Οι 10 κορυφαίες ανακαλύψεις για το 2008 σύμφωνα με το Science

Πηγή: Science - Δίκτυο, 21 Δεκεμβρίου 2008

Η πιο σημαντική ανακάλυψη, κατά το περιοδικό Science για το 2008, ήταν η τεχνική του επαναπρογραμματισμού των ενήλικων κυττάρων, ώστε να συμπεριφέρονται ως βλαστικά.

Το επιστημονικό περιοδικό Science, όπως κάθε χρόνο, δημοσίευσε τις δέκα σημαντικότερες επιστημονικές επιτεύξεις από το κόσμο της Ιατρικής έως της Κοσμολογίας και της Φυσικής  για την χρονιά που μας πέρασε.

Το πρώτο επίτευγμα για τους συντάκτες της επιστημονικής επιθεώρησης είναι η τεχνική του επαναπρογραμματισμού ενήλικων κυττάρων  Η επιλογή τους αυτή ομόφωνη χάρις τις ελπίδες που προσφέρει στην ανθρωπότητα για την καλλιέργεια ιστών. Οι επιστήμονες που το πέτυχαν μοιάζουν με τους αλχημιστές του Μεσαίωνα που ήθελαν να μετατρέψουν τα απλά μέταλλα σε χρυσό. Έτσι και αυτοί πήραν δερματικά κύτταρα από τους ίδιους τους ασθενείς, που έπασχαν από διάφορες ασθένειες, και τα επαναπρογραμμάτισαν σε βλαστικά κύτταρα. Τα μετασχηματισμένα αυτά κύτταρα αναπτύχθηκαν και διαιρέθηκαν κανονικά στο εργαστήριο, δίνοντας έτσι στους ερευνητές νέα εργαλεία για να μελετήσουν τις κυτταρικές διαδικασίες που κρύβονται κάτω από τις ασθένειες. Ουσιαστική με τη μέθοδο αυτή γυρίζει  πίσω το βιολογικό ρολόι των κυττάρων, έτσι ώστε να έχουν τη συμπεριφορά βλαστικών μέσω της εισαγωγής τεσσάρων γονιδίων μέσα τους. 

Η ανακάλυψη της μεθόδου αυτής έγινε πριν δύο χρόνια από τον Shinya Yamanaka του Πανεπιστημίου του Κιότο, που χρησιμοποίησε όμως κύτταρα ποντικών. Εν συνεχεία η ομάδα του μαζί με την αμερικανική ομάδα του Jamie Thomson από το Πανεπιστήμιο του Γουισκόνσιν επανέλαβαν τη μέθοδο για τον επαναπρογραμματισμό ανθρώπινων κυττάρων. Το 2008 πολλές ομάδες που βασίστηκαν σε αυτή την έρευνα έκαναν σημαντικές προόδους στο πεδίο της αντιμετώπισης σοβαρών ασθενειών. Έτσι, τον Ιούλιο ερευνητές από το Ινστιτούτο Βλαστικών Κυττάρων του Χάρβαρντ έλαβαν δερματικά κύτταρα από μια 82χρονη γυναίκα με προβλήματα στους κινητικούς νευρώνες (amyotrophic lateral sclerosis) και αφού τα επαναπρογραμμάτισαν τα μετέτρεψαν σε βλαστικά κύτταρα. Ακολούθως τα κύτταρα αυτά μετετράπηκαν σε κύτταρα του νωτιαίου μυελού. Μέσω αυτής της διαδικασίας οι ερευνητές πήραν πολύτιμες πληροφορίες σχετικά με το πώς εξελίσσεται η νόσος, κάτι που θα ήταν αδύνατον να το κάνουν σε ασθενή εν ζωή.

Οι εξελίξεις όμως έτρεχαν ραγδαία. Έτσι, μία εβδομάδα αργότερα μια άλλη ομάδα δημιούργησε βλαστικά κύτταρα με λήψη κυττάρων ασθενών που έπασχαν από δέκα διαφορετικές αρρώστιες, συμπεριλαμβανομένων της μυϊκής δυστροφίας, του διαβήτη τύπου 1 και του συνδρόμου Down.

Ας σημειωθεί πως η παραγωγή των 'ηθικών' βλαστικών κυττάρων γίνεται χωρίς να απαιτείται η καταστροφή εμβρύων για τη λήψη τους, και ότι γίνεται με τα κύτταρα του ίδιου του ασθενούς οπότε δεν θα απορρίπτονται από τον οργανισμό του.

