2023 में जीवविज्ञान में सबसे बड़ी खोजें | क्वांटा पत्रिका

जैविक विज्ञान में क्रांतियाँ कई रूप ले सकती हैं। कभी-कभी वे किसी नवीन उपकरण के उपयोग या कट्टरपंथी सिद्धांत के आविष्कार से फूट पड़ते हैं जो अचानक अनुसंधान के लिए इतने सारे नए रास्ते खोल देता है, जिससे चक्कर आ सकते हैं। कभी-कभी वे अध्ययनों के धीमे संचय के माध्यम से धीरे-धीरे आकार लेते हैं, जिनमें से प्रत्येक वर्षों के श्रमसाध्य कार्य का प्रतिनिधित्व करता है, जो सामूहिक रूप से प्रचलित ज्ञान को दूर करता है और एक मजबूत, बेहतर बौद्धिक ढांचे को प्रकट करता है। दोनों प्रकार की क्रांतियाँ नए विचारों और अंतर्दृष्टियों की बाढ़ लाती हैं जो जीवन कैसे काम करती है, इसके बारे में हमारी समझ को बेहतर बनाती हैं।

पिछले वर्ष इनकी कोई कमी नहीं रही। उदाहरण के लिए, शोधकर्ता "भ्रूण मॉडल" को सफलतापूर्वक विकसित किया - प्रयोगशाला में विकसित कृत्रिम भ्रूण जो वास्तविक भ्रूण की तरह परिपक्व होते हैं - जो पहले से कहीं अधिक उन्नत विकासात्मक चरण में पहुंच गए हैं। यह उपलब्धि अंततः मानव भ्रूणों के विकास के बारे में मूल्यवान नई अंतर्दृष्टि प्रदान कर सकती है, हालाँकि उन मॉडलों की नैतिक स्थिति के बारे में बहस भी संभव लगती है। इस बीच, तंत्रिका विज्ञान की दुनिया में, शोधकर्ताओं ने अवसाद का अध्ययन करना जारी रखा है सिद्धांत से दूर हटो जिसने आम तौर पर दशकों तक उस बीमारी के अधिकांश अनुसंधान और फार्मास्युटिकल उपचार का मार्गदर्शन किया है।

लेकिन इस प्रकार की जैविक क्रांति में मानवीय सरलता शामिल होती है, जिसमें जीवन विज्ञान के शोधकर्ताओं को नई अनुभूतियां प्राप्त होती हैं। जीव विज्ञान में भी क्रांतियाँ घटित होती हैं - जब विकास ने जीवों को कुछ अभूतपूर्व करने में सक्षम बनाया है। जीवविज्ञानियों ने हाल ही में इस तरह की सफलता के कई और उदाहरण खोजे हैं।

उदाहरण के लिए, समय का ध्यान रखना एक ऐसा कार्य है जो सभी जीवित चीजों के लिए आवश्यक है, जिसमें सूक्ष्मजीवों से लेकर अगले कोशिका विभाजन तक अपना समय बिताने से लेकर भ्रूण के बढ़ते अंगों और अंगों तक, दिन और रात के बीतने पर नज़र रखने वाले अधिक जटिल प्राणियों तक शामिल है। दुनिया भर की प्रयोगशालाओं में काम कर रहे शोधकर्ताओं की टीमों ने हाल ही में पता लगाया है कि टाइमकीपिंग की कुछ प्रमुख विशेषताएं हैं सेलुलर चयापचय से जुड़ा हुआ - जिसका अर्थ है कि माइटोकॉन्ड्रियन नामक अंग एक जनरेटर और एक घड़ी दोनों है। टाइमकीपिंग के अन्य पहलुओं को इसके द्वारा मापा जाता है आणविक बैले की प्रगति जिसमें विशेष प्रोटीन फिर से अलग होने से पहले एक साथ पिरोएट होते हैं।

