Мария Кюри, безусловно, первая и уникальная нобелевская лауреатка. Причем далеко не каждый знает, что она была и первым дважды нобелевским лауреатом (по физике и химии). Но помнить только ее – огромная несправедливость по отношению к множеству других женщин, сделавших вклад в науку, достойный высшей научной премии. Многие из них живут и поныне и продолжают работать на благо будущего человечества. Давайте посмотрим, кто они и чем прославили свое имя.
- Мифы вокруг вручения Нобелевских премий женщинам
- Женщины-лауреаты Нобелевки по физике
- Женщины-лауреаты Нобелевки по химии
- Женщины-лауреаты Нобелевки по физиологии или медицине
Мифы вокруг вручения Нобелевских премий женщинам
Поскольку про Марию Кюри и так «все всё знают», то мы позволили себе не вносить ее в этот список.
Нобелевская премия, как известно, вручается в нескольких номинациях: физика, химия, физиология или медицина, литература и «содействие установлению мира во всем мире». Понятно, что строго научными можно назвать только первые три, поэтому именно на них мы и решили остановиться. Не потому, что женщины-литераторы или миротворцы менее важны, а исключительно для того, чтобы остаться верными теме, сформулированной в заголовке.
Во вступлении следует на всякий случай развенчать один предрассудок, касающийся женщин-нобелиатов. Премию нередко делят на части и вручают не одному человеку, а двум или более ученым, работавшим над одной научной проблемой. Если премия делится между мужчиной и женщиной, то реакция обычного человека нередко такая: «Ну да, он работал, а она ему пробирки мыла». Так вот: подобное невозможно. Нобелевский комитет очень придирчиво оценивает вклад каждого претендента в достигнутый результат, и премией отмечается только участие, которое имеет решающее значение. К тому же в наше время научные проблемы так сложны, что их решением давно уже занимаются не ученые-одиночки, а большие коллективы. И если давать Нобелевку «за мытье пробирок», то лауреатами ежегодно будут становиться сотни и тысячи человек – целые лаборатории вместе с администраторами, стажерами и ассистентами, а то и целые исследовательские институты. Кроме того, иногда совместная Нобелевка – результат не сотрудничества, а жесткого многолетнего соперничества в стремлении быть первым в погоне за научной истиной. И примеры такой конкуренции мы увидим ниже.
Женщины-лауреаты Нобелевки по физике
Мария Гёпперт-Майер (1906-1972), Нобелевская премия по физике 1963 года «За открытия, касающиеся оболочечной структуры ядра» (совместно с Хансом Йенсеном).
Мария Гёпперт-Майер
Уроженка Польши, физик. После переезда в США ей приходилось работать в тех же учебных заведениях, что и ее муж – профессор химии Джозеф Майер. По этой причине она не могла получать жалование за свою преподавательскую работу, то есть занималась ею бесплатно. В Колумбийском университете Мария даже не имела официальной должности; в Университете Джонса Хопкинса ее должность обозначалась как помощник профессора, а официальные обязанности заключались в разборе писем. После 1964 года ей удалось получить на полставки место старшего научного сотрудника отдела теоретической физики в Аргоннской национальной лаборатории – именно там она и вела работу над своей теорией оболочечного строения ядра. Ханс Йенсен, разделивший с Марией Гёпперт-Майер Нобелевскую премию, не был в прямом смысле ее коллегой – двое ученых независимо работали над одной и той же проблемой, находясь в разных странах.
Примечательно, что научный успех Марии Гёпперт-Майер был отмечен выходом газеты с заголовком «Мать и домохозяйка получает Нобелевскую премию по физике».
Донна Стрикленд (род. 1959), Нобелевская премия по физике 2018 года «За метод генерации высокоинтенсивных ультракоротких оптических импульсов» (совместно с Жераром Муру).
Донна Стрикленд (Фото: https://aussiedlerbote.de/)
Гражданка Канады, специализируется на лазерной физике и нелинейной оптике. Метод усиления чирпированных импульсов, разработанный Стрикленд и ее коллегами, используется в сверхмощных лазерах, предназначенных для исследовательских программ в области фундаментальной физики. В области практического применения технология перспективна для проведения химических анализов с высочайшей степенью чувствительности и для создания инновационных «материалов будущего».
Андреа Гез (род. 1965), Нобелевская премия по физике 2020 года «За открытие сверхмассивного компактного объекта в центре нашей галактики» (совместно с Райнхардом Генцелем).
Андреа Гез
Гражданка США, астроном, специализируется на наблюдательной астрофизике. Предположение о том, что в центре нашей галактики может находиться сверхмассивная черная дыра, было выдвинуто достаточно давно, однако получить доказательства удалось только к 2020 году.
Решить задачу смогли две конкурирующие команды исследователей – одна под руководством Гез с обсерваторией на Гавайских островах, вторая – под управлением Генцеля в Чили. Увидеть черную дыру в оптическом диапазоне нельзя, так что определить свойства объекта можно было только по гравитационным взаимодействиям – эффектам, которые поле его тяготения оказывает на другие космические тела, доступные для наблюдения в телескоп. За два десятилетия работы астрономы исследовали орбиты нескольких тысяч звезд, находящихся поблизости от предполагаемой черной дыры. Анализируя полученные данные, удалось не только доказать наличие в центре галактики невидимого сверхмассивного объекта с огромной гравитацией, но и определить его характеристики: это не что иное, как черная дыра массой около 4 миллионов масс Солнца, по диаметру сравнимая с Солнечной системой.
Женщины-лауреаты Нобелевки по химии
Ирен Жолио-Кюри (1897-1956), Нобелевская премия по химии 1935 года «За выполненный синтез новых радиоактивных элементов» (совместно с Фредериком Жолио-Кюри).
Ирен Жолио-Кюри (Фото: https://www.eduspb.com/)
Старшая дочь Марии и Пьера Кюри, родилась во Франции. После окончания Сорбонны некоторое время работала в Институте радия, которым руководила ее мать, после перешла к самостоятельным исследованиям полония, открытого родителями. Получив докторскую степень, Ирен совместно с мужем приступили к изучению эффектов воздействия альфа-частиц на атомы легких химических элементов, в том числе бериллия, бора и алюминия. В результате на основе атомов алюминия и бора ими были получены новые химические элементы – радиоактивные изотопы фосфора и азота. Природные атомы этих элементов радиоактивностью не обладают. В настоящее время радиоактивные изотопы (в том числе изотопы фосфора) применяются, например, в медицинской диагностике, в химических и физических исследованиях, а также для создания высокоточных приборов.
Дороти Ходжкин (1910-1994), Нобелевская премия по химии 1964 года «За определение с помощью рентгеновских лучей структур биологически активных веществ».
Дороти Ходжкин (Фото: https://rus.team)
Химик и биохимик, гражданка Великобритании, родилась в Каире. Научная карьера Дороти Ходжкин связана с методом рентгеновской кристаллографии, или рентгеноструктурного анализа, применительно к биологическим молекулам. Это очень сложный метод, позволяющий с помощью рентгеновского излучения определить атомную структуру молекулы вещества. Молекулы слишком малы, чтобы их атомное строение и пространственную структуру можно было изучить и визуализировать с помощью оптических приборов. Исследование биологических молекул (например, белков) методом рентгеновской кристаллографии представляет исключительную сложность, поскольку из них очень трудно получить кристаллы, пригодные для рентгеноструктурного анализа. Специалистов, способных справиться с подобной задачей, во всем мире можно было пересчитать по пальцам одной руки, и одним из них стала Ходжкин. Ей удалось определить структуру антибиотика пенициллина, гормона инсулина и витамина В12.
Ада Йонат (род. 1939), Нобелевская премия по химии 2009 года «За исследования структуры и функций рибосомы» (совместно с Томасом Стейцем и Венкатраманом Рамакришнаном). Ученый-кристаллограф, израильтянка.
Ада Йонат
Рибосомы, исследованиям которых Ада посвятила всю жизнь – важнейшие внутриклеточные «машины» для синтеза белка, умеющие собирать длинные и сложные белковые молекулы из «строительных элементов» -- аминокислот. Без белка жизнь в том виде, в каком она существует на нашей планете, была бы невозможна. Поэтому вопрос, как устроена и работает рибосома, можно считать одним из ключевых для биологии и медицины. Для решения задачи был использован метод рентгеноструктурного анализа, о котором говорилось выше.
В условиях жесткой конкуренции друг с другом исследовательские группы Йонат и Рамакришнана работали над проблемой более 20 лет, преодолевая множество трудностей и препятствий. Полученные ими результаты серьезно повлияли на представления о механизмах возникновения и существования белковой жизни и дали прикладной науке бесценные знания, например, о механизмах действия антибиотиков и природе лекарственной устойчивости бактерий. История этого открытия и противостояния научных коллективов захватывающе и с юмором изложена в научно-популярной книге Венки Рамакришнана «Генетический детектив. От исследования рибосомы к Нобелевской премии».
Фрэнсис Арнольд (род. 1956), Нобелевская премия по химии 2018 года «За исследование эволюции ферментов». Гражданка США, биоинженер и биохимик.
Фрэнсис Арнольд (Фото: cleanprice.ru)
Ферменты, или энзимы – это важнейшие белки, которые способствуют протеканию химических реакций в живом организме, чаще всего ускоряя их. Например, пищеварительные ферменты, которые выделяет наша поджелудочная железа, нужны для расщепления сложных молекул из пищи на более простые, которые мы можем усваивать. Фрэнсис Арнольд разработала технологию направленной эволюции ферментов: с помощью биотехнологий можно не только изменять уже существующие энзимы, но и создавать новые, с заранее заданными свойствами. Эта технология имеет все шансы стать прорывом во многих областях, прежде всего в медицине – для создания антибиотиков и других лекарств. Применима она и в других сферах, в том числе для получения экологически чистого топлива и "умных" стиральных порошков.
Дженнифер Даудна (род. 1964) и Эмманюэль Шарпантье (род. 1968), Нобелевская премия по химии 2020 года «За разработку метода редактирования генома».
Эмануэль Шерпантье и Дженнифер Даудна (Фото: https://un-sci.com/)
Дженнифер Даудна – американский генетик и биохимик, Эмманюэль Шарпантье – французский микробиолог. О результатах работы двух женщин-ученых наверняка слышали даже те, кто не особенно интересуется наукой и технологиями. Нобелевская премия по химии была вручена им за разработку метода редактирования генома живых организмов с помощью механизма CRISPR/Cas9. Механизм иммунитета, «подсмотренный» у бактерий, удалось адаптировать для точного и аккуратного, а главное – относительно быстрого и несложного (в сравнении с более ранними технологиями) редактирования генов живых организмов. Это открывает огромные горизонты прежде всего перед медициной, делая возможной генную терапию врожденных патологий, рака и многих других заболеваний, которые до сих пор считались трудноизлечимыми или неизлечимыми. Об истории, сути и этических аспектах открытия Дженнифер Даудна написала научно-популярную книгу «Трещина в мироздании».
Женщины-лауреаты Нобелевки по физиологии или медицине
Герти Тереза Кори (1896 – 1967), Нобелевская премия по физиологии или медицине 1947 года «За открытие каталитического превращения гликогена» (совместно с Карлом Фердинандом Кори). Американский биохимик чешского происхождения.
Герти Тереза Кори (Фото: https://rounb.ru/)
Герти Кори вместе с мужем занималась исследованием биохимических путей – тех многоступенчатых преобразований, которым подвергаются различные вещества в живых клетках. Именно эти циклы и каскады химических реакций лежат в основе того, что называется жизнедеятельностью организма. По фамилии супругов назван цикл Кори – расщепление глюкозы в условиях недостатка кислорода с образованием молочной кислоты. Знакомая всем боль в мышцах после интенсивной физической нагрузки – побочный эффект этого биохимического цикла.
Гликоген, превращениями которого также занимались супруги Кори – это резервный источник глюкозы для организма, который хранится в печени и мышцах и может быть мобилизован в случае недостатка глюкозы – основного топлива нашего тела. Химический механизм этого процесса также был исследован Герти и Карлом Кори.
Розалин Сасмен Ялоу (1921-2011), Нобелевская премия по физиологии или медицине 1977 года «За развитие радиоиммунологических методов определения пептидных гормонов». Американский биофизик.
Розалин Сасмен Ялоу (Фото: https://persons-info.com/)
Преодолев большие трудности в борьбе за право изучать физику, Розалин Ялоу оказалась единственной женщиной среди нескольких сотен студентов факультета в университете Иллинойса. Защитив диссертацию по ядерной физике и сменив несколько лабораторий, она оказалась в отделении радиотерапии госпиталя ветеранов в Бронксе, где велись исследования по использованию радиоизотопов в медицине. Радиоиммунологический метод, разработанный Розалин Сасмен-Ялоу, предполагает использование молекул с радиоактивными метками. Это позволяет определять в крови и тканях пациентов очень малые концентрации биологических веществ, например гормонов, с точностью, недоступной на тот момент никаким другим методам. Впервые метод был применен для исследования фармакокинетики инсулина у людей с диабетом, где показал результаты, заставившие эндокринологов пересмотреть устоявшиеся взгляды на диабет и его терапию. Затем метод РИМ стал использоваться для определения практически всех биохимических маркеров, ранней диагностики рака, выявления вирусов, исследования биохимии мозга и пр. и пр.
Барбара Мак-Клинток (1902-1992), Нобелевская премия по физиологии или медицине 1983 года «За открытие мобильных генетических элементов». Американский цитогенетик.
Барбара Мак-Клинток (Фото: goodhouse.ru)
Работая в основном с кукурузой, Барбара Мак-Клинток смогла пролить свет на генетические процессы, свойственные многим другим организмам, в том числе человеку. Так, например, именно она открыла явление кроссинговера, когда гены из разных хромосом «перемешиваются» в процессе формирования половых клеток, несущих гены будущего потомства. Однако Нобелевку ей принесло открытие мобильных генетических элементов. Это участки ДНК, буквально «живущие своей жизнью»: они способны вырезать себя из цепочки генов и встраиваться в нее в другом месте, что может приводить к нарушениям функций генов на этом участке. Впоследствии выяснилось, что мобильные генетические элементы есть и у людей, более того – доказана их роль в возникновении многих заболеваний, включая гемофилию – наследственное нарушение свертываемости крови.
Рита Леви-Монтальчини (1909-2012), Нобелевская премия по физиологии или медицине 1986 года «За открытие факторов, регулирующих рост клеток и органов» (совместно со Стэнли Коэном). Итальянский нейробиолог, работала в США, так как семья вынуждена была бежать из Италии после принятия антисемитских законов. Ее называют самой экстравагантной нобелевской лауреаткой.
Рита Леви-Монтальчини отмечает 100-летие (Фото: https://isroe.co.il/)
Факторы роста, открытые Ритой Леви-Монтальчини и Стэнли Коэном – это гормоны и гормоноподобные вещества, регулирующие рост клеток в разных типах тканей. Нарушения, связанные с их синтезом и функционированием, оказались причинами многих заболеваний, природа которых ранее была неизвестна. Открытие факторов роста послужило толчком к разработке методов восстановления поврежденных тканей, а также пролило свет на некоторые аспекты природы злокачественных опухолей. Примечательно, что первые результаты были получены Ритой Леви-Монтальчини именно при наблюдении за тканями злокачественных опухолей, полученных от мышей. Сейчас факторы роста используются в гематологии и онкологии, в том числе для лечения лейкозов.
Гертруда Элайон (1918-1999), Нобелевская премия по физиологии или медицине 1988 года «За открытие важных принципов лекарственной терапии» (совместно с Джеймсом Блэком и Джорджем Хитчингсом). Американский биохимик и фармаколог, ее открытие спасло сотни жизней.
Гертруда Элайон (Фото: https://goldvoice.club/)
Гертруда Элайон – единственная, кто стал лауреатом Нобелевской премии, не имея докторской степени. Поступить в аспирантуру и получить степень ей не позволили ограничения, установленные для женщин. По той же причине Гертруде было очень сложно найти работу по специальности. Положение дел переменила только война и дефицит специалистов-мужчин. Попав наконец на позицию ассистента в крупной фармацевтической компании Wellcome (ныне – GlaxoSmithKline), она за 40 лет сделала блестящую карьеру исследователя.
