Як з одної клітини розвивається цілий організм? Відповідь на це питання журнал «Science» назвав досягненням 2018 року. Адже завдяки новому методу вчені отримали змогу простежити ембріональний розвиток кожної клітини. Серед інших наукових здобутків – блазар, що є джерелом нейтрино, найстаріша тварина планети та доісторичний гібрид.
Зображення: Science Magazine.
Щороку напередодні Різдва співробітники журналу «Science» вибирають свої топ-10 подій року – наукові здобутки та відкриття, які вони вважають найважливішими. Деякі з цих подій науковці навіть називають проривами року. У 2017-му таким проривом став доказ зіткнення нейтронних зірок, 2016-го – перші гравітаційні хвилі, 2015-го – генетичні ножиці CRISPR/Cas9. Цьогоріч перелік очолив рубіж для ембріонального розвитку – і розгадка таємниці, якою задавалися ще античні вчені: як із заплідненої яйцеклітини виникає настільки складний організм живої істоти? І що контролює цей розвиток?
Впродовж тривалого часу цю таємницю на клітинному рівні спостерегти було неможливо, проте з розвитком сучасних технологій аналізу все змінилося. Завдяки їм науковці можуть тепер простежити, які гени і коли включаються та виключаються в клітині. Метод назвали секвенуванням РНК поодиноких клітин (single-cell RNA-seq), він дає змогу науковцям позначити окремі клітини в ембріоні, а потім спостерігати вживу за тим, як вони перетворюються на тканини. 2018 року завдяки цьому методу розшифрували ембріональний розвиток плоского черва, риби, жаби та інших тварин.
До наступних досягнень року належать і дві «небесні» події: перша тісно пов’язана з нейтринною обсерваторією IceCube на Південному полюсі. З її допомогою, а також завдяки телескопам всього світу науковцям вдалося вперше простежити за енергетичними космічними нейтрино до їхнього джерела. Згідно з отриманими даними, ці практично невагомі елементарні частинки виникають з блазара, що віддалений від нас практично на чотири мільярди світлових років – активної чорної діри в центрі галактики.
На обсерваторії IceCube виявили джерело космічного вимпромінювання. Зображення: IceCube Collaboration/NSF.
Друга небесна подія – відкриття великого метеоритного кратера під кригою Гренландії. Цей кратер створив уламок завбільшки з кілометр – імовірно, він упав на Землю під час останнього льодовикового періоду. Тобто наші предки мали б зазнати впливу цієї катастрофи.
Дуже далеко у людську історію сягає наступне досягнення 2018 року: дівчинка, що померла приблизно 50 000 років тому, виявилася доісторичним гібридом. ДНК-аналізи засвідчують, що знайдена в Сибіру дитина була дочкою жінки-неандертальця та чоловіка-денисовця. Це знову підтверджує, що різні види людини з виду Homo схрещувалися й творили змішані форми.
Ще давнішої історії стосується досягнення 2018 року з палеонтології. Восени 2018 року за допомогою сучасних аналітичних методик науковці ідентифікували дотепер найстарішу багатоклітинну тварину в світі. У рештках, яким 558 мільйонів років, що походять з території Росії, дослідники виявили релікти типово тваринної молекули жиру. Лише так вдалося з’ясувати справжню природу таємничої істоти.
Проте ДНК-аналіз має також цілком практичне застосування – у розкритті кримінальних злочинів: завдяки масштабній базі даних ДНК у США науковці змогли викрити серійного ґвалтівника 70-80-х років ХХ століття. Вони порівняли ДНК-профілі кількох родичів злочинця зі слідами ДНК на жертвах.
Завершують низку досягнень ліцензування препарату, що лікує спадкову хворобу, блокуючи РНК; новий метод декодування кристалічних структур; відкриття, що білки в клітині утворюють своєрідні краплі.
На кінець редактори «Science» назвали й кампанію #MeToo важливим досягненням року. Адже вона стосувалася й людей у світі науки.
Nadja Podbregar
Die wissenschaftlichen Highlights 2018
Science, 21.12.2018
Зреферувала С. К.