Предсказательная сила

Начнем с важного предупреждения. Компания Clarivate (ее главный актив — база Web of Science), хотя и выпускает свой прогноз ежегодно перед объявлением нобелевских лауреатов, не считает его предсказанием победителей этого года. Прогнозы с 2002 года формируют большой список потенциальных лауреатов — ученых с самыми значимыми в своей области работами, которые могут быть награждены Нобелевской премией когда-нибудь в будущем. Сейчас в «зале славы» Clarivate 360 ученых, из них 54 после включения в прогноз компании все же получили Нобелевскую премию. 29, с гордостью отмечают в пресс-релизах компании, стали нобелиатами в течение двух лет после попадания в список.

Так что совпадение имен в новом прогнозе Clarivate и в списке лауреатов этого года по версии Нобелевского комитета будет скорее исключением из правил. Тем не менее все упомянутые в прогнозе — признанные на самом высоком уровне ученые. В деталях методология их попадания в список неизвестна, однако основана она на выборе из базы Web of Science статей более чем с двумя тысячами цитирований. Таких среди более чем 50 миллионов публикаций, проиндексированных с 1970 года, набирается всего около шести тысяч. Количественный анализ дополняет экспертиза по сути. В Clarivate оценивают, какие из высокоцитируемых публикаций содержат сообщение о серьезном научном открытии «нобелевского класса». Также учитывают, награждали ли уже авторов этих заметных работ другими важными научными премиями.

Физиология или медицина: структурная биология и медицинская генетика

Первое из отмеченных экспертами Clarivate в этом году открытий — определение структуры и функций белков главного комплекса гистосовместимости (MHC) биохимиками Памелой Бьоркман (Калифорнийский технологический институт) и Джеком Строминджером (Гарвардский университет). Это ученые из разных поколений: в 1980-е, когда были опубликованы их совместные работы, Строминджер был профессором с 40 годами научного пути за плечами и мировой славой исследователя механизма действия пенициллина, а Бьоркман — постдоком в лаборатории его коллеги Дона Уайли. Но именно она первой увидела 3D-структуры молекул комплекса гистосовместимости. Их описание помогло понять — и в дальнейшем использовать в разработке лекарств и вакцин — механизм, с помощью которого этот белковый комплекс предъявляет Т-клеткам пептиды вирусов или других потенциально опасных «пришельцев» в организме. Если бы не трагическая гибель Уайли в 2001 году, он сейчас, возможно, уже был бы действующим нобелевским лауреатом или по меньшей мере вошел бы в список потенциальных нобелиатов вместе со Строминджером и Бьоркман.

Далее в списке потенциальных лауреатов значится Худа Зогби (Медицинский колледж Бейлора в Техасе, основатель Института неврологических исследований имени Джен и Дэна Дунканов), за открытие механизмов патогенеза неврологических заболеваний, в том числе генетического характера синдрома Ретта. После вынужденного бегства в США от гражданской войны в родном Ливане студентка-медик Зогби больше интересовалась детской кардиологией, потом по стечению обстоятельств выбрала неврологию. И быть бы ей врачом, но, столкнувшись в клинике с синдромом Ретта, Зогби начала изучать генетику. Спустя годы именно в ее лаборатории на X-хромосоме был выявлен ген MECP2, мутация в котором вызывает у девочек прогрессирующую умственную отсталость и утрату двигательных навыков. Кроме того, Зогби известна исследованиями спиноцеребеллярной атаксии — целой группы тяжелых генетических нейродегенеративных заболеваний, связанных с мозжечком.

Следующим за открытие новых ДНК-маркеров и разработку методов полногеномного поиска ассоциаций в прогноз включен первый не американский генетик Юсукэ Накамура (Японский фонд исследований рака, Университет Токио и Университет Чикаго). Врач по образованию, Накамура пришел в генетику, как он вспоминает, после того, как в 27-летнем возрасте наблюдал смерть 27-летнего же пациента от рака желудка. В 1987 году, работая в Университете Юты, он описал применение участков ДНК с варьирующим числом тандемных повторов для картирования человеческого генома. Этот подход помог выделить гены, ответственные за некоторые генетические заболевания. Новый этап начался с представленной в 2001 году методики системы типирования однонуклеотидных полиморфизмов — отличий в разных ДНК на одну «букву» — по небольшому количеству генетического материала. Первые результаты применения этой методики группа Накамуры опубликовала уже через год, показав ассоциированные с предрасположенностью к инфаркту миокарда гены. Но большая часть его исследований и по сей день связана с онкологическими заболеваниями.

Физика: хаос, нанотрубки и темная материя

За исследования нелинейной динамики в прогноз Clarivate вошли физики Томас Кэролл и Луис Пекора. В своей самой известной и до сих пор активно цитируемой работе 1990 года они продемонстрировали возможность синхронизации хаотических систем на примере электрических устройств. На основе этого открытия позже было предложено множество идей схем связи с помощью хаотической синхронизации. Примечательно, что и сейчас, как и 30 лет назад, Пекора и Кэролл работают в Военно-морской исследовательской лаборатории США — непросто представить такую ситуацию для «гражданских» ученых!

