Šodien tiks paziņoti Nobela miera prēmijas ieguvēji vai ieguvējs, bet dabaszinību kategorijās balvas sadalītas nedēļas pirmajā pusē. Gan medicīnas, gan ķīmijas kategorijās balva piešķirta zinātniekiem, kuru paveiktajam ir acīm redzams (medicīna) vai perspektīvs (ķīmija) praktiskais pielietojums. Savukārt fizikā balva pasniegta par kārtējo fundamentālo atklājumu, kas liks ieviest zināmas korekcijas mācību grāmatās. Goda rakstus, medaļas un naudas balvas, kas šogad ir astoņi miljoni kronu (850 000 eiro) laureātiem pasniegs svinīgajā ceremonijā, kas 10. decembrī notiks Stokholmā.
Parazītu apkarotāji
«Ik pa pāris gadiem nav nepieciešamības plaši skaidrot, kādēļ kāds atklājums ir Nobela medicīnas prēmijas vērts – piemēram, tad, ja tas ir palīdzējis glābt miljoniem dzīvību. Tas attiecas tieši uz šāgada balvas ieguvējiem,» trāpīgi norāda radiostacijas Deutsche Welle interneta mājaslapa. Satoši Omura, Viljams Kempbels un Juju Tu paveikuši milzīgu darbu, lai izstrādātu medikamentus, kas palīdz ārstēt tādas parazītu izraisītas slimības kā onhocerkozi (upju aklumu), limfātisko filariāzi (elefantiāzi) un malāriju. Mūsu platuma grādos šīs kaites, protams, ir eksotika, bet, kā norādījusi Zviedrijas Karaliskā zinātņu akadēmija, Āfrikā, Āzijā un Latīņamerikā tās potenciāli var apdraudēt aptuveni 3,4 miljardus cilvēku jeb gandrīz pusi no visiem pasaules iedzīvotājiem. Saskaņā ar jaunākajiem statistikas datiem tikai malārija vien ik gadu prasa aptuveni 450 000 cilvēku dzīvības.
Pusi no prēmijas savā starpā sadalīs 80 gadu vecais Kitasato institūta goda profesors S. Omura un 85 gadus vecais V. Kempbels, kurš pašlaik strādā Drjū universitātē Ņūdžersijā. Tieši japāņu mikrobiologs pagājušā gadsimta septiņdesmito gadu sākumā pievērsa uzmanību augsnē dzīvojošajām baktērijām, paredzot, ka starp tām ir arī tādas, ar kuru palīdzību iespējams cīnīties pret parazītiem. S. Omura, kurš ir kaislīgs golfa spēlētājs, smējies, ka viņam darbā palīdzējis arī hobijs – zinātnieks apmeklējis dažādus golfa laukumus ne tikai Japānā, un allaž viņam līdzi bijis polietilēna maisiņš, kur ievietot augsnes paraugus.
AP raksta, ka S. Omura atklājis simtiem Streptomyces baktēriju paveidu, no kuriem izdalījis un vēlāk kultivējis pāris desmitus pašu perspektīvāko. Tālāk jau pie darba ķēries V. Kempbels un viņa kolēģi no farmācijas uzņēmuma Merck. No baktērijām, kuru izmantošana palīdzējusi dzīvniekiem atbrīvoties no parazītiem, izdalīts bioaktīvais līdzeklis, kas nodēvēts par avermektīnu, bet vēlāk izstrādāts medikaments ar nosaukumu ivermektīns. V. Kempbels atminas, ka pirmie panākumi sasniegti vēl 1975. gadā, bet plašāka sabiedrība par jauna parazītus apkarojoša līdzekļa eksistenci uzzināja pēc publikācijas žurnālā Antimicrobial Agents and Chemotherapy 1979. gadā. Sarunā ar AP V. Kempbels norādījis, ka medikamenta izstrādāšanā bijuši iesaistīti aptuveni 70 zinātnieku un runa ir par īstu komandas darbu. Savukārt S. Omura intervijā televīzijas kanālam NHK jokojis, ka lauvas tiesu darba paveikušas baktērijas un arī tām pienākas daļa no prēmijas.
Zinātnieku izstrādātais medikaments palīdz efektīvi cīnīties pret parazītiem – velteniskajiem tārpiem – to pirmajā attīstības stadijā, kad šie tārpi vēl ir kūniņu veidā.
