2003 legfontosabb eseményei a tudományban

James Watson és Francis Crick 1953. április 25-én publikálta elképzeléseit az élet egyik legfontosabb molekulája, a géneket hordozó dezoxi-ribonukleinsav szerkezetéről.

50 ÉVES LETT A DNS

2003-ban ünnepeltük a DNS 50. „születésnapját”. Számos más kutató – de főként Maurice Wilkins és Rosalind Franklin – fáradságos munkával összegyűjtött, de nem megfelelően analizált eredményeit felhasználva fél évszázada jutottak el a híres kettős spriál gondolatáig. Ezzel új korszak nyílt a biológiában, s a genetikai forradalom napjainkban is zajlik.

Egy hónappal Watson és Crick felfedezésének publikálása után Nagy-Britannia új királynőt koronázott, s egy brit expedíció ugyanazon a napon meghódította a Mount Everestet. A New Chronicle című újságban megjelent kis cikkecskén kívül azonban a kettős spirál nem hódította meg a lapokat. Ma viszont a legtöbb tudós az évszázad, ha nem az évezred legnagyobb fontosságú felfedezésének tartja.

A kettős spirál felfedezése nyitotta meg a molekuláris genetika aranykorát – az utat a génsebészet, a klónozás, az őssejt-biológia, a DNS-ujjlenyomatok, a DNS-alapú evolúciós vizsgálatok és a biológiát napjainkban forradalmasító genomikai kutatások előtt.

Eredményükért Crick, Watson és Wilkins 1962-ben megosztva orvosi-élettani Nobel-díjat kaptak, néhány évvel Franklin tragikusan korai halálát követően.

ELKÉSZÜLT A GÉNTÉRKÉP

Két évvel a tervezett határidő előtt az emberi genetikai állomány (genom) térképe gyakorlatilag 100%-osnak mondható. Elkészült az az „aranylemez” (gold standard), amely a gyakorlati orvosi kutatások alapjául szolgál a következő évtizedekben.

2000 júniusában a Humán Genom Projekt és a Celera Genomics képviselői közös sajtótájékoztatón, ünnepélyes külsőségek között jelentették be, hogy egymástól függetlenül befejezték az emberi genom első vázlatos térképének elkészítését. A szenzációs eredmény mindkét esetben kb. 97%-os lefedettséget jelentett.

Az elmúlt nem egészen három év során egyrészt feltérképezték a maradék szekvenciákat, másrészt pontosították a korábbi eredményeket. A maradék apró „rések” feltétképezése igen költséges lenne, s a szakemberek szerint nem sok gyakorlati hozadéka lenne a munkának. Gyakorlatilag tehát teljesnek tekinthető az a mintegy 3 milliárd bázispárból álló szekvencia, amelyből a következő évek, évtizedek során elvileg mindent kiolvashatunk, ami genetikai szempontból meghatároz vagy befolyásol bennünket.

AZ Y-KROMOSZÓMA

Befejeződött a hímivart meghatározó nemi kromoszóma, az Y feltérképezése. Kiderült, hogy az eddig a „gének temetőjének” tekintett kromoszóma igen hatékonyan védi magát a hibák felhalmozódásától. Az Y-kromoszómán 78 gént találtak. A gének nagy része a here fejlődését és a spermiumok termelését szabályozza. Egyikük az a „mesterkapcsoló”, amely a hímivart meghatározza. Egy másik gén működése az agy működésével hozható kapcsolatba, s a női ivari kromoszómán (X-kromoszóma) nem találták meg. Mielőtt azonban bárki messzemenő következtetéseket vonna le ebből, pontos funkciója egyelőre nem ismert.

REMÉNY A RÁKOSOKNAK

2003 júniusában kitűnő eredményekről számoltak be egy új rákgyógyszertől. Az új kísérleti gyógyszer több különböző ráktípus esetében is több mint felére csökkentette a daganat méretét. Az eredmény komoly izgalomra ad okot, mivel még csak a klinikai próbák első fázisában tartanak a vizsgálatok, és végstádiumban lévő betegeken próbálták ki az új szert.

