Σαν σε ταινία η ανάπτυξη των κυττάρων του εμβρύου

Το κορυφαίο επιστημονικό περιοδικό “Science” ανακήρυξε ως το σημαντικότερο επιστημονικό επίτευγμα του 2018 μια «τριπλέτα» νέων μεθόδων, που επιτρέπουν στους επιστήμονες να παρακολουθούν για πρώτη φορά διαχρονικά και με μεγαλύτερη λεπτομέρεια από κάθε άλλη φορά τη γονιδιακή δραστηριότητα και την ανάπτυξη κυττάρων του εμβρύου.

Αλλά και οι υψηλού επιπέδου αναγνώστες του περιοδικού, σε ηλεκτρονική ψηφοφορία με τη συμμετοχή άνω των 12.000 ατόμων, επέλεξαν την ίδια επιστημονική «τριπλέτα» ως τη σημαντικότερη επιστημονική εξέλιξη για φέτος.

Από την εποχή του Ιπποκράτη οι επιστήμονες έχουν μαγευτεί από το μυστήριο της μεταμόρφωσης ενός μόνο κυττάρου σε ένα ζώο με δισεκατομμύρια κύτταρα και πολλά όργανα.

Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι το νέο επίτευγμα θα μεταμορφώσει τη βασική βιοϊατρική έρευνα μέσα στην επόμενη δεκαετία, ανοίγοντας το δρόμο για τη δημιουργία υψηλής ανάλυσης «ταινιών» σε κυτταρικό επίπεδο, τόσο της εμβρυϊκής ανάπτυξης όσο και διαφόρων ασθενειών.

Χάρη στη νέα τριπλή τεχνική «αλληλούχισης RNA μεμονωμένου κυττάρου» (single-cell RNA-seq) οι ερευνητές είναι σε θέση αρχικά να απομονώνουν χιλιάδες κύτταρα έμβιων οργανισμών, στη συνέχεια να τα αναλύουν ώστε να γνωρίζουν σε επίπεδο ενός και μόνο κυττάρου ποιά γονίδια ενεργοποιούνται και ποιά «σωπαίνουν», και τελικά να βλέπουν σαν σε ταινία στην πορεία του χρόνου πώς συνδέονται και εξελίσσονται αυτά τα κύτταρα, καθώς το έμβρυο αναπτύσσεται.

Η νέα μέθοδος απομονώνει κύτταρα από ένα οργανισμό και μετά προχωρά σε αλληλούχιση («ανάγνωση») του γενετικού περιεχομένου κάθε κυττάρου, παρακολουθώντας στην πορεία του χρόνου και της αναπτυξιακής διαδικασίας πώς το κάθε κύτταρο διαιρείται σε άλλα είδη κυττάρων.

«Αυτές οι τεχνολογίες δημιουργούν μερικές από τις πιο εντυπωσιακές ταινίες που έχουν γίνει ποτέ», δήλωσε ο αρχισυντάκτης του «Science» Τιμ Απενζέλερ.

«Η ικανότητα να απομονώνονται χιλιάδες μεμονωμένα κύτταρα και να αλληλουχίζεται το γενετικό υλικό καθενός από αυτά, παρέχει ένα «φωτογραφικό στιγμιότυπο» του RNA που παράγεται μέσα σε κάθε κύτταρο την κάθε στιγμή.

Επειδή οι αλληλουχίες του RNA είναι εξειδικευμένες για κάθε γονίδιο που τις παράγει, οι ερευνητές μπορούν αμέσως να δουν ποιά γονίδια είναι ενεργά. Και αυτά τα ενεργά γονίδια καθορίζουν τι κάνει ένα κύτταρο», εξήγησε η επιστημονική συντάκτρια Ελίζαμπεθ Πενίζι.

Ερευνητικές ομάδες διεθνώς ήδη εφαρμόζουν τη νέα τεχνική για να μελετήσουν πώς ωριμάζουν τα ανθρώπινα κύτταρα στην πορεία του χρόνου, πώς αναγεννιούνται οι ιστοί και πώς τα κύτταρα αλλάζουν σε ασθένειες όπως ο καρκίνος.