LiveScience.com atgādina, ka upju aklums un elefantiāze ir ļoti mokošas slimības. Pirmajā gadījumā tārpu Onchocerca volvulos kūniņas sākotnēji apmetas cilvēka limfmezglos. Attīstoties daļa no tām migrē uz virsādu, lai sagaidītu jaunu pārnēsātāju, bet daļa nokļūst inficēto cilvēku acīs, izraisot acs ābola iekaisumu un asiņošanu, kas galu galā beidzas ar redzes zaudēšanu. Savukārt elefantiāzi izraisa parazīts Brugia malayi. Tas bojā cilvēka audus, liekot tiem straujāk augt – rezultātā parazīta okupētie locekļi vai orgāni kļūst lielāki un maina formu, turklāt infekcijas var izplatīties arī limfā. «Ivermektīns samazina parazītu daudzumu asinīs, un tas nozīmē – kad moskīts vai muša iekož inficētam cilvēkam, parazīti nespēj izplatīties tālāk,» intervijā AP skaidrojis Hjūstonas Beilora koledžas tropiskās medicīnas eksperts Pīters Hotezs. Pateicoties šim preparātam, Meksikā, Kolumbijā un Ekvadorā abu slimību izplatību jau izdevies faktiski apturēt, norāda Deutsche Welle.
85 gadus vecā Juju Tu kļuvusi par pirmo Ķīnā izglītību guvušo un strādājošo zinātnieci, kura saņēmusi Nobela prēmiju. Medikamentu artemizinīnu, kas palīdz cīņā pret malāriju, viņa izstrādājusi pagājušā gadsimta septiņdesmito gadu sākumā, turklāt ļoti savdabīgos apstākļos. 1967. gadā pēc Ķīnas līdera Mao Dzeduna pavēles tika uzsākts slepens militārais projekts ar kodēto nosaukumu 523 – tā mērķis bija izstrādāt jaunus preparātus pret malāriju, jo parazīti Plasmodium falciparum bija mutējuši un kļuvuši mazāk uzņēmīgi pret parasti izmantotajām zālēm hinīnu un hlorofīnu. Starp 500 projektā iesaistītajiem speciālistiem bija arī Juju Tu, kura kopā ar kolēģiem savāca vairāk nekā 2000 ķīniešu tradicionālajā medicīnā izmantoto zāļu un augu ekstraktu maisījumu recepšu un skrupulozi tās analizēja. Eksperimentos ar laboratorijas pelēm tika izmēģināti vairāk nekā 380 maisījumu, meklējot to, kas varētu palīdzēt cīņā pret malāriju. 1972. gadā šis darbs vainagojās panākumiem – Juju Tu vadītā grupa noskaidroja, ka efektīvu līdzekli malārijas ārstēšanai iespējams izdalīt no Ķīnas viengadīgās vērmeles (Artemisia annua) ekstrakta. Ķīnā medikaments tika saukts par qinghaosu, bet artemizinīna nosaukumu ieguva pēc tam, kad 1980. gadā, pateicoties Honkongas farmaceitiem, ziņas par šo atklājumu nonāca Rietumu zinātniskajos žurnālos. «Artemizinīna atklāšana būtiski palīdzēja malārijas ārstēšanai. Šis medikaments ļoti ātri nogalina malārijas parazītus, un pacientiem drīz vien pāriet drudzis un citi simptomi,» Deutsche Welle skaidrojis Vīnes Medicīnas universitātes eksperts Mikaēls Ramhārters. Lai gan šīs zāles parasti tiek dotas kopā ar citiem antimalārijas preparātiem, lai parazīti tām nespētu pielāgoties, beidzamie dati liecina, ka vairākās Āzijas valstīs – Laosā, Taizemē, Mjanmā un Kambodžā – tā efektivitāte mazinās.
Poltergeistu mednieki
Nobela prēmija fizikā šogad piešķirta japānim Takaaki Kadzitam un kanādietim Arturam Makdonaldam, kuriem eksperimenta ceļā izdevies pierādīt grūti reģistrējamo un tādēļ par poltergeistiem iedēvēto elementārdaļiņu neitrīno oscilācijas jeb pārejas no viena tipa citā. Pateicoties šim atklājumam, zinātniekiem tagad ir skaidrs, ka neitrīno atšķirībā no fotoniem tomēr ir masa, un, kā norādījusi Zviedrijas Karaliskā zinātņu akadēmija, kārtējo reizi nāksies ieviest zināmas korekcijas Standarta modelī, kas izskaidro elementārdaļiņu mijiedarbību.
