Tym razem zaszczytny tytuł przełomowego osiągnięcia roku przyznano pracom poświęconym hodowaniu komórek na zamówienie. Badania te dają nadzieję na zrozumienie mechanizmu rodzenia się groźnych chorób oraz na opracowanie nowych terapii.
Komórki zaprogramowane na życzenie
"Szukaliśmy badań, w których starano się znaleźć odpowiedź na wielkie pytania dotyczące wszechświata oraz takich, które otwierają drogi do kolejnych odkryć" – mówi Robert Coontz, redaktor "Science". "Nasz wybór numer jeden, czyli możliwość przeprogramowania komórek, odsłonił przed nami zupełnie nowe pole badań w biologii. I to niemal z dnia na dzień" - dodaje.
Przed dwoma laty japońskim naukowcom udało się opracować nowy etyczny sposób pozyskiwania komórek macierzystych, to jest takich, które mogą zamienić się w dowolną komórkę organizmu. Wcześniej za główne źródło takich komórek uważano embriony – jednak pozyskiwanie z nich cennych cudownych komórek budziło sporo kontrowersji, bo wymagało zabicia zarodka. Japończykom udało się ów problem ominąć – badacze wykazali, że wprowadzając zaledwie cztery geny do materiału genetycznego dorosłej komórki (w doświadczeniu użyto komórek z ogona myszy), można przywrócić ją do stanu, gdy jej los był jeszcze niezdefiniowany. Tak przerobione komórki mogły dać początek dowolnym tkankom.
W kończącym się właśnie roku kilka zespołów naukowych postanowiło pójść tropem Japończyków. Badaczom udało się w analogiczny sposób cofnąć w rozwoju komórki pobrane od chorych pacjentów, co pozwoliło na stworzenie komórkowych modeli schorzeń i badanie ich w laboratorium.
Jeszcze innemu zespołowi udało się udoskonalić procedury wymyślone w 2006 r. i opracować technologię zamieniania jednych komórek w inne, bez konieczności cofania ich w rozwoju, do fazy komórek macierzystych (w doświadczeniu komórki egzokrynne trzustki zamieniono w komórki beta trzustki produkujące insulinę).
Coontz zauważa, że prace dotyczące zamieniania jednych komórek w drugie mogą w przyszłości zaowocować opracowaniem nowych metod terapii bazujących na wykorzystaniu genetycznie „naprawionych”, prawidłowo działających tkanek pacjenta. W ten sposób być może udałoby się pomóc osobom cierpiącym na cukrzycę typu I lub schorzenia niszczące układ nerwowy, np. chorobę Parkinsona.
Egzoplanety w oku teleskopu
W tym roku astronomom udało się po raz pierwszy zaobserwować na niebie planety znajdujące się poza Układem Słonecznym, i to w nowatorski sposób, bo analizując fotografie wykonane za pomocą teleskopów (m.in. teleskopu Hubble’a).
Dotychczas odkrywanie globów z innych układów planetarnych odbywało się drogą pośrednią. Wymagało albo analizowania drgań, w które wprawiane są macierzyste gwiazdy, albo – jeśli w ich kierunku wycelowane były teleskopy – obserwowania zaciemnienia tarczy gwiazdy w momencie, kiedy planety przechodziły na jej tle.
Dokonane teraz odkrycie umożliwia dostrzeżenie globów za pomocą specjalnego programu komputerowego. Zaczernia on na fotografii światło macierzystej gwiazdy, dzięki czemu uczeni są w stanie dostrzec w jej otoczeniu mniejsze globy. Te zaobserwowane w 2008 r. znajdowały się wokół gwiazdy Fomalhaut. Dzieli ją od Ziemi zaledwie 25 lat świetlnych, czyli 18 mld km.
Katalog genów powodujących raka
Odczytując cegiełka po cegiełce geny znajdujące się w komórkach nowotworowych, naukowcy zgłębili tajemnice dwóch najbardziej zabójczych rodzajów raka: nowotworu trzustki oraz glejaka. Udało im się odnaleźć kilkanaście mutacji, które sprawiają, że zdrowa komórka zaczyna się dzielić, zamieniając się przez to w komórkę rakową. Daje to nadzieję na stworzenie w przyszłość nowych metod terapii najgroźniejszych nowotworów.
