Tiskane izdaje
Eden izmed čarov znanosti in raziskovanja je nepredvidljivost in s tem povezana presenečenja. Z neslutenim razvojem tehnologije in raziskovalnih orodij in metod pa tudi na tem področju marsikaj postaja bolj ali manj predvidljivo. Enega takšnih možnih raziskovalnih »urnikov« za leto 2012 so pripravili pri reviji Nature.
Proti Marsu zdaj potuje vrhunsko opremljeni Nasin znanstveni laboratorij Curiosity, ki naj bi na cilj 570 milijonov kilometrov dolge poti prispel avgusta letos. To je doslej najdražja sonda za raziskovanje Marsa, saj je cena programa 2,5 milijarde dolarjev. Nasini strokovnjaki so prepričani, da bo pristanek uspel in da bo ta dober meter visoki šestkolesnik, dolg tri in širok 2,8 metra, naslednjih 23 mesecev, kolikor traja eno Marsovo leto, podrobno raziskoval površino planeta. Sonda Curiosity je petkrat težja od svojih predhodnic (Spirit in Opportunity), njen znanstveni tovor pa kar desetkrat. Glavni cilj sonde in njenih naprav je seveda raziskovanje možnosti obstoja nekdanjih ali celo sedanjih oblik življenja. Poleg sistema kamer na jamboru je na tem vozilu še dvanajst tako imenovanih inženirskih kamer; polovica jih bo skrbela za navigacijo, polovica pa za to, da se bo rover na svoji poti izogibal oviram. Če bo Curiosity uspešno pristal na rdečem planetu, bo zanesljivo zbiral in na Zemljo pošiljal podatke, ki bodo nov mejnik v raziskovanju tega planeta.
Dve milijardi evrov za dva projekta
Šest vizionarskih raziskovalnih predlogov čaka na zadnje sito evropske komisije v okviru raziskovalne sheme Prihodnje in porajajoče se tehnologije (Future and Emerging Technologies – FET). Izbrana bosta le dva projekta, ki bosta za desetletno raziskovanje prejela po milijardo evrov. V konkurenci so tile projekti: grafen, kot nova obetavna oblika ogljika, ki lahko nadomesti silicij, kot čudežni material 21. stoletja; roboti, ki bodo spremljevalci in pomočniki starejšim; računalniško modeliranje vpliva človekovih dejavnosti na okolje na svetovni ravni (FuturICT); drobni senzorji, ki bodo kot angeli varuhi potovali po človekovem krvnem obtoku in opozarjali na morebitne nepravilnosti; učinkovitejša uporaba globalnih raziskovalnih rezultatov (podatkov) v zdravstvu za »medicino po meri posameznika«; in superračunalniška simulacija delovanja človeških možganov, kar naj bi prispevalo k razvoju računalniške arhitekture, ki bi posnemala delovanje možganov, prav tako pa naj bi omogočalo nova spoznanja v nevroznanosti in medicini.
Lov na Higgsov bozon in Majoranov delec
Če smo v prejšnji Znanosti v pregledu lanskih znanstvenih dosežkov omenjali lov na Higgsov bozon, ki je bil »že skoraj ujet«, a se je ponovno izmuznil, se bo lov nanj nadaljeval tudi letos. Sodeč po napovedih bodo v tem letu merjenja ob Velikem hadronskem trkalniku v Cernu v Ženevi dala dovolj podatkov, da bo mogoče potrditi ali ovreči obstoj Higgsovega bozona vsaj v najpreprostejši različici teorije. Ta delec brez mase in naboja ima v teoriji odločilno vlogo pri pojavu, zaradi katerega imajo delci maso.
Bolj tvegano je napovedati, da bodo zasledili (Majoranov) delec, s katerim bi lahko v kvantnem računalniku shranjevali podatke. Nekaj upanja vzbujajo izkušnje (s topološkimi izolatorji) z nenavadnimi snovmi, ki prevajajo elektriko samo po površju, ne pa po notranjosti; v to smer kažejo tudi izkušnje z grafenom. Gibanje elektronov po površju bi v tem primeru zaradi delovanja drugih delcev opisali kot gibanje osamljenega delca (kvazidelca), ki je sam sebi antidelec.
