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News: Die Science-Top-Ten des Jahres 2000

Das Ende des Jahres naht. Wie immer zu dieser Zeit richtet sich der Blick nicht nur nach vorn, sondern auch auf die vergangenen zwölf Monate. Und allerorten fragt man sich: Was war eigentlich das wichtigste Ereignis in diesem Jahr 2000 - in der Politik, der Wirtschaft, der Gesellschaft, bis hin zum eigenen persönlichen Leben? Für die Wissenschaft fasst die Science-Redaktion alljährlich bahnbrechende Erkenntnisse zusammen. Auf Platz eins steht unangefochten die Genomforschung, die schon 1999 auf Platz zwei landete.
Das Wettrennen um die Entzifferung des menschlichen Genoms beherrschte im letzten Jahr die Schlagzeilen, bis Wissenschaftler sowohl des Humangenomprojekts als auch von Celera Genomics am 26. Juni 2000 ihre jeweiligen ersten Rohfassungen unseres Erbgutes vorstellten. Die Version des Humangenomprojekts bestand dabei aus überlappenden DNA-Stücken, die etwa 97 Prozent des gesamten Genoms abdeckten, wobei die Forscher von 85 Prozent der Fragmente auch bereits die Basenabfolge bestimmt hatten. Bis 2003 wollen sie auch die letzten Lücken soweit wie möglich schließen, sodass dann die Sequenz mit einer Genauigkeit von 99,99 Prozent vorliegen soll.

Aber das Jahr 2000 war nicht nur das Jahr des menschlichen Genoms. Für zahlreiche weitere Organismen konnten Forscher die Erbinformation entziffern. Zu ihnen zählt die Taufliege (Drosophila melanogaster), ein beliebtes Forschungsobjekt in der Genetik. Und auch die Botaniker konnten sich freuen: Die Ackerschmalwand (Arabidopsis thaliana) enthüllte nun endgültig die Buchstabenfolge ihres Genoms. Und im nächstes Jahr stehen weitere Projekte kurz vor dem Abschluss, zu denen die Erbinformationen der Maus, der Ratte und des Zebrafisches gehören.

Auch im Bereich der Krankheitserreger konnten Wissenschaftler einige Fortschritte verzeichnen. So entzifferten sie unter anderem die Genome von Vibrio cholerae, des Cholera auslösenden Bakteriums, und von Neisseria meningitidis, das eine bakterielle Hirnhautentzündung verursachen kann.

Die entzifferte Buchstabenfolge im "Bauplan" der verschiedenen Organismen ist jedoch nur der erste Schritt. Die Herausforderung der nächsten Jahre ist, die Informationen auch zu entschlüsseln – wo liegen welche Gene, wie werden sie reguliert, für welche Proteine codieren sie. Und damit einher gehen eine ganze Reihe ethischer und sozialkritischer Fragen, die sich nicht allein den Wissenschaftlern stellen, sondern der gesamten Gesellschaft.

Auf den weiteren Plätzen folgen ohne besondere Reihenfolge:

  • Die RNA und das Ribosom

    • Wie schon im Jahr 1999 ist auch das Ribosom im Jahr 2000 wieder unter den Preisträgern. Hochaufgelöste Bilder der Proteinfabrik in der Zelle offenbarten unter anderem, dass sich die kleine Untereinheit relativ zur größeren bewegt, um das stetige Aneinanderhängen der einzelnen Proteinbausteine zu ermöglichen. Außerdem stellten Forscher fest, dass die ribosomale RNA selbst wie ein Enzym funktioniert, indem sie die Bindung zwischen den einzelnen Aminosäuren katalysiert. Wenn es die RNA also auch alleine kann – war sie dann womöglich das erste Molekül des Lebens? Denn auch andere Untersuchungen untermauerten, dass es sich bei der RNA um sehr ein sehr ursprüngliches Molekül handelt. Weiterhin entdeckten Forscher verschiedene Mechanismen in der Zelle, mit der sie sich gegen die Herstellung funktionsuntüchtiger Proteine wehrt.

  • Die ersten Europäer

    • Schon im Sommer 1999 stolperten Forscher des Römisch-Germanischen Zentralmuseums in Mainz und ihre Kollegen bei Ausgrabungen im georgischen Dmanisi über etwa 1,7 Millionen Jahre alte Schädelreste. Die Funde, welche die Wissenschaftler im Mai 2000 veröffentlichten, sind die ältesten Nachweise von Frühmenschen außerhalb Afrikas, die eindeutig Merkmale des afrikanischen Frühmenschen Homo ergaster aufweisen, der erst relativ kurz zuvor entstanden war, und aus dem sich Homo erectus ableitet. Einige recht einfache Werkzeuge deuten außerdem darauf hin, dass einige unserer Vorfahren ihr Herkunftsgebiet womöglich viel früher verlassen haben als bisher angenommen – bereits vor der Erfindung der Handaxt.