Ο επόμενος στόχος των ερευνητών είναι να πετύχουν το γενετικό επαναπρογραμματισμό ενεργοποιώντας απλά τα κατάλληλα γονίδια των ίδιων των κυττάρων, χωρίς να χρησιμοποιήσουν τροποποιημένους ιούς.

Το δεύτερο σε αξία επιστημονικό επίτευγμα του 2008 είναι η άμεση ανίχνευση εξωηλιακών πλανητών. Για πρώτη φορά αυτό το έτος, αστρονόμοι παρατήρησαν άμεσα πλανήτες σε τροχιά γύρω από άλλα άλλα αστέρια, χρησιμοποιώντας ειδικές τεχνικές για να διακριθεί το εξασθενημένο φως των πλανητών από το έντονο φως των μητρικών τους άστρων.

Οι προηγούμενες ανακαλύψεις εξωπλανητών είχαν γίνει με έμμεσους τρόπους. Ένας ελληνικής καταγωγής αστρονόμος, ο καθηγητής του Πανεπιστημίου του Μπέρκλεϊ Πολ Κάλας, ανακάλυψε τον Fomalhaut b, που αποτελεί τον πλησιέστερο σε εμάς εξωηλιακό πλανήτη που έχει εντοπιστεί ως σήμερα. Ο πλανήτης αυτός υπολογίζεται ότι έχει μάζα παρόμοια με του Δία και απέχει 25 έτη φωτός μόνο από τη Γη. Η θερμοκρασία του είναι μικρότερη των 400 C και πρόκειται για το αμυδρότερο γνωστό αστρονομικό αντικείμενο πέραν του ηλιακού μας συστήματος. Ο εξωπλανήτης Fomalhaut b ανιχνεύθηκε να αλληλεπιδρά με μια ζώνη πλανητοειδών ανάλογη εκείνης της Ζώνης Κuiper του δικού μας ηλιακού συστήματος. Η ανακάλυψη έχει ιδιαίτερη σημασία και λόγω του ότι ήταν η πρώτη που προέκυψε από συνεργασία της αμερικανικής ΝΑSΑ με την ευρωπαϊκή ΕSΑ.

Τα υπόλοιπα επιτεύγματα δεν έχουν μπει σε καμιά σειρά αρίθμησης από τους συντάκτες του Science και είναι τα εξής:

Διεύρυνση του καταλόγου των γονιδίων του καρκίνου: Ερευνητές ανακάλυψαν δεκάδες μεταλλάξεις που καταργούν τα 'φυσικά φρένα' για την κυτταρική διαίρεση οπότε μετασχηματίζονται τα υγιή κύτταρα καρκινικά. Η ανακάλυψη αυτή έγινε σε διάφορα καρκινικά κύτταρα, συμπεριλαμβανομένων του καρκίνου του παγκρέατος και του γλοιβλαστώματος, δύο από τους πιο θανατηφόρους καρκίνους.

Νέα μυστήρια υλικά: οι υπεραγωγοί υψηλών θερμοκρασιών είναι τα υλικά που μεταφέρουν ηλεκτρικό ρεύμα χωρίς αντίσταση σε ανεξήγητα υψηλές θερμοκρασίες. Το 2008, ερευνητές δημιούργησαν μια αναταραχή στους επιστημονικούς κύκλους ανακαλύπτοντας μια δεύτερη οικογένεια υπεραγωγών υψηλής θερμοκρασίας, που αποτελείται από ενώσεις σιδήρου αντί με ενώσεις από οξείδια του χαλκού.

Παρατηρώντας πρωτεΐνες σε δράση: βιοχημικοί συνάντησαν πολλές εκπλήξεις φέτος, καθώς παρακολουθούσαν πρωτεΐνες συνδεδεμένες με τους στόχους τους, να αλλάζουν τη μεταβολική κατάσταση ενός κυττάρου και να συμμετέχουν στις ιδιότητες ενός ιστού.

Προς τις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας: Φέτος, οι ερευνητές βρήκαν ένα πολλά υποσχόμενο νέο εργαλείο για την αποθήκευση της πλεονάζουσας ηλεκτρικής ενέργειας που παράγεται από μερικές ανανεώσιμες πηγές, όπως από την αιολική και την ηλιακή ενέργεια, σε βιομηχανική κλίμακα όμως. Το εργαλείο αυτό είναι ένας καταλύτης κοβαλτίου-φωσφόρου που χρησιμοποιεί ηλεκτρική ενέργεια για την διάσπαση του νερού ελευθερώνοντας υδρογόνο και οξυγόνο. Στη συνέχεια το υδρογόνο μπορεί να καεί ή να τροφοδοτήσει κυψέλες καυσίμου για την παραγωγή και πάλι ηλεκτρισμού.

