I successi e traguardi scientifici del 2010: la top ten

Come tradizione, in uno dei suoi ultimi numeri dell’anno la rivista Science pubblica un elenco di quelli che secondo i suoi redattori sarebbero i 10 principali successi del 2010.

La prima macchina quantistica: “Il Successo dell’anno è costituito dalla prima dimostrazione di effetti quantistici nel moto di un oggetto creato dall’uomo”, ha affermato Adrian Cho, uno dei redattori diScience, che ha partecipato alla stesura dell’elenco. “A livello concettuale il risultato è favoloso poiché estende a tutto un nuovo ambito di realtà la meccanica quantistica. A livello pratico, apre uno spettro di possibilità, da nuovi esperimenti per il controllo quantistico, della luce delle correnti elettriche e del movimento, fino forse, un giorno, a test che leghino la meccanica quantistica al nostro senso della realtà.”

Biologia sintetica: alcuni ricercatori sono riusciti a creare un genoma sintetico e a utilizzarlo per cambiare l’identità di un batterio, in modo da fargli produrre nuovi tipi di proteine. La metodica potrebbe essere utilizzata per produrre biocarburanti, farmaci e altri composti chimici.

Il genoma neandertaliano: Nuove tecniche di sequenziamento dei frammenti degradati di DNA hanno permesso il primo confronto fra il genoma dell’uomo moderno e quello di Neandertal.

Profilassi dell’HIV: Un gel vaginale contenete tenofovir, un farmaco anti-HIV, ha ridotto del 39 per cento l’infezione da HIV nelle donne, e una profilassi orale pre-esposizione in un gruppo di persone a rischio le ha ridotte del 43,8.

Sequenziamento dell’esoma/geni di malattie rare: Sequenziando gli esoni di un genoma, alcuni ricercatori hanno scoperto che alcune rare malattie genetiche legate a un solo gene, ma difficili da studiare con i classici metodi di analisi delle malattia a trasmissione mendeliana, per l’impossibilità di studiare genitori e nonni o perché legate a mutazioni insorte spontaneamente, sono correlate a specifiche, particolari mutazioni.

Simulazioni molecolari dinamiche: La simulazione del ripiegamento delle proteine è stato per decenni qualcosa di inarrivabile per la complessità combinatoria del processo. Grazie a uno dei più potenti computer del mondo, alcuni ricercatori sono riusciti a ricostruire questi movimenti per una proteina, piccola ma cento volte più lunga di qualsiasi altra finora modellizzata.

Simulatore quantistico: E’ stato scoperto un metodo per creare dei simulatori quantistici che potrebbero fornire agevolmente risposte a quesiti teorici complessi nel campo della materia condensata, della superconduttività e altri ancora.

Genomica di ultima generazione: La messa a punto di tecniche di sequenziamento più rapide ed economiche consente studi più estesi e approfonditi. Il Progetto 1000 Genomi ha già identificato molte delle variazioni che fanno dell’essere umano qualcosa di unico, oltre a fornire importanti informazioni su diverse patologie.

Riprogrammazione a RNA: La riprogrammazione cellulare, divenuta una tecnica standard nello studio dello sviluppo e delle malattie, ha fatto un salto di qualità grazie alla scoperta di un metodo per realizzarla attraverso il ricorso a RNA sintetico, che rispetto alle tecniche precedenti è due volte più veloce, cento volte più efficiente e potenzialmente più sicura in applicazioni terapeutiche.

Il ritorno del ratto: I topi sono gli animali da laboratorio più utilizzati, ma in molte ricerche sarebbe più utile poter utilizzare i ratti, anatomicamente e fisiologicamente più simili all’uomo. Il metodo utilizzato per silenziare i geni nei topi non funziona tuttavia nei ratti, un inconveniente a cui una ricerca condotta quest’anno sembra poter ovviare.

Dato che questo dicembre si chiude anche un decennio, per l’occasioneScience ha anche fatto un breve riassunto di quelli che sarebbero i più importanti risultati in questo più ampio lasso di tempo: la scoperta che anche quello che in precedenza era considerato genoma “spazzatura”, perché non codifica proteine, ha un ruolo altrettanto importante dei geni; lo sviluppo di una cosmologia “di precisione”, con la possibilità di determinare la composizione dell’universo in termini di materia ordinaria, materia oscura e energia oscura; la scoperta che è possibile ottenere importanti informazioni anche da molecole, come quelle di collagene e di DNA, molto antiche, in modo da scoprire, per esempio, i colori delle penne dei dinosauri; la conferma della presenza, un tempo relativamente abbondante, di acqua su Marte; le tecniche di riprogrammazione cellulare; lo sviluppo dell’idea di mircrobioma come insieme dei genomi di un ospite e di tutti gli organismi che vivono in/con esso; la scoperta e lo studio degli esopianeti; l’identificazione dei meccanismi infiammatori come fattore trainante dello sviluppo delle malattie croniche, del cancro, dell’Alzheimer, dell’aterosclerosi, del diabete e dell’obesità; la creazione dei primi metamateriali; e il progresso nella comprensione dei cambiamenti climatici.

Per quanto riguarda invece le aree più promettenti per il 2011, Science si è decisa a includervi LHC, che lo scorso anno era stato “dimenticato”, nonostante l’eccezionalità del completamento di quella che è senza dubbio la macchina più grande e più complessa del mondo (27 chilometri di circonferenza, tonnellate di tecnologia mai provata prima) a cui lavorano circa 6000 fisici, di cui 600 italiani (coordinati dall’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare). In realtà, già quest’anno dai vari esperimenti di LHC sono stati registrati ben 15 petabyte di dati derivati dalle collisioni. Se tutti questi dati fossero conservati in cd, si avrebbe una colonna alta 20.000 metri, 61 volte la Tour Eiffel. Quest’anno è stato superato di un fattore 2 la luminosità prevista (cioè le collisioni di protoni) per il 2010. E si passati in soli quattro giorni dall’utilizzo di fasci di protoni alle collisioni con ioni di piombo.

Per il 2011 i fisici che lavorano a LHC dicono che con la grande macchina si “camminerà per la prima volta nei sentieri della nuova fisica”. Particelle supersimmetriche, zuppa primordiale, forse persino l‘evanescente bosone di Higgs: le collisioni che a partire dalla metà di febbraio del 2011 si verificheranno nella grande macchina di Ginevra permetteranno di osservare fenomeni e oggetti mai visti prima. Gli scienziati si aspettano molte sorprese per quello che probabilmente sarà un anno da ricordare nella storia della fisica.