Следующие два кандидата в нобелиаты из списка не сотрудничали, но разрабатывают очень близкие темы. Хунцзе Дай (Стэнфордский университет), перебравшийся в США из Китая в конце 1980-х годов, — автор десятков высокоцитируемых работ о способах получения и применения углеродных нанотрубок в электронике, биологических исследованиях, медицине и энергетике. Одно из прославивших его исследований — пионерский эксперимент 2009 года по «разрезанию» углеродных нанотрубок на графеновые ленты. Алекс Зеттл (Калифорнийский университет в Беркли) отмечен в прогнозе как первый исследователь, синтезировавший нанотрубки из нитрида бора. Тем не менее сегодня это не самая цитируемая его работа. Не меньше физик известен исследованиями двумерных материалов, и новаторские эксперименты его группы регулярно становятся темой для популярных научных новостей: в разные годы ученые представили самый маленький мотор, радио из одной нанотрубки и источник ультразвука из графена.

В третью группу потенциальных лауреатов Нобелевской премии по физике объединены три астрофизика: британский ученый мексиканского происхождения Карлос Френк (Даремский университет), работающий в Канаде исследователь родом из Аргентины Хулио Наварро (Университет Виктории) и англичанин Саймон Уайт, до конца прошлого года возглавлявший в Германии Институт астрофизических исследований Общества Макса Планка. В прогноз они вошли за вклад в фундаментальные исследования формирования и эволюции галактик, космических структур и гало темной материи. Ключевые работы по этой теме они опубликовали во второй половине 1990-х годов, и сегодня разработанная ими модель пространственного распределения плотности темной материи (профиль Наварро — Френка — Уайта) остается одной из самых используемых.

Химия: снова нано, именная реакция и самосборка

Трое исследователей включены в список потенциальных нобелиатов за достижения в синтезе нанокристаллов для физики, биологии и медицины. Хен Тэхван (Национальный университет Сеула) стал известен в начале 2000-х годов благодаря разработке сравнительно недорогого метода получения однородных по размеру нанокристаллов. В дальнейшем его исследования сосредоточились в основном на биомедицинских применениях наночастиц — для усиления контраста при МРТ, терапии с магнитным воздействием и доставки лекарств. Кристофер Мюррей (Пенсильванский университет) и Маунги Бавенди (Массачусетский технологический институт) — пионеры в получении полупроводниковых нанокристаллов, или квантовых точек заданного размера. Сегодня они продолжают развивать методы их синтеза и применения в оптике и биомедицинской визуализации.

Следующие два кандидата в лауреаты оказались в списке за одновременное открытие химической реакции, названной позже в их честь. В 1994 году Джон Хартвиг (Калифорнийский университет в Беркли) и Стивен Бухвальд (Массачусетский технологический институт) независимо друг от друга сообщилио реакции, в результате которой к углеводородному кольцу присоединяется азотсодержащая группа. Катализатором в реакции служит палладий, а источником азота могут выступать разнообразные производные аммиака. В течение нескольких лет реакция стала востребована в фармацевтической промышленности, а усовершенствования каталитических систем для нее продолжаются до сих пор.

Особняком в прогнозе стоит Макото Фудзита (Университет Токио) за достижения в области супрамолекулярной химии. Его работы посвящены самосборке органических молекул в крупные, скрепленные атомами металлов пористые комплексы — молекулярные контейнеры.

Экономика: немного гендерных исследований и статистические методы

Вероятными кандидатами на премию по экономике памяти Альфреда Нобеля эксперты Clarivate в этом году посчитали семерых ученых. Среди них одна женщина — Клаудия Голдин (Гарвардский университет), исследовательница экономики труда. В прогнозе особенно отметили ее работы по гендерным вопросам. Голдин написала исследования по множеству тем от развития американского образования и сокращения детской смертности в начале XX века до современной ситуации с трудом женщин, но ее самой влиятельной публикацией можно назвать книгу 1990 года о гендерном разрыве в доходах и доступе к профессиям на протяжении XIX–XX веков.

В следующую группу потенциальных нобелиатов вошли три исследователя экономической статистики, разработавшие методы по анализу временных рядов. Дэвид Дики (Университет Северной Каролины) и Уэйн Фуллер (Университет штата Айова) в 1979 году создали названный в их честь тест для проверки на стационарность. Временной ряд считается стационарным, если значения в нем не имеют тенденции расти или убывать: они случайным образом меняются, но среднее и отклонения от него остаются постоянными. Пьер Перрон (Бостонский университет) вошел в прогноз благодаря работе 1988 года по анализу нестационарных временных рядов. Предложенная им методика базируется на тесте Дики — Фуллера и названа тестом Филлипса — Перрона. Питер Филлипс, на момент разработки метода научный руководитель аспиранта Перрона, вошел в число потенциальных нобелиатов еще в 2013 году.

Прогноз завершается на еще одной группе экономистов, разработавших новый метод. Стивен Берри, Джеймс Левинсон (оба из Йельского университета) и Ариэль Пейкс (Гарвардский университет) в 1995 году предложили модель анализа спроса BLP, названную по первым буквам их фамилий. В примере с автомобильным рынком США они продемонстрировали, что можно предсказывать спрос без детальной информации о числе потребителей или уровне производства. Эта и последующие работы соавторов стали основой для новых подходов к анализу влияния политических и других изменений на спрос, производительность и развитие рынков.