LiveScience.com atgādina, ka neitrīno eksistence teorētiski tika pamatota vēl pagājušā gadsimta trīsdesmitajos gados, taču novērot tos sāka pēc 20 gadiem, kad uz mūsu planētas uzbūvēja pirmās atomelektrostacijas. Daļa no Visumā esošajiem elektriski neitrālajiem neitrīno radušies jau Lielā sprādziena laikā, bet daļa turpina dzimt arī mūsdienās – dažādās kodolreakcijās, piemēram, uz Saules un citām zvaigznēm. Deutsche Welle norāda, ka neitrīno ir otra izplatītākā elementārdaļiņa Visumā, skaita ziņā atpaliekot vien no fotoniem. «Tūkstošiem miljardu neitrīno ik sekundi traucas cauri arī cilvēku ķermeņiem, taču satraukumam nav pamata. Neitrīno nav bīstami, jo tie faktiski nemijiedarbojas ar apkārtējo vidi,» skaidro radiostacija, norādot, ka to iespējams reģistrēt vienīgi ļoti specifiskos detektoros, kas parasti tiek ierīkoti dziļi pazemē – lai mērījumus neizkropļotu radiācija. Abi Nobela prēmijas ieguvēji strādājuši tieši šādās pētniecības iestādēs. Detektors SuperKamiokande, kurā savus pētījumus veica T. Kadzita, atrodas vairāk nekā kilometra dziļumā vecās cinka raktuvēs zem Kamiokas kalna, savukārt Sadberijas Neitrīno observatorija (SNO), kur strādāja A. Makdonalds, – niķeļa raktuvēs Ontārio provincē, turklāt divu kilometru dziļumā. «Jocīgi, bet lai pētītu notiekošo uz Saules, vislabāk ir ierakties divus kilometrus dziļā pazemē,» intervijā CBS sacījis 72 gadus vecais A. Makdonalds, kurš darbu SNO kopā ar 16 līdzstrādniekiem uzsāka 1984. gadā.
Saule nav pieminēta nejauši. Kodolreakcijās, kas notiek uz mūsu zvaigznes, rodas viens no neitrīno tipiem – elektronu neitrīno (vēl pastāv muonu un tau neitrīno, kas rodas, kosmiskajam starojumam mijiedarbojoties ar Zemes atmosfēru). Taču jau pagājušā gadsimta otrajā pusē pētnieki konstatēja, ka Zemi sasniedz tikai aptuveni puse no tiem elektronu neitrīno, kas atstājuši Sauli. Atbildi uz jautājumu, kur pazuduši pārējie neitrīno, izdevās rast vien pēc SNO veiktajiem eksperimentiem. Šis detektors bija pirmais, kurā vienlaikus varēja reģistrēt visus trīs neitrīno tipus, un A. Makdonalda vadītā zinātnieku grupa 2001. gadā secināja, ka elektronu neitrīno spēj pārvērsties par kādu no citiem neitrīno tipiem. Divus gadus iepriekš līdzīgus secinājumus attiecībā uz muonu un tau neitrīno bija izdarījuši arī japāņu zinātnieki.
Būtiskākais šajā atklājumā ir tas, ka oscilācijas (tās vēl 1957. gadā teorētiski bija prognozējis itāliešu izcelsmes padomju fiziķis Bruno Pontekorvo) nepārprotami nozīmē – neitrīno atšķirībā no fotoniem ir masa. A. Makdonalds jau paudis cerību, ka reiz to izdosies izmērīt, un, kā norāda BBC, tas, kurš to paveiks, būs pelnījis Nobela prēmiju. Jau piekto par neitrīno pētījumiem, jo iepriekš šīs elementārdaļiņas noslēpumu risinātāji apbalvoti arī 1988., 1995. un 2002. gadā. Šāgada Nobela prēmijas ieguvēji veikuši ļoti būtisku fundamentālu atklājumu, bet pagaidām grūti prognozēt, kā viņu pētījuma rezultātus varētu izmantot praksē. A. Makdonalds sacījis, ka tie varētu palīdzēt labāk izprast uz Saules notiekošos procesus un beidzot izstrādāt kodolu saplūšanas reaktorus, kas nodrošinātu Zemes iedzīvotājus ar relatīvi lētu un drošu enerģiju. Neitrīnoskopija varētu būt noderīga arī mūsu planētas dzīļu izpētē, ar tās palīdzību būtu iespējams kontrolēt atomreaktoru darbību.
