A világ egyik legrangosabb tudományos folyóirata, a Science a korábbi évek gyakorlatát követve most is egy tízes listába foglalta az elmúlt év legfontosabbnak tartott tudományos felfedezéseit.
Az első helyre a sejtek újraprogramozása, átprogramozása került. Az első áttörés 2006-ban történt, azóta a terület gyorsan fejlődött, alapvető felismerések születtek, alkalmazási lehetőségeket tártak fel. Sejtkultúrában úgy programoztak át felnőtt emberi sejteket, hogy azokban különböző ismert betegségek jelenjenek meg. Betegségekben szenvedő emberek bőrsejtjeit őssejtekké programozták át, majd a laboratóriumi sejtkultúrában osztódó sejtekben a betegség megjelenését keresik. Mások élő állatokban egy adott sejttípust másikká programozták át. A sikeres átprogramozás folyamatának részletei még feltárásra várnak. Az átprogramozást egyelőre csak minden tízezredik sejtben sikerült végrehajtani, ennek okát még nem sikerült feltárni. Az eddigi kísérletekben vírusokkal vitték be az új géneket, a módszer azonban komoly veszélyeket hordoz, ezért alternatív megoldásokat keresnek.
Második helyre csillagászati felfedezés került: első ízben figyeltek meg közvetlenül a Naphoz hasonló csillag körül keringő bolygókat. Az eddig megismert 300-nál több exobolygót közvetett módszerekkel fedezték fel, a csillag mozgásának szabálytalanságaiból vagy fényének változásából kikövetkeztetve. Az új módszer: földkörüli pályára telepített, koronagráffal felszerelt távcsővel el tudják különíti a csillag és a bolygó fényét. A bolygó fényének elemzéséből az égitest fizikai és kémiai jellemzőire következtetnek.
2008-ra értek be a két évvel korábban indított rák-genom program eredményei. Korábban nem ismert rák géneket fedeztek fel (hasnyálmirigy rák, glioblasztóma). Legalább tíz további rákbetegség genomjának feltárásán dolgoznak.
Újabb magas hőmérsékleten szupravezető anyagcsaládot fedeztek fel a fizikusok. A fluórral adalékolt lantán-vas-arzén-oxid kritikus hőmérséklete 26 kelvin, a lantánt prezodímiummal vagy szamáriummal helyettesítve 55 kelvin volt az átalakulási hőmérséklet. Ez nem új csúcsérték, a réz-oxigén anyagcsalád 138 kelvinen válik szupravezetővé. Ma még tisztázatlan, hogy a két anyagcsaládban hasonló fizikai folyamatok révén áll-e be a szupravezetés.
Működés közben figyeltek meg fehérjéket. Kísérleti adatokra alapozott számítógépes szimulációval feltárták, hogy a céltárgyukhoz való kapcsolódás előtt a fehérjék „táncolnak”, többféle alakzatot váltogatnak, míg az egyik alkalmasnak bizonyul a kapcsolódásra. Élesztő sejtekben 6000 fehérje mennyiségét monitorozták egyidejűleg, számszerű adatokat kaptak arra, hogyan változik az egyes proteinek előfordulása különböző típusú sejtekben. A test különböző szöveteinek egyéni jellegét nem a fehérjék jellege, hanem mennyiségük alakítja ki.
Új katalizátort dolgoztak ki vízbontáshoz. Az ismert platina katalizátor drága, az új katalizátor olcsó anyagokból készíthető, kobalt és foszfor keveréke. Az új megoldású vízbontás egyelőre túl lassú az ipari alkalmazhatósághoz. Ha sikerül a folyamatot felgyorsítani, akkor reálissá válhat a hidrogén energetika térhódítása.
A korábbi mikroszkópokkal csak pillanatfelvételek készülhettek arról, hogyan fejlődik a megtermékenyített petesejtből egy szervezet. Lézernyalábbal szkennelik az élő szervezetet, majd nagyteljesítményű számítógépek elemzik és jelenítik meg az adatokat. A zebrahal-embrió fejlődését élete első napjának végéig követték nyomon, ekkor kb. 16 000 sejtből állt. A filmet visszafelé lejátszva vissza lehet keresni egy adott szövet, pl. a retina kialakulását.
