Aizvadītā gada un gadu desmita būtiskākie zinātnes atklājumi

«Trešā gadu tūkstoša pirmajos desmit gados mēs esam iemācījušies labāk redzēt,» - tā šo sarakstu komentē Itālijas izdevums «La Repubblica». «Mūsu acis ieraudzījušas atsevišķus neironus, kuri «ieslēdzas» smadzenēs, vērojušas šūnas iekšējo dzīvi un «tiešsaistē» sekojušas embrija attīstībai. Tās pamanījušas Zemei līdzīgas planētas, atradušas ūdens pēdas uz Marsa un «nofotografējušas» pirmos Visuma pastāvēšanas mirkļus pēc Lielā Sprādziena,» tas atzīmē.

«Pateicoties atklājumiem par DNS, kas spēj saglabāt informāciju desmitiem tūkstošiem gadu, tagad mēs zinām, kā izskatījušies daži no Juras laikmeta dinozauriem. Tagad mēs zinām arī, kā izskatījās cilvēks, kas dzīvoja pirms 40 000 gadiem, un esam noskaidrojuši, ka mamutu asinīs bija «antifrīzs», kas ļāva tiem pārciest bargās ziemas.

Vēl pirms desmit gadiem mēs par globālajām klimata pārmaiņām runājām ar lielām šaubām, bet tagad sasilšana kļuvusi par faktu un, visticamāk, tā ir cilvēka darbības rezultāts, turklāt nav daudz iespēju, ka daba varēs pati saviem spēkiem atgūt zaudēto līdzsvaru.

Beidzamajā desmitgadē arī noskaidrojies, ka no desmit šūnām cilvēka ķermenī tikai viena patiesībā pieder pašam cilvēkam - izrādās, mūsu organismā mierīgi sadzīvo daudzi dažādi mikroorganismi. Un vēl - pateicoties simts zinātnieku un tikpat daudzu datoru desmit darba gadiem, tagad viena vienīga skaitļojamā mašīna nedēļā spēj atšifrēt triju cilvēku DNS,» norāda izdevums.

Par 2010.gada svarīgāko zinātnes sasniegumu «Science» redakcija atzinusi pirmās «kvantu mašīnas» radīšanu. «Līdz šim visi cilvēka darinātie objekti kustējušies pēc klasiskās mehānikas likumiem, bet šā gada martā zinātnieku grupa, ko vadījuši Endrjū Klelends un Džons Martiniss no Kalifornijas Santabarbaras universitātes, izveidojusi digitālo iekārtu, kuras kustību iespējams aprakstīt vienīgi ar kvantu mehānikas likumiem,» norāda žurnāls.

Kā nākamā šai sarakstā minēta baktērija ar pilnīgi sintētisku genomu. Pētnieki cer, ka nākotnē to varēs izmantot biodegvielas, medikamentu un citu vielu ieguvei.

Ģenētiķi guvuši būtiskas sekmes arī neandertālieša genoma šifrēšanā. Izpētot trīs neandertālietes, kas pirms 38 000 līdz 44 000 gadu dzīvojušas pašreizējās Horvātijas teritorijā, zinātniekiem ar jaunām metodēm izdevies tiešā veidā salīdzināt neandertāliešu un mūsdienu cilvēku ģenētiku.

Nozīmīgus panākumus zinātniekiem izdevies gūt arī HIV profilaksē, radot preparātus, kas Āfrikā samazinājuši inficēšanos kontrolgrupās par 39% sievietēm un par 43% vīriešiem.

Ģenētika palīdz ne vien ieskatīties senā pagātnē, bet arī ārstēt slimības. Izstrādājot gēnu sekvences metodi eksonam - nelielam genoma iecirknim, kas kodē olbaltumvielas -, pētniekiem izdevies noteikt ģenētiskās mutācijas, kas atbild par vairāku retu iedzimtu slimību rašanās iespēju.

Žurnāla redakcija atzīmējusi arī vairāku teorētisku pētījumu nozīmi.

Šogad būtiski pilnveidotas molekulārās dinamikas aprēķinu metodes, kas nepieciešamas olbaltumvielu kustības modelēšanai.

Radīts «kvantu simulators», kas ļauj vizualizēt kvantu eksperimentus, palīdzot risināt kondensētas vides fizikas problēmas un precīzāk aprakstīt supravadāmību.

Aktīvi attīstījusies arī tā dēvētā jaunās paaudzes genomika. Pilnveidojot gēnu secības noteikšanas tehnoloģijas, pavērušās iespējas veikt vērienīgus mūsdienu un pagātnes organismu DNS pētījumus.

