Magyar Tudomány, 2008/02 232. o.

Kitekintés


Áttörések 2007-ben


A Science a korábbi évek gyakorlatát követve most egy tízes listába foglalta a 2007. év legfontosabbnak tartott tudományos felfedezéseit.

A lista élén, az első két helyen genetikai eredmények állnak. A DNS-szekvencia feltárására alkalmas gyorsabb, olcsóbb módszerek bevetésével feltárulnak az emberiség genetikai variációi, ahogy mind több egyén (elsőként James Watson és Craig Venter) teljes genetikai állományát feltérképezik. A korábban véltnél sokkal elterjedtebbek a DNS-ben a kiterjedt strukturális változások. A saját genetikai állomány megismerése nagy lehetőség a személyre szabott gyógyszerelés megvalósítására, egyéniségünk megértésére, ugyanakkor magában hordozza a diszkrimináció és a magánszféra elvesztésének kockázatát is.

A második helyre a sejtek átprogramozását tették. Bőrsejtekhez néhány gént hozzáadva azok az őssejtekhez hasonlóan viselkedtek. Az embriókból vett őssejtek alkalmazását politikai és etikai viták kísérik, az új módszer kiutat adhat ebből. 2006-ban japán kutatók négy gént juttattak be egerek farkából vett sejtekbe, eredményül az őssejtekre hasonlító és hasonlóan viselkedő sejteket kaptak. Néhány hónappal később ugyanez a japán csoport és amerikai csoportok bebizonyították, hogy az átprogramozott sejtek valóban egyenértékűek az őssejtekkel. Novemberben japánok és amerikaiak közölték, hogy az egereknél sikeres megoldás embernél is működik.

A Pierre Auger Obszervatórium detektorrendszerével kimérték, milyen irányból jönnek a legnagyobb energiájú kozmikus sugarak. Többségük egy 250 millió fényévre levő galaxis aktív magja, egy hatalmas fekete lyuk irányából érkezett. (A részletekről lásd a Kitekintés rovatot a Magyar Tudomány 2008/1 számában.)

Feltárták az adrenalin receptorszerkezetét. A receptorok szerkezete, a kötési pontok ismerete hatásosabb, biztonságosabb gyógyszerek tervezését segítheti elő. Az adrenalin receptorszerkezetének feltárásán két kutatócsoport csaknem két évtizedig (!) dolgozott. Kb. ezer hasonló receptor pontos szerkezete vár még megismerésre.

Szilárdtestfizikusok váratlan tulajdonságokra bukkantak átmeneti fémoxidok tanulmányozása során. Ide tartozik a mágneses tér kis megváltoztatásával elérhető nagy változás az elektromos ellenállásban. Különböző oxidkristályokból készített szendvicsszerkezetekkel jobb eredmények elérése várható, mint félvezető eszközökkel. A szendvicsek összetételére rengeteg variációs lehetőség létezik, új tulajdonságok sorának felfedezése várható.

Kísérleti fizikusok megtaláltak egy elméletileg előre jelzett jelenséget: félvezető szendvics közepébe illesztett vékony higany-tellurid réteg elektronjai szokatlanul viselkednek, fellép a kvantum spin Hall-effektus.

Feltárták, hogyan specializálódnak az immunsejtek az azonnali, illetve a hosszú távú védelemre. A T-sejtek osztódása során két különböző sejt születik, az egyik azonnal felveszi a harcot, a másik a memóriasejtben akár évtizedekig is vár a betolakodó újabb megjelenésére.

A szerves kémiában a molekulák átalakításakor rendszerint egyesével módosítják a szénlánchoz kapcsolódó függelékeket. Izraeli kutatók ruténiumalapú katalizátorral aminokat és alkoholokat alakították át egyetlen lépésben amidokká. Kanadában két gyűrű alakú molekulát kapcsoltak össze. Mások azt a módszert utánozták le, amellyel a mikrobák a nagy létra alakú toxinokat szintetizálják.

