Пробивите през 2018г
Както всяка година, специализираното списание „Science“ избра десет научни открития и постижения като акценти на годината. На първо място те виждат декодирането на ембрионалното развитие - клетка по клетка. Благодарение на съвременната технология за секвениране и комбинация от три метода, вече е възможно да се проследи точно как все още недиференцираната оплодена яйцеклетка постепенно се превръща във всички тъкани и органи на организма. Като акценти на годината „Наука“ представя и въздействието на астероид от ледниковата епоха върху Гренландия, дете от каменната ера с майка неандерталец и баща Денисова и открития за първите животни на нашата планета.
Кои бяха изключителните научни открития и открития тази година? И кои пробиви имат конкретен бъдещ потенциал? Всяка година малко преди Коледа редакторите и издателите на специализираното списание „Наука“ избират своите десет най-добри за годината: Резултатите от изследванията и откритията, които считат за най-важни. Те избират един от десетте за пробива. През последните години това включваше първите доказателства за сблъсък на неутронна звезда, доказателства за гравитационни вълни, но също така и ножиците на гена Crispr/Cas9.
От оплодената яйцеклетка до цялостния организъм
Тази година крайъгълен камък в изследванията на клетките и биологията на развитието е на върха на списъка - и мистерия, която е занимавала древните учени: Как се развива цялото сложно тяло на напълно израснало същество от оплодената яйцеклетка? И какво контролира това развитие? Дълго време тази мистерия избягваше наблюдението на клетъчно ниво, но това се промени с развитието на съвременните технологии за анализ. Чрез комбиниране на три метода учените вече могат да проследяват ембрионалното развитие на организма клетка по клетка. „Тези технологии създадоха необикновени филми, които показват как отделните клетки растат в сложните тъкани и органи на животно“, казва Тим Апенцелер, главен редактор на Science News.
Този пробив е възможен чрез методи за анализ, които показват кои гени са включени или изключени в клетките по кое време. „Способността да се изолират хиляди отделни клетки и да се секвенира генетичният материал във всяка от тях ни дава моментна снимка на това, което РНК се произвежда във всяка клетка в този момент“, обяснява авторът на Science Елизабет Пениси. „Това позволява на изследователите да видят директно кои гени са активни в момента.“ Чрез комбинирането на този метод, известен като „едноклетъчна РНК-последователност“, с технологии, които могат да се използват за маркиране и проследяване на отделни клетки в ембриона, изследователите могат на практика да наблюдават на живо как клетките се обединяват, за да образуват тъкани. Тази година учените вече са дешифрирали ембрионалното развитие на плоски червеи, риби, жаби и други животни.
Кратери, неутрино и първобитно дете от смесена порода
Другите акценти на годината включват две „небесни“ събития: Първото е откриването на 31-километров ударен кратер под леда в Гренландия. Този кратер трябва да е бил създаден геологически от парче с размер около километър не много отдавна - огромното въздействие може да се е случило през последната Ледена епоха, предполагат изследователите. Това означава, че нашите предци също са изпитали последиците от това бедствие. Второто „небесно“ събитие е тясно свързано с детектора на неутрино IceCube на Южния полюс. С негова помощ и с телескопи по целия свят учените успяха за първи път да проследят високоенергийните космически неутрино обратно до техния източник. Според това тези почти безмаслени елементарни частици са се образували в блазар на около четири милиарда светлинни години - активна черна дупка в сърцето на галактика.
Друго вълнуващо откритие от 2018 г. се връща назад в човешката история. Тъй като генетичните анализи на фосилните останки на момиче, починало преди около 50 000, разкриха изненадващи неща за нейния произход: Праисторическото дете, намерено в Сибир, беше дъщеря на жена от неандерталец и мъж от Денисова, както показаха ДНК анализите. Това отново даде потвърждение, че различните човешки видове от рода Homo многократно се кръстосват помежду си и произвеждат смесени форми.
ДНК анализите, от друга страна, имаха много практична употреба за още един акцент: Благодарение на обширна база данни за ДНК в САЩ, изследователите успяха да разрешат старо наказателно дело: Те осъдиха сериен изнасилвач през 70-те и 80-те години въз основа на ДНК профилите на няколко роднини на извършителя.
Най-старото животно, протеинови капки и #MeToo
От друга страна, пробив в палеонтологията се връща към произхода на земния животински свят. И тук съвременните аналитични методи вече позволяват напълно нови прозрения в средата на живот, но също така и в метаболизма на ранните организми. През есента на 2018 г. изследователите го използваха, за да идентифицират най-старото многоклетъчно животно. Тъй като в 558 милиона годишни вкаменелости от Русия те откриха реликви от типични животински мазнини. Едва тогава те успяха да разкрият истинската същност на това загадъчно същество. Друг акцент е за клетъчните процеси: Учените са открили, че протеините образуват вид капчица, когато се прочете ДНК. Заедно с РНК, те образуват напълно нова форма на клетъчна организация - и също така играят важна роля в това как клетките се справят с отпадъците и токсините.
Кръгът на пробивите през годината се завършва с одобрението на лекарство, което лекува наследствено заболяване с помощта на РНК блокада, както и нов метод за дешифриране на кристални структури. Редакторите на „Science“ посочиха кампанията #MeToo като последно определящо събитие. Защото тази година предизвика и някои откровения в света на науката, но и преосмисляне и обновяване.