При участии Элайон был создан ряд революционных препаратов, используемых по сей день: аллопуринол – препарат первого выбора при подагре, ацикловир для лечения заболеваний, вызываемых вирусами герпеса, препараты от лейкемии и малярии, а также иммуносупрессоры, которые предотвращают отторжение органов после трансплантации. При разработке лекарств Элайон и ее коллеги руководствовались важным принципом: препарат должен действовать на болезнь или ее возбудителя, не повреждая здоровые клетки и ткани организма. В значительной степени им это удалось.
Христиана Нюсляйн-Фольхард (род. 1942), Нобелевская премия по физиологии или медицине 1995 года «За открытия, касающиеся генетического контроля на ранних стадиях эмбрионального развития» (совместно с Эдвардом Льюисом и Эриком Вишаусом). Немецкий биолог.
Христиана Нюсляйн-Фольхард (Фото: zdorovieinfo.ru)
Исследовательский коллектив с ее участием смог обнаружить и изучить важнейшие гены, имеющиеся у высших организмов, в том числе человека. На ранних этапах развития эмбрион представляет собой набор совершенно одинаковых клеток, однако по мере его развития клетки дифференцируются, становясь органами с разным строением и функциями. Более того: каждый орган занимает в организме строго определенное место относительно других.
Ответ на вопрос, какие механизмы управляют этим процессом, и был найден Христианой Нюсляйн-Фольхард и ее коллегами. Роль открытых ими генов состоит в определении плана строения тела и регулировании развития органов – проще говоря, именно они «решают», где у развивающегося организма будут находиться части тела и органы и как они будут расположены относительно оси «голова-хвост». Специалисты изучили и взаимодействие этих генов, и, что самое главное – возможные патологии развития, связанные с нарушением их работы. Открытие имеет значение прежде всего для медицины: становятся понятны причины многих врожденных пороков развития, а понимание природы проблемы – важнейший шаг к ее решению.
Линда Бак (род. 1947), Нобелевская премия по физиологии или медицине 2004 года «За исследования обонятельных рецепторов и организации системы органов обоняния» (совместно с Ричардом Экселом). Американский биолог.
Линда Бак (https://ihow.pro/)
Лаборатория Линды Бак занималась вопросом, который до этого был незаслуженно обойден вниманием науки: почему млекопитающие способны обнаруживать и различать такое огромное количество запахов, а их мозг может быстро и точно обрабатывать эту информацию? Бак и Эксел выяснили, какие гены связаны с обонятельными рецепторами, и обнаружили, что количество этих генов очень велико – они могут составлять до 10% всех функциональных генов живого организма! Кроме того, удалось выяснить, как именно информация о запахе преобразуется в сигналы, воспринимаемые мозгом. Казалось бы, для человека (в отличие от многих животных) хорошее обоняние давно уже не вопрос выживания. Однако в свете нынешней эпидемии коронавируса, из-за которого люди нередко теряют обоняние и обнаруживают в результате резкое снижение качества жизни, актуальность работы Бак и ее коллег предстает в новом свете. Кроме того, полученная ими информация может быть использована и в других областях – например, для создания искусственных высокочувствительных систем распознавания запахов.
Как снова научиться различать запахи и почему это очень важно
Франсуаза Барре-Синусси (род. 1947), Нобелевская премия по физиологии или медицине 2008 года «За открытие вируса иммунодефицита человека» (совместно с Люком Монтанье). Французский вирусолог.
Франсуаза Барре-Синусси (Фото: http://www.nobeliat.ru/)
В 1983 году Барре-Синусси и Монтанье смогли выделить и описать дотоле неизвестный науке ретровирус, вызывающий синдром приобретенного иммунодефицита – СПИД. Первые научные статьи о новой опасной болезни появились еще в 1981 году, а уже двумя годами спустя вирус был выделен, исследован и размножен в лаборатории на клеточных культурах Т-лимфоцитов – иммунных клеток человека. Открытие вируса стало первым шагом к разработке способов диагностики и созданию современной терапии, которая позволяет людям с ВИЧ жить нормальной жизнью.
