av Pia Romare, NE-medarbetare
Omprogrammerade celler och bilder på främmande planeter, exoplaneter, är de två viktigaste vetenskapliga genombrotten under 2008, enligt tidskriften Science. Genombrott inom flera andra forskningsområden har också gjorts under året och kanske är vi på väg att få svar på frågor som: kan energin från sol och vind lagras och användas i bränsleceller, kan brunt fett användas i kampen mot fetma, får vi se den ullhåriga mammuten vandra på tundran igen? Och så har filmen om sebrafiskens första utvecklingsdygn haft premiär.
Gamla celler blir som nya
Ett av stamcellsforskningens mål är att få fram friska celler vilka kan ersätta gamla, sjuka celler för att på så sätt kunna bota sjukdomar som Parkinsons och diabetes. Under 2008 har flera forskningsgrupper gjort banbrytande genombrott, vilka innebär att stamceller inte längre behöver hämtas från embryon. Två forskargrupper har lyckats med att, genom genmanipulering, få mänskliga celler att backa i utvecklingen och bilda så kallade induced pluripotent stem-celler, förkortat iPS. iPS-cellerna med ursprung från hud respektive bukspottskörtel kunde sedan omprogrammeras till nervceller och insulinproducerande celler.
Tillgången till omprogrammerade celler gör det möjligt för forskare att på cellnivå studera vad som orsakar vissa ärftliga sjukdomar. I slutänden hägrar möjligheten att behandla patienter med deras egna omprogrammerade celler. Ett steg på vägen har tagits av en tredje forskargrupp. De har gjort en direkt omprogrammering av en typ av mogna celler, exokrina celler, från bukspottkörteln hos möss till mogna insulinproducerande betaceller. Detta är ett stort steg på vägen till att på sikt kunna bota typ1-diabetes.
 |
| C. MAROIS, NRC, CANADA HERZBERG INSTITUTE OF ASTROPHYSICS |
| Tre exoplaneter (de röda punkterna) skymtar runt stjärnan HR8799. |
Vårt solsystem är inte unikt
Sedan länge har astronomerna anat att planeterna som rör sig runt vår sol, däribland jorden, uppstod ur "skräp" som blev över när solen bildades. Ett bevis för detta skulle kunna vara att det finns andra planeter som rör sig kring andra, avlägsna stjärnor. Med sådana bevis för handen skulle forskarna kunna dra slutsatsen att planeter regelbundet uppstår när en stjärna bildas. Sedan mitten på 1990-talet har astronomer sett indirekta bevis för att dessa så kallade exoplaneter existerar och på detta vis har hittills omkring 300 exoplaneter upptäckts. Men hur ser man en mycket liten kropp, som lyser endast med reflekterat stjärnljus och som befinner sig alldeles i närheten av en kraftigt lysande stjärna? Problemet med att verkligen få syn på exoplaneterna har varit av främst teknisk natur. Nu har genombrottet kommit genom att de stora teleskopen har förbättrats med så kallad adaptiv optik. För första gången har nu astronomer fått syn på exoplaneter och några av dessa har även fångats på bild. Astronomerna kan nu analysera ljuset från de funna planeterna för att få nya ledtrådar till deras kemiska och fysiska uppbyggnad.
På listan i Science nämns andra viktiga vetenskapliga genombrott under 2008:
Allt fler cancergener hittas
Forskarna har länge vetat att cancerceller innehåller genetiska misstag, mutationer, vilket får cellerna att dela sig ohämmat. Genom att ny teknik tillåter en snabb genomgång, screening, av cellens alla gener har forskare funnit alltfler muterade gener som aktiva i cancertumörer. Bland annat har generna i allvarliga cancerformer som bukspottkörtelcancer och glioblastom kartlagts. Den alltmer omfattande listan på cancergener innebär att bilden är mer komplicerad än forskarna tidigare trott och att någon enkel medicin som botar cancer inte finns i sikte än.
Högtemperatursupraledare
Supraledare är material som leder ström utan motstånd, vilket betyder att elektricitet kan passera utan att försvagas. Trots namnet "högtemperatur"-supraledare fungerar materialen endast vid extremt låga temperaturer. Flera forskargrupper har nu funnit att även materialkombinationer baserade på järnoxid kan fungera som supraledare. De nya fynden sätter åter fart på förhoppningarna att skapa energisnåla produkter, exempelvis svävande tåg och effektiva elbilar.