  • Kunststoffe unter Strom

    • Ganz im Einklang mit dem Nobelpreiskomitee würdigt auch die Science-Redaktion die wissenschaftlichen Fortschritte im Bereich elektrisch leitender Kunststoffe. Solche Materialien mit Halbleitereigenschaften öffnen viele neue Wege für die Informationstechnologie und neue Produkte aus organischen Ausgangsstoffen, von Lasern bis zu winzigen Computer-Bauteilen.

  • Aus alt mach neu

    • Mit einer ganzen Reihe von Experimenten konnten Forscher im Jahr 2000 untermauern, dass das Schicksal einer Zelle nicht unwiederruflich ist. So konnten sie zahlreiche ausdifferenzierte Zellen dazu bringen, ihre Vergangenheit zu vergessen und sich zu anderen Zelltypen zu entwickeln. Insbesondere Knochenmarkszellen erwiesen sich als sehr variabel: Sie akzeptierten verschiedene Organe – von Leber bis Gehirn – als neue Heimat, in der sie sich eingliederten und neue Aufgaben übernahmen. Auch im Bereich geklonter Tiere konnten Wissenschaftler wichtige neue Erkenntnisse gewinnen. Beispielsweise gelang es ihnen, aus Hautzellen Schweine zu klonen. Befürchtungen, dass geklonte Tiere eine kürzere Lebensspanne haben, konnten andere Ergebnisse nun endgültig zerstreuen: Gleich drei Forschergruppen stellten fest, dass die Schutzkappen der Chromosomenenden genauso lang beziehungsweise sogar länger als die ihrer nicht geklonten Artgenossen sind. Diese so genannten Telomere verkürzen sich normalerweise bei jeder Zellteilung und legen die Lebensspanne einer Zelle fest.

  • Wasser überall

    • In unserem Sonnensystem wurde es so richtig feucht in den letzten Monaten. Wasser auf dem Mars ist schon seit Jahrzehnten ein beliebtes Thema, doch nun lieferte die Mars Orbiter Camera einige Hinweise präsentieren, die das Vorkommen des kostbaren Nass auf unserem Nachbarplaneten sehr unterstützen. Ein weiterer Kandidakt für das feuchte Elements ist der Jupitermond Europa. Als die Raumsonde Galileo das Magnetfeld und die zerfurchte Oberfläche des Trabanten genauer unter die Lupe nahm, häuften sich die Hinweise, dass unter der unwirtlichen Eisbedeckung ein salziger Ozean lauert.

  • Für ewig flach

    • Gespannt erwarteten Wissenschaftler weltweit die Ergebnisse eines ballongestützten Teleskops namens BOOMERANG. Es sollte ihnen endlich Antwort geben auf die Frage: Ist das Universum flach? Oder ist es doch gekrümmt? Die analysierten Daten geben nun die Antwort: Es ist flach, und es wird sich immer weiter ausdehnen, auch wenn es dabei stetig langsamer wird. Das unterstützen auch die Ergebnisse des unabhängig von BOOMERANG durchgeführten Ballon-Experiments MAXIMA. Aber es gab nicht nur Antworten – neue Fragen erwarten die Forscher. Denn die Daten zeigen auch, dass die Kosmologen einige grundlegende Annahmen zur Verteilung von normaler und dunkler Materie noch einmal überdenken müssen.

  • Nukleäre Hormonrezeptoren

    • Nukleäre Rezeptoren sind eine große Familie von Transkriptionsfaktoren, die Gene an- oder abschalten, indem sie bestimmte Stoffe wie beispielsweise Hormone binden. Im Jahr 2000 konnten Wissenschaftler wichtige Erkenntnisse gewinnen, wie diese Rezeptoren am Cholesterin- und Fettstoffwechsel beteiligt sind. Außerdem entdeckten sie neue Gene als Ziele für Behandlungsmethoden und mögliche Verbindungen als Grundlage für Medikamente, mit denen die Signalübertragung der Rezeptoren gehemmt oder verstärkt werden kann.

  • Rendezvous mit einem Asteroiden

    • Die Raumsonde NEAR offenbarte uns jede kleinste Einzelheit auf der kargen Oberfläche des Asteroiden Eros. Dabei stellten Wissenschaftler fest, dass der Gesteinsbrocken Anteile der ursprünglichsten Materie des Sonnensystems enthält. Er und seinesgleichen könnten somit die Quellen der am häufigsten auftretenden Meteoriten sein, die auf unsere Erde niedergehen. Über deren Herkunft haben Astronomen lange gerätselt.

  • Die Rätsel der Quantenwelt

    • Bisher klang alles immer so einfach: In der Welt der großen Dinge regieren die Gesetze der klassichen Mechanik, in der Welt der kleinen Dinge die der Quantenmechanik. Weit gefehlt, berichteten Forscher im März 2000. Sie hatten in einem Experiment einen Strom in einer supraleitenden Schlaufe dazu gebracht, gleichzeitig mit und gegen den Uhrzeigersinn zu fließen. Auch ein anderes Ergebnis löste ratloses Kopfschütteln aus. Bisher waren Forscher davon ausgegangen, dass Quantencomputer nur bei Verschränkung der Quantenobjekte funktionieren. Im Januar 2000 mussten sie diese Annahme über Bord werfen.

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    • Quellen
    Science

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