Элизабет Блэкберн (род. 1948) и Кэрол Грейдер (род. 1961), Нобелевская премия по физиологии или медицине за 2009 год «За открытие механизмов защиты хромосом теломерами и фермента теломеразы» (совместно с Джеком Шостаком).
Элизабет Блекберн, Кэрол Грейдер, Джек Шостак (Фото: REUTERS / David Powers/Handout/UCSF)
Элизабет Блэкберн – американский цитогенетик, Кэрол Грейдер – американский молекулярный микробиолог. Теломеры – это участки на концах хромосом, особых структур, в которые «упакованы» нити ДНК. Они не только защищают хромосомы, но и играют важную роль в их копировании при делении клетки. Обнаружено, что при каждом делении теломеры немного укорачиваются, и однажды может наступить момент, когда клетка уже не может поделиться из-за недостаточной длины теломер. Этот механизм считают одной из важнейших причин старения живых организмов.
Фермент теломераза, исследованием которого также занималась группа Блэкберн, Грейдер и Шостака, способен восстанавливать теломеры, тем самым увеличивая потенциальное число циклов деления клетки. Значение этого открытия трудно переоценить: перед человечеством открылась перспектива победы над старением и даже обретения бессмертия. В 2016 году был проведен первый эксперимент над человеком: женщина-доброволец получила курс генной терапии, «омоло дивший» ее теломеры на 20 лет. Однако применение знаний, полученных нобелевскими лауреатами, не исчерпывается только проблемой старения: воздействие на теломеры раковых клеток может быть способом затормозить рост опухолей или полностью победить болезнь.
Мей-Бритт Мозер (род. 1963), Нобелевская премия по физиологии или медицине 2014 года «За открытие нейронов, составляющих систему позиционирования в головном мозге» (совместно с Эдвардом Мозером и Джоном О’Кифом). Норвежский нейрофизиолог и психолог.
Мей-Бритт Мозер (Фото: https://nordiclifescience.org/)
Трое ученых занимались разработкой вопроса, какие именно физиологические структуры мозга обеспечивают живым существам способность ориентироваться в пространстве и как формируется этот навык – врожденный он или приобретенный? В результате исследовательской работы была выявлена система, которую с легкой руки журналистов теперь называют «мозговым GPS». Как всё, имеющее отношение к деятельности мозга, она оказалась сложной и включает в себя несколько особых типов клеток мозга («клетки места», «клетки координатной сетки», «клетки направления» и пр.), а также многочисленные связи между ними и другими отделами мозга. Открытие потенциально может помочь в разработке способов лечения нейродегенеративных заболеваний (например, болезни Альцгеймера), а также открыть новые перспективы перед робототехникой и технологиями искусственного интеллекта.
Ту Юю (род. 1930), Нобелевская премия по физиологии или медицине 2015 года «За открытия, касающиеся новых методов борьбы с малярией». Китайский фармаколог.
Ту Юю (Фото: http://russian.china.org.cn/)
Ту Юю удалось обнаружить в растениях однолетней полыни вещество, обладающее противомалярийным эффектом – артемизинин (от латинского названия полыни – Artemisia), а затем синтезировать его производные с более высокой эффективностью. Нам, жителям развитых стран с умеренным климатом, проблема малярии кажется чем-то далеким от нашей реальности. А между тем ежегодно на планете этой болезнью заражаются около 200 млн человек, и около миллиона из них умирает, причем значительная часть из них – дети.
Иммунитет после переболевания не защищает от повторного заражения, а эффективных вакцин пока не существует. Более того, специалисты считают, что глобальное изменение климата может привести к проникновению малярийных комаров (и, соответственно, малярии) в те регионы, которые прежде были от них свободны. Именно поэтому эффективные и доступные препараты от малярии – вопрос выживания для миллионов людей. По некоторым оценкам, использование лекарств на основе артемизинина спасает до 2 млн жизней каждый год.
