Het genoom en nog wat

Natuurlijk is het bepalen van genoom-volgordes door Science uitgeroepen tot de belangrijkste wetenschappelijke doorbraak van het jaar 2000. Was bij de meercelligen vorig jaar alleen nog maar de genetische code van het minuscule wormpje C. elegans in ruwe vorm blootgelegd, dit jaar kwamen daar kladversies bij van het fruitvliegje, de mens en – deze maand nog – de zandraket. Ook een aantal bacteriën is `gesequenced' en de basenvolgordes van het DNA van de muis, rat, zebravis en kogelvis komen er aan. Deze explosie van genetische kennis zal onze visie op ziekte en gezondheid, en op evolutie, vergaand beïnvloeden. Zó veelvuldig is (en wordt) over de genetische revolutie geschreven, dat spektakel elders in de wetenschap wel eens aandacht tekort komt.

Richten we ons dus op de overige doorbraken uit de Science top-10. Runner up is de bepaling van de driedimensionale structuur van het ribosoom, de `eiwitfabriek' van de cel. Duidelijk werd dat het actieve deel uit RNA bestaat, een macromolecuul dat zichzelf kan repliceren en volgens de laatste inzichten aan de wieg heeft gestaan van het leven.

De overige acht ontdekkingen, zonder rangorde:

Out of Africa. In Dmanisi, 85 kilometer ten zuiden van de Georgische hoofdstad Tbilisi, doken dit jaar fossiele schedels op met een leeftijd van 1,7 miljoen jaar. Het zijn de oudste voorlopers van de mens die ooit buiten Afrika zijn gevonden. Consequentie is dat Homo erectus al kort na zijn ontstaan in Afrika moet zijn uitgezworven.

Plastic elektronica. Niet alleen kregen de ontdekkers van geleidende plastics dit jaar de Nobelprijs voor de Scheikunde, ook werden er forse stappen gezet richting oprolbare displays die zijn uitgerust met plastic elektronica. Zo bouwden onderzoekers op dun buigzaam plastic een elektronische schakeling met 864 organische transistoren. Ook werd in 2000 een organische laser gemaakt die licht uitzendt zodra de stof tetraceen wordt geïnjecteerd met elektronen. En Philips kwam met een display waarbij iedere pixel werd aangestuurd door een plastic transistor.

Stamcellen. Het werk aan stamcellen, nummer 1 in de Science top-10 van 1999, leidde ook dit jaar tot belangrijke resultaten. Amerikaanse onderzoekers slaagden erin embryonale stamcellen onder invloed van groeifactoren zich te laten ontwikkelen tot verschillende celtypen. Zelfs bleken stamcellen uit het beenmerg van een volwassen mens na transplantatie nog herprogrammeerbaar tot levercellen.

Water in het zonnestelsel. De discussie over water (en leven) op Mars werd in juni nieuw leven ingeblazen dankzij ongekend gedetailleerde foto's van de Mars Global Surveyor. Geulen en afgebrokkeld puin in geologisch jonge ravijnwanden en kraterhellingen zouden erop wijzen dat de afgelopen miljoen jaar op de Rode Planeet erupties van water hebben plaatsgevonden. Daarnaast wezen magnetische metingen van de ruimtesonde Galileo uit dat de Jupitermaan Europa onder zijn zwaar gefragmenteerde en vervormde ijskorst over zijn hele oppervlak een laag zout water heeft.

Kosmische achtergrondstraling. Uit metingen van de kosmische achtergrondstraling (een overblijfsel van de Oerknal die zo'n 15 miljard jaar geleden het heelal in gang zette) blijkt tot in detail in welk type heelal we leven en hoe het allemaal is begonnen. Boomerang en Maxima, twee ballonexperimenten, wezen dit jaar uit dat we in een vlak heelal leven, in een vierdimensionale tijdruimte die (op grote schaal) niet gekromd is. Maar de inflatietheorie, die zegt dat het nog zeer prille heelal een korte periode van ongekende uitdijing onderging, behoeft aanpassing.

Hormoonreceptors. Deze celstructuren sturen het metabolisme van cholestorol en spelen een rol in de productie van vetzuur.

Rendez vous met Eros. Nadat het twee jaar geleden zijn doel per ongeluk voorbijschoot, draait het ruimtevoertuig Near Shoemaker in de herkansing nu alweer de nodige maanden rondjes om de planetoïde Eros, 34 kilometer groot. Vijf instrumenten hebben een schat aan gegevens naar de aarde gezonden. Eros, vrijwel zeker een fragment dat ooit is afgebroken van een grotere planetoïde, is bezaaid met rotsblokken en vertoont vele inslagkraters.

Quantumsuperpositie. De quantumwereld zit vol bizarre verschijnselen en dit jaar manifesteerden die zich ook in de macrowereld. Onderzoekers in New York en Delft slaagden erin in een aluminium ringetje van enkele tienden van een millimeter een stroompje op te wekken dat tegelijk linksom en rechtsom liep. Een volgende stap zou zijn deze samengestelde toestand toe te passen in een quantumcomputer.

Behalve deze successen wees de redactie van Science ook twee dieptepunten aan. `Disappearing Discovery of the Year' was de Archaeoraptor, in november 1999 nog met veel tam tam in National Geographic gepresenteerd als de `missing link' tussen vogel en dinosaurus. Later bleek het fossiel, afkomstig uit de Chinese provincie Liaoning, een samenvoeging van twee fossielen: een primitieve vogel en een dinosaurus.

`Meltdown of the Year' was de zaak Wen Ho Lee. Deze fysicus van Chinese komaf werkte als wapenexpert in Los Alamos en werd beschuldigd van het doorspelen van ultrageheime gegeven over de W-88 (een miniatuur kernkop) naar de Chinese Volksrepubliek. Na 278 dagen van eenzame opsluiting werden zo goed als alle aanklachten ingetrokken. Intussen maakten scherpere veiligheidsmaatregelen het werk in wapenlaboratoria er niet prettiger op en zitten andere wetenschappers met een Chinese achtergrond met de vraag of ook zij zo makkelijk tot verdachte kunnen worden bestempeld.

Science. Weekblad van de American Association for the Advancement of Science. 22 december 2000. Zie www.sciencemag.org.

    • Dirk van Delft