Ami a megelőzés ún. kemoprevenciós részét illeti, tavaly több alkalommal is az aszpirin nevétől volt hangos a sajtó. Két amerikai klinikai vizsgálat – amelyek végleges adatait a New England Journal of Medicine 2003. március 6-ai számában tették közzé – megerősítik a korábbi, az aszpirin rákellenes hatására utaló hasonló eredményeket. Ezek szerint napi egy, kis adag aszpirin védelmet nyújthat az ún. polipok kialakulása ellen a vastag- és a végbél területén. A polipok olyan elváltozások, amelyek a rosszindulatú daganat előtti állapotnak tekinthetők. Éppen ezért ki lehet jelenteni, hogy az aszpirin végső soron a vastag- és végbélrák kialakulásának kockázatát csökkenti. Még nagyszerűbb eredmény, hogy több mint 40%-kal csökkent annak kockázata, hogy a polipokból komolyabb elváltozások, például tumorok fejlődjenek ki.

VĺRUSOK

A vírusok elleni harcban felemás eredmények születtek. Az AIDS-et okozó HIV ellen 2003-ban sem sikerült áttörést elérni, sőt, az első széles körben embereken tesztelt vakcina, az AidsVax nem működik. Az eredmények szerint a beoltott személyek nem lettek védettebbek a HIV-fertőzés ellen, a fertőzötteknél pedig nem lassult le a betegség kifejlődése. A vakcinát fejlesztő cég elnöke szerint ez arra inti a kutatókat, hogy duplázzák meg erőfeszítéseiket egy hatékony szer kifejlesztéséhez. Minden nap körülbelül 14 ezer ember kapja meg a halálos kórokozót. A becslések szerint tavaly mintegy 3 millió áldozatot szed az AIDS.

Örvendetes viszont, hogy megjelent egy új típusú antivirális szer, amely ez eddigiektől eltérő módon fejti ki hatását. A T20 hatóanyaga úgy gátolja a HIV-vírusok számának növekedését, hogy megakadályozza a vérsejtekbe való belépésüket. Ezt úgy éri el, hogy gátolja a vírus és a célsejt membránjának összekapcsolódását. Ez új stratégiának számít, mivel az eddigi gyógyszerek a sejtekbe való belépés után hatnak a vírusok szaporodására. A T20-tól ezért azt várják, hogy megoldást hozzon az egyre komolyabb rezisztencia-problémákra is. A klinikai próbákon jó eredményeket ért el olyan betegeknél, akik a korábbi gyógyszerekre már nem reagáltak. Fontos lépések történtek egy másik vírus, a hepatitis C elleni harcban, amellyel mintegy 170 millió ember fertőzött világszerte. A súlyos májbetegséget, esetleg májrákot okozó vírus ellen megkezdték az első védőoltás próbáját. Ugyancsak tavaly jelentették a vírus elleni első ígéretes gyógyszereket, amelyek egyelőre kísérleti stádiumban vannak.

A fentieknél egzotikusabb, de elszabadulása esetén beláthatatlan katasztrófával fenyegető ebolavírus ellen is tovább zajlott a küzdelem. 27 önkéntesen kezdték meg a halálos ebolavírus elleni vakcina klinikai próbáit, miután a hatóanyag főemlősökön már hatékonynak bizonyult. A vakcina előállításához az ebolavírus genetikai anyagának egy töredékét egy ún. adenovírus (közönséges meghűlést okozó vírus) módosított változatába építették be. Az adenovírus igen erőteljes immunválaszt váltott ki a kísérleti állatokban, amelyek immunrendszere megtanulta felismerni a beépített ebola-gén által kódolt fehérjét is. A makákók 28 nap alatt immunitást fejlesztettek ki az ebolával szemben, s ez a rövid idő valóban meglepte a kutatókat is.

NAPRENDSZER, ŰRKUTATÁS

Központi csillagunk, a Nap 2003-ban alaposan „belehúzott”, pár hét leforgása alatt káprázatos tűzijátékot rendezve. Hatalmas napfoltcsoportok felbukkanása után október végén óriási napkitörés következett be, amit pár nap múlva az eddig észlelt legnagyobb ilyen jelenség követett. Nagy szerencsénk, hogy az utóbbi által kidobott napanyag nem pontosan felénk irányult.

2003. szeptember 21-én véget ért az űrkutatás egyik legnagyobb sikertörténete: a Galileo-űrszonda hazai idő szerint 20.57-kor belépett a Jupiter légkörébe, majd öszszetörve és elégve megsemmisült. A Galileo irányított megsemmisítésére azért volt szükség, mert el akarták kerülni, hogy a szonda később esetleg az Europa nevű holdra zuhanjon, és a rajta lévő földi baktériumok elszennyezzék az égitestet. Ezt a holdat ugyanis vízjég borítja, amely alatt vízóceán és benne élet is lehet.

