Megkezdődött az új évezred második évtizede, 2011-et írunk. Az évszám 1999-hez és 2003-hoz hasonlóan prímszám, de ennél valószínüleg lényegesen fontosabb dolgok is kapcsolódnak majd az idei esztendőhöz. Számos terület van a tudományban ahol érdekes eredményeket várhatunk az idén, ezekből gyűjtöttünk össze néhányat a bloghoz méltóan genetikától az űrkutatásig.

Eemian éghajlat

Tavaly júliusban érte el az alapkőzetet az Észak Grönlandi Eemian Jég Fúró (NEEM) projekt, amely 2500 méter mélyre a jégbe fúrva próbálja kideríteni, hogy milyen is volt az éghajlat 130 ezer évre visszamenőleg. Az utolsó jégkorszak előtti meleg időszak, az Eemian (másnéven Riss-Würm interglaciális) 130 ezertől 115 ezer évvel ezelőttig tartott, és a maihoz nagyjából hasonló (bár némileg melegebb) éghajlattal rendelkezett. A fúrás során olyan jégrétegekhez jutottak a kutatók, melyeknek összetételét tanulmányozva részletesen megismerhető lehet majd az Eemian időszak éghajlata. A minták vizsgálata már fél éve folyik, idén várhatók az első eredmények.

Teljes Genom Összehasonlító Vizsgálatok

A Teljes Genom Összehasonlító Vizsgálatok (Genome-Wide Assocaiton Studies, GWAS) már egyre több eredményt hoztak az elmúlt években. Ezek során egyszerre akár több tízezer ember teljes genetikai anyagát is öszevethetik, hasonlóságokat keresve. A vizsgálatokkal például lehetséges nagyszámú, azonos betegségben szenvdeő beteg genomjának összehasonlítása, a betegekben hasonló DNS darabok vizsgálata pedig a remények szerint megoldást kínálhat a kór gyógyítására. Eddig azonban az ilyen vizsgálatok nem hoztak áttörő eredményt, idén viszont a várakozások szerint nemcsak egyre több korrelációt fedezünk fel, de az ezek mögött rejlő biokémiai folyamatokat is feltárhatjuk.

Genom Boom

Az emberi genom leolvasásának költsége idén csökkenhet az áhított 1000 dollár/genom szintre. Hogy ez miért nagy dolog? Egyrészt azért, mert az X prize alapítvány kiírásában komoly összeggel jutalmazza azt a céget vagy csapatot aki elsőként képes egy ember teljes genetikai anyagát leolvasni, ezer dolláros költséggel. Ennél azonban sokkal többről van szó. A Humán Genom Projekt, az első teljes emberi DNS meghatározását 3 milliárd dollárból tudta megvalósítani. A projekt 2006-os befejezése óta azonban a technika olyan ütemben fejlődik, hogy egy teljes genom meghatározás már ma is csak 15 ezer dollár, és ez idén még tovább csökkenhet. Az egyedi genetikai mintázatok meghatározása új fejezetet nyithat az orvostudományban. Lehetségessé válik ugyanis, hogy az orvos betegének genomja ismeretében a páciens számára leghatékonyabb, és legkevesebb mellékhatással járó terápiát javasolja, tehát megnyílik az út a személyre szabott orvoslás felé. Ennek feltétele, hogy az egyes betegek teljes DNS állományát megbízhatóan és olcsón le lehessen olvasni, ez válhat valóra az idén. Nem mellesleg a fent említett teljes genom összehasonlítások lehetőségeit is kiszélesítené egy hatékony eljárás.

A vírusok birodalma

Az utóbbi években egyre hatalmasabb és hatalmasabb vírusokat fedeztek fel kutatók. A jelenlegi csúcstartó az óriás Mimivírus, amely akkora, mint néhány kisebb baktérium, DNS-e pedig még nagyobb is több élőlényénél. A sorra felfedezett óriásvírusok egyre több olyan feladatot képesek ellátni, amelyeket eddig csak valódi élőlényektől láttunk. 2011 lehet az az év amikor vírusok rendszerezését az alapoktól újra kell gondolni, és nem kizárt, hogy külön katégóriát (birodalmat) kapnak az élővilág rendszerében, ahonnan eddig - heves viták árán - kimaradtak.

