Descoperirile din 2018
Ca în fiecare an, revista de specialitate „Știința” a ales zece descoperiri și realizări științifice drept punct culminant al anului. În primul rând, ei văd decodarea dezvoltării embrionare - celulă cu celulă. Datorită tehnologiei moderne de secvențiere și a unei combinații de trei metode, este acum posibil să urmărim cu precizie modul în care celula ovulă fertilizată încă nediferențiată devine treptat toate țesuturile și organele unui organism. Ca punct culminant al anului, „Știința” prezintă, de asemenea, un impact de asteroid din epoca glaciare asupra Groenlandei, un copil din epoca de piatră cu o mamă neanderthaliană și un tată Denisova și descoperiri despre primele animale de pe planeta noastră.
Care au fost descoperirile științifice remarcabile din acest an? Și care descoperiri au un potențial viitor special? În fiecare an, cu puțin înainte de Crăciun, editorii și editorii revistei de specialitate „Știința” își aleg primii zece ani: rezultatele cercetărilor și descoperirile pe care le consideră cele mai importante. Ei aleg una dintre cele zece pentru descoperire. În ultimii ani, aceasta a inclus primele dovezi ale unei coliziuni de stele neutronice, dovezi ale undelor gravitaționale, dar și foarfecele genei Crispr/Cas9.
De la oul fertilizat până la organismul complet
Anul acesta, o etapă importantă în cercetarea celulelor și a biologiei dezvoltării este în partea de sus a listei - și un mister care i-a preocupat pe cercetătorii antici: Cum se dezvoltă întregul corp complex al unui organism complet crescut din celula ovulului fertilizat? Și ce controlează această dezvoltare? Multă vreme, acest mister a evitat observarea la nivel celular, dar acest lucru s-a schimbat odată cu dezvoltarea tehnologiilor moderne de analiză. Prin combinarea a trei metode, oamenii de știință sunt acum capabili să urmărească dezvoltarea embrionară a unui organism celulă cu celulă. „Aceste tehnologii au produs filme extraordinare care arată modul în care celulele individuale cresc în țesuturile și organele complexe ale unui animal”, spune Tim Appenzeller, editor manager al Science News.
Această descoperire este posibilă prin metode de analiză care arată ce gene sunt pornite sau oprite în celule la ce oră. „Capacitatea de a izola mii de celule individuale și de a secvența materialul genetic din fiecare dintre ele ne oferă o imagine a ceea ce ARN este produs în fiecare celulă în acel moment”, explică autorul științei Elizabeth Pennisi. „Acest lucru permite cercetătorilor să vadă în mod direct care sunt genele active în prezent.” Prin combinarea acestei metode, cunoscută sub numele de „ARN-seq unicelular”, cu tehnologii care pot fi utilizate pentru a marca și urmări celulele individuale din embrion, cercetătorii pot observa practic în direct modul în care celulele se reunesc pentru a forma țesuturi. Anul acesta, oamenii de știință au descifrat deja dezvoltarea embrionară a viermilor plat, a unui pește, a unei broaște și a altor animale.
Cratere, neutrini și un copil de rasă mixtă primordială
Celelalte momente importante ale anului includ, de asemenea, două evenimente „cerești”: primul este descoperirea unui crater de impact de 31 de kilometri sub gheața din Groenlanda. Acest crater trebuie să fi fost creat geologic de o bucată de aproximativ un kilometru nu cu mult timp în urmă - impactul enorm s-ar fi putut întâmpla în timpul ultimei ere glaciare, speculează cercetătorii. Aceasta înseamnă că strămoșii noștri au experimentat și consecințele acestui dezastru. Al doilea eveniment „ceresc” este strâns legat de detectorul de neutrini IceCube de la Polul Sud. Cu ajutorul său și cu telescoapele din întreaga lume, oamenii de știință au reușit pentru prima dată să urmărească neutrinii cosmici cu energie ridicată la sursa lor. Conform acestui fapt, aceste particule elementare aproape fără masă s-au format într-un blazar la aproximativ patru miliarde de ani lumină distanță - o gaură neagră activă în inima unei galaxii.
O altă descoperire interesantă din 2018 se întoarce cu mult înapoi în istoria omenirii. Deoarece analizele genetice ale rămășițelor fosile ale unei fete care a murit în urmă cu aproximativ 50.000 de ani a dezvăluit lucruri surprinzătoare despre originea ei: copilul preistoric găsit în Siberia era fiica unei femei din Neanderthal și a unui bărbat Denisova, așa cum au arătat analizele ADN. Acest lucru a oferit din nou confirmarea faptului că diferitele specii umane din genul Homo s-au încrucișat în mod repetat și au produs forme mixte.
Analizele ADN, pe de altă parte, au avut o utilizare foarte practică pentru un alt punct culminant: Datorită unei baze de date extinse de ADN din SUA, cercetătorii au reușit să rezolve un vechi caz penal: au condamnat un violator în serie în anii 1970 și 1980 pe baza profilurilor ADN ale mai multor rude ale făptuitorului.
Cel mai vechi animal, picături de proteine și #MeToo
Pe de altă parte, o descoperire în paleontologie se întoarce la originea lumii animale terestre. Și aici, metodele analitice moderne permit acum cunoștințe complet noi asupra mediului de viață, dar și a metabolismului organismelor timpurii. În toamna anului 2018, cercetătorii l-au folosit pentru a identifica cel mai vechi animal multicelular din lume. Deoarece în fosilele vechi de 558 milioane de ani din Rusia au găsit relicve ale moleculelor de grăsime tipic animale. Abia atunci au reușit să dezvăluie adevărata natură a acestei ființe enigmatice. Un alt punct culminant este legat de procesele celulare: oamenii de știință au descoperit că proteinele formează un fel de picătură atunci când ADN-ul este citit. Împreună cu ARN, acestea formează o formă complet nouă de organizare celulară - și joacă, de asemenea, un rol important în modul în care celulele se ocupă cu deșeurile și toxinele.
Runda de descoperiri a anului este completată cu aprobarea unui medicament care tratează o boală ereditară utilizând blocarea ARN, precum și o nouă metodă de descifrare a structurilor cristaline. Editorii „Științei” au numit campania #MeToo drept ultimul eveniment definitoriu. Pentru că a provocat și unele dezvăluiri în lumea științei în acest an, dar și regândire și reînnoire.