शोधकर्ताओं को यह भी उम्मीद है कि वे जल्द ही महत्वपूर्ण खोज कर सकेंगे जिससे वे कुछ आदिम, लंबे समय से लुप्त हो चुकी कोशिकाओं का संवर्धन कर सकेंगे असगार्ड आर्किया. एक अरब साल पहले, असगार्ड आर्किया (या उनके जैसी कोशिकाएं) ने माइटोकॉन्ड्रिया के पूर्वजों के साथ स्थायी साझेदारी बनाने का अपमानजनक कदम उठाया, जिससे पहली जटिल कोशिकाओं को जन्म दिया गया। वह जैविक सफलता कैसे और क्यों हुई इसका रहस्य उन विदेशी कोशिका संस्कृतियों में छिपा हो सकता है। इस बीच, अन्य शोधकर्ता इसकी जांच कर रहे हैं "ग्रिट क्रस्ट" रोगाणु जो चिली के कुख्यात शुष्क अटाकामा रेगिस्तान में इस बात का पता लगाने के लिए रहते हैं कि भूमि पर रहने वाली पहली कोशिकाएँ कैसे जीवित रहीं।

2023 में एक वास्तविक परेड बनाने के लिए पर्याप्त अद्भुत जैविक नवाचारों की खोज की गई: प्लैंकटन उनकी प्रकाश संश्लेषक क्षमताओं को सुपरचार्ज किया उनकी झिल्लियों में से एक को पुन: उपयोग करके, और भूमिगत रोगाणुओं ने जो करना सीख लिया पूर्ण अंधकार में ऑक्सीजन बनाएं. एक इम्यूनोलॉजिकल ट्रिक जो गर्भ में शिशुओं की रक्षा करता है, और ए न्यूरोलॉजिकल ट्रिक जो मस्तिष्क को भौतिक परिदृश्यों की तरह सामाजिक संबंधों का मानचित्रण करने देता है। एक साधारण उत्परिवर्तन जिसने चींटियों को बदल दिया जटिल सामाजिक परजीवी वस्तुतः रात भर, और ए डीएनए का रणनीतिक विध्वंस जिसका उपयोग कीड़े अपने जीनोम की सुरक्षा के लिए करते हैं।

क्वांटा इस वर्ष उन सभी और उससे भी अधिक का विवरण दिया गया है, और जैसे-जैसे आने वाले वर्षों में मौलिक जीव विज्ञान में नई प्रगतियाँ सामने आएंगी, हम उनके लिए भी वहाँ मौजूद रहेंगे।

जिस तरह से भौतिक वैज्ञानिक अधिक जटिल घटनाओं को समझने के लिए सरल मॉडल सिस्टम का निर्माण करते हैं, उसी तरह कुछ जीवविज्ञानी सरल संस्करण बनाकर यह सीखना पसंद करते हैं कि जीवन कैसे काम करता है। इस वर्ष उन्होंने दो मोर्चों पर प्रगति की: बड़े पैमाने पर, "भ्रूण मॉडल" बनाने में, और छोटे पैमाने पर, यथासंभव न्यूनतम कोशिका का अध्ययन करने में।

भ्रूण मॉडल, या सिंथेटिक भ्रूण, स्टेम कोशिकाओं के प्रयोगशाला उत्पाद हैं जिन्हें विकास के प्रारंभिक चरणों के माध्यम से ईमानदारी से बढ़ने के लिए प्रेरित किया जा सकता है, हालांकि वे पूर्ण भ्रूण विकास प्रक्रिया को दोबारा शुरू करने से पहले स्वयं समाप्त हो जाते हैं। इन्हें मानव विकास के नैतिक प्रयोगात्मक अध्ययन के लिए संभावित उपकरण के रूप में तैयार किया गया था। इस वर्ष, इज़राइल और यूनाइटेड किंगडम में अनुसंधान समूहों ने दिखाया कि वे ऐसा कर सकते हैं भ्रूण मॉडल का पोषण करें उस चरण तक (और संभवतः उससे भी आगे) जिस पर जीवित मानव भ्रूणों पर शोध की कानूनी रूप से अनुमति है। चीन में शोधकर्ताओं ने भ्रूण मॉडल के साथ बंदरों में संक्षेप में गर्भधारण की शुरुआत भी की। उन सफलताओं को एक ऐसी तकनीक के लिए बड़ी सफलता माना जाता है जो वैज्ञानिकों को जन्मपूर्व विकास के बारे में महत्वपूर्ण सवालों के जवाब देने में मदद कर सकती है, और वे अंततः गर्भपात और जन्म दोषों को रोकने में फायदेमंद हो सकती हैं। साथ ही, प्रयोगों ने अनुसंधान की इस पंक्ति के बारे में नैतिक तर्कों को फिर से जागृत किया, यह देखते हुए कि जैसे-जैसे भ्रूण मॉडल अधिक विकासात्मक रूप से उन्नत होते जाते हैं, वे आंतरिक रूप से सुरक्षा के अधिक योग्य लगने लगते हैं।

सिंथेटिक जीवन हमेशा नैतिक रूप से विवादास्पद नहीं होता है। इस वर्ष, शोधकर्ता "न्यूनतम" कोशिकाओं की सीमाओं का परीक्षण किया, जीवाणुओं से प्राप्त सरल जीव जिन्हें उनकी जीनोमिक नंगी हड्डियों तक छीन लिया गया है। इन न्यूनतम कोशिकाओं में पुनरुत्पादन के लिए उपकरण हैं, लेकिन कोई भी जीन जो अन्यथा आवश्यक नहीं है उसे हटा दिया गया है। न्यूनतम कोशिकाएं कितनी स्वाभाविक रूप से सजीव होती हैं, इसकी एक महत्वपूर्ण पुष्टि में, शोधकर्ताओं ने पाया कि यह न्यूनतम जीनोम विकसित और अनुकूलन करने में सक्षम था। प्रयोगशाला में 300 दिनों की वृद्धि और प्राकृतिक चयन के बाद, न्यूनतम कोशिकाएं उन पैतृक जीवाणुओं के खिलाफ सफलतापूर्वक प्रतिस्पर्धा कर सकीं जिनसे वे उत्पन्न हुई थीं। निष्कर्षों ने जीवन के नियमों की मजबूती को प्रदर्शित किया - कि लगभग हर आनुवंशिक संसाधन को लूटने के बाद भी, न्यूनतम कोशिकाएं अधिक सफल जीवन रूपों में पुनर्प्राप्त करने के लिए प्राकृतिक चयन के उपकरणों का उपयोग कर सकती हैं।

चेतना अस्तित्व की भावना है - एक अद्वितीय स्व होने की जागरूकता, वास्तविकता की एक तस्वीर और दुनिया में एक जगह। यह लंबे समय से दार्शनिकों का क्षेत्र रहा है, लेकिन हाल ही में वैज्ञानिकों ने इसके न्यूरोबायोलॉजिकल आधार को समझने में प्रगति की है।

एक साक्षात्कार में क्यों की खुशी मई में जारी पॉडकास्ट में, ससेक्स विश्वविद्यालय के तंत्रिका विज्ञान शोधकर्ता अनिल सेठ ने चेतना को एक प्रकार की "नियंत्रित मतिभ्रम,इसमें वास्तविकता का हमारा अनुभव हमारे भीतर से उभरता है। हममें से कोई भी सीधे तौर पर नहीं जान सकता कि दुनिया कैसी है; वास्तव में, प्रत्येक जीव (और व्यक्ति) दुनिया को अलग तरह से अनुभव करता है। वास्तविकता की हमारी अनुभूति हमारे द्वारा ली गई संवेदी जानकारी और जिस तरह से हमारा मस्तिष्क इसे व्यवस्थित करता है और हमारी चेतना में इसका निर्माण करता है, उससे आकार लेता है। उस अर्थ में, हमारा पूरा अनुभव एक मतिभ्रम है - लेकिन यह एक नियंत्रित मतिभ्रम है, मस्तिष्क अपनी यादों और अन्य एन्कोडेड जानकारी के आधार पर तत्काल पर्यावरण और बड़ी दुनिया का सबसे अच्छा अनुमान लगाता है।

हमारा दिमाग लगातार नई बाहरी जानकारी ग्रहण कर रहा है और अपनी आंतरिक कल्पना और आख्यान भी बना रहा है। हम वास्तविकता को कल्पना से कैसे अलग कर सकते हैं? इस वर्ष, शोधकर्ताओं ने पाया कि मस्तिष्क में "वास्तविकता की दहलीजजिसके विरुद्ध यह लगातार संसाधित संकेतों का मूल्यांकन करता है। हमारी अधिकांश मानसिक छवियों में बहुत कमजोर संकेत होते हैं, और इसलिए हमारी वास्तविकता सीमा उन्हें आसानी से "नकली" ढेर में भेज देती है। लेकिन कभी-कभी हमारी धारणाएं और कल्पनाएं मिश्रित हो सकती हैं, और यदि वे छवियां पर्याप्त मजबूत हैं, तो हम भ्रमित हो सकते हैं - संभवतः हम अपने मतिभ्रम को वास्तविक जीवन समझ लेते हैं।