Őssejtek az orvostudományban

Az elmúlt néhány évben nemcsak a születés során elraktározható őssejtek kinyerése vált lehetségessé, de normál testi sejtekből is képessé váltunk úgynevezett indukált őssejteket (iPS) létrehozni. Idén számos kutatás eredménye érhet be, melyek különféle betegségeket modelleznek őssejtek segítségével. Ezek többségét eddig nem nagyon volt módunk vizsgálni, így az új modellek nélkülözhetetlenek eddig kevéssé ismert folyamatok jobb megértéséhez. Emellett a gyógyszerkutatásba is egyre többször vonnak be őssejteket, melyek egyes esetekben lényegesen hatékonyabb drogok kifejlesztését teszik lehetővé. 

 A Higgs-bozon: a részecskefizika Szent Grálja

Svájci Nagy Hadronütköztető (Large Hadron Collider, LHC) szövevényes története már eredetileg is a Higgs-bozon megtalálásáért indult. A Higgs-bozont a részecskefizika standard modellje jósolja meg, annak értelmében az "isteni részecske" ruházza fel tömeggel a többi társát. Az LHC megépítése, tesztelése, és a hosszú leállás után az elmúlt hónapokban a szerkezet már egyre nagyobb energiákkal karamboloztatott részecskéket. Bár a Higgs-bozon megtalálását 2011-re még nem sokan várják, az LHC jó eséllyel bővíti majd a részecskefizika határait. Például nem kizárt, hogy idén fontos bizonyítékokat szolgáltat a szuperszimmetria mellett, mely szerint minden ismert részecskének létezik egy még ismeretlen, szupernehéz párja.

A sötét anyag színre lép

A legtöbb számítás szerint a világegyetem a megfigyelhető anyag mellett nagy mennyiségű, hagyományos módszerekkel észlelhetetlen sötét anyagból áll. A XENON100 vagy a CDMSII viszont korántsem hagyományosak, az előbbi egy olasz földalatti laboratóriumban 150 kiló folyékony xenonban, az utóbbi egy minnesotai bányában germánium-szilícium kristályokban keresi a sötét anyag becsapódó részecskéit. Bár mindkét projekt már évek óta dolgozik, kétséget kizáró eredményeket még nem hoztak, azonban idén minden lehetőség adott a sötét anyag megpillantására.

Hepatítisz C gyógyszer

Bár a Föld népességének 3%-a szenved a májat károsító vírustól, eddig keveset lehetett tenni a betegség ellen. A vérrel terjedő vírus fertőzés után akár évekig nem mutat tüneteket, de lassan károsíthatja a májat, ami végül májelégtelenséghez vagy rákbetegséghez vezethet. Idén azonban elfogadásra kerülhet az USÁ-ban az ott kifejlesztett telaprevir, amely hatékony fegyver lehet a vírus ellen - és eggyel kevesebb komoly betegség lehet a világon, amit nem vagyunk képesek hatékonyan gyógyítani.

Új Föld a láthatáron

A NASA Kepler teleszkópja már többszáz bolygót fedezett fel a Naprendszeren kívül. Bár ezek nagy része csillagjához közel keringő gázóriás, a teleszkóp egyre apróbb bolygókat is talált szerte az égen. Más csoportok 2009-ben már bejelentették az 1,7 földtömegű Gliese 581 e bolygót, de az annyira közel kering csillagjához, hogy mindössze három földi nap alatt meg is kerüli. az exobolygók keresése idén is folytatódik, és a Kepler az egyik legproduktívabb bolygóvadász jelenleg. Talán 2011 lesz az az év amikor az első lakható zónában keringő földszerű bolygó nyomát is megpillantja.

