Kot vsako leto je tudi letos revija Science objavila seznam po njihovem mnenju največjih prebojev v znanosti leta 2008. Po vrsti so to:
1) Reprogramiranje celic. V letošnjem letu smo videli kar nekaj prebojev na področju reprogramiranja celic. Širšo javnost je področje začelo bolj zanimati natanko pred desetletjem, ko je ameriškim raziskovalcem uspelo kultivirati zarodne celice iz človeških emrbijev. Za te pluripotentne celice (ki se torej lahko v principu razvijejo v katerikoli tip celice v telesu) so se namreč odpirale mnogotere možnosti uporabe v razvojni biologiji in medicinskih raziskavah. A kaj, ko je postopek izolacije celic tipično pomenil uničenje samega embrija, kar je pripeljalo do razgretih razprav okoli bioetike raziskovanja in posledično do omejitev raziskav z zarodnimi celicami v številnih državah sveta. Leta 2006 so nato japonski raziskovalci poročali, da jim je uspelo zaobiti praktične in etične probleme glede zarodnih celic iz človeških celic, saj jim je uspelo prevzgojiti v laboratoriju odrasle celice iz mišjega repa, da so se obnašale natanko tako kot zarodne celice. Leto za tem je podobno uspelo ameriškim raziskovalcem tudi s človeškimi celicami, kar je resnično odprlo vrata k novim znanstvenim prebojem. V minulem letu je tako na primer raziskovalcem uspelo rešiti desetletje star problem: kako vzgojiti dolgožive celične linije od posameznikov, ki so oboleli za boleznimi, ki jih je težko raziskovati. Dvema skupinama je tako uspelo razviti celične linije pacientov za več kot deset bolezni, med njimi za mišično distrofijo, diabetes prvega tipa in downov sindrom. Velik predor je uspel neki drugi ameriški skupini, ki je uspela reprogramirati odrasle celice v trebušni slinavki miši iz celic, ki ne proizvajajo inzulin, v tip celice, ki ga.
2) Opazovanje eksoplanetov. Konec leta 2008 so tri skupine naznanile prvo direktno detekcijo planetov okoli nam bližnjih zvezd. Odkritja eksoplanetov sicer niso nekaj novega, saj so astronomi prve eksoplanete odkrile že pred 13 leti. A detekcija je bila vedno posredna, preko natančnega opazovanja pozicije zvezde okoli katere planet kroži ali pa preko zasenčenja zvezde, ko planet preči njeno površino. Ta zadnja metoda tudi omogoča določanje sestave atmosfer eksoplanetov preko absorpcijskih črt v spektru svetlobe, ki preide skozi njihovo atmosfero. Do sedaj so že odkrili prisotnost vode, metana in prejšnji mesec tud ogljikovega dioksida. A do sedaj so na ta način lahko opazovali le vroče planete velikosti jupitra. Po več kot 5 letih opazovanj so astronomi uspeli z direktno detekcijo, kjer opazujejo svetlobo odbito od eksoplanetov. Na ta način lahko opazujejo planete, ki so veliko bolj oddaljeni od matične zvezde. Do sedaj so tako odkrili planete na tirih v razponu od petkratne oddaljenosti Zemlje od Sonca pa vse do 68 kratnika te razdalje.
3) Rakotvorni geni. Zahvaljujoč cenejšemu določanju genskega zaporedja so raziskovalci začeli sistematično pregledovati množico genov v rakastih celicah v iskanju sprememb, ki so jih prejšnje metode spregledale. Prvi rezultati tega tako imenovanega rakotvornega genomskega projekta so stari že dve leti, a rezultati so postali veliko ševilčnejši v letu 2008. Pomemben vpogled so dosegli pri raku trebušne slinavke in pri glioblastomi. Rastoči katalog genov povezanih z nastankom raka odkriva precejšnjo kompleksnost, ki kaže, da bi znalo biti zdravljenje, ki izkorišča biološke procese, uspešnejše kot zdravila, ki se osredotočajo le na en sam gen.