A hippocampus sérülése miatt amnéziás emberek az egészségeseknél kevésbé voltak képesek hipotetikus szituációkat (pl. tengerparti fürdőzést) elképzelni. A hippocampus sérülése képzeletüket és memóriájukat károsította. Más vizsgálatok feltárták, hogy a múlt felidézése és a jövő elképzelése hasonló agyterületeket aktivál, közte a hippocampust. Egyelőre bizonyítatlan feltételezés szerint, az agy múltbeli események töredékeiből konstruálja meg a lehetséges jövőket.

Kanadai kutatók tizennyolc évi próbálkozás után bebizonyították, hogy a cheker játékban mindig döntetlen lesz az eredmény, ha a két játékos nem vét hibát. (A cheker a dámajáték egyik változata, 8×8-as táblán, 12–12 koronggal játsszák.) A játékban 500 milliárd féle lehetőség van a korongok elhelyezésére. A kutatók 39 billió elrendezést tartalmazó adatbázist hoztak létre, és elemeztek. Algoritmusuk más területeken, pl. a DNS-ben kódolt információ kiolvasásában is használható.


Az amerikai TIME magazin

egy sor témában, így a tudományban is

összeállította 2007 legjobbjainak listáját.


Első helyre amerikai és japán tudósok eredménye került: felnőtt bőrsejteket programoztak át úgy, hogy azok az őssejtekhez hasonlóan viselkedtek. Ez az áttörés elvezethet betegségek újfajta kezeléséhez, embriók elpusztítása nélkül állandó lesz a sejtellátás.

A második helyre a kaliforniai és texasi csillagászok által felfedezett szupernóva került, ez az eddig megfigyelt legnagyobb és legfényesebb csillagrobbanás. A robbanásban egy 100–200 naptömegű csillag esett össze fekete lyukká kb. 240 millió fényév távolságban.

Az emberi genom feltérképezése foglalja el a harmadik helyet, két társaság versenyez az elsőségért egy-egy személy teljes génszekvenciájának feltérképezéséért, mindketten „DNS-szupersztárok”: James Watson és J. Craig Venter.

Londoni kutatók emberi csontvelőből működő szívbillentyűszövetet hoztak létre, a szövet szívbillentyű alakúra növeszthető, három-öt éven belül kerülhet sor az első transzplantációra emberben.

Ötödik helyre került az új fajok felfedezése az Antarktiszhoz közeli mély, korábban gleccserjéggel borított vizekben, többek között óriás tengeri pókokat, húsevő szivacsokat, egy sor fatetűre emlékeztető rákfélét találtak.

Kínában hosszú, nyúlánk combú dinoszaurusz maradványaira bukkantak, emiatt kérdésessé vált az a korábbi feltevés, hogy a húsevők mind kisebbé váltak, ahogy egyre madárszerűbbé alakultak.

Hetedik helyre a világ legöregebb állata került. Az izlandi partok közelében fedeztek fel egy négyszázöt évesnek bizonyult kagylót, korát a héjában levő gyűrűk megszámlálásával állapították meg, a vizsgálathoz el kellett pusztítani az állatot.

Az állatok után ismét csillagászat következett a 8. helyen. Brit tudósok három Jupiter-szerű exobolygót fedeztek fel egy csillag körül. Élet nem lehet rajtuk, mert túl forróak, de ugyanezen csillag körül lehetnek kisebb, hűvösebb bolygók is.

Egy 1952-ben, Dél-Afrikában talált koponya az első fosszilis bizonyíték a modern embernek a Szahara alatti Afrikából való eredetére, ezek az ősök 65–25 ezer éve indulhattak el Eurázsiába.

A 10. helyre szerbiai ásványlelet került. Az ásvány összetétele (kálium, lítium, bór, szilícium-hidroxid) megfelel a 2006-os Superman Returns című filmben szerepelt ásványénak. Filmbeli előképével szemben a jadaritnak nevezett új ásvány nem zöld és nem világít.