Άλλες σημαντικές επιστημονικές ανακαλύψεις

Στις αξιοσημείωτες εξελίξεις το 2018, σύμφωνα με το “Science”, περιλαμβάνονται:

Η ανακάλυψη το Νοέμβριο με εναέριο ραντάρ κάτω από πάγους πάχους ενός χιλιομέτρου στη Γροιλανδία ενός τεράστιου κρατήρα πρόσκρουσης αστεροειδούς, διαμέτρου 31 χιλιομέτρων, ενός από τους 25 μεγαλύτερους κρατήρες που έχουν βρεθεί στη Γη, ο οποίος είναι αρκετά πρόσφατος, καθώς χρονολογείται προ 13.000 έως 100.000 ετών.

Η γενετική ανάλυση του οστού μιας γυναίκας (η οποία ζούσε πριν 50.000 χρόνια), που έχει βρεθεί στη Σιβηρία και αποκαλύπτει ότι η μητέρα της ήταν Νεάντερταλ και ο πατέρας της Ντενίσοβαν, άρα αποδεικνύεται ότι υπήρχαν επιμειξίες ανάμεσα στις δύο ομάδες που προϋπήρξαν του «έμφρονος» ανθρώπου (Homo sapiens).

H εγκαινίαση του νέου επιστημονικού πεδίου της «εγκληματολογικής γενεαλογίας», με τον εντοπισμό από την αστυνομία των ΗΠΑ τον Απρίλιο ενός κατά συρροή δολοφόνου και βιαστή, ο οποίος είχε τελέσει τα εγκλήματά του στην Καλιφόρνια στις δεκαετίες του ’70 και του ’80, αλλά πιάστηκε μόλις τώρα χάρη στη συσχέτιση παλιού DNA με μια δημόσια online βάση γενεαλογικών δεδομένων.

Η χορήγηση της έγκρισης κυκλοφορίας για το πρώτο φάρμακο «παρεμβολής RNA» (RNAi), που χρησιμοποιεί μια νέα μέθοδο «σίγασης» (απενεργοποίησης) γονιδίων.

Η διεύρυνση της λεγόμενης «αστρονομίας πολλαπλών μηνυμάτων» με την προσθήκη των νετρίνων στα φωτόνια, στα σωματίδια της κοσμικής ακτινοβολίας και στα βαρυτικά κύματα, καθώς για πρώτη φορά φέτος το τηλεσκόπιο Fermi της NASA εντόπισε μια φωτεινή πηγή (μαύρη τρύπα στο κέντρο ενός άλλου γαλαξία) ως την προέλευση ενός νετρίνου που είχε προηγουμένως ανιχνεύσει ο ανιχνευτής Ice Cube κάτω από τους πάγους του Νοτίου Πόλου.

Ως τις πιο αρνητικές εξελίξεις στον κόσμο της επιστήμης διεθνώς το 2018, το “Science” χαρακτηρίζει:

Τις απανωτές πυρκαγιές, πλημμύρες και άλλες φυσικές καταστροφές που σχετίζονται με την κλιματική αλλαγή, ενώ την ίδια στιγμή οι κυβερνήσεις (ιδίως οι ΗΠΑ του Ντόναλντ Τραμπ) δεν στάθηκαν στο ύψος των περιστάσεων.

Την πυρκαγιά που στις αρχές Σεπτεμβρίου κατέστρεψε το ιστορικό Εθνικό Μουσείο της Βραζιλίας στο Ρίο ντε Τζανέιρο, κάνοντας στάχτες πλήθος επιστημονικών εκθεμάτων.

Την ανακοίνωση το Νοέμβριο του Κινέζου γενετιστή Χε Τζιανκούι ότι δημιούργησε τα πρώτα γενετικά τροποποιημένα μωρά, τα οποία -υποτίθεται ότι- είναι πιο ανθεκτικά στον ιό HIV (κάτι που μένει να αποδειχθεί), ανοίγοντας έτσι το «κουτί της Πανδώρας».