Már 400 éve ismert a kétféle zsírszövet, a barna és a fehér különbözősége. Feltételezték, hogy mindkettő ugyanattól az őstől származik. A kutatók a barna zsírszövet ismert génjét kikapcsolva azt találták, hogy a barna zsírszövet izomszövetté alakult át, az átalakulás a fordított irányban is végrehajtható. A felismerés segítséget nyújthat hatékonyabb elhízás elleni kezelések kidolgozásához.
Fizikusok, egy 12 tagú német-francia-magyar tudóscsoport tagjai kiszámították a proton tömegét. A protonok és a neutronok összetett részecskék, de tömegük sokkal nagyobb, mint alkotóelemeiké. A protonok és a neutronok három kvarkból állnak, de a kvarkok tömege a proton tömegének csak 5%-át teszi ki, a kvarkok közti kölcsönhatást közvetítő gluonoknak pedig nincs is tömege. A kutatók szerint az alkotóelemek, a kvarkok és gluonok mozgásainak, kölcsönhatásainak energiája képviseli a hiányzó tömegét. Ezzel első ízben sikerült igazolni, hogy az Einstein-féle tömeg-energia ekvivalencia (E=mc²) a mikrovilágban is pontosan érvényesül. Modellszámításukhoz az ún. rácselméleti megoldást választották. Kétdimenziós hasonlattal ezt úgy képzelhetjük el, mintha egy gyűrött kockás papírlapot úgy írnánk le, hogy a négyzetrács minden pontjában megadjuk az adott pontnak a sík asztallap feletti magasságát. Könnyen belátható, hogy minél kisebbek a kockák a papíron, vagyis minél sűrűbbek a rácspontok, annál pontosabban tudjuk visszaadni a felület jellemzőit. A fizikusok persze nem két-, hanem négydimenzióban (3 tér és 1 idő) számolnak és a keresett mennyiség sem pusztán egy magassági adat. Ilyen feladat megoldásához csak szuperszámítógéppel érdemes hozzákezdeni. A világ egyik legnagyobb teljesítményű számítógépe, a németországi Jülich kutatóközpont szuperszámítógépe kapacitásának felét csaknem egy évig ez a feladat kötötte le. A nemzetközi kutatócsoportban vezető szerepet játszott Fodor Zoltán professzor, aki Katz Sándor adjunktussal együtt az ELTE Elméleti Fizikai Tanszékének munkatársa, a harmadik magyar résztvevő, Szabó Kálmán a wuppertali egyetem fizikusa.
Gyorsabb és olcsóbb genom szekvenáló módszereket dolgoztak ki. Feltárták a kihalt barlangi medve és a neandervölgyi ember mitokondriális genomját, a gyapjas mamut genomjának 70%-át. Egy másik új technikával ázsiai és afrikai ember és egy rákbeteg genomját határozták meg.
A Science idén a következő területeken vár fontos eredményeket, felismeréseket. Egy sor növény, pl. kukorica, szója, bioüzemanyag növények, virágok genomjának közzététele várható. Részletesen feltérképezik az óceán savasodásának az élővilágra gyakorolt hatását. Két társaság új, a funkcionális mágneses rezonancia képalkotáson alapuló hazugságdetektort készített, várható az ilyen vizsgálatokra alapozott szakértői vélemények megjelenése az igazságszolgáltatásban. Novemberben klímakonferenciát tartanak Koppenhágában, Obama megválasztott amerikai elnök szerint az USA vezető szerepet vállal a megbeszéléséken. Feltételezések szerint a világegyetem egzotikus sötét anyaga részecskéinek összeütközéséből nagyenergiájú kozmikus sugárzás születik, idén műholdas és magaslégköri ballonos mérésekkel ellenőrizhető lesz a modell. Darwin születése 200. évfordulójának évében a genetikában, gén szekvenálásban, fehérjék működésében elért eredményekre alapozva közelebb kerülünk a fajok elkülönülésének megértéséhez. Miközben a CERN-ben még javítják a Nagy Hadron Ütköztetőt, az amerikai Fermi nemzeti laboratórium lehet az első a régóta keresett Higgs-bozon létezésének igazolásában.
Hozzászólások