Za dodatno pojasnilo v zvezi s tem smo prosili našega dolgoletnega sodelavca prof. dr. Janeza Strnada: »Vrtenje (vrtilna količina, spin) delcev je pomembno, ker določa vedenje delcev v skupini enakih delcev. Bozoni so delci s celoštevilskim spinom, za katere ne velja izključitveno načelo in lahko v kakem sistemu poljubno število enakih delcev zasede isto kvantno stanje. Fotoni, delci elektromagnetnega polja, s spinom nič so bozoni in lahko v poljubnem številu zasedejo kako stanje (zato so na primer mogoči laserji). Foton ima maso nič in naboj nič in njegov antidelec se ne razlikuje od delca. Fermioni so delci s polovičnim spinom, za katere velja izključitveno načelo in dano kvantno stanje lahko zasede kvečjemu en delec. Elektroni imajo spin ½ in v atomu ali kristalu vsako stanje zasede kvečjemu en elektron. Majoranov delec bi bil fermion, katerega antidelec bi se ne razlikoval od delca. Nobenega takega fermiona za zdaj ne poznamo.
Supersimetrija je teorija, ki na skupni osnovi obravnava bozone in fermione. V njej ima vsak fermion svojega supersimetričnega partnerja – bozon, in vsak bozon svojega supersimetričnega partnerja – fermion. Za zdaj še niso odkrili nobenega supersimetričnega partnerja znanih delcev.«
Enciklopedija DNK in jezero Vostok
Biologi vedo, da ima večina tistega, kar so nekoč poimenovali odpadna DNK, določeno vlogo. Odprto pa ostaja vprašanje, kateri deli, tako imenovane sekvence DNK, so dejavni in kaj počnejo? Kot kaže, bo najboljši odgovor dala Enciklopedija elementov DNK (Encyclopedia of DNA Elements – ENCODE), ki jo bo letos izdal ameriški nacionalni inštitut za zdravje. Projekt se je začel leta 2003, njegov cilj pa je prepoznavanje vseh dejavnih elementov v človekovem genomu.
Že v prvih tednih leta 2012 naj bi ruski raziskovalci prevrtali ledeni pokrov in tako dobili vrtino oziroma dostop do jezera Vostok na Antarktiki. Veliko »podzemsko« sladkovodno jezero, dolgo 250 in široko 50 kilometrov, leži približno 3750 metrov pod površjem oziroma ledom; njegova voda je izolirana od površja že 15 do 25 milijonov let. Gre za svojevrstno tekmo s časom, saj morajo 10 do 15 metrov debelo plast ledu prevrtati čim prej, vsekakor preden bo februarja, ko se na Antarktiki konča »toplo« obdobje, odletelo zadnje oskrbovalno letalo.
Se bo pa globinsko vrtanje nadaljevalo že aprila pod Tihim oceanom, ko bodo japonski raziskovalci z vrtalno ladjo Čikju Maru odpluli do podmorskega geotektonskega preloma, pri katerem je nastal lanski (11. aprila) katastrofalni potres v pokrajini Tohoku na severovzhodu največjega japonskega otoka Honšu z magnitudo 9,0.
Učinkoviteje proti alzheimerju?
Med obeti farmacevtske industrije kaže kot posebno zanimivost omeniti razvoj dveh monoklonskih protiteles, to sta bapinezumab in solanezumab. Omenjeni zdravili specifično vežeta topni amiloidni protein beta, ki je soodgovoren za nastanek skupkov v možganih, kar poleg drugih, še ne povsem pojasnjenih vzrokov vodi do napredovanja alzheimerjeve bolezni. Obe biološki zdravili sta v zadnjih kliničnih fazah preizkušanja. »Ker biološki učinkovini še nista registrirani, lahko povem svoje mnenje le glede na informacije, ki so dostopne javnosti prek spletnih strani kliničnih študij«, pravi prof. dr. Borut Štrukelj, član Javne agencije RS za zdravila in medicinske pripomočke pri Evropski agenciji za zdravila v Londonu.
Kot pojasnjuje, je delovanje obeh obetavnih učinkovin zelo podobno; s tem ko iz krvnega obtoka vežeta in umikata amiloidni protein beta, se ta v manjši meri nabira v možganih, zato se upočasni razvoj alzheimerjeve bolezni. Če bo zadnji del tretje klinične faze uspešen, lahko pričakujemo registracijo bapinezumaba še v letu 2012. Enak mehanizem delovanja ima tudi solanezumab, ki ravno tako z imunoterapevtskim delovanjem veže topni amiloidni protein beta.
