Создание метода возвращения зрелых клеток в «младенческое состояние» — превращения их в стволовые клетки — стало главным научным прорывом 2008 года. В десятку выдающихся достижений ученых, составленную журналом Science, вошли также открытие нового класса сверхпроводников, наблюдения за экзопланетами, а также быстрый и дешевый способ дешифровки генома.
Список десяти выдающихся научных достижений публикуется авторитетным изданием ежегодно, напоминает РИА «Новости». «Когда обозреватели и редакторы Science выбирают самое большое достижение года, они ищут исследование, которое отвечает на главные вопросы об устройстве Вселенной и открывает путь для новых открытий», — пояснил представитель журнала Роберт Кунц. Перепрограммирование клеток, в частности, открывает новое поле исследований в биологии и дает надежду на развитие важнейших медицинских технологий.
1. Перепрограммирование клеток
Стволовые клетки, из которых на начальной стадии состоит эмбрион, способны превращаться в клетки многих тканей. Таким образом, из стволовых клеток можно выращивать органы, идеально подходящие для трансплантации, их можно использовать для восстановления нервной ткани спинного мозга и вылечивать параличи, бороться с рядом наследственных болезней.
Однако раньше для получения стволовых клеток приходилось убивать эмбрионы, что создавало неразрешимую этическую проблему — ведь из зародыша может вырасти полноценный человек. Многие страны ограничили эксперименты со стволовыми клетками, а Ватикан потребовал запретить их применение.
Важный прорыв был сделан в 2006 году, когда японским ученым удалось с помощью вируса встроить четыре гена в зрелые клетки, превратив их в «индуцированные стволовые клетки», клетки, которые выглядели и вели себя как стволовые. Недостатком метода было то, что для перепрограммирования использовался генетический материал ретровируса, способного вызывать раковые изменения в клетках.
В этом году ученым удалось упростить метод и получить стволовые клетки из тканей людей, больных малоизученными заболеваниями, что открывает новые возможности для изучения этих болезней. Еще одна группа ученых с помощью этой технологии смогла напрямую превратить один из типов клеток поджелудочной железы мыши в другой.
2. Планеты у других солнц
В уходящем году астрономы впервые смогли увидеть планеты у других звезд. Ранее это не удавалось из-за крайне слабого света планет, который «заглушало» излучение звезды. С помощью телескопов Keck и Gemini ученые смогли получить изображения сразу трех планет у звезды HR 8799 в созвездии Пегаса, расположенной в 130 световых годах от Земли.
В ноябре другая группа астрономов объявила, что с помощью орбитального телескопа Hubble им удалось получить изображение планеты внутри пылевого пояса звезды Фомальгаут в 25 световых годах от Земли, в созвездии Южной Рыбы.
3. Расширен список раковых мутаций
В 2008 году ученым удалось значительно расширить перечень генетических мутаций, вызывающих появление раковых опухолей. С помощью расшифровки генома клеток различных типов рака были выявлены гены, повреждение которых вызывает рост опухоли.
4. Новое семейство сверхпроводников
Физики открыли новое семейство высокотемпературных сверхпроводников — материалов, при определенной температуре теряющих электрическое сопротивление и способных в этом состоянии проводить электроток без потерь.
Ранее известные высокотемпературные сверхпроводники создавались на базе меди и соединений кислорода. В начале года ученые объявила о создании нового типа сверхпроводников на базе соединений железа с температурой потери сопротивления 55 градусов выше абсолютного нуля (рекорд для традиционных сверхпроводников составляет 138 градусов).
5. Ученые подсмотрели за белками
О существовании белковых молекул известно уже более ста лет, однако лишь в этом году биохимикам удалось увидеть их в действии. В ходе эксперимента ученые пронаблюдали за процессом связывания белков с другими молекулами, что связано с состоянием клеток и процессом обмена веществ. Были выявлены механизмы, лежащие в основе этого процесса.
6. Вода для сжигания
Группа американских ученых создала новый катализатор на базе фосфора и кобальта, в присутствии которого значительно облегчается электролиз воды. Прежние типы катализаторов делались на базе дорогих материалов, например из платины. Дешевая альтернатива позволяет использовать воду как электрический аккумулятор — полученный при электролизе воды водород может быть сожжен в топливных элементах и превращен в электричество.
7. Видеосъемка эмбриона
В 2008 году удалось в мельчайших подробностях пронаблюдать за начальными стадиями развития эмбриона. Немецкие ученые с помощью лазерного сканирования смогли проследить за движением около 16 тысяч клеток зародыша рыбки данио рерио, а затем воспроизвести эту картину с помощью компьютера.
8. «Плохой» и «хороший» жир
О существовании двух типов жировой ткани — коричневой и белой — известно уже более 400 лет. С ожирением связаны белые жировые клетки. Долгое время считалось, что оба типа жира образуются из одних и тех же клеток. Ученые попытались воздействовать на гены коричневых клеток и превратить их в белые. Результат оказался неожиданным — коричневые жировые клетки превращались в мышечные и наоборот. Специалисты рассчитывают, что это поможет создать принципиально новые методы борьбы с ожирением.
9. Физики теоретически взвесили протон
Физики вновь взвесили протон, однако на этот раз не буквально определив массу частицы, что было сделано достаточно давно, а теоретически подсчитав ее массу на основе существующих представлений — так называемой Стандартной модели. Полученные результаты совпали с практикой, еще раз подтвердив правильность теории.
10. Быстрая дешифровка генов
Процесс дешифровки генов живых организмов стал значительно дешевле и быстрее с момента завершения проекта расшифровки генома человека. В этом году ученым, в частности, удалось расшифровать 80% генома мамонта, получены предварительные результаты дешифровки гена неандертальца.