मन में चेतना कैसे उत्पन्न होती है? क्या यह सोचने के बारे में अधिक है, या यह संवेदी अनुभवों का उत्पाद है? इस वर्ष, ए के परिणाम उच्च-प्रोफ़ाइल प्रतिकूल सहयोग चेतना के दो प्रमुख सिद्धांतों को एक-दूसरे के विरुद्ध खड़ा करने की घोषणा की गई। पाँच वर्षों के दौरान, शोधकर्ताओं की दो टीमें - एक वैश्विक न्यूरोनल कार्यक्षेत्र सिद्धांत का प्रतिनिधित्व करती है, जो अनुभूति पर ध्यान केंद्रित करती है, और दूसरी एकीकृत सूचना सिद्धांत का प्रतिनिधित्व करती है, जो धारणा पर ध्यान केंद्रित करती है - सह-निर्मित और फिर किस सिद्धांत की भविष्यवाणियों का परीक्षण करने के उद्देश्य से प्रयोगों का नेतृत्व किया अधिक सटीक थे. परिणाम निश्चित उत्तर की आशा रखने वाले किसी भी व्यक्ति के लिए निराशाजनक हो सकते हैं। न्यूयॉर्क शहर में मंच पर, एसोसिएशन फॉर द साइंटिफिक स्टडी ऑफ कॉन्शसनेस की 26वीं बैठक में, शोधकर्ताओं ने उन तरीकों को स्वीकार किया, जिनमें प्रयोगों ने दोनों सिद्धांतों को चुनौती दी थी और उनके बीच मतभेदों को उजागर किया था, लेकिन उन्होंने किसी भी सिद्धांत को विजेता घोषित करने से इनकार कर दिया। हालाँकि, शाम पूरी तरह से असंतोषजनक नहीं थी: एलन इंस्टीट्यूट फॉर ब्रेन साइंस के न्यूरोसाइंटिस्ट क्रिस्टोफ कोच ने न्यूयॉर्क विश्वविद्यालय के दार्शनिक डेविड चाल्मर्स के साथ 25 साल पुरानी शर्त स्वीकार कर ली कि चेतना के तंत्रिका सहसंबंधों की अब तक पहचान हो गई होगी। .

अक्सर यह मान लिया जाता है कि अवसाद मस्तिष्क में रासायनिक असंतुलन के कारण होता है: विशेष रूप से, सेरोटोनिन की पुरानी कमी, एक न्यूरोट्रांसमीटर जो तंत्रिका कोशिकाओं के बीच संदेश ले जाता है। फिर भी भले ही दुनिया भर में लाखों अवसादग्रस्त लोगों को प्रोज़ैक और चयनात्मक सेरोटोनिन रीपटेक इनहिबिटर या एसएसआरआई के रूप में जानी जाने वाली अन्य दवाओं को लेने से राहत मिलती है, उस सिद्धांत के आधार पर, दशकों के न्यूरोसाइकिएट्रिक अनुसंधान उस मॉडल की मान्यताओं को मान्य करने में विफल रहे हैं। वैज्ञानिक असहमति की आवाज़ तेज़ हो रही है: वैज्ञानिकों की एक अंतरराष्ट्रीय टीम ने 350 से अधिक शोधपत्रों की जांच की और कोई ठोस सबूत नहीं मिला सेरोटोनिन का निम्न स्तर अवसाद से जुड़ा हुआ है।

यह अहसास कि सेरोटोनिन की कमी इसका कारण नहीं हो सकती है, शोधकर्ताओं को मौलिक रूप से पुनर्विचार करने के लिए मजबूर कर रहा है कि अवसाद क्या है। यह संभव है कि एसएसआरआई मस्तिष्क में अन्य रसायनों या प्रक्रियाओं को बदलकर अवसाद के कुछ लक्षणों को कम कर दें जो अवसाद के अधिक प्रत्यक्ष कारण हैं। यह भी संभव है कि जिसे हम "अवसाद" कहते हैं, उसमें विभिन्न प्रकार के विकार शामिल हों जो समान लक्षणों के साथ प्रकट होते हैं, जिनमें थकान, उदासीनता, भूख में बदलाव, आत्मघाती विचार और नींद की समस्याएं शामिल हैं। यदि ऐसा मामला है, तो इस जटिलता को उजागर करने के लिए महत्वपूर्ण अतिरिक्त शोध की आवश्यकता होगी - अवसाद के प्रकार और कारणों को अलग करने और बेहतर उपचार विकसित करने के लिए।

