моментом в поисках внеземной жизни. По мнению авторов исследования, это самое убедительное на сегодняшний день доказательство биологической активности за пределами Солнечной системы. Планета K2-18b почти в девять раз тяжелее Земли и в 2,6 раза больше по размерам. Она находится в потенциально обитаемой зоне своей звезды — холодного красного карлика, размер которого составляет менее половины размера Солнца. Впервые о возможности существования там жизни ученые заговорили в 2019 году, когда космический телескоп «Хаббл» обнаружил в атмосфере планеты водяной пар.
Открытие новой клеточной органеллы
В клетках человека обнаружена ранее неизвестная органелла, которую ученые назвали гемифусомой. Она является частью везикулярного транспорта клетки — системы «пузырьков», участвующих во внутриклеточной транспортировке молекул. Гемифусома формируется и исчезает по мере необходимости. Авторы исследования считают, что она помогает клеткам упаковывать и обрабатывать материалы, а когда процесс нарушается, это может способствовать развитию заболеваний, поражающих многие системы организма. Одно из таких заболеваний — синдром Германского — Пудлака: редкое генетическое расстройство, которое может вызывать альбинизм, проблемы со зрением, болезни легких и нарушения свертываемости крови. Дальнейшие исследования гемифусомы могут открыть возможности для лечения этого и других тяжелых наследственных заболеваний.
Получение образцов воздуха возрастом 1,5 млн лет
Британская антарктическая служба сообщила об извлечении ледяных кернов возрастом 1,5 млн лет (вдвое старше предыдущего рекорда). Ледяные керны — цилиндрические трубки из древнего льда — были подняты с глубины до 2800 метров на Малом куполе C в Восточной Антарктиде. Образцы, содержащие пузырьки CO2, могут дать ценные сведения об истории климата Земли. Они были получены в рамках научного проекта Beyond EPICA — Oldest Ice, который объединяет исследователей из 10 европейских стран и призван реконструировать климатическую историю Земли за последние полтора миллиона лет. Уникальная особенность ледяных кернов заключается в том, что содержащиеся в них пузырьки хранят информацию об атмосферных условиях времен формирования льда. По ним можно проследить изменения концентрации парниковых газов и температуры воздуха. До недавнего времени добытые образцы охватывали лишь последние 800 000 лет истории Земли.
Создание самых маленьких в мире роботов
В США создали самых маленьких в мире программируемых автономных роботов размером всего 200 × 300 × 50 микрометров, что меньше крупинки соли. Роботы программируются с помощью световых импульсов, которые также служат для них источником энергии. Для передвижения в жидкой среде роботы генерируют электрическое поле, которое толкает ионы в окружающем растворе. Эти ионы, в свою очередь, расталкивают находящиеся рядом молекулы воды, приводя в движение воду вокруг тела робота. Роботы могут регулировать электрическое поле, что позволяет им двигаться по сложным траекториям и даже перемещаться скоординированными группами, подобно косяку рыб, со скоростью до одной длины тела в секунду. Такие роботы найдут применение в медицине, поскольку способны следить за состоянием отдельных клеток, и в производстве микроскопических устройств.
Открытие бактерии с противоопухолевым эффектом
Японские ученые выяснили, что бактерия Ewingella americana, обнаруженная в кишечнике дальневосточных квакш (Dryophytes japonicus), обладает удивительно мощной противоопухолевой активностью. Группа исследователей выделила 45 штаммов бактерий из кишечника различных земноводных и пресмыкающихся Японии. Противоопухолевый эффект был выявлен у девяти штаммов, но Ewingella americana показала наилучшие результаты. В эксперименте на мышах однократное внутривенное введение бактерий привело к полному устранению опухоли толстого кишечника. По эффективности этот метод значительно превосходит современные стандартные средства, включая такие новинки, как ингибиторы иммунных контрольных точек и химиотерапевтический препарат липосомальный доксорубицин. Бактерий привлекает бедная кислородом среда опухоли, и за сутки их количество в организме увеличивается примерно в 3000 раз. К тому же бактерии мощно стимулируют иммунную систему, привлекая ее клетки к опухоли.