Μέχρι τώρα οι ερευνητές γνώριζαν μόνο ακριβά μέταλλα όπως η πλατίνα που μπορούσε να διασπάσει το νερό. Όμως η σπανιότητα της πλατίνας και το υψηλό κόστος της εμπόδιζαν τη χρήση της σε βιομηχανική κλίμακα. Η ένωση με το κοβάλτιο δεν είναι ακόμα μια πλήρως τελειοποιημένη μέθοδος - δουλεύει αργά για βιομηχανική κλίμακα - αλλά είναι φθηνή γιατί πρόκειται για δεν ένα σπάνιο μέταλλο. Έτσι, αν οι ερευνητές κατορθώσουν να επιταχύνουν την δράση του θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί παντού και εύκολα.

Το βίντεο σε έμβρυα: Το 2008, ερευνητές παρατήρησαν με πρωτοφανή λεπτομέρεια τον χορό των κυττάρων σε ένα αναπτυσσόμενο έμβρυο, καταγράφοντας και αναλύοντας ταινίες που εντοπίζουν τις μετακινήσεις, περίπου, 16.000 κυττάρων που απαρτίζουν το έμβρυο του ζεβρόψαρου από τη λήξη της πρώτης ημέρας της ανάπτυξης του.

Την χρονιά αυτή ερευνητές τελικά ξεκλείδωσαν τις μυστήριες ρίζες του λεγόμενου καφέ λίπους. Το λίπος αυτό δύσκολα εναποτίθεται, και οι ιστοί το χρησιμοποιούν για να πάρουν θερμική ενέργεια.  Οι ανατόμοι ήταν οι πρώτοι που σημείωσαν την διάκριση μεταξύ των δύο τύπων λίπους (καφέ και λευκού) πάνω από 400 χρόνια πριν. Το λευκό λίπος είναι αυτό που ενοχλεί τους γιατρούς και τους διαιτολόγους και είναι η προσωρινή αποθήκη της ενέργειας. Αν το λευκό λίπος είναι σαν ένα πάπλωμα, το καφέ λίπος είναι μια ηλεκτρική κουβέρτα. Χάρη στα άφθονα μιτοχόνδρια του, αυτό καίει μόρια του κακού λευκού λίπους για την παραγωγή θερμότητας. Έτσι σε μια μελέτη που δίνει ευκαιρίες για την αντιμετώπιση της παχυσαρκίας, οι επιστήμονες ανακάλυψαν ότι μπορούσαν να μορφοποιήσουν το 'καλό' καφέ λίπος, που καίει το "κακό" λευκό λίπος για την παραγωγή θερμότητας, σε μυς και το αντίστροφο.

Υπολογίζοντας το βάρος των γνωστών σωματιδίων: Οι φυσικοί έχουν τώρα κάνει υπολογισμούς για να δείξουν ότι το στάνταρτ μοντέλο - το οποίο περιγράφει τα περισσότερα από τα ορατά σωματίδια του σύμπαντος καθώς και τις αλληλεπιδράσεις τους - προβλέπει με ακρίβεια πόσο βάρος έχουν τα πρωτόνια και νετρόνια.

Ταχύτερη, φθηνότερη εύρεση της ακολουθίας του ανθρώπινου γονιδιώματος: Ερευνητές ανέφεραν την ανακάλυψη πάρα πολλών αλληλουχιών του γονιδιώματος κατά το 2008 - από των μαμούθ έως των ασθενών με καρκίνο - βοηθούμενοι από μια ποικιλία τεχνολογιών εύρεσης της αλληλουχίας, που είναι πολύ ταχύτερες και φθηνότερες από αυτές που χρησιμοποιήθηκαν για την ανακάλυψη της ακολουθία του πρώτου ανθρώπινου γονιδιώματος.

Επιστημονικά πεδία που πρέπει να προσέξουμε για το 2009: Οι προβλέψεις της επιστήμης για καυτά ζητήματα περιλαμβάνουν την ανακάλυψη του γονιδιώματος των φυτών, του φευγαλέου μποζονίου Higgs, τα γονίδια της διαφοροποίησης των ειδών, την οξύτητα των ωκεανών και τις νευροεπιστήμες.