DNS remonta fiksētāji
Nav grūti pamanīt, ka Nobela ķīmijas prēmijas laureātu atklājumi bieži vien burtiski pārklājas ar medicīnas un fizioloģijas kategoriju. Tā noticis arī šogad, jo zviedrs Tomass Lindāls, ASV dzīvojošais Turcijas kurds Azizs Sančars un amerikānis Pols Modričs prēmiju saņēmuši par to, ka atklājuši mehānismus, ar kuru palīdzību dzīvu būtņu šūnas spēj patstāvīgi salabot bojājumus, kas ļoti bieži rodas to DNS. Līdz ar to tiek nodrošināta ģenētiskās informācijas nezūdamība, turklāt zinātnieku atklājumi ļauj cerēt, ka nākotnē izdosies izstrādāt daudz efektīvākus medikamentus vēža un iedzimto slimību ārstēšanai.
LiveScience.com atgādina, ka gadiem ilgi zinātnieki bija DNS uzskatījuši par ārkārtīgi stabilu, un pagājušā gadsimta sešdesmito gadu nogalē T. Lindāls, kurš tolaik strādāja dzimtajā Zviedrijā, bija viens no pirmajiem, kurš uzdeva jautājumu – vai tas tiešām tā ir? Karolinskas universitātē veiktie pētījumi apliecināja, ka šāds uzskats ir aplams – patiesībā ik dienu katrā cilvēka organisma šūnā notiek no 10 līdz 20 tūkstošiem mazāku un lielāku bojājumu, kas noved pie DNS spirāles faktiskas saraustīšanas gabalos. Tas notiek gan ultravioletā starojuma, gan apkārtējā vidē esošo toksisko vielu, gan kancerogēno vielu, gan citu faktoru ietekmē. Kļūmes mēdz rasties arī šūnu dalīšanās laikā, notiekot kļūdainai DNS kopēšanai.
77 gadus vecais T. Lindāls, kurš jau vairākus gadu desmitus strādā Lielbritānijā (pašlaik viņš ir Cancer Research UK goda direktors), bija pirmais, kurš secināja, ka uz šiem bojājumiem nekavējoties reaģē liels šūnās esošu olbaltumvielu un signālmolekulu komplekss. Tas konstatē bojājumus, novērtē to salabošanas perspektīvas – ja tas iespējams, DNS tiek labota, ja ne, tad šūnai tiek dots pašlikvidēšanās signāls. T. Lindālam izdevās atklāt vienu no mehānismiem, ko šūnas izmanto, lai veiktu nepieciešamos DNS remontdarbus. Neatkarīgi no viņa Atlantijas okeāna otrā pusē savus pētījumus pagājušā gadsimta septiņdesmitajos gados veica A. Sančars (pašlaik 69 gadus vecais zinātnieks ir Ziemeļkarolīnas universitātes profesors) un P. Modričs (69 gadus vecais Djūka universitātes bioķīmijas profesors), kuri atklāja vēl divus DNS labošanas mehānismus.
Atklājuma praktiskais pielietojums ir acīm redzams – izprotot šos mehānismus, cilvēce varētu radīt medikamentus, kas palīdzētu novērst dažādas slimības. Piemēram, vēža gadījumā šīs slimības pārņemtās šūnas arī nepārtraukti labo savu DNS, pretojoties dažādu pretvēža līdzekļu iedarbībai, kas to sabojājušas. «Mums nepieciešams atrast paņēmienu, kas ļautu pārtraukt šā remonta mehānisma darbību tieši vēža šūnās,» skaidrojis T. Lindāls. Tāpat nākotnē, iespējams, izdosies atrast līdzekļus, kas stimulēs veselo šūnu aizsardzību, neļaujot tām pārvērsties par vēža audzējiem, viņš uzskata. Tiesa, uz AP jautājumu, vai šādā veidā iespējams panākt, ka DNS labošanas efektivitāti iespējams paaugstināt tā, lai cilvēki kļūtu nemirstīgi, viņš atbildējis, ka neticot nemirstībai.