अवसाद एक अलग अनुभव हो सकता है। लेकिन यह अकेलेपन से अलग है, एक भावनात्मक स्थिति जिसे न्यूरो वैज्ञानिकों ने हाल के वर्षों में बेहतर ढंग से परिभाषित किया है। अकेलापन सामाजिक अलगाव के समान नहीं है, जो एक व्यक्ति के रिश्तों की संख्या का एक उद्देश्यपूर्ण माप है: कोई व्यक्ति कई रिश्तों में रह सकता है और फिर भी अकेला हो सकता है। न ही यह सामाजिक चिंता है, जो रिश्तों या कुछ संबंधपरक अनुभवों का डर है।

इसके बजाय, न्यूरोबायोलॉजिकल अनुसंधान का एक बढ़ता हुआ समूह यह सुझाव देता है अकेलापन मन का एक पूर्वाग्रह है सामाजिक जानकारी की नकारात्मक, आत्म-दंडात्मक तरीके से व्याख्या करने की ओर। यह ऐसा है मानो एक जीवित रहने का संकेत जो हमें उन लोगों के साथ फिर से जुड़ने के लिए प्रेरित करता है जिन पर हम भरोसा करते हैं, वह बंद हो गया है, जिससे महसूस किए गए अलगाव का एक स्व-स्थायी चक्र बन गया है। वैज्ञानिकों ने अभी तक अकेलेपन के लिए कोई चिकित्सा उपचार नहीं खोजा है, लेकिन शायद यह समझना कि नकारात्मक लूप लंबे समय से अकेलेपन के चक्र से बचने और अपने मौजूदा कनेक्शन या नए कनेक्शन में आराम पाने में मदद कर सकता है।

हम कहाँ से आये हैं, और हम यहाँ कैसे आये? उन कालातीत प्रश्नों का उत्तर कई तरीकों से दिया जा सकता है, और उन्होंने यूकेरियोट्स की उत्पत्ति की खोज में कई जीवविज्ञानियों को लगाया है - जीवन की 2 अरब साल पुरानी वंशावली जिसमें सभी जानवर, पौधे और कवक और कई एकल-कोशिका शामिल हैं जीव जीवाणुओं से भी अधिक जटिल हैं।

पहले यूकेरियोट की खोज में शोधकर्ताओं ने बड़ी मेहनत से समुद्र तल के कीचड़ से दुर्लभ रोगाणुओं को बाहर निकाला है। हाल ही में, छह साल के काम के बाद, एक यूरोपीय प्रयोगशाला सफलतापूर्वक सफल होने वाली दूसरी प्रयोगशाला बन गई असगार्ड आर्किया में से एक की खेती करें- आदिम एकल-कोशिका वाले जीवों का एक समूह जिसमें यूकेरियोट्स के समान भौंहें चढ़ाने वाले जीनोम होते हैं, और जिन्हें उनका पूर्वज माना जाता है। वैज्ञानिकों को उम्मीद है कि प्रयोगशाला में कोशिकाओं का सीधे अध्ययन करने से यूकेरियोट्स कैसे विकसित हुए, इसके बारे में नई जानकारी सामने आएगी और हम अपनी उत्पत्ति को समझने के करीब पहुंच जाएंगे।

उस प्रथम यूकेरियोट की विकासवादी यात्रा रहस्य में डूबी हुई है। इस साल, वैज्ञानिकों ने एक रास्ता ढूंढ लिया 800 मिलियन वर्ष का अंतर भरें सबसे पुराने यूकेरियोट की उपस्थिति और आज जीवित सभी यूकेरियोट्स के सबसे हाल के पूर्वज के बीच आणविक जीवाश्म रिकॉर्ड में। पहले, लगभग 800 मिलियन से 1.6 बिलियन वर्ष पहले रिक्त स्थान में रहने वाले यूकेरियोट्स के बारे में जानकारी मांगने पर, वैज्ञानिकों को अपेक्षित आणविक जीवाश्म नहीं मिल सके। लेकिन जब एक ऑस्ट्रेलियाई टीम ने अधिक आदिम अणुओं के जीवाश्म संस्करणों की तलाश के लिए अपने खोज फ़िल्टर में बदलाव किया, तो उन्हें वे प्रचुर मात्रा में मिले। निष्कर्षों से पता चला कि लेखक यूकेरियोट्स की "एक खोई हुई दुनिया" कहते हैं जो हमारे प्राचीन पूर्वजों के प्रारंभिक विकासवादी इतिहास की कहानी बताने में मदद करती है।

