Altijd in december sluit het wetenschappelijk tijdschrift Science het jaar af door de Breaktrough of the Year te kiezen. Lees hier de top tien.

In 2017 zijn er weer een hoop bijzondere ontdekkingen gedaan, maar er kan er maar één de meest spraakmakende zijn. En die titel gaat volgens Science-redacteuren dit jaar naar… de detectie van twee botsende neutronensterren. Dit jaar zijn namelijk voor het eerst zwaartekrachtsgolven én licht waargenomen van een botsing tussen twee neutronensterren. Een neutronenster is het eindstadium van een ster en is dus wat overblijft na een supernova-explosie.

De ontdekking is gedaan door de twee identieke LIGO-detectoren in de VS, de Virgo-detector in Italië en nog zeventig andere telescopen op aarde en in de ruimte. De botsende neutronensterren

Maar er zijn nog meer baanbrekende onderzoeken gedaan dit jaar, en dit waren – in willekeurige volgorde – de runners-ups.

Verlegen deeltjes

Dit jaar spotten natuurkundigen een van de meest ongrijpbare subatomaire deeltjes, neutrino’s, terwijl ze tegen atoomkernen aan ketsten. Nog opmerkelijker was dat ze het verstrooiingseffect niet zagen met een gigantische detector die duizenden tonnen weegt, maar met een apparaat ter grootte van een melkpak.

Mismatch

Ook baanbrekend dit jaar is een nieuwe manier van kanker behandelen. Dit medicijn, pembrolizumab genaamd, doodt tumoren niet op orgaanniveau, maar op het niveau van DNA. Het medicijn, dat al is goedgekeurd voor de behandeling van melanomen en andere tumortypen, kan nu worden voorgeschreven voor elke tumor bij kinderen of volwassenen. Maar dan wel op één voorwaarde: de kankercellen moeten een gendefect hebben genaamd mismatch repair deficiency.

Dit betekent dat cellen mutaties in genen moeten hebben die verantwoordelijk zijn voor het repareren van het DNA. En dan maakt het niet uit of de cellen ongeremd gaan groeien in de alvleesklier, de dikke darm, de schildklier of een van de tientallen andere weefsels in het lichaam.

Aapjes kijken

Na 90 jaar is er dit jaar eindelijk weer een nieuwe levende mensachtige apensoort ontdekt: Pongo tapanuliensis, oftewel de tapanuli. Deze mensaap is de derde orang-oetansoort. Reden voor een feestje! Helaas maakte het feestje snel plek voor veel zorgen, want er is slechts een kleine tapanulipopulatie gespot. Dat maakt de orang-oetans extra kwetsbaar, vooral door de jacht van mensen op de dieren. En hun leefgebied – een oerwoud op het Indonesische eiland Sumatra – wordt momenteel bedreigd door ontbossing.

Manuscripten

Ken je de pre-printsite arXiv.org? Daarop kunnen wiskundigen, natuurkundigen en nog meer onderzoekers uit de exacte wetenschappen vooruitgaven van wetenschappelijke artikelen (preprints) zetten. De artikelen zijn dan nog niet onderworpen aan toetsingen, wat een nadeel is. Wel handig aan deze website is dat alle artikelen gratis toegankelijk zijn. En voor wetenschappers is het fijn, omdat het onderzoek snel wordt gepubliceerd, in plaats van dat ze maanden moeten wachten op een peerreview.

Allemaal leuk en aardig, maar wat is het nieuws? Nou, biologen stonden een beetje lullig langs de zijlijn, want zij konden nog geen artikelen plaatsen op arXiv. Tot nu, want sinds dit jaar is de site bioRxiv.org online. Een site enkel en alleen voor biologen om daar hun manuscripten op te zetten.

Coole microscopie

Een ander onderzoek – of eerder techniek – dat volgens Science als baanbrekend mag worden genoemd, is dit jaar ook opgemerkt door het Nobelprijscomité. De techniek, cryo-elektron microscopie, heeft namelijk de Nobelprijs voor de scheikunde gekregen. Cryo-elektron microscopie is een methode om – met behulp van een elektronenmicroscoop – bevroren, gehydrateerde samples in beeld te brengen bij extreem lage temperaturen.

Om bepaalde processen te begrijpen, is het namelijk cruciaal dat ze worden gevisualiseerd. Foto’s kunnen dat bijvoorbeeld, maar van biochemische processen kun je maar moeilijk beelden schieten. Daar zijn geavanceerdere technieken voor nodig. Cryo-elektron microscopie is daar bij uitstek wel geschikt voor.

Diepere wortels

Door de vondst van een schedel in een grot in Marokko moet de geschiedenis van de mens (alweer) worden herschreven. De schedel was in 1961 al ontdekt door mijnwerkers, maar is lange tijd over het, eh, hoofd gezien. Lange tijd dachten onderzoekers dat de schedel tot een Afrikaanse Neanderthaler behoorde, omdat hij kenmerken vertoonde die in Neanderthalers worden gevonden.

Maar het fossiel had ook modernere trekken. Reden voor een team onderzoekers om terug te keren naar de grot. Daar namen ze samples van het sediment van de laag waarin het fossiel was gevonden, en troffen nog meer botresten aan die ze onderzochten. Wat bleek? De resten behoorden toch tot de Homo sapiens. Daarnaast wisten de wetenschappers de fossielen te dateren. Ze zijn ongeveer 280 tot 350 duizend jaar oud. Dat is honderdduizend jaar eerder dan de tot dan toe oudste bekende Homo sapiens.

Gen(iale) therapie

Dankzij een nieuwe vorm van gentherapie zijn wetenschappers erin geslaagd het leven te redden van baby’s met een fatale, erfelijke neuromusculaire ziekte. Normaal gesproken worden deze kindjes niet ouder dan twee. Hoe ze dit voor elkaar hebben gekregen? Door een missend gen toe te voegen aan ruggenmergzenuwcellen. Dat deden de onderzoekers met een onschadelijk gemaakt virus. Dit adeno-associated virus (AAV) wordt vaker ingezet bij gentherapie om een gen bij een bepaalde lichaamscel te krijgen.

Ice, ice baby

In augustus dit jaar zijn wetenschappers erin geslaagd om Antarctisch ijs te herstellen dat 2,7 miljoen (!) jaar geleden is bevroren. Dat is 1,7 miljoen jaar ouder dan alle voorgaande ijsmonsters. Opmerkelijk aan de sample was dat de bubbels in de ijskern broeikasgassen bevatten uit de atmosfeer van de aarde.

De ijskern onthulde dat koolstofdioxidegehaltes op dat moment (dus 2,7 miljoen jaar geleden) minder dan 300 parts per million (ppm) waren – dat is minder dan het huidige niveau van 400 ppm. Het bevestigt klimaatmodellen die voorspellen dat zulke lage concentraties nodig waren om de planeet in een ijstijd over te laten gaan.

Puntjes

Meer dan 60.000 genetische afwijkingen zijn geassocieerd met ziektes in de mens, en bijna 35.000 daarvan worden veroorzaakt door minieme fouten in dat gen: puntmutaties. Deze puntmutaties kunnen met een nieuwe techniek, base editing genoemd (een vorm van CRISPR), worden gecorrigeerd in het DNA.

Dit jaar is er al zo’n ‘DNA-operatie’ uitgevoerd op menselijke embryo’s met de erfelijk bloedziekte bèta-thalassemie. Door het gemuteerde gen te corrigeren, verdween de ziekte. Het gaat hier natuurlijk wel om een controversieel onderzoek, aangezien het in veel landen verboden is om experimenten op humane embryo’s te doen.

Bron: Science

Lees ook: De 10 baanbrekende onderzoeken van 2016

Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Bestel dan hier ons nieuwste nummer. Abonnee worden? Dat kan hier!