A Galileo pusztulásával egy 14 éves sikertörténet ért véget, amely új alapokra helyezte a Naprendszer legnagyobb bolygójával és kísérőivel kapcsolatos tudásunkat. A Galileónak köszönhetően számtalan új ismeretre tettünk szert a Jupiterről, gyűrű- és holdrendszeréről és mágneses teréről. A bolygó négy nagy holdjának mindegyike (Galilei-holdak) csodálatos, önálló világnak bizonyult.

Ami az emberes űrrepüléseket illeti: sikeres űrrepülés révén Kína a harmadik ország lett – a volt Szovjetunió és az Egyesült Államok után – amely önerőből, saját fejlesztésű hordozórakétával, saját területéről embert küldött a világűrbe.

MINDEN SZEM A MARSON

A 2004-es esztendőbe a „Mars jegyében” léptünk át: december 25-én megkezdődik a vörös bolygó „megszállása”. Egy hónap leforgása alatt két európai és két amerikai bolygókutató űrszonda érkezik a vörös bolygóhoz. Az „új generációs” amerikai robotok első hulláma holnapután éri el a vörös bolygót a Spirit marsjáró formájában, amelyet január 25-én a második hullámban érkező ikertestvére, az Opportunity követ.

Amiért az egész „felhajtás” zajlik, egy alapvető kérdés, aminek pozitív eredménye egész világnézetünkre hatással lehet. A kérdés így szól: lehet-e élet a Marson?

A COLUMBIA TRAGÉDIÁJA

A Columbia űrrepülőgép a tizenhat napos kutatási program maradéktalan befejezése után, 2003. február 1-jén robbant fel Texas felett, amikor már a Föld légkörében haladt, leszálláshoz készülve. A szerencsétlenség következtében a fedélzeten tartózkodó hét űrhajós életét vesztette. A katasztrófa körülményeit vizsgáló független bizottság (Columbia Accident Investigation Board) rendkívül kemény bírálatokat megfogalmazó jelentésében egyebek között hivatalosan is megállapította: a start során a külső üzemanyagtartály szigetelésének egy levált darabja nekiütközött a Columbia bal oldali szárnyának, és olyan súlyosan megsértette annak hővédő pajzsát, hogy azon egy negyven centiméteres lyuk keletkezett. A lyukon keresztül forró gáz, illetve levegő áramlott be az űrrepülőgép szárnyának belsejébe, szétégette annak szerkezetét, és ez okozta a katasztrófát. A Columbia űrrepülőgép katasztrófája ellenére az Egyesült Államoknak folytatnia kell az emberes űrrepüléseket, többek között azért, mert a sok milliárd dollárba kerülő Nemzetközi Űrállomás építése és üzemeltetése nem kerülhet veszélybe. Egy űrrepülőgépes küldetés során mindig fennáll a katasztrófa lehetősége, s az űrhajósok még ma is olyan úttörők, akik életüket kockáztatják minden repülésnél. A Columbia tragédiájából azonban sokat tanult a NASA, és saját szakemberei, valamint a független vizsgálóbizottság ajánlásait figyelembe véve számos, a biztonságot növelő új megoldást vezet be. A Columbia tragédiája után az Atlantis űrrepülőgép száll fel először, várhatóan még 2004-ben. Az Atlantis útja kulcsfontosságú küldetés lesz – nem csupán lélektani értelemben, de azért is, mert a NASA már tesztelni fogja a biztonságot növelő új megoldásokat. A Nemzetközi Űrállomás építése egyelőre szünetel, üzemeltetését orosz űrhajók biztosítják.