पिछले दशक के अनुसंधान ने माइक्रोबायोम - सूक्ष्मजीवों का संग्रह जो हमारे पेट और हमारे शरीर में अन्य जगहों पर रहते हैं - और सूक्ष्म तरीकों से यह हमारे स्वास्थ्य को प्रभावित करते हैं, को बेहतर ढंग से चित्रित किया है। इस वर्ष, वैज्ञानिकों ने अब तक के सबसे बड़े विस्तार से खुलासा किया कि हमारे माइक्रोबायोम कहां से आते हैं और वे हमारे जीवन भर कैसे विकसित होते हैं।

आश्चर्य की बात नहीं है कि, हमारे माइक्रोबायोम का पहला बीज आम तौर पर माँ से आता है - जन्म के दौरान और स्तनपान के माध्यम से भी प्रसारित होता है। इस वर्ष प्रकाशित शोध में पाया गया कि एक माँ का योगदान न केवल संपूर्ण सूक्ष्मजीवी जीवों का होता है, बल्कि उनका योगदान भी होता है डीएनए के छोटे टुकड़े गतिशील आनुवंशिक तत्व कहलाते हैं। जीवन के पहले वर्ष तक, ये मोबाइल आनुवंशिक तत्व क्षैतिज जीन स्थानांतरण नामक प्रक्रिया के माध्यम से मां के बैक्टीरिया से बच्चे तक पहुंचते हैं। इस खोज ने शोधकर्ताओं को आश्चर्यचकित कर दिया, जिन्होंने जन्म के बाद इतने लंबे समय तक मां के माइक्रोबायोम और बच्चे के बीच उच्च स्तर के सह-विकास की उम्मीद नहीं की थी।

यह कहानी का अंत नहीं है: माइक्रोबायोम हमारे पूरे जीवन में विकसित होता है। मानव माइक्रोबायोम संचरण का अब तक का सबसे बड़ा विश्लेषण, जो इस वर्ष प्रकाशित हुआ, से पता चला कि कैसे माइक्रोबायोम्स फेरबदल और पुनः एकत्रित होते हैं कई दशकों में. इसने स्पष्ट सबूत दिए कि माइक्रोबायोम जीव लोगों के बीच फैलते हैं, खासकर उन लोगों के बीच जिनके साथ हम सबसे अधिक समय बिताते हैं, जैसे कि परिवार के सदस्य, साथी और रूममेट। और अध्ययन ने इस दिलचस्प संभावना को जन्म दिया कि गैर-संचारी समझी जाने वाली कुछ बीमारियाँ वास्तव में, कभी-कभी सूक्ष्म तरीकों से, आंत वनस्पति के माध्यम से प्रसारित हो सकती हैं।

धूपघड़ी, घड़ियों और परमाणु घड़ियों के आविष्कार से कई युग पहले, जीवों ने समय रखने के लिए जैविक उपकरण विकसित किए थे। उन्हें आंतरिक सर्कैडियन घड़ियों की आवश्यकता होती है जो उनकी चयापचय प्रक्रियाओं को दिन और रात के चक्र के साथ समन्वयित रख सकें, और उनकी विकासात्मक प्रक्रियाओं को ट्रैक पर रखने के लिए कैलेंडर जैसी घड़ियों की भी आवश्यकता होती है। इस वर्ष, शोधकर्ताओं ने दोनों को समझने में महत्वपूर्ण प्रगति की है।

