Im Dezember 2016 benannte das Magazin Science den wichtigsten wissenschaftlichen Durchbruch des vergangenen Jahres.


Quelle: ScienceMag / YouTube

Für die Jury steht fest, dass der erste Nachweis der Gravitationswellen(1) den „Breakthrough of the Year“ darstellt. Bereits vor über 100 Jahren, im Jahr 1915, sagte Albert Einstein deren Existenz voraus. Doch erst im Februar 2016 konnte Einsteins Postulat bestätigt werden, und zwar mit Hilfe zweier Observatorien in den USA. Seit dem Nachweis der Gravitationswellen ist es bereits gelungen zwei weitere solcher Ereignisse zu messen. Für das Fachmagazin ist dieser Nachweis auch deswegen ein Durchbruch, weil sich hiermit völlig neue Möglichkeiten zur Erforschung des Universums eröffnen.

Zusätzlich führt Science auch immer die sogenannten „Runners up“ auf, also die neun wissenschaftlichen Errungenschaften des vergangenen Jahres, die ebenfalls für Aufsehen sorgten und von besonders großer Bedeutung sind(2) .

Unter den „Runners up 2016“ finden sich vier Erfolgsmeldungen aus dem Bereich der Lebenswissenschaften. So zum Beispiel die Verlängerung der Lebenszeit von Mäusen durch das Entfernen seneszenter Zellen, also Zellen, die aufgrund unterschiedlicher Faktoren nicht mehr in der Lage sind, sich zu teilen. Dies tritt oft im Zusammenhang mit Alterungsprozessen auf. Die Wissenschaftler veränderten Mäuse genetisch derart, dass sie diese seneszenten Zellen abbauen konnten, anstatt sie anzuhäufen. Die Mäuse, bei denen dieser Abbaumechanismus vorhanden war, lebten durchschnittlich 20 % länger als ihre Artgenossen der Vergleichsgruppe. In einem anderen Experiment zeigte sich zudem, dass die genetisch veränderten Mäuse ein 60 % geringeres Ausmaß an Fettablagerungen in den Arterien aufwiesen, obwohl sie sehr fettreiche Nahrung zu sich nahmen. Inwieweit diese Erkenntnisse auch für Menschen von Relevanz sind, werden weitere Studien zeigen(3) .

Ein weiteres von Science gewürdigtes Projekt mit Bezug zur Medizin ist das Designen von Proteinen am Computer. In letzter Zeit wurden einige Computerprogramme entwickelt, die es Forschern ermöglichen, die räumliche Struktur von Proteinen immer genauer vorherzusagen. Dies ist insofern wichtig, da der genaue Aufbau und die Struktur eines Proteins extrem wichtig für seine korrekte Funktionsweise sind – eine essenzielle Grundlage für die erfolgreiche künstliche Herstellung von Proteinen. 2016 gelang es einem Team sowohl ein Protein zu produzieren, das als Antigen für einen universellen Grippeimpfstoff dienen könnte, als auch eine Proteinhülle, die als Transporter für Arzneistoffe dienen könnte.

Zu den biomedizinischen Runners up zählt ebenfalls ein Erfolg japanischer Forscher, denen es gelungen ist, Eizellen der Maus in vitro herzustellen, zu befruchten und zu einem Embryo heranwachen zu lassen. Die Embryonen wurden anschließend Mäusen eingepflanzt, und ein geringer Anteil entwickelte sich sogar zu fortpflanzungsfähigen Mäusen. Die Wissenschaftler erhoffen sich von ihren Erfolgen neue Erkenntnisse über die Entwicklung von Eizellen und Embryonen bei Säugetieren(4) .

Jury und Leser gleichermaßen wählten zudem einen weiteren wissenschaftlichen Durchbruch mit molekularbiologischem Bezug in die Liste. Ein portables Gerät zur schnellen und günstigen Sequenzierung von DNA und RNA konnte im vergangenen Jahr seine Funktion beeindruckend unter Beweis stellen. Unter anderem wurde das Gerät nämlich auf der Internationalen Raumstation (ISS) erfolgreich eingesetzt(5) .

Somit war 2016 für die biomedizinische Forschung erneut ein spannendes und ergiebiges Wissenschaftsjahr, das wichtige Impulse für weitere Forschungsaktivitäten gesetzt hat.

Neben dem Rückblick auf die wissenschaftlichen Höhepunkte des zurückliegenden Jahres wagen die Autoren auch immer einen Ausblick auf die Trends und Themen der Wissenschaft im kommenden Jahr(6) . Für 2017 sagt Science, wie bereits für das Jahr 2016, eine ethische Debatte zum Experimentieren mit menschlichen Embryonen voraus. Diese Annahme basiert auch auf den Erfolgen, die Forscher in 2016 erzielten. Denn es gelang ihnen, menschliche Embryonen über einen Zeitraum von knapp zwei Wochen außerhalb des Uterus am Leben zu halten. Diese Forschungsarbeiten eröffnen neue Möglichkeiten in der Fertilitätsmedizin; daher ist die Auseinandersetzung mit der ethischen Tragweite sehr wichtig.


Literaturtipps:
(1) http://www.sciencemag.org/news/2016/12/ripples-spacetime-sciences-2016-breakthrough-year
(2) http://www.sciencemag.org/news/2016/12/ai-protein-folding-our-breakthrough-runners
(3) http://jcb.rupress.org/content/192/4/547.long
(4) http://www.sciencemag.org/news/2016/07/mouse-eggs-grown-lab-dish
(5) https://www.nasa.gov/mission_pages/station/research/news/dna_sequencing
(6) http://science.sciencemag.org/content/354/6319/1524