Farmacevtska družba Vertex Pharmaceuticals razvija dve učinkovini za zdravljenje cistične fibroze, ki je gensko pogojena bolezen; prizadene približno 70.000 ljudi po vsem svetu. Gre za mutacijo proteina, ki omogoči izmenjavo kloridnih ionov med celico in zunajcelično tekočino. Posledica nedelovanja tega proteina so težave z dihanjem, gosta sluz, težave s krvožiljem, zmanjšan vnos hranljivih snovi, odpoved organov. V družbi Vetrex Pharmaceuticals so tudi nadaljevali razvoj učinkovine ivacaftor ali VX-770, (z zaščitenim imenom Kalydeco). V kliničnih študijah se je pljučna zmogljivost bolnikov s cistično fibrozo povečala za 12 do 15 odstotkov, prav tako se je izboljšalo delovanje prebavil in trebušne slinavke za 55 odstotkov. Ker je ivacaftor razmeroma majhna, sintezna molekula, jo lahko bolniki jemljejo peroralno (jo použijejo), kar je prijaznejše kot injiciranje v primeru bioloških učinkovin.
Doslej največji radijski teleskop
Južna Afrika in Avstralija bosta marca izvedeli, katera od njiju bo gostila doslej največji radijski teleskop SKA (Square Kilometre Array). Odločitev o lokaciji bodo sprejeli v Manchestru, kjer je sedež organizacije, ki načrtuje gradnjo omenjenega teleskopa; projekt je vreden dobri dve milijardi evrov. Če bo za osrednjo lokacijo SKA izbrana Južna Afrika, bodo njegove antene postavili tudi na otokih sredi Indijskega oceana. Če pa bo izbrana Avstralija, jih bodo postavili tudi na Novi Zelandiji; SKA bo imel več tisoč anten, ki bodo skupaj pokrivale površino kvadratnega kilometra. Rekorderski radijski teleskop bo astronomom omogočal vpogled v nastanek in evolucijo prvih zvezd in galaksij po velikem poku, zato si obetajo odkritja, ki si jih danes še ne moremo predstavljati.
Medtem naj bi bil do konca leta do več kot polovice zgrajen tudi veliki radijski teleskop – sestavljalo ga bo 66 anten s premerom 7 in 12 metrov – v čilski puščavi Atacama (Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array – ALMA), ki ga skupaj gradita NRAO (Nacionalni radijski astronomski observatorij) in ESO (Evropski južni observatorij).
Prav kmalu, že februarja, naj bi do Mednarodne vesoljske postaje (ISS) poletel Dragon, prvo komercialno tovorno plovilo, torej brez posadke, ki ga je razvilo kalifornijsko podjetje SpaceX. To naj bi bil zgodovinski korak pri komercialnih poletih v vesolje.
V vesolju bo zelo verjetno letos nov pomemben korak naredila tudi Kitajska. Potem ko so lani v zemeljski krožnici uspešno združili vesoljski sondi brez posadke, za letos načrtujejo podobno združitev s posadko.
Prvi uporabni umetni genom?
Sintetski biologi lahko danes zgradijo povsem nov genom iz nič (no, iz posameznih gradnikov, tako kot zidar sezida hišo iz opek), lahko pa tudi spremenijo genetsko sliko posameznega organizma. A do zdaj ni še nihče skušal združiti teh dveh metod. Metode hitrega ustvarjanja nove DNK so že bile uporabljene za stvaritev povsem novega mitohondrijskega genoma. Podjetje Synthetic genomic vaccines namerava tako to metodo uporabljati za proizvodnjo novih cepiv. Nova metoda omogoča biologom, da sestavijo dolge verige DNK, za katere prej sami naredijo načrt na računalniku, hitreje kot kadarkoli prej.
Vendar pa, razen genoma nove bakterije, ki ga je v svojem laboratoriju razvil dr. Craig Venter, še nismo videli stvaritve genoma, ki bi nam lahko kakorkoli pomagal (genom oziroma živo bitje, katerega delovanje bi ta genom urejal). Se bo to zgodilo letos? Bomo v letu 2012 videli stvaritev prvega zares uporabnega umetnega genoma?