A NASA is tízes listát közölt az év

legfontosabb felfedezéseiről, eseményeiről.


Elindították a Constellation programot: új űrjárművet építenek, hogy az asztronauták 2020-ban visszatérhessenek a Holdra.

A Nemzetközi Űrállomás (ISS) fedélzetén fogott kezet két hölgy, Peggy Wilson, az űrállomás első parancsnoknője és az odaérkezett űrrepülőgép parancsnoka, Pam Melroy.

Augusztus 4-én útjára indították a Mars felé a Phoenix űrszondát, amely 2008. május végén ereszkedik le az északi pólus közelében, legfontosabb feladata a felszín alatti vízjég tanulmányozása.

Jelentősen megnőtt az ISS mérete, térfogata; az új napelemeknek köszönhetően csaknem megduplázták az energiatermelést. Három űrrepülőgép vitte fel az új elemeket, amelyeket huszonhárom űrséta során építettek az állomáshoz.

A NASA műholdjai kiterjedt vízhálózatot fedeztek fel az Antarktiszon, a gyorsan mozgó jégáramlások alatt. Egy jég alatti tóból az óceánba távozik a víz.

Szilícium-karbidból olyan integrált áramkört építettek, amely 4000 órát működött folyamatosan 500 Celsius-fokos hőmérsékleten. Korábban csak néhány órát működtek a chipek ilyen magas hőmérsékleten.

Új csúcsokat állított fel Sunita Williams, a nők közül ő töltötte a legtöbb időt egyhuzamban űrállomáson (195 nap), a hölgyek között övé az űrséták időtartamrekordja is (29 óra 17 perc), ő volt az első asztronauta, aki az űrállomáson lefutotta a maratoni távot. Az amerikai férfiaknál hasonló kategóriákban Mike Lopez-Alegria áll az élen: 215 nap egyhuzamban az űrállomáson, 67 óra 40 perc űrséta.

A Chandra-obszervatórium észlelte az eddig megfigyelt legfényesebb csillagrobbanást. A felfedezésből arra következtetnek, hogy a rendkívül nagy tömegű csillagok felrobbanása gyakori lehetett a korai Világegyetemben. A megfigyelt adatok alapvetően eltérnek a szupernehéz csillagokra vonatkozó elméleti előrejelzésektől.

Sikeres kísérleteket hajtottak végre az X-48B kódnevű hibrid konfigurációjú repülőgéppel, amely a hagyományos repülőgépek és a mozgatható szárnyú repülőgépek legjobb tulajdonságait egyesíti. A modell képes lesz teljesíteni a következő repülőgép-generációtól elvárt paramétereket: kis zaj, alacsony emisszió, nagy teljesítmény, rövidebb kifutópálya.

A NASA tizenhárom más űrügynökséggel együtt kidolgozta a globális kutatási stratégia kereteit. Az űrexpedíciókat a Naprendszer azon égitestjeire összpontosítják, amelyeken egyszer emberek élhetnek, dolgozhatnak.

Breakthrough of the Year. Science. 21 December 2007. 318, 1833, 1842–1849.

Mahr, Krista: The 10 Best Scientific Disvoveries. TIME. 24 December 2007. 48–49.

NASA's Top Exploration and Discovery Stories of 2007. NASA News. 17 December 2007. 07-278

J. L.

Mi várható 2008-ban?


A Science idén a következő területeken vár fontos eredményeket, felismeréseket. Megkezdődnek a fizikai kísérletek Genfben, a CERN Nagy Hadron Ütköztetőjénél (LHC), a világ legnagyobb energiájú ütköztető részecskegyorsítójánál új részecskék felfedezése, alapvető kérdések tisztázása várható.