Nowe tajemnicze materiały
Co się stanie, jeżeli podgrzejemy nadprzewodniki do niezwykle wysokich temperatur? Niektóre z nich zaczną przewodzić prąd bez oporu – odkryli w tym roku naukowcy. Tym samym okazało się, że istnieje cała rodzina nadprzewodników składająca się ze związków węgla, którym wysokie temperatury niestraszne. Dotychczas sądzono, że w ten sposób zachowują się jedynie materiały, których budulcami są miedź i tlen.
Jak pracują białka
To z kolei była niespodzianka dla biochemików. Udało im się zaobserwować, jak białka przyłączają się do komórek, jak zmieniają ich metabolizm oraz jak wpływają na właściwości całych tkanek.
Przechowywanie energii odnawialnej
Nie od dziś wiadomo, że słońce i wiatr to doskonałe źródła darmowego prądu. Jednak nie wystarczy postawić przed domem wiatrak, a na dachu położyć panel słoneczny, by móc z niego korzystać bez ograniczeń. Dotychczas problemem w używaniu takich źródeł energii było przechowywanie zgromadzonej energii. Wszystko wskazuje na to, że uczeni zdołali poradzić sobie z tym kłopotem – wynaleźli kobaltowo-fosforowy katalizator, który wytrąca z wody atomy wodoru. Wodór ten może być później użyty do uruchomienia ogniwa paliwowego i wyprodukowania w ten sposób energii.
Naukowcy podkreślają, że ich metoda nadaje się zarówno do wykorzystania, jak i produkcji na masową skalę.
Taniec wewnątrz embrionu
Jak to wygląda, kiedy komórki embrionu zaczynają się dzielić i rozwija się nowy organizm? Naukowcy od dawna chcieli poznać odpowiedź na to pytanie. W tym roku udało im się po raz pierwszy zaobserwować taniec 16 tys. komórek w embrionie dania pręgowanego, niewielkiej rybki, pod koniec pierwszego dnia jej rozwoju. Co więcej, całe zdarzenie również nagrali. Odkrycie wymagało zbudowania zupełnie nowego rodzaju mikroskopu. Do skanowania tego, co dzieje się wewnątrz tkanki, wykorzystuje on wiązkę lasera.
Tłuszcz może być dobry
A nawet można chcieć go sobie wszczepić. O co chodzi? Otóż wbrew temu, co się powszechnie sądzi, w naszym organizmie są dwa rodzaje tłuszczu. Ten, z którym walczymy na co dzień, to tłuszcz biały, który gromadzi w swoich komórkach paliwo energetyczne. Ale jest też tłuszcz brązowy, pełen mitochondriów. To on właśnie spala komórki tłuszczowe pierwszego rodzaju, produkując w ten sposób energię. W tym roku naukowcy odkryli, że wszczepiając komórki tłuszczu brązowego bezpośredni do mięśni, można spalić tłuszcz biały. Otwiera to zupełnie nowe drogi leczenia otyłości.
Ile waży świat
O tym, że model standardowy – wielka teoria fizyczna opisująca budowę materii i wiążące ją siły – jest prawdziwy, wiadomo było od dawna. Potwierdzały ją liczne badania. W tym roku okazało się jednak, że teoria ta nie tylko sprawdza się w praktyce, ale jest również precyzyjnym narzędziem umożliwiającym prowadzenie skomplikowanych obliczeń fizycznych. Pozwala mianowicie dokładnie oszacować, ile ważą protony i neutrony. A co za tym idzie – ile waży materia. Co więcej, naukowcy odkryli, że wystarczą obliczenia na kartce (czy raczej na wielu kartkach), by mierzyć tzw. oddziaływania silne, które wiążą w atomie kwarki.
Mamut rozpisany na geny
W tym roku świat nauki był co i raz wstrząsany informacjami o sekwencjonowaniu genomu kolejnych gatunków. Najciekawsze z tych odkryć dotyczyło mamuta. Genetyczny przepis na włochatego słonia poznaliśmy zaledwie kilka tygodni temu. Jednocześnie zaczęło się mówić o tym, że odtworzenie dawno wymarłych gatunków – dotychczas wyłącznie pożywka dla filmowców i pisarzy – może być w przyszłości możliwe. Wszystko to nie udałoby się, gdyby nie odkrycie roku 2008 – szybka metoda odczytywania kolejnych fragmentów DNA.