Proteiner i arbete
Flera forskargrupper har detaljstuderat proteiner ¿i arbete¿. Medicinare i Sverige har visat att utvecklingen av olika vävnader i kroppen troligen inte styrs av vilka proteiner som kommer till uttryck utan av hur mycket av olika proteiner som tillverkas. Samtidigt har andra forskare sett proteinerna "dansa". För att information ska kunna förmedlas mellan och inom celler krävs att ett visst protein växelverkar med en annan molekyl, oftast ett annat protein. För att detta informationsutbyte ska fungera korrekt har forskarna länge ansett att vissa proteiner är skräddarsydda - att de har en bestämd veckningsform - för att passa en specifik målmolekyl. Tyska och amerikanska biofysiker har nu visat hur vissa proteiner "dansar" i en lösning; proteinerna byter skepnad och veckar sig i olika former innan de slutligen binder sig till en passande molekyl. Denna upptäckt kan leda till en helt ny syn på hur proteiner binder sig till en målmolekyl.
Snart kan vi lagra sol- och vindenergi
Energin strömmar in när solen lyser och vinden blåser, men vi saknar än så länge en enkel och miljövänlig metod att lagra överskottsenergin i stor skala. Amerikanska forskare har nu funnit en elegant lösning: använd elektriciteten för att dela upp vattenmolekylen i sina beståndsdelar väte och syre. Dessa två gaser kan lagras var för sig för att senare användas tillsammans igen som drivmedel i en bränslecell. Detta har i princip varit möjligt att göra tidigare men till en mycket hög kostnad. För att förvandla vatten till vät- och syrgas behövs en katalysator - ett ämne som sätter igång den kemiska reaktionen. Tidigare har man använt den dyrbara metallen platina, men nu har forskarna visat att det går att använda en blandning av kobolt och fosfor i stället, vilket gör processen betydligt billigare.
En dag i ett fiskembryos liv
Livet börjar med att två celler sammansmälter - ett ägg befruktas. Utvecklingen till en sebrafisk - eller en människa - startar när cellerna delar sig om och om igen tills ungefär, i sebrafiskens fall, 16 000 celler har bildats efter ett dygn. Forskare har nu filmat de första 24 timmarnas utveckling hos ett fiskembryo med hjälp av ett nyutvecklat mikroskop. För första gången kan forskarna se hur enskilda celler delar sig och specialiserar sig och därmed kan de följa hur olika vävnader uppstår.
Hur fett förvandlas till muskler
I "vitt fett" lagras fettmolekyler, "brunt fett" förbränner fettmolekyler och alstrar värme. Länge har forskarna trott att cellerna i den vita och i den bruna fettvävnaden har samma ursprung, men så är inte fallet visar svenska och amerikanska forskare. Bruna fettceller har i stället samma ursprung som muskelceller och forskarna har kunnat manipulera bruna fettceller till att förvandlas till muskelceller och tvärtom. Frågan är nu om denna nya kunskap kan komma att leda fram till nya metoder att behandla fetma.
Starka kraften
Forskare i teoretisk fysik har räknat fram den exakta vikten av en proton och har därmed fått ett mer exakt mått på en av naturens fyra fundamentala krafter - den starka kraften. Den starka kraften verkar mellan de minsta kända partiklarna, kvarkarna, som bygger upp atomkärnans protoner och neutroner. Forskarnas resultat ger ytterligare stöd till partikelfysikens standardmodell, vilken sammanfattar naturens allra minsta beståndsdelar och hur de samspelar med varandra.
Gengångare
Nya tekniker gör det möjligt att bestämma DNA-sekvenser i arvsmassan snabbt och relativt billigt. Tekniken kan användas även på gammalt material från utrotade djurarter. En svensk forskare har tillsammans med sina amerikanska kolleger kartlagt DNA-sekvenser hos den ullhåriga mammuten. Syftet med denna kartläggning är dock inte att återskapa utrotade djurgrupper. Den nya tekniken möjliggör främst kartläggning av släktskap mellan olika grupper, vilket i sin tur visar på hur djurgrupper och människan utvecklats och förflyttat sig. Även arbetet med att hitta och studera ärftliga sjukdomsgener underlättas av de nya teknikerna.
Externa länkar: Från
hudcell till stamcell, Exoplaneter och Ullhårig
mammut kan få liv igen
