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Donnerstag, 21. Dezember 2000
ANSPRECHPARTNER: Ginger Pinholster
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American Association for the Advancement of Science
Science Top 10: Genomsequenzierung als bedeutendster wissenschaftlicher Fortschritt für Jahr 2000 bezeichnet
Die Redakteure des internationalen Journals Science gaben ihre 10 wichtigsten wissenschaftlichen Entwicklungen für das Jahr 2000 bekannt und erkannten der Genomsequenzierung den ersten Platz auf ihrer Liste zu.
Die Top 10 der wissenschaftlichen Weiterentwicklungen erscheinen in der Ausgabe vom 22. Dezember und wurden in Hinsicht auf ihre tief greifenden Auswirkungen auf die Gesellschaft und die Förderung der Wissenschaft gewählt.
Mit Volldampf voraus - so kann der Fortschritt der Genomsequenzierung dieses Jahr beschrieben werden: Mit einer Synthese aus Biologie, Chemie, Physik, Mathematik, Computerwissenschaft und Technik gelang es Wissenschaftlern, das Alphabet des Lebens in einer Reihe von Organismen, vom Menschen bis hin zu Fruchtfliegen, zu entziffern.
Vor einem Jahr hatten die Wissenschaftler das Genom nur eines einzigen multizellulären Organismus vollständig gelesen: des Wurms Caenorhabditis elegans.
Heute liegen Sequenzen für das noch zu veröffentlichende menschliche Genom, die Fruchtfliege und das Lieblingsunkraut der Pflanzengenetiker, Arabidopsis thaliana, vor. Auch die Genome mehrerer Mikroben wurden sequenziert, einschließlich der Verursacher von Cholera und Meningitis. Auf den Fersen dieser Erfolge werden auch bald die Genome der Maus, der Ratte, des Zebrafisches und zweier Arten von Pufferfisch folgen.
Schon jetzt eröffnen sich den Wissenschaftlern neue Kenntnisse aus diesen Sequenzierungsbemühungen, darunter auch neue Aufschlüsse über die Diversität von Krebs, die Ursachen des Alterns und die Komplexität des Immunsystems. Im 21. Jahrhundert werden ganze Genfamilien und vollständige Verhaltensweisen interaktiver Proteine entschlüsselt werden.
Diese Fortschritte werden eine Fülle ethischer Fragen aufwerfen, mit deren Beantwortung wir gerade erst begonnen haben. Mit ihrem Potenzial in Hinsicht auf die erwarteten Fortschritte für die menschliche Gesundheit und unser Verständnis des Lebens übt die Genomsequenzierung dennoch einen unwiderstehlichen Lockreiz aus.
Science gratuliert auch neun weiteren wissenschaftlichen Errungenschaften des Jahrs 2000. Außer dem 2. Platz sind die restlichen Fortschritte in keiner bestimmten Reihenfolge aufgeführt.
RNS kommandiert das Ribosom: Im vergangenen Jahr wurde die erste molekülare Karte des Ribosoms, des essenziellen Proteinherstellers in der Zelle, enthüllt. Im Jahr 2000 offenbarten Ribosomkartierungen mit höherer Auflösung faszinierende Details über seine Struktur, die das Modell einer „RNS-Welt" für die Entstehung des Lebens auf der Erde unterstützen könnten. Die große Ribosomeinheit entsteht zwar sowohl aus ribosomaler RNS (rRNS) als auch aus Protein, doch erkannten die Wissenschaftler, dass die „aktive Stelle" auf dem Ribosom - die Stelle der chemischen Reaktion, welche genetische Informationen in die Anfänge eine Proteins umwandelt - ausschließlich aus rRNS besteht. Dies legt nahe, dass das Ribosom tatsächlich ein Ribozym ist: ein RNS-Molekül, das seine eigenen chemischen Reaktionen katalysieren kann. Diese Starrolle der RNS im Ribosom könnte mit der Idee vereinbar sein, dass das Leben auf der Erde mit RNS begann. Weitere im Jahr 2000 durchgeführte Forschungsarbeiten untermauerten das Alter des Ribosoms und enthüllten Mechanismen in der Zelle, die gegen eine Produktion defekter Proteine schützen.
Erste afrikanische Auswanderer: Fossile Schädel, einige davon 1,7 Millionen Jahre alt, die aus einer gut datierten archäologischen Fundstelle in Dmanisi in Georgien stammen, könnten durchaus von den ersten Menschen stammen, die aus Afrika auswanderten. Nach Angaben ihrer Entdecker sind die gut erhaltenen Fossilien aus dem Kaukasus die ersten, die außerhalb von Afrika gefunden wurden und offensichtliche Merkmale ihrer afrikanischen Abstammung aufweisen. Sie sollen der frühen menschlichen Spezies Homo ergaster zuzuordnen sein, der afrikanischen Version des Homo erectus. Relativ primitive Steinwerkzeuge wurden mit den Dmanisi-Fossilien gefunden und deuten darauf hin, dass diese Menschen schon früher als bisher angenommen die afrikanische Wiege verließen, d.h. noch vor der Entwicklung weiter entwickelter Werkzeuge, u.a. der Handaxt.