Gyors ütemben folytatódik a kutatás a gének kifejeződését kontrolláló kis RNS-molekulákkal, mikroRNS-sel tárják fel a betegségek mechanizmusát, közelebb jutnak a működésükkel kapcsolatos alapkérdések megválaszolásához.

Az év végére nagyjából feltárják a Neandervölgyiek genomját, folytatják a kihalt faj és a Homo sapiens összehasonlítását. Az olcsóbb, gyorsabb technikai lehetőségeknek köszönhetően több kihalt faj genomjának feltárása is várható.

A kerámia-oxid szupravezetőkhöz hasonló összetett anyagokban (multiferroics) elektromos térrel manipulálták a mágneses doméneket. A kapcsoló mechanizmus javítása mellett új számítógépchipeket készítenek ilyen anyagokból, ezekben a chipekben kombinálják az eddig külön egységek által végzett logikai és memóriaműveleteket.

Meghatározzák mintegy kétszáz, az emberben élő baktérium genomját. Megkezdik a bélben, bőrben, szájban élő mikrobaközösségek részletes feltérképezését, más környezetben, például jéghegyeken és forró hamuban is keresnek mikrobákat.

Új módszerek bevetésével tárják fel, hogyan kezelik az információt a neuronhálózatok, agyi rendellenességeknél hogyan romlik el működésük. Közel százféle fluoreszkáló színnel jelölik a neuronokat, lézerrel elemzik az egyes neuronok elektromos aktivitását, mágneses rezonancia módszerrel tárják fel az agyterületek közötti kapcsolatokat.

Breakthrough of the Year: Areas to Watch. Science. 21 December 2007. 318, 1848–1849.

J. L.




Zöldségekkel az infarktus

következményei ellen


Ha valaki sok salátát és egyéb zöldséget eszik, infarktus esetén kevesebb szívizomsejtje pusztul el – írják amerikai kutatók állatkísérleteik alapján az Amerikai Tudományos Akadémia folyóiratában (PNAS – Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America).

Korábban már megjelentek közlemények arról, hogy az állatok az emberi infarktushoz hasonló oxigénhiányra a zöldségben megtalálható nitrátvegyületek hatására jobban képesek alkalmazkodni.

David Lefer (Albert Einstein College of Medicine) és munkatársai a kísérleti egerek ivóvizébe egy héten át nitrit- és nitrátvegyületeket kevertek, míg a kontrollcsoport tagjai ugyanazt ették, ám ivóvizük nem tartalmazott nitrogénvegyületeket.

Ezután infarktusszerű állapotot idéztek elő az egereknél: szívük vérellátását fél órára jelentősen korlátozták. A mérések szerint a nitrátos vizet fogyasztó egerekben 52 százalékkal kisebb volt a szívizomkárosodás, mint a kontrollcsoport tagjainál. Ha azonban ezeknek a vegyületeknek a mennyiségét az egerek táplálékában is csökkentették, azaz alacsony nitráttartalmú tápot kaptak, a szívizomkárosodás még jelentősebb volt.

A nitrit- és nitrátvegyületek hatása azzal magyarázható, hogy belőlük a szervezetben értágító nitrogén-monoxid képződik.

Nitrátok elsősorban a növényi táplálékban: salátákban, a spenótban, a zellerben és a répafélékben; nitritvegyületeket a tartósított húsfélékben, felvágottakban találhatók.

A nitrit- és nitrátfogyasztásnak semmiféle ismert kockázata nincs, viszont részben megmagyarázhatja az egészséges mediterrán étrend szívvédő hatását, noha az aránylag sok zsírt tartalmaz – mondja Lefer.

Leferrel feltehetően sokan nem értenek egyet, hiszen a nitritvegyületek a bélben rákkeltő nitrozo-vegyületekké alakulhatnak. Ő azt mondja, hogy ilyesmit nem tapasztaltak, de a daganatok kialakulásához hosszabb idő kell, tehát ez az állításuk erősen vitatható.

