2018 áttörései
Mint minden évben, a „Science” szakmagazin is tíz tudományos felfedezést és eredményt választott az év legfontosabb eseményeinek. Először az embrionális fejlődés dekódolását látják - sejtenként. A modern szekvenálástechnológiának és három módszer kombinációjának köszönhetően ma már pontosan követhető, hogyan válik a még megkülönböztetetlen megtermékenyített petesejt fokozatosan egy szervezet összes szövetévé és szervévé. Az év kiemelt eseményeként a "Science" egy jégkorszak aszteroida hatását is bemutatja Grönlandon, egy kőkorszaki gyermek neandervölgyi anyával és egy Denisova apával, valamint a bolygónk első állatairól.
Melyek voltak a kiemelkedő tudományos felfedezések és felfedezések ebben az évben? És mely áttöréseknek van különös jövőbeli potenciálja? Minden évben nem sokkal karácsony előtt a „Science” szakmagazin szerkesztői és kiadói választják az év tíz legjobbját: Az általuk legfontosabbnak tartott kutatási eredményeket és felfedezéseket. Az áttöréshez a tíz közül egyet választanak. Az elmúlt években ez magában foglalta a neutroncsillag ütközésének első bizonyítékát, a gravitációs hullámok bizonyítékait, de a Crispr/Cas9 génollókat is.
A megtermékenyített petesejttől a teljes organizmusig
Idén a sejtek és a fejlődésbiológia kutatásának mérföldköve áll a lista élén - és egy rejtély, amely az ókori tudósokat foglalkoztatta: Hogyan alakul ki a megtermékenyített petesejtből egy teljesen kifejlett lény teljes komplex teste? És mi irányítja ezt a fejlődést? Ez a rejtély sokáig elkerülte a sejtszintű megfigyelést, de ez a modern elemzési technológiák fejlődésével megváltozott. Három módszer ötvözésével a tudósok mostantól sejtenként követhetik egy szervezet embrionális fejlődését. "Ezek a technológiák rendkívüli filmeket készítettek, amelyek megmutatják, hogyan nőnek az egyes sejtek az állat összetett szöveteibe és szerveibe" - mondja Tim Appenzeller, a Science News ügyvezető szerkesztője.
Ezt az áttörést olyan elemzési módszerek teszik lehetővé, amelyek megmutatják, hogy a sejtekben melyik gén melyik időpontban van be- vagy kikapcsolva. "Az a képesség, hogy több ezer egyedi sejtet izolálunk, és mindegyikben szekvenciázzuk a genetikai anyagot, pillanatképet ad arról, hogy az adott sejtben mi az a RNS termelődik abban a pillanatban" - magyarázza Elizabeth Pennisi, a Science szerzője. „Ez lehetővé teszi a kutatók számára, hogy közvetlenül lássák, melyek a jelenleg aktív gének.” Kombinálva ezt az egysejtű RNS-seq néven ismert módszert olyan technológiákkal, amelyek felhasználhatók az embrió egyes sejtjeinek jelölésére és nyomon követésére, a kutatók gyakorlatilag megfigyelhetik az élő sejteket hogyan jönnek össze a sejtek szöveteket alkotva. Idén a tudósok már megfejtették a laposférgek, a halak, a békák és más állatok embrionális fejlődését.
Kráterek, neutrínók és egy ősi vegyes fajtájú gyermek
Az év további fénypontjai között két „mennyei” esemény is szerepel: Az első egy 31 kilométeres hatású kráter felfedezése a jég alatt Grönlandon. Ezt a krátert bizonyára nem is olyan régen egy körülbelül egy kilométer nagyságú darab hozta létre - a hatalmas hatás az utolsó jégkorszakban történhetett - feltételezik a kutatók. Ez azt jelenti, hogy őseink is átélték ennek a katasztrófának a következményeit. A második „mennyei” esemény szorosan kapcsolódik az IceCube neutrino detektorhoz a Déli-sarkon. Segítségével és világszerte teleszkópokkal a tudósoknak először sikerült a nagy energiájú kozmikus neutrínókat visszakövetniük a forrásukig. Eszerint ezek a szinte tömegtelen elemi részecskék egy körülbelül négy milliárd fényévnyire lévő blézerben képződtek - egy aktív fekete lyuk a galaxis szívében.
2018 újabb izgalmas felfedezése az emberiség történelmébe nyúlik vissza. Mivel egy körülbelül 50 ezer évvel ezelőtt meghalt lány kövületmaradványainak genetikai elemzése meglepő dolgokat tárt fel eredetével kapcsolatban: a Szibériában talált őskori gyermek egy neandervölgyi és egy denisovai férfi lánya volt, amint azt a DNS-elemzések kimutatták. Ez ismét megerősítette, hogy a Homo nemzetség különböző emberi fajai többször keresztezték egymást és vegyes formákat hoztak létre.
A DNS-elemzéseknek viszont nagyon praktikus volt egy másik kiemelésük: Az USA-ban található kiterjedt DNS-adatbázisnak köszönhetően a kutatók meg tudtak oldani egy régi büntetőeljárást: Az 1970-es és 1980-as években elítéltek egy soros nemi erőszakot az elkövető több rokonának DNS-profilja alapján.
A legidősebb állat, a fehérjecseppek és a #MeToo
Másrészt a paleontológia áttörése a szárazföldi állatvilág eredetéhez vezet. A modern analitikai módszerek itt is teljesen új betekintést engednek a lakókörnyezetbe, de a korai organizmusok anyagcseréjébe is. 2018 őszén a kutatók a világ legidősebb többsejtű állatának azonosítására használták fel. Mivel az 558 millió éves oroszországi kövületben találtak jellemzően állati zsírmolekulák emlékeit. Csak így sikerült feltárniuk ennek a rejtélyes lénynek a valódi természetét. Egy másik kiemelés a sejtes folyamatokról szól: a tudósok felfedezték, hogy a fehérjék egyfajta cseppeket képeznek, amikor a DNS-t olvassák. Az RNS-sel együtt ezek egy teljesen új formáját képezik a sejtszerveződésnek - és fontos szerepet játszanak abban is, hogy a sejtek hogyan kezelik a hulladékot és a toxinokat.
Az év áttöréseinek fordulóját egy örökletes betegséget RNS blokád segítségével kezelő gyógyszer jóváhagyásával, valamint a kristályszerkezetek megfejtésének új módszerével zárják. A „Science” szerkesztők a #MeToo kampányt nevezték meg az utolsó meghatározó eseménynek. Mert az idén a tudomány világában is okozott némi leleplezést, de újragondolást és megújulást is.