Science: прорывом года названо «омоложение» клеток

Метод превращение зрелых клеток в стволовые назван журналом Science главным научных прорывом года, сообщает РИА «Новости».

В десятку самых важных открытий уходящего года 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.

Редакция Science, одного из самых авторитетных научных изданий мира, каждый год готовит список десяти самых выдающихся научных достижений года. Этот список опубликован в пятницу в специальной рубрике журнала.

«Когда обозреватели и редакторы Science собираются выбрать самое большое достижение года, они ищут исследование, которое отвечает на главные вопросы об устройстве Вселенной и открывает путь для новых открытий. Наш выбор, метод перепрограммирования клеток, открывает новое поле исследований в биологии и дает надежду на развитие спасающих жизни медицинских технологий», -- говорит представитель журнала Роберт Кунц.

Перепрограммирование клеток -- 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.

Важный прорыв был сделан в 2006 году, когда японским ученым удалось с помощью вируса встроить четыре гена в зрелые клетки, полученные из хвоста мыши, превратив их в клетки, которые выглядели и вели себя, как стволовые. Они получили название «индуцированные стволовые клетки».

Недостатком метода оказалось то, что для их перепрограммирования был необходим генетический материал ретровируса, способного вызывать раковые изменения в клетках.В этом году ученым удалось упростить метод и получить стволовые клетки из тканей людей, больных малоизученными заболеваниями, что открывает новые возможности для изучения этих болезней. Еще одна группа ученых с помощью этой технологии смогла напрямую превратить один из типов клеток поджелудочной железы мыши в другой.

Увидеть планеты у других солнц

Вторым в списке прорывов года журнал Science назвал достижение астрономов, которые с помощью специальной техники смогли увидеть планеты у других звезд, что ранее не удавалось из-за их крайне слабого света, который затмевало 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. Тогда же, в ноябре, другая 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.

Расширен список раковых мутаций

В уходящем году ученым удалось значительно расширить перечень генетических мутаций, вызывающих появление раковых опухолей. С помощью расшифровки генома клеток разных 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.

Новая сверхпроводящая семья

Физики открыли 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 объявили о создании нового типа сверхпроводников на базе соединений железа с температурой потери сопротивления 55° выше абсолютного нуля. Пока это далеко от 138° -- рекорда, поставленного традиционными сверхпроводниками, но ученые рассчитывают, что новые материалы будут весьма перспективными.

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.

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.

Видеосъемка эмбриона

В этом 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 тыс. 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.

«Плохой» и «хороший» жиры

О существовании двух типов жировой ткани -- коричневой («хорошая») и белой («плохая») 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.

Теоретическое взвешивание протона

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, еще раз подтвердив правильность теории.

Недорогая дешифровка генов

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