पिछले कई वर्षों में अनुसंधान की झड़ी लग गई है, जिसे नई स्टेम सेल प्रौद्योगिकियों द्वारा संभव बनाया गया है नई व्याख्याएँ प्रस्तुत कीं जिसे विकासात्मक गति के रूप में जाना जाता है। सभी कशेरुक प्राणी एक साधारण भ्रूण के रूप में जीवन शुरू करते हैं - लेकिन जिस दर पर भ्रूण विकसित होता है, और उसके ऊतकों के परिपक्व होने का समय, प्रजातियों के बीच नाटकीय रूप से भिन्न होता है और उनके अंतिम रूप को निर्धारित करता है। विकासात्मक घड़ी की टिक-टिक को कौन नियंत्रित करता है? इस वर्ष, विभिन्न प्रजातियों और प्रणालियों पर ध्यान केंद्रित करते हुए, दुनिया भर की प्रयोगशालाओं में सावधानीपूर्वक किए गए प्रयोगों की एक श्रृंखला ने एक सामान्य व्याख्या की ओर इशारा किया: जैव रासायनिक प्रतिक्रियाओं और उन्हें अंतर्निहित जीन अभिव्यक्ति सहित मौलिक चयापचय प्रक्रियाएं, सभी गति निर्धारित करती हैं। वे चयापचय प्रक्रियाएं मूल रूप से माइटोकॉन्ड्रिया द्वारा आयोजित की जाती हैं, जो जटिल कोशिका के टाइमकीपर और शक्ति स्रोत के रूप में दोहरी भूमिका निभा सकती हैं।

जबकि वे शोधकर्ता दुनिया भर में फैले हुए थे, सर्कैडियन घड़ी पर उपन्यास का काम एक ही वैज्ञानिक की प्रयोगशाला में किया गया है: कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, सांता क्रूज़ में बायोकेमिस्ट कैरी पार्च। पार्च न केवल घड़ी के बुनियादी चरणों के प्रति, बल्कि इसके प्रति भी एक अनोखे जुनून से प्रेरित है जटिल नृत्य वह क्लॉक प्रोटीन वैसे ही कार्य करते हैं जैसे वे निर्मित होते हैं और जैसे वे परस्पर क्रिया करते हैं और ख़राब होते हैं। किसी भी घड़ीसाज़ की तरह, वह यह जानकर संतुष्ट नहीं है कि गियर और कॉग क्या हैं - उसे यह भी समझने की ज़रूरत है कि वे एक साथ कैसे फिट होते हैं। अपने करियर के दौरान किसी एकल प्रणाली पर इतनी बारीकी से ध्यान देने में, उन्होंने क्लॉक प्रोटीन के नृत्य के बारे में खोज की है जो व्यापक सत्य का प्रतिनिधित्व करती है, उदाहरण के लिए कि असंरचित या यहां तक ​​कि अव्यवस्थित प्रोटीन जैविक प्रक्रियाओं के लिए मौलिक हैं।

तंत्रिका विज्ञान में प्रगति का एक संकेत यह है कि यह लगातार अधिक सटीक होता जा रहा है। ध्वनि विज्ञान पर अधिक मजबूती से आधारित नए उपकरणों का उपयोग करके, वैज्ञानिक अब अपना ध्यान व्यक्तिगत मस्तिष्क कोशिकाओं की विचित्रताओं को परिभाषित करने पर केंद्रित कर सकते हैं। इस वर्ष वे सामाजिक मानचित्र स्थित है चमगादड़ों की, जो उनके भौतिक पर्यावरण के चमगादड़ों के मानचित्र पर आरोपित हो गए - हिप्पोकैम्पस में वही सटीक मस्तिष्क कोशिकाएं कई प्रकार की पर्यावरणीय जानकारी को कूटबद्ध करती हैं। ऐसा प्रतीत होता है कि अन्य शोधकर्ताओं ने इस 30 साल की बहस को सुलझा लिया है कि क्या मस्तिष्क की कुछ ग्लियाल कोशिकाएँ - जिन्हें ऐतिहासिक रूप से अधिक प्रतिष्ठित न्यूरॉन्स के लिए बमुश्किल पैडिंग से अधिक माना जाता है - कर सकती हैं विद्युत संकेतों को उत्तेजित करें. तंत्रिका विज्ञानियों और नैदानिक ​​शोधकर्ताओं की एक टीम ने मिर्गी के उन रोगियों की मदद की, जिनकी चिकित्सा देखभाल में सुधार के लिए इलेक्ट्रोड प्रत्यारोपित किए गए थे, उन्होंने पाया कि मस्तिष्क में विभिन्न प्रणालियाँ छोटी और बड़ी संख्या का प्रतिनिधित्व करने के लिए. और पहली बार, शोधकर्ताओं ने तीन आयामों में एक घ्राण रिसेप्टर की कल्पना की एक गंध अणु को पकड़ लेता है - यह समझने में एक महत्वपूर्ण कदम कि कैसे नाक और मस्तिष्क वायुजनित रसायनों को रोक सकते हैं और पर्यावरण के बारे में महत्वपूर्ण संवेदी जानकारी प्राप्त कर सकते हैं।