4) Novi visokotemperaturni superprevodniki. Fiziki so odkrili drugo družino visokotemperaturnih superprevodnikov. Februarja je japonska skupina poročala o odkritju prvega tovrstnega materiala, s fluorom dopiran lantan-železo-arzen-oksid (LaFeAsO(1-x)Fx), ki postane supreprevoden pod kritično temperaturo 26K. Trenuten temperaturni rekord za te novo odkrite železove superprevodnike je 56K. To je sicer še vedno precej nižje od temperaturnega rekorda v drugi skupini visokotemperaturnih predovnikov, kupratov, ki so jih odkrili pred 22 leti in kjer je najvišja kritična temperatura 138K. Ali je mehanizem superprevodnosti enak ali drugačen kot pri kupratih je še odprt problem (kot je dejansko tudi sam mehanizem pri kupratih).
5) Opazovanje proteinov pri delu. Znanstveniki so že dolgo premlevali kako se proteini vežejo na ciljno molekulo. Široko sprejeta razlaga je, da oblika molekule prisili protein v komplementarno obliko. A računski biologi iz Nemčije in ZDA so sedaj ponudili močne dokaze, da protein in topilo preskočita med več konformacijami predno se ustalita v obliki primerni za ciljno molekulo. V drugem presenetljivem poskusu je ameriška skupina sledila posameznemu proteinu in ugotovila, da lahko en naključen proces v molekuli spremeni bakterijsko celico iz enega stanja v drugo.
6) Voda za izgorevanje. Obnovljiva vira energije – veter in sončna enerigja – imata skupen problem, namreč da sta na voljo le občasno, medtem ko ni na voljo primernega načina, da bi proizvedeno energijo shranili v industrjiskih količinah. A raziskovalci v ZDA so letos razvili nov katalizator, ki bi lahko spremenil celotno sliko. Mešanica kobalta in fosforja je namreč dovolj cenena, da obljublja širšo uporabnost. Katalizator deluje tako, da uporabi električno energijo za cepitev vode na vodik in kisik, medtem ko obraten proces lahko uporabimo za generacijo električne energije. Razvita verzija je sicer še prepočasna za industrijsko izrabo, a pomeni pomemben korak naprej.
7) Video embrija. Večina dosedanjih mikroskopov je do sedaj omogočala le kratkotrajno opazovanje začetnega razvoja embrija. Skupini iz Nemčije pa je uspelo posneti prvi dan razvoja embrija s posebej razvitim mikroskopom, ki uporablja skeniranje z laserskim žarkom. Video je prosto dosegljiv na internetu.
8) Maščoba drugačne barve. Raziskovalci so letos razkrili skrivnost tako imenovane rjave maščobe. Anatomi so sicer že pred 400 leti opazili, da v človeškem telesu najdemo dva tipa maščobnih celic – bele, ki delujejo kot zaloga energije in rjave, ki vsebujejo veliko mitohondrijev in izgorevajo maščobne molekule.Raziskovalci so že dolgo domnevali, da obe vrsti maščobnih celic nastaneta iz iste izvorne celice. A ameriški raziskovalci so letos odkrili, da z vklapljanjem in izklapljanjem gena PRDM16, ki vodi v specializacijo celice, lahko pretvorijo rjave maščobne celice v mišične(!) celice in obratno.
9) Napoved mase protona. Raziskovalci iz Francije, Nemčije in Madžarske so s simulacijo iz prvih principov uspeli izračunati maso protona s simulacijo obnašanja osnovnih gradnikov – kvarkov in gluonov. Sam okvir računov – kvantna kromodinamika na mreži – je znan že nekaj desetletij, a napredek tako v algoritmih kot računski moči je šele sedaj vodil v prvi izračun protonske mase. Izračunana masa in izmerjena masa protona se sedaj ujemata na 2%, kar je desetkrat bolje, ko je bilo mogoče pred desetletjem. Ta rezultat in podobni govorijo o zrelosti področja.
10) Razcvet sekvencioniranja. Nove tehnologije sekvencioniranja genomov, ki so hitrejše in hkrati cenejše kot so bile metode v okviru projekta človeškega genoma, so povzročile pravi razcvet sekvencioniranja. Tehnologijo “sekvencioniranja s sintezo” podjetja 454 Seqeuncing, ki tvori fluorescentno označeno DNA na mikroskopskih zrnih, so na primer letos uporabili za določitev mitohondrijskega genoma izumrlega jamskega medveda in neandertalca, ter 70% genoma mamuta. V delu je tudi določitev celotnega genoma neandertalca. Medtem cene padajo, vsaj eno podjetje je že oznanilo, da je določitev genoma za 5000$ na dosegu roke.
(Jure Zupan)