Pētījumi cilmes šūnu jomā vainagojušies ar panākumiem šūnu pārprogrammēšanā - faktiski parasto šūnu pārvēršanā cilmes šūnās. Šogad biologi iemācījušies to darīt ar sintētiskas RNS palīdzību. Salīdzinājumā ar agrākajām tehnoloģijām šī ir divreiz ātrāka, simtkārt efektīvāka un teorētiski arī jūtami drošāka terapeitiskā pielietojumā, norāda izdevums.

Vēl šogad biologi paziņojuši arī par «atgriešanos pie žurkām», atzīstot, ka beidzamajā laikā iecienītie pētījumi ar pelēm nav pietiekami pilnīgi, bet «vecā labā laboratorijas žurka» izrādījusies daudz piemērotāka, lai pārbaudītu preparātu iedarbību uz cilvēka organismu.

Aizvadītā gadu desmita nozīmīgākos veikumus zinātnē žurnāls «Science» sarindojis šādā secībā:

1. Genoma «tumšā matērija». Zinātnieki noskaidrojuši, ka paši gēni veido tikai 1,5% visa genoma. Pārējā, agrāk nezināmā daļa, pilda ārkārtīgi būtiskas funkcijas un palīdz izprast daudzus procesus. Pētījumi ļāvuši noteikt, piemēram, kura genoma daļa atbild par olbaltumvielu kodēšanu.

2. Kosmoloģijas izveidošanās par zinātni. Būtiski paplašinājušās cilvēces zināšanas par Visumu, gūti jauni priekšstati par Visuma sastāvdaļām - parasto matēriju, tumšo matēriju un tumšo enerģiju, un kosmologi ieguvuši teorētisko bāzi.

3. «Senā DNS». Zinātnieki atklājuši, ka biomolekulas, teiksim DNS un kolagēna molekulas, saglabā dzīvotspēju desmitiem tūkstošiem gadu, saglabājoties senu augu daļiņās, cilvēku un dzīvnieku atliekās un tādējādi paverot jaunu iespēju ieskatīties tālā aizvēsturē.

4. Ūdens uz Marsa. Beidzamo desmit gadu laikā veikts vismaz pusducis pētījumu, kuros noskaidrots, ka uz Sarkanās planētas savulaik bijis pietiekami daudz ūdens, lai uz tās varētu rasties dzīvība.

5. «Šūnu pārprogrammēšana» - jau minētā parasto šūnu pārvēršanās cilmes šūnās.

6. «Mikrobioms». Baktēriju un vīrusu kopums, kas dzīvo ciešā simbiozē ar cilvēku, faktiski lielā mērā veidojot mūs pašus. Izrādās, ka no desmit mūsu ķermeņa šūnām mums pašiem pieder tikai viena. Zarnu traktā vien mājo vairāk nekā tūkstoš dažādu veidu mikroorganismu, kas galvenokārt ir mūsu organismam draudzīgi, un tikai nedaudzi no tiem var izraisīt slimības. Daži vīrusi turklāt veido mūsu ķermenī savu genomu, pareizāk sakot, viromu, kura ietekmi uz veselību vēl tikko sākts pētīt.

7. Eksoplanētas. Planētu meklējumi ārpus Saules sistēmas robežām attīstās iespaidīgos tempos - 2000.gadā bija zināmi tikai 26 šādi debess ķermeņi, bet šobrīd to skaits jau pārsniedzis 500.

8. Iekaisuma procesi organismā. Vēl nesen tika uzskatīts, ka šie procesi «iedarbina» imūnsistēmu, palīdzot izdziedināt organismu un atjaunoties tā daļām, kas cietušas no infekcijas vai traumas, bet tagad zinātnieki domā, ka iekaisumi var sekmēt tādas nopietnas veselības problēmas kā ļaundabīgie audzēji, Alcheimera slimība, arteroskleroze, diabēts un aptaukošanās.

9. Metamateriāli. Fiziķi un inženieri beidzamo desmit gadu laikā atklājuši jaunus paņēmienus, kā ar īpašām lēcām vadīt gaismu, un tas ļauj pārvērst īstenībā pat tādas no pasakām pazīstamas brīnumlietas kā apmetni, kas padara neredzamu.

10. Zemeslodes klimata izmaiņas. Zinātnieki beidzot atbildējuši uz jautājumiem, ap kuriem nopūlējušies četrus gadu desmitus, atzīstot, ka mūsu planētas klimats kļūst siltāks, turklāt tas tiešām notiek cilvēka darbības rezultātā un daba saviem spēkiem vien nespēj tikt galā ar šo problēmu.