Was erreichen Forscher im nächsten Jahr? Das Magazin Science benennt nicht nur die wissenschaftlichen Höhepunkte 2011 , sondern wagt auch einen Ausblick.

1. Higgs oder nicht Higgs, das ist hier die Frage

Mitte Dezember hatten die Physiker mithilfe des Teilchenbeschleunigers LHC am Cern in Genf über vage Hinweise auf die Existenz des Higgs-Teilchens berichtet. Das Higgs wäre das 30. Elementarteilchen und soll laut des Standard-Modells allen anderen Teilchen ihre Masse geben.

Für das kommende Jahr prophezeit Science nun die lang ersehnte Gewissheit in der Frage, ob diese besonderen Teilchen existieren. Das sei eigentlich keine Vorhersage, sondern schon fast eine Tatsache, schreibt Science . Schließlich produziere der LHC fortlaufend solche riesigen Mengen an Daten, dass es aller mathematischen Wahrscheinlichkeit nach 2012 ein Ergebnis geben wird.

Entweder werden Physiker die Higgs-Teilchen am Cern nachweisen, oder sie können belegen, dass es keine Higgs-Teilchen gibt – zumindest nicht mit den Eigenschaften, die ihnen das Standard-Modell zuschreibt.

2. Was der Energiehaushalt von Stammzellen verrät

Die Art, wie Stammzellen Energie und Energiereserven nutzen, hilft Forschern festzustellen, wann sich diese sehr ursprünglichen Zellen spezialisieren und zu welcher Art von Gewebe sie schließlich werden. In 2012, schreibt Science , sollte man besonders auf jene Wissenschaftler achten, die groß-angelegte Studien starten, um einen detaillierteren Einblick in den Energiehaushalt der Stammzellen zu erhalten.

Denn in solchen Studien ließe sich herausfinden, wie sich Stammzellen im Körper eigenständig regulieren – und wie sich das im Labor nachