Прориви 2018 року
Як і щороку, спеціалізований журнал «Наука» обрав десять наукових відкриттів та досягнень як найважливіші моменти року. В першу чергу вони бачать розшифровку ембріонального розвитку - клітинку за клітиною. Завдяки сучасній технології секвенування та поєднанню трьох методів, тепер можна точно простежити, як все ще недиференційована запліднена яйцеклітина поступово перетворюється на всі тканини та органи організму. Як найважливіші моменти року "Наука" також представляє вплив астероїдів льодовикового періоду на Гренландію, дитину кам'яного віку з матір'ю-неандертальцею та батьком Денисовою та висновки про перших тварин на нашій планеті.
Якими були видатні наукові відкриття та відкриття цього року? І які прориви мають особливий потенціал у майбутньому? Щороку незадовго до Різдва редактори та видавці спеціалізованого журналу «Наука» обирають десятку найкращих за рік: результати досліджень та відкриття, які вони вважають найважливішими. Вони обирають одного з десяти для прориву. За останні роки це включало перші докази зіткнення нейтронної зірки, докази гравітаційних хвиль, а також ножиці гена Crispr/Cas9.
Від заплідненої яйцеклітини до цілісного організму
Цього року важливий етап у дослідженні клітин та біології розвитку знаходиться на початку списку - і загадка, яка захопила древніх вчених: Як все складне тіло повністю дорослої істоти розвивається із заплідненої яйцеклітини? І що контролює цей розвиток подій? Довгий час ця таємниця уникала спостережень на клітинному рівні, але це змінилося з розвитком сучасних технологій аналізу. Поєднуючи три методи, вчені тепер можуть стежити за ембріональним розвитком клітини організму за клітиною. "Ці технології створили надзвичайні фільми, які показують, як окремі клітини вростають у складні тканини та органи тварини", - говорить Тім Аппенцеллер, головний редактор Science News.
Цей прорив став можливим завдяки методам аналізу, які показують, які гени вмикаються чи вимикаються в клітинах в який час. "Здатність виділяти тисячі окремих клітин і послідовно визначати генетичний матеріал у кожній з них дає нам знімок того, яка РНК утворюється в кожній клітині в цей момент", - пояснює автор науки Елізабет Пеннісі. «Це дозволяє дослідникам безпосередньо побачити, які гени в даний час активні». Поєднуючи цей метод, відомий як «одноклітинна РНК-послідовність», та технології, які можна використовувати для позначення та відстеження окремих клітин ембріона, дослідники можуть віртуально спостерігати в прямому ефірі як клітини об’єднуються, утворюючи тканини. Цього року вчені вже розшифрували ембріональний розвиток плоских червів, риби, жаби та інших тварин.
Кратери, нейтрино і первісна змішана дитина
Інші визначні моменти року також включають дві «небесні» події: перша - це відкриття 31-кілометрового ударного кратера під льодом у Greenренландії. Цей кратер, мабуть, був створений геологічно шматком розміром близько кілометра не так давно - величезний вплив міг статися протягом останнього льодовикового періоду, припускають дослідники. Це означає, що наслідки цієї катастрофи зазнали і наші предки. Друга “небесна” подія тісно пов’язана з нейтринним детектором IceCube на Південному полюсі. За його допомогою та за допомогою телескопів у всьому світі вченим вперше вдалося простежити високоенергетичні космічні нейтрино до їх джерела. Згідно з цим, ці майже безмасові елементарні частинки утворилися в блазарі, який знаходився на відстані приблизно чотирьох мільярдів світлових років - активної чорної діри в серці галактики.
Ще одне захоплююче відкриття 2018 року сягає глибокої історії людства. Оскільки генетичний аналіз викопних решток дівчини, яка загинула близько 50 000 тому, виявив дивовижні речі щодо її походження: Доісторична дитина, знайдена в Сибіру, була дочкою жінки неандертальця та чоловіка Денисової, як показав аналіз ДНК. Це знову стало підтвердженням того, що різні людські види роду Homo неодноразово схрещувались між собою і утворювали змішані форми.
З іншого боку, ДНК-аналіз мав дуже практичну користь в іншому: завдяки великій базі даних ДНК у США дослідники змогли розкрити давню кримінальну справу: вони засудили серійного ґвалтівника в 1970-х і 1980-х на основі ДНК-профілів кількох родичів злочинця.
Найстаріша тварина - білкові краплі та #MeToo
З іншого боку, прорив у палеонтології сягає корінням земного тваринного світу. Тут також сучасні аналітичні методи тепер дають абсолютно нові уявлення про середовище життя, а також про метаболізм ранніх організмів. Восени 2018 року дослідники використали його для ідентифікації найстарішої багатоклітинної тварини у світі. Оскільки в 558 мільйонах копалин з Росії вони знайшли реліквії молекул типово тваринного жиру. Тільки таким чином їм вдалося розкрити справжню природу цієї загадкової істоти. Інша родзинка також стосується клітинних процесів: вчені виявили, що білки утворюють своєрідну крапельку при зчитуванні ДНК. Разом з РНК вони утворюють абсолютно нову форму клітинної організації - а також відіграють важливу роль у взаємодії клітин з відходами та токсинами.
Раунд проривів року завершується схваленням препарату, який лікує спадкове захворювання за допомогою РНК-блокади, а також новим методом розшифровки кристалічних структур. Редактори “Science” називають кампанію #MeToo останньою визначальною подією. Тому що це також спричинило деякі відкриття у світі науки цього року, але також переосмислення та оновлення.