Kunststoffelektronik: Elektrisch leitfähige Kunststoffe aus preisgünstigen, vielseitigen organischen Molekülen bildeten dieses Jahr die Basis für eine große Zahl technologischer Errungenschaften. Drei Wissenschaftlern trugen sie sogar den Nobelpreis für Chemie ein. Zwei der Höhepunkte des Jahres: Hunderte von organischen Computerchip-Komponenten auf flexiblem Kunststoff (für die zukünftige Anwendung in Flachbildschirmen, elektronischen Etiketten und eventuell sogar Handys für den Einmalgebrauch) sowie ein organischer Laser, in dem organische Tetracen-Moleküle Licht aussenden, wenn sie von einem elektrischen Strom erregt werden.
Alte Zellen, neue Tricks: Der einst sakrosankten Überzeugung, dass erwachsene Zellen unwiderrufliche Identitäten haben, konnten Wissenschaftler dieses Jahr einen kritischen Dämpfer versetzen. In Studien mit Mäusen und menschlichen Transplantatsempfängern wandelten sich erwachsene Zellen aus bestimmten Körperteilen in eine beeindruckende Vielzahl anderer Zelltypen um. Falls es möglich ist, diesen Identitätswechsel zu steuern, wäre es vorstellbar, dass gesunde, erwachsene Zellen zur Reparatur von durch Verletzungen oder Krankheit geschädigten Geweben verwendet werden können. In weiteren Manipulationen des Schicksals von Zellen konnten Forscher dieses Jahr Schweine klonen, die eine Quelle transplantierbarer Organe darstellen könnten. Durch Klonen konnte auch ein Guarfötus erzeugt werden. Der Erfolg mit diesem vom Aussterben bedrohten Tier aus Indien und Südostasien lässt die Hoffnung zu, dass auch andere bedrohte Arten gerettet werden können.
Ein nasses Sonnensystem? Die Möglichkeit, dass vor nicht allzu langer Zeit Wasser auf dem Mars floss, und weitere überzeugende Hinweise auf einen Ozean auf dem Jupitermond Europa machten Schlagzeilen im Jahr 2000. Von der Mars-Orbiter-Kamera aufgenommene hochauflösende Bilder zeigten Hinweise auf neueres, möglicherweise vor weniger als 1 Million Jahren aufgetretenes Durchsickern und Ablaufen von Grundwasser, das eventuell immer noch fließt. Andere dieser Bilder zeigen mögliche Sedimentfelsen, die darauf hinweisen, dass der Planet in seiner Frühzeit aus einer Seenlandschaft bestand. Ebenfalls in diesem Jahr gaben von der Galileo-Raumsonde erfasste Daten über die magnetischen Felder im Inneren des Mondes Europa sowie seine aufgerissene und gedehnte Kruste der Theorie eines salzigen, globalen Ozeans unter der Eisschale des Mondes neuen Auftrieb. Da viele Wissenschaftler annehmen, dass Wasser eine entscheidende Voraussetzung für das Bestehen von Leben ist, haben diese Entdeckungen Interesse an der Möglichkeit geweckt, dass Leben auf unseren Nachbarn im Sonnensystem gefunden werden könnte.
Kosmischer BOOMERANG: Mit Hilfe von BOOMERANG und MAXIMA, zwei mit Mikrowellendetektoren ausgerüsteten Ballons, die freigesetzt wurden, um Schwankungen im Mikrowellenhintergrund des Kosmos, d.h. dem Nachleuchten des Big Bang, auszusonden, konnten Forscher im Jahr 2000 die bis jetzt detaillierteste Karte der Frühzeit des Weltalls fertig stellen. Die aus diesen Daten erarbeitete Karte bestätigt die Überzeugung der meisten Wissenschaftler, dass das Universum flach ist (ohne Kurve für Raum und Zeit), zieht jedoch die derzeitigen einfachen Modelle darüber, wie viel normale und dunkle Materie im Weltraum besteht und wie die frühe Expansion des Universums stattfand, in Zweifel. Rezeptorrollen: Wissenschaftler gewannen neue Einblicke in die verschiedenen Rollen von Hormonrezeptoren im Zellkern und entdeckten Varianten dieser Zellstrukturen, die Prozesse wie z.B. den Cholesterinstoffwechsel und die Fettsäureproduktion vermitteln, sowie andere Varianten, die bei Krankheiten wie Diabetes und bestimmten Arten von Krebs eine Rolle spielen. Die Rekordzahl neu entdeckter Hormonrezeptoren im Zellkern könnte zu neuen Zielen und Behandlungen für einige dieser Krankheiten führen. Besonderes Interesse fanden die kritischen Wirkungen des so genannten PXR-Rezeptors, der die Reaktion des Körpers auf unbekannte Chemikalien anzukurbeln scheint und möglicherweise eine Rolle bei Wechselwirkungen zwischen pharmazeutischen Wirkstoffen spielt.