A többsejtűség felé nyit a szintetikus biológia

Baktériumokkal számtalan gyógyszert, adalékanyagot és más vegyületet termeltetünk olykor ipari méretekben is. Azonban sokszor gondot okoz, hogy a rendszertelenül növekvő bacik nem a megfelelő koncentrációban vagy összetételben termelik a kívánt anyagot. Tavaly először voltak képesek a kutatók szimultán világításra buzdítani egy sejtkolóniát, technikájukat felhasználva pedig lehetőség nyílik szinkronban termelő tenyészeteket létrehozni, melyek áttöréseket hozhatnak ezen a tudományterületen.

Magáncégek az űrben

A NASA csendesen nyugdíjba küldi utolsó űrsiklóit is. Az Atlantis februári nyugdíjazása után áprilisban indulhat utoljára űrrepülő, sorrendben a 133. űrsiklóútra. Az Endeavour repülése után esetleg egy júniusi utolsó utáni küldetés valósulhat meg, ha megszavazzák annak költségvetését. Ezután viszont jó ideig nem lesz emberes szállító kapacitása a világ legnagyobb űrügynökségének. Itt jönnek a képbe a magáncégek, akik már jövőre számos feladatot vehetnek át a nemzeti űrhivataloktól, kutatási feladatoktól kezdve teher- és személyszállításig, például a Nemzetközi Űrállomásra. A SpaceX cég nemrég tesztelte sikeresen saját ember szállítására is alkalmas kapszuláját, és bár ezzel az első cég amely ilyen birtokában van, vetélytársai a nyomában vannak. Magánszondák pedig egészen a Holdig is eljuthatnak, ha nem is jövőre, de 2-3 éven belül. A Google Lunar X prize Hold 2.0 versenyében hazánkat személyes kedvencünk, a Puli Space Technologies képviseli.

Kirándulások a Naprendszerben

Márciusban a NASA Messenger szondája több megközelítés után végre pályára állhat a Merkúr körül - ez lenne az első műhold ami az apró bolygó körül kering. A Dawn szonda pedig az aszteroida öv legnagyobb tagját, a Vestát látogatja majd meg augusztusban. 2011-ben startolhat a Juno, amely a Jupiter sarkait figyeli majd meg, a GRAIL misszió amely a Hold gravitációs mezejét térképezi fel, valamint a Mars Science Laboratory, amely egy minden eddiginél modernebb marsjáró  - és remélhetőleg legalább fele annyira sikeres lesz, mint a már működő Spirit és Opportunity, akik szintén dolgoznak remélhetőleg majd idén is. Oroszország is visszatérőben van a tudományos életbe, A Fobosz-Grunt idén szintén a Mars felé indulhat.

Szuperlézerekkel a fúziós energiáért

Kevés sci-fibe illőbb tudományos projekt fut, mint a kaliforniai National Ignition Facility (NIF) szuperlézere, amely hidrogén hevítésével tiszta és hatékony fúziós energiát eredményezhet. Ehhez azonban egy rendkívül erős lézerre van szükség. Míg egy erősebb lézerpointer kb 5 milliwatt energiát ad le, addig a NIF 500 billió wattra képes, ami - ahogy mondani szokás - még gombócból is sok. A rettenetes energiát persze csak a másodperc törtrészéig képesek előállítani, és az apró hidrogénizotóp célpontra irányítani. A cél, hogy a gyújtópontban lezajló hidrogénfúzió több energiát termeljen, mint amennyit a lézer igényel. Ehhez az szükséges, hogy a 192 egyedi lézernyalábot egyszerre erősítsék, majd pontosan egyszerre fókuszálják egyetlen pontba. Idén ez is sikerülhet.

Klímaváltozás - pontosabb monitorozás

Az Európai Űrügynökség GOCE műholdja idén azon lesz, hogy a Föld gravitációs egyenetlenségeit figyelje meg minden eddiginél pontosabban. Ezzel több más dolog mellett lehetőség nyílik a világtengerek szintje emelkedésének mérésére. Ebben segítségre lesz a NASA Aquarius szatellitja is, ami az óceánok sótartalmát térképezi majd fel, valamint a Glory, ami napsugárzást és aeroszolokat mér 2011-ben.

Forrás:
Nature