10 научных прорывов 2008 года

Редакция журнала «Science», одного из самых авторитетных научных изданий мира, каждый год готовит список десяти самых выдающихся научных достижений года. В список входят достижения года, которые отвечают на главные вопросы об устройстве Вселенной и открывают путь для новых открытий.

Возглавило десятку научных прорывов 2008 года открытие метода возвращения зрелых клеток в «младенческое состояние» — превращения их в стволовые клетки .

В список также вошли впервые полученное изображение планет у других звезд, новый класс сверхпроводников, расширение списка раковых мутаций, наблюдение за работой белковых молекул, видеозапись развития эмбриона, открытие механизма преобразования «хорошего жира», теоретическое взвешивание протона, а также быстрый и дешевый способ дешифровки генома.

Подробнее об этих научных открытиях:

1. Решение проблемы биоэтики

Стволовые клетки, из которых на начальной стадии состоит эмбрион, способны превращаться в клетки многих тканей организма. Это дает уникальную возможность лечения многих болезней: 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 дегенеративных и наследственных болезней.
Однако стволовые клетки получали из эмбрионов, убивая их, что создавало неразрешимую этическую проблему – ведь из зародыша может вырасти полноценный человек. Многие страны ограничили эксперименты с эмбриональными клетками, Ватикан в начале декабря потребовал запретить применение клеток эмбриона человека в медицине и косметике.

2. Увидеть планеты у других солнц

В 2008 году астрономы с помощью специальной техники смогли увидеть планеты у других звезд, что ранее не удавалось из-за их крайне слабого света, который «заглушало» излучение звезды.
С помощью телескопов Кек и Джемини ученые смогли получить изображения целой планетной системы – сразу трех планет у звезды HR 8799 в созвездии Пегаса, расположенной в 130 световых годах от Земли.
Так, в ноябре 2008 года группа астрономов объявила, что с помощью орбитального телескопа «Хаббл» 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 «спускает тормоза» процесса деления клеток, вызывая рост опухоли.
В частности были выявлены гены глиобластомы и рака поджелудочной железы – одни из самых опасных типов опухолей.

4. Новая сверхпроводящая семья

Физики открыли в 2008 году 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. Пока это далеко от 138 градусов – рекорда, поставленного традиционными сверхпроводниками, но ученые рассчитывают, что новые материалы будут весьма перспективными.

5. Подглядывая за белками

Хотя о существовании белковых молекул известно более ста лет, биохимикам удалось только в этом году увидеть их в действии. В ходе эксперимента ученым удалось пронаблюдать за процессом связывания белков с другими молекулами, что связано с состоянием клеток и процессом обмена веществ. В результате были выявлены механизмы, лежащие в основе этого процесса.

6. Вода для сжигания

Использование энергии ветра и Солнца не наносит ущерба экологии, однако при использовании их возникает большая проблема – откуда брать энергию, если Солнце не светит, а ветер не дует. Не существовало достаточно удобного способа запасать энергию в такой ситуации. Группа американских ученых создала новый катализатор на базе фосфора и кобальта, в присутствии которого значительно облегчался 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 ученым удалось в мельчайших подробностях и с беспрецедентной точностью 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.
В результате ученым удалось проследить начальные стадии формирования различных тканей, в частности сетчатки.

8. «Плохой» и «хороший» жир

О существовании двух типов жировой ткани — коричневой («хорошей») и белой («плохой») — 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-предшественников. Ученые попытались воздействовать на гены коричневых клеток и превратить их в белые.
Результат оказался неожиданным — коричневые жировые клетки превращались в мышечные и наоборот. Ученые рассчитывают, что это поможет создать принципиально новые методы борьбы с ожирением.

9. Ученые взвесили протон теоретически

В 2008 году физики вновь взвесили протон. На этот раз они не буквально определили массу частицы, что было сделано достаточно давно, а теоретически подсчитали на основе существующих представлений — так называемой Стандартной модели. Полученные результаты совпали с практикой, подтвердив, что современная теория в физике развивается в верном направлении.

10. Дешифровка генов

Процесс дешифровки (секвенирования) генов живых организмов стал значительно дешевле и быстрее с момента завершения проекта расшифровки генома человека. В 2008 году ученым, в частности, удалось расшифровать 80% гена мамонта. А также были получены предварительные результаты дешифровки гена неандертальца.