Rendezvous mit einem Asteroiden: Nachdem die Raumsonde NEAR Shoemaker weniger als 6 Monate lang in einer Bahn um den Asteroiden Eros kreiste, konnte sie feststellen, dass das Weltallgestein eine der primitivsten Materien im Sonnensystem enthält. Diese Entdeckung lässt schlussfolgern, dass Eros und ähnliche Asteroiden die lange gesuchten Quellen der am häufigsten auf der Erde auftreffenden Meteoriten sind. Jahrzehntelang war es Astronomen nicht gelungen, die Quelle der Meteoriten aus dem so genannten „gewöhnlichen Chondrit", d.h. Teilchen der unmodifizierten Bausteine unseres Sonnensystems, festzustellen. NEAR Shoemaker kam dem Asteroiden näher als alle anderen früher ausgesandten Raumsonden und konnte die elementare Zusammensetzung von Eros messen, die derjenigen von gewöhnlichen Chondriten entsprach.
Merkwürdige Quanten: Die schon vorher seltsame Welt der Quantummechanik wurde im Jahr 2000 noch viel merkwürdiger, als die Grenze zwischen der klassischen und der Quantumwelt sich aufzulösen begann. Es wurde bis jetzt allgemein angenommen, dass das verblüffende Konzept, dass Objekte anscheinend inkompatible Eigenschaften haben können, z.B. sich an zwei Orten gleichzeitig zu befinden, nur auf winzige Teilchen wie Elektronen zutrifft. Dieses Jahr wurde dieses Phänomen jedoch auf einer weitaus größeren Skala beobachtet, und es wurde berichtet, dass ein elektrischer Strom um eine supraleitende Drahtschlaufe gleichzeitig in beide Richtungen laufen kann. Im Januar stellte ein Wissenschaftler eine weitere langjährige Annahme in Frage, als er nachwies, dass Quantumcomputer keine als „Entanglement" bezeichnete Quantumeigenschaft brauchen, um blitzschnell komplexe Probleme lösen zu können.
Heiße Tipps für Schlagzeilen in 2001: Wie in den Vorjahren haben die Science-Redakteure wieder sechs Themen zur Beobachtung im neuen Jahr gewählt. Dieses Jahr fiel ihre Wahl auf die folgenden Bereiche: Infektionskrankheiten, Meeresforschung mit Satelliten, Qualitätskontrolle bei der RNS-Synthese, Wissenschaftsfinanzierung in aller Welt, die „Quark-Suppe" nach dem Big Bang und Asymmetrie bei der Zellentwicklung. Die Redakteure überprüfen auch ihre Liste vom vergangenen Jahr, um festzustellen, wie wahr sich ihre Prognosen für die Jahrtausendwende erwiesen.
Die Science Top 10 umfassen auch einige andere, fragwürdigere „Ehrungen". Die Auszeichnung Meltdown of the Year („Kernschmelze des Jahres") wurde an die US-Bundesregierung für ihre Spionageuntersuchung des Physikers Wen Ho Lee vom US-Atomlabor in Los Alamos vergeben. Die Auszeichnung für Disappearing Discovery of the Year („Verschwindende Entdeckung des Jahres") wurde an den Archaeoraptor vergeben, der erst als eine neue Kombination aus Vogel und Dinosaurier angesehen wurde, sich jedoch als eine Kombination von zwei unterschiedlichen Fossilien entpuppte. In einer Rubrik über biomedizinische Ethik untersucht Science auch die Auswirkungen der Gentherapie-Todesfälle und neueste Bemühungen um die Aktualisierung internationaler Übereinkommen über menschliche Versuchspersonen in der medizinischen Forschung.
Als führendes allgemeinwissenschaftliches Journal mit Peer Review weltweit ist Science in einer einmaligen Position, um die maßgeblichste Liste wissenschaftlicher Errungenschaften des vergangenen Jahres zusammenzustellen. Die Top 10 Liste erscheint dieses Jahr zum 12. Mal in Science und ist in der nächsten Ausgabe im Abschnitt „Breakthrough of the Year" zu finden. Chefredakteur Donald Kennedy schreibt über den Bericht „Breakthrough of the Year" in seinem Leitartikel in der Ausgabe vom 22. Dezember, das auf Anfrage erhältlich ist.
Ein Entwurf des Abschnitts „Breakthrough of the Year" ist unter Nachrichtensperre vom AAAS News and Information Office erhältlich. Die Titelseite der Science-Ausgabe vom 22. Dezember, die sich auf den Abschnitt „Breakthrough of the Year" bezieht, sowie weitere elektronische Bilder hoher Qualität sind ebenso erhältlich.
Falls Sie an Kopien des Abschnitts „Breakthrough of the Year", dem Leitartikel oder den entsprechenden Bildern interessiert sind, senden Sie bitte eine E-Mail an scipak@aaas.org oder rufen Sie +1 202-326-6440 an.
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