EMBERŐS-MEGLEPETÉSEK

A 2003-as év több emberős-meglepetést is hozott. Egy romániai barlangból a modern ember, a Homo sapiens legkorábbi ismert európai maradványai kerültek elő. A 35 ezer éves csontok Neander-völgyi bélyegeket hordoznak, és 5 ezer évvel haladják meg az eddig legkorábbi európai leleteket. Júniusban, pár hónappal korábban pedig egy másik kutatócsoport a modern ember legkorábbi ismert maradványainak felfedezéséről számolt be. Ezeket a maradványokat Etiópiában találták, és a szakértők minden idők egyik legjelentősebb felfedezésének minősítették a 160 ezer éves leletet. E két felfedezést azonban egy dél-itáliai lelet is felülmúlja – legalábbis időben: a Roccamonfina vulkán meleg hamuval borított oldalán 385-325 ezer évvel ezelőtt lesétáló emberős nyomai kétségtelenül a legkorábbi ismert emberi kéz- és lábnyomok. Szeptemberben pedig végre előbújt aveline-i barlangjából az „angliai ember”. Anglia legrégibb emberi csontvázai 10200–10400 évesek lehetnek.

A Neander-völgyiek mintegy 230–300 ezer ezelőtt jelentek meg és 40 ezer évvel ezelőtt, a modern ember megjelenésével, kihaltak. Az emberős különös eltűnésének oka régóta foglalkoztatja a kutatókat. A fosszilis kézcsont-maradványokon elvégzett komputervizsgálatok rácáfoltak arra a korábbi vélekedésre, hogy „unokatestvéreink” ügyetlen mozgásuk miatt bizonyultak volna evolúciós zsákutcának. Az azonban valószínű, hogy nyelvi kommunikációja legfeljebb a suta hebegésig terjedt.

MAJDNEM KIHALT AZ EMBER

Egy tavaly júniusban publikált tanulmány szerint azonban az emberi faj túlélése is csak egy hajszálon múlott. Genetikai vizsgálatok kimutatták, hogy 70 ezer évvel ezelőtt mindössze kétezer (!) egyedre fogyatkozott az emberi faj lélekszáma.

Egyetlen esztendő sem múlhat el az örök kedvenc, Ötzi nélkül. Már szinte mindent tudunk a 5200 éves jégemberről: tudjuk, hogyan halt meg, mit evett, hány éves volt stb. Tavaly olasz tudósok nem csak lakhelyét találták meg, de azt is valószínűsítették, hogy a Ötzi a dél-tiroli Eisack-völgyben gyerekeskedett

HALÁLOS KÁNIKULA

A földi klíma tekintetében a tavalyi év egy igen fontos hírrel kezdődött. Amerikai kutatók jelentős változásra hívták fel a figyelmet: több száz állat- és növényfaj hagyja el fokozatosan élőhelyét, hogy magasabban fekvő, hűvösebb vidékekre vonuljon, a fák hamarabb borulnak virágba, a madarak hamarabb raknak fészket, mint néhány évtizeddel ezelőtt. Mintha csak a fölmelegedés kézzel fogható bizonyítéka lett volna, a tavalyi tavasz hirtelen hőséggel köszöntött ránk, s a 120 naposra nyúlt nyár soha nem látott sivatagi szárazságot, néhány nap özönvizet, és szinte elviselhetetlen hőséget hozott hazánkban és egész Európában. A kánikula különösen Franciaországban szedte áldozatait, s a Földközi-tenger vizének hőmérséklete 3000 éve nem először átlagosan 27 Celsius-fokosra melegedett. A nyár első hónapjában riasztó bejelentést tett a globális felmelegedéssel és az extrém időjárással kapcsolatban a Meteorológiai Világszervezet (WMO): bolygónk időjárása egyre zavarosabbá válik. Extrém éghajlati rekordok dőltek meg, amelyek mind a klímaváltozáshoz kapcsolhatók. A WMO normális körülmények között általában az év végén publikál részletes tudományos jelentéseket és komoly statisztikákat, most azonban az év közepén tett váratlan bejelentést, melyben rámutattak, hogy extrém éghajlati rekordok dőltek meg, amelyek mind a klímaváltozáshoz kapcsolhatók. ĺgy például Svájcban tavaly volt minden idők legmelegebb júniusa, míg az Egyesült Államokban az egy hónapra eső tornádók száma döntött meg minden eddigi rekordot. A légszennyezés, illetve a nagyrészt ebből fakadó globális fölmelegedés közben tovább szedte áldozatait: a francia környezetvédelmi és energiaellenőrző hivatal október 29-én bejelentette, a nyári rendkívüli kánikula napjaiban rekordméreteket öltött az ózonszennyeződés. November elején érkezett a hír, amely szerint a Déli-sarkvidéken egy vihar után kettétörött a világ legnagyobb, 11 ezer négyzetkilométer kiterjedésű jéghegye.