Bryan, Nathan S. – Calvert, John W. – Elrod, John W. – Gundewar, Susheel – Ji, Sang Yong – Lefer, David J.: Dietary Nitrite Supplementation Protects Against Myocardial Ischemia-Reperfusion Injury. Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA. 2007. 104, 48, 19144–19149.

G. J.




Újabb adalék az infarktus

genetikai hátteréhez


Az 1-es kromoszóma egyik génjének bizonyos szerkezete hajlamosít a vér magasabb koleszterinszintjére, mégpedig a hordozóknál túl nagy az erek falát károsító ún. LDL, azaz a káros koleszterin mennyisége. A brit Patricia Munroe és munkacsoportja (London School of Medicine and Dentistry) állítja ezt az American Journal of Genetics folyóiratban.

A génről már régebben tudták, hogy kapcsolatba hozható a szív- és érrendszeri katasztrófákkal, most Munroe-ék ennek okát fedezték fel. A kutatók szerint az új ismeret segíthet a veszélyeztetettek szűrésében, és esetleg új gyógyszercélpontként is szolgálhat, mert a gén működésének befolyásolása új típusú koleszterincsökkentők fejlesztéséhez vezethet.

A kutatások alapjául két adatbázis szolgált. Az egyikben kétezer, magas vérnyomású ember huszonöt, szív- és érrendszeri katasztrófákkal összefüggő adatait, például koleszterinszintet, nátrium- és glukózmennyiséget – tartalmazta, míg a másik háromezres adatbankban genetikai adatok is szerepeltek. A kutatók eredményeiket a kettő összevetésével kapták.

Reuters.com. 2008. január 10.

G. J.




A nikotin megváltoztatja

az agy struktúráját


A szülők újabb ok miatt aggódhatnak, ha kamasz gyerekük dohányzik. Amerikai kutatók szerint ugyanis a kamaszkori cigizés megváltoztatja az agy fejlődését, az idegrostokat tartalmazó fehérállomány szerkezetét. Hasonló kárt okoznak azonban a magzati korban „elszívott” cigaretták is.

Leslie Jacobsen (University School of Medicine) és kollégái tizenévesek agyát vizsgálták, mégpedig dohányzókét, akiknek anyja terhessége alatt nem dohányzott; olyanokét akik cigarettáznak és édesanyjuk is dohányzott, amikor velük volt terhes, és olyanokét, akik maguk nem dohányoznak, de anyjuk cigizett a terhesség alatt. A kutatók agyi képalkotó eljárással kimutatták, hogy az anyai dohányzás és gyerek dohányzása egyaránt más szerkezeteket alakít ki a fülhöz vezető idegrostokban, bár a károsodás nagyobb, ha a kamasz dohányzik, mint ha csak anyja dohányzott terhessége alatt. Mindez azt jelenti, hogy kamaszkorban, amikor az agy szerkezetében számos érési folyamat zajlik, az agy különösen érzékeny a nikotin hatására – mondja Jacobsen. Vizsgálataik következő részében olyan kamaszokkal fognak foglalkozni, akik abbahagyták a dohányzást. Azt szeretnék ugyanis vizsgálni, hogy a nikotin által létrehozott változások véglegesek-e vagy reverzibilisek.

A kutatók korábban azt találták, hogy a dohányos kamaszoknál hallási és vizuális figyelemzavarok figyelhetők meg, a fiúknál olyan jelentősek voltak a hallási deficitek, amelyek már iskolai teljesítményüket is zavarhatták. Jacobsenék ilyen előzmények után vizsgálták a fülhöz vezető idegrostok szerkezetét.

Journal of Neuroscience. 2007. 12, 27, 13491–13498.

doi:10.1523/JNEUROSCI.2402-07.2007

Neuropsychopharmacology. DOI: 101038/sj.npp.1301398

G. J.


Jéki László – Gimes Júlia


<-- Vissza a 2008/02 szám tartalomjegyzékére


<-- Vissza a Magyar Tudomány honlapra