Создание метода возвращения зрелых клеток в "младенческое состояние" - превращения их в стволовые клетки - возглавило десятку научных прорывов года по версии журнала Science.
В нее 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 развития спасающих жизни медицинских технологий", - говорит представитель журнала Роберт Кунц (Robert Coontz).
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.
Расширен список раковых мутаций
В уходящем году ученым удалось значительно расширить перечень генетических мутаций, вызывающих появление раковых опухолей. С помощью расшифровки генома клеток различных 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.
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.
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 тысяч 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" жир
О существовании двух типов жировой ткани - коричневой ("хорошей") и белой ("плохой") - 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.
Дешифровка генов. Дешево
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.