Magyar Tudomány, 2005/10 1299. o.

Kitekintés


Realisztikus geodinamó-modell

A Föld belsejének modellezésével foglalkozó kutatók számítási eredményeiket csak a felszínen megfigyelhető jelenségekkel, a Föld mágneses terével vethetik egybe. Különböző feltevéseket tesznek a Föld magjában kavargó olvadt vas viselkedésére. Meglepő módon az eltérő geodinamó-feltételezések nagyjából azonos felszíni mágneses teret adtak ki, nem lehetett dönteni a modellek között.

Japán kutatók a világ egyik legnagyobb számítógépén minden eddiginél realisztikusabb modellszámításokat futtattak. Az Earth Simulator nevű gép új korában világelső volt, ma 4., a kutatók a gép 5120 processzorának mintegy tizedét használva 6500 órát futtatták számításukat. A korábbi modellekben az áramló folyékony vas súrlódásából adódó erőhatás összemérhető volt az elektromos áram keltette erőhatásokkal. Az új számításokban a súrlódás elhanyagolhatónak adódott, ahogy az elmélet szerint lennie is kell.

A modell kiadta a Föld mágneses terének időnkénti pólusváltását is. A modell további finomítása, még reálisabb bemenő adatok felhasználása elvezethet a földmag viselkedésének, a mélybeni "időjárásnak" az előrejelzéséhez is. Remélhetően választ kaphatunk arra a kérdésre, hogy a mágneses tér erősségének az utóbbi százhetven évben tapasztalt 10 %-os gyengülése egy közelgő pólusváltás előjele-e. A Föld múltjában átlagosan százezer éveként következett be egy pólusváltás, a legutóbbi óta viszont már 780 ezer év telt el.

X: Threshold Crossed on the Way to a Geodynamo in a Computer. Science. 15 July 2005, 309, 364-365.

Takahashi, Futoshi - Matsushima, Masaki - Honkura, Yoshimori: Simulations of a Quasi-Taylor State Geomagnetic Field Including Polarity Reversals on the Earth Simulator. Science. 15 July 2005, 309, 459-461.

J. L.


Áttörés a prímszámok elméletében

Milyen sűrűn követik egymást a prímszámok? A csak eggyel és önmagukkal osztható pozitív egész számok (2, 3, 5, 7, 11...) egyre ritkábban fordulnak elő, ahogy a számok nőnek. Átlagosan egy nagy p prímszám és a következő prímszám közötti távolság p természetes logaritmusával (log p) egyezik meg, de két prímszám tényleges távolsága erősen eltérhet ettől az átlagértéktől. Már korábban bebizonyították, hogy két szomszédos prímszám közti különbség log p-hez viszonyított értékének nincs felső határa. Dan Goldston amerikai és Cem Yildirim török matematikus 2003-ban arra adott bizonyítást, hogy a számok növekedésével log p-hez viszonyítva a lehető legkisebb eltérés egyre csökken. A nagy áttörésnek tekintett bizonyításról hamar bebizonyosodott, hogy hibás. A hibátlan és az eredetinél sokkal egyszerűbb bizonyítás idén született meg Pintz János (Rényi Alfréd Matematikai Kutatóintézet) felismerésének köszönhetően. Goldston, Yildirim és Pintz cikke a www. arxiv.org preprint szerveren olvasható. Az eredmény segíthet az ikerprímekre vonatkozó sejtés igazolásában, miszerint végtelen sok olyan prímszám található, amelyek között 2 a távolság (például 3 és 5, 5 és 7, 11 és 13).

Cipra, Barry: Third Times Proves Charm for Prime-Gap Theorem. Science. 27 May 2005, 308, 238.

J. L.


A hidrogén-gazdaság jótékony hatásai

Egyértelmű, hogy a légszennyezés csökkenni fog, és egészségünk javul majd, ha az autók hidrogén üzemanyaggal közlekednek. Nem mindegy azonban, hogyan állítják elő a hidrogént. Amerikai kutatók modelljükben az USA összes járművét hidrogén-üzemanyagcellákra vagy benzin (gáz)-elektromos hibrid üzemre állították át. A hidrogén üzemanyag gyártásánál földgázból való előállítással, szélerőmű áramára alapozott elektrolízissel és szén elgázosításával számoltak. A legtöbb haszon abból származik, hogy megszűnik az autók mostani szennyezőanyag-kibocsátása. Az egészségre legnagyobb hatást a szélerőműre vagy a földgázra alapozott hidrogéngyártás bevezetése jelentené, évi 3700-6400 fő csökkenés lenne várható a halálozásban az USA-ban. A légkör a szélenergiát felhasználó hidrogénelőállításból nyerne legtöbbet. A szénből való hidrogéngyártás is javítana az egészségügyi helyzeten, de a benzin(gáz)-elektromos hibrideknél nagyobb károkat okozna a légkörben. A szélenergiával előállított hidrogén hajtóanyag valós költsége az amerikai benzináraknál kisebb lehet. (A kézirat tavaly decemberben, jóval a mostani olajáremelkedés előtt készült!)

Jacobson, Mark Z. - Coletta, W. G. - Golden, D. M.: Cleaning the Air and Impoving Health with Hydrogen Fuel-Cell Vehicles. Science. 24 June 2005, 308, 1901-1905.

J. L.


Óvatosan az őssejtekkel!

Az őssejtek, legalábbis az egerek őssejtjei, laboratóriumi körülmények között rendkívül érzékenyek, és DNS-láncukban könnyen alakulnak ki olyan genetikai változások, amelyek szerepet játszhatnak a sejtek rákos elfajulásában. Amerikai kutatók állítják ezt (Johns Hopkins University School of Medicine, Baltimore), és egyben felhívják a figyelmet arra, hogy a jövőben óvatosabbnak kell lenni az igen reményteljesnek tartott emberi őssejt-terápiával kapcsolatban. Szerintük szükséges, hogy az emberi klinikai vizsgálatok megkezdése előtt a kutatók jobban megértsék azokat a folyamatokat, amelyek laboratóriumi körülmények között az őssejtek tenyésztésekor lejátszódnak. "Úgy tűnik, a sejtkultúrákban valami olyan dolog történik, ami a genetikai útvonalakban változásokat idéz elő, de ezektől a folyamatoktól az élő szervezet valamiképpen megvédi az őssejteket. Nem tudjuk, hogy in vitro miért olyan érzékenyek a mutációkra" - nyilatkozta a New Scientist Online-nak szeptember 5-én a kutatásokat vezető Aravinda Chakravarti. A vizsgálatok során többféle őssejtvonalban többféle jelentős genetikai változást figyeltek meg, ha hosszú ideig tenyésztették a sejteket, és többször "passzálták", többször átoltották őket. A kutatók szerint a jövőben mindenképpen meg kell határozni, hogy mennyi ideig tárolhatók és tenyészthetők az őssejtek laboratóriumban, és valószínűleg pontosan szabályozni kell ezeket a körülményeket ahhoz, hogy embereket őssejtterápiában lehessen részesíteni. Sőt, Chakravarti szerint érdemesebb lenne fiatalabb őssejtekkel kísérletezni, illetve genetikai vizsgálatoknak alávetni azokat a sejtvonalakat, amelyeket később terápiás célokra kívánnak használni. Az eredmények valószínűleg nagy vitákat fognak elindítani, hiszen korábbi, emberi őssejteken végzett vizsgálatok genetikailag igen stabilnak találták a most változékonynak ítélt DNS-régiókat.

Mint ahogy manapság gyakran hallani, az őssejtterápiát a sejtpusztulással járó betegségek - például 1-es típusú cukorbaj, Parkinson-, illetve Alzheimer-kór, szív- és érrendszeri katasztrófák - kezelésében tartják sokan igen ígéretesnek, azt remélve, hogy a szervezetbe bejuttatott őssejtek a megfelelő típusú sejtté alakulva, illetve a saját regeneráció megindításával pótolják a különböző szervek elhalt sejtjeit.

Nature Genetics (DOI: 10.1038/ng1631)

G. J.


A placebo nem csupán placebo

A hatóanyag nélküli placebo tabletták valóságos hatást fejtenek ki az agyra, legalábbis ami a fájdalom csökkentését illeti. Serkentik ugyanis az agyban termelődő belső ópiát-szerű fájdalomcsillapító anyagok, az ún. endorfinok termelődését.

A Michigan Egyetem kutatói Jon-Kar Zubieta vezetésével egészséges önkéntes férfiakon végezték kísérleteiket. A huszonéves fiatalembereknek azt mondták, hogy egy fájdalomcsillapító szer kipróbálásáról van szó, és a tudósok arra kíváncsiak, hogy az új anyag hatékony-e vagy sem.

A fájdalmat az állkapcsukba juttatott infúzió segítségével váltották ki, és a kísérleti személyeknek tizenöt másodpercenként egy százas skálán kellett értékelniük a fájdalom intenzitását. A közölt értékek alapján - annak érdekében, hogy állandó fájdalomszintet tartsanak fenn, és kiegyenlítsék a szervezet belső fájdalomcsillapító rendszerének hatását, a kutatók csökkentették vagy növelték az infúzió mennyiségét. Erről persze a részvevők egyáltalán nem tudtak.

A fájdalomcsillapítónak mondott oldat valójában sós víz volt, amelynek elfogyasztása után valamennyi kísérleti személy a tünet enyhüléséről számolt be. A kutatók azonban ennél nagyobb objetivitásra törekedtek. Pozitronemissziós tomográfiás képalkotó eljárással felvételeket készítettek az agyról: egyet azonnal a kísérlet megkezdésekor, egyet az infúzió bekötése után, egyet pedig a placebo megivása után. A kísérletekben nyomjelző radioaktív izotópot is használtak, mégpedig egy olyan anyagot, amely az agyban ugyanazokhoz a fogadóhelyekhez kötődik, amelyet a belső ópiátok is használnak a fájdalomcsillapító hatás kifejtéséhez. Így tudták megállapítani, hogy a placebo hatására az agy növeli az endorfinok termelését. Zubieta a New Scientist című lapnak így nyilatkozott: a placebo felerősíti a szervezet túlélést segítő, fájdalomcsillapító folyamatait.

Arra azonban, hogy ezt hogyan és miért teszi, nem tudott magyarázattal szolgálni. A kísérletek azonban azt bizonyítják, hogy a placebohatás nem csupán a gyógyulásba vagy a gyógyszerekbe vetett hittel, hanem valós élettani folyamatokkal magyarázható.

New Scientist. 187, 2514, 12.

Zubieta, Jon-Kar et al.: Placebo Effects Mediated by Endogenous Opioid Activity on µ-Opioid Receptors. Journal of Neuroscience. 25 Aug., 7754-7762., doi:10.1523

G. J.


SARS vírus - denevérekben

Hongkongi kutatók denevérekben olyan vírust találtak, amely közeli rokona az atípusos tüdőgyulladást (SARS) kiváltó kórokozónak. A Susanna Lau által vezetett munkacsoport megállapította, hogy az eddig ismeretlen koronavírus 40 százalékos azonosságot mutat az emberi SARS koronavírussal, és feltehetően a denevérek SARS betegségét okozza. A kutatók azért tulajdonítanak nagy jelentőséget a felismerésnek, mert Kína és Malajzia bizonyos részein a denevérhús igazi csemegének számít, sőt székletüket felhasználják egyes tradicionális kínai gyógyszerek készítésénél. Az emberi atípusos tüdőgyulladásról pedig még 2003-ban kiderítették, hogy egy állatról emberre átkerült vírus okozza. A denevérekről egyébként régóta tudni, hogy fontos "reservoir"-jai számos olyan állati vírusnak, amelyek képesek "átugrani" az emberre, azaz emberi betegséget okozó formává alakulni.

A kísérletek során 59 denevért vizsgáltak meg: 39 százalékukban kimutatták a vírust, míg 67-84 százalékukról kiderült - ez az eredmény az alkalmazott teszttől függött -, hogy már találkoztak a vírussal.

A kutatók most azt vizsgálják, hogy a kórokozó betegséget okozó képességei mennyire erősek, illetve hogy képes-e más fajok megfertőzésére.

A SARS járvány 2003 elején tört ki Kínában, a világon közel 8100 beteget regisztráltak, a kór a világon 774 ember halálát okozta. Mivel a járvány bármikor ismét felütheti a fejét, a hatékony védekezés és terápia érdekében fontos lenne tudni, hogy a kórokozó milyen állatról, hogyan kerül át az emberre. Bár a most felfedezett vírus nem mutat olyan erős hasonlóságot az emberi kórokozóval, mint a cibetmacskákban korábban felfedezett vírus, a folyamat megértésében fontos láncszem lehet.

Medline Plus. 09. 09.

G. J.


Fejlődik az emberi agy

Az emberi agy evolúciója még mindig tart - írják a szeptember 9-i Science-ben a Chicago Egyetem kutatói. A Bruce T. Lahn genetikus vezette munkacsoport vizsgálataiban két olyan génre koncentrált, amelyek hibája esetén ún. mikrokefália következik be, azaz rendellenesen kis méretű agy fejlődik ki. Korábbi vizsgálatok azt mutatták, hogy a csimpánz és az ember evolúciós fejlődésének szétválása után ezeknek a géneknek - microcephalin és ASPM - az evolúciója nagyon felgyorsult, ami arra enged következtetni, hogy szerepet játszhatnak az emberi agy lenyűgöző méretének kialakulásában. A kutatók nyolcvanhét, a világ minden részéről származó, etnikailag különböző ember génjeit elemezték. Megállapították, hogy mindkét vizsgált génnek sokféle variánsa létezik, azonban egy bizonyos változat a többinél sokkal gyakrabban fordul elő, ami nem lehet a véletlen műve, és azt jelzi, hogy a természetes szelekció még mindig nem állt meg. A microcephalin variáns kb. 37 ezer évvel ezelőtt, míg az ASPM változat kb. 5800 évvel ezelőtt bukkanhatott fel - állítják a kutatók. Lahn szerint ha az emberi faj még egymillió évig fennmarad, agyának szerkezete erősen eltér majd a mai ember agyától. Ugyanakkor hangsúlyozza: természetesen ez a két gén korántsem mond el mindent az agy evolúciójáról, hiszen biztosan nem ismerünk még számos olyan gént, amelyek szerepet játszanak az agy méretének, fejlődésének alakulásában.

Science. 309, 1662-1663.

G. J.

Jéki László - Gimes Júlia


<-- Vissza a 2005/10 szám tartalomjegyzékére