“2010 Breakthrough of the year” er deres smørbrødliste over høydepunktene i året som gikk.
Verdens første kvantemaskin
På førsteplass kommer verden første ”kvantemaskin”, laget av en gruppe fysikere ved University of California, Santa Barbara.
Denne innretningen er like lang som en hårsbredd. Men i denne sammenhengen er det kjempestort. Du ser på en liten stemmegaffel som oppfører seg kvantemekanisk - og altså ikke kan forklares bare med den velkjente klassiske mekanikken i Newtons lover. (Bilde: Aaron D. O’Connell og Andrew N. Cleland/University of California, Santa Barbara)
De klarte å få et knøttlite metallblad – stort nok til å være synlig uten forstørrelsesglass – til å bevege seg i kvanterytme.
Etter å ha kjølt metallet kraftig ned tilførte de akkurat nok energi til å heve energinivået med ett kvant, som fikk metallet til å vibrere.
Dette er første gang at en kvantemekanisk bevegelse har vært produsert i et menneskeskapt objekt.
Kvantemaskinen kaprer førsteplassen fordi den demonstrerer mulighetene for kvantemanipulering, på samme måte som vi i dag manipulerer elektrisitet og lys.
Forskere har satt sammen et syntetisk genom fra en bakterie (Mycoplasma mycoides) som ble transplantert inn i en annen bakterie (Mycoplasma capricolum) der den tok over DNAet og lurte bakterien til å endre proteinproduksjonen og istedet lage proteiner spesifikke for mycoides.
Her vokser to kolonier av bakterien Mycoplasma mycoides. Den blå fargen indikerer at det er det syntetiske genomet som styrer bakteriecellene i kolonien. (Foto: Science/AAAS)
Teknologien kan i framtiden brukes til å produsere biodrivstoff, medisiner eller andre stoffer.
DNA-restene ble tatt fra 38 000 – 44 000 år gamle knokler til tre neandertal-kvinner. I sekvenseringen klarte man å dekode korte bruddstykker av arvematerialet og filtrere ut ”forurensing” fra mikrober.
Svante Pääbo og neandertaler. (Foto: Frank Vinken)
Forskerne endte opp med korte DNA-sekvenser som ble tråklet sammen ved hjelp av datamaskiner. For første gang kan vi nå direkte sammenligne vårt genom med neandertalerne.
Vellykkede tester av to forskjellige medikamenter åpner for nye behandlingsmetoder mot HIV.
En sørafrikansk undersøkelse av skjedekrem med det antiretrovirale stoffet tenofovir viste at risikoen for HIV-smitte hos kvinner ble redusert med 39 prosent.
Internasjonale tester med en anti-HIV pille har vist at den reduserer infeksjon hos menn og transkjønnete kvinner med 43,8 prosent.
Mutasjoner som forårsaker sjeldne, arvelige sykdommer er blitt avdekket gjennom sekvensering av ”eksomer” - DNA-sekvensene som koder for proteiner i et genom.
Annonse
85 prosent av mutasjoner som fører til genetiske sykdommer skjer i eksomene.
Med eksom-sekvensering kan de spesifikke sykdomsgen nå isoleres i løpet av et par uker, i stedet for måneder eller år som tidligere.
Ved hjelp av kraftige datamaskiner har forskere satt ny rekord i å følge atombevegelsene i et protein mens det folder seg.
Å klare å kartlegge alle de komplekse vridningene er ekstremt datakrevende, men en supercomputer som ble kjørt i tre uker klarte å simulere 15 runder av et lite proteins foldinger, over totalt 200 mikrosekunder - mer enn hundre ganger lenger enn tidligere forsøk.
I stedet for å slite med besværlige, teoretiske ligninger har fysikere tatt i bruk ”kvantesimulatorer” (kunstige krystaller og lasernettverk) for å studere overgangen mellom gass, væske og fast stoff.
Laserstråler som treffer superavkjølte rubidium-atomer etterligner effekten ioner har på elektroner. Kvantesimulatorer kan bidra til å løse problemer rundt superkonduktivitet.
Med raskere sekvenseringsmetoder er det blitt mulig å foreta storskala-undersøkelser av nytt og gammelt DNA.
1000 Genomes Project har identifisert 95 prosent av variasjonene i det menneskelige genomet og avdekket 15 millioner genvarianter – og de fleste av disse har aldri vært observert før.
Forskere har klart å omdanne voksne celler til å fungere som stamceller ved hjelp av syntetisk RNA.
Istedet for den tidligere teknikken med å sprøyte inn ekstra genkopier i cellene for å få dem i ”stamcelle-modus”, brukte de syntetiske RNA-molekyler til å omprogrammere cellene.
Den nye teknikken er dobbelt så rask og hundre ganger mer effektiv enn tidligere metoder.
En rekke undersøkelser har nå gjort rottas retur til laboratoriet mer sannsynlig.
Til tross for at rotter er anatomisk mer lik mennesker og generelt enklere å arbeide med enn mus, har de vært mindre brukt i senere år fordi musene er enklere å genmodifisere.
Men framskritt i bioteknologi har gjort det mulig å detaljstyre rottegener i stadig større grad, noe som åpner for såkalte ”knockout-rotter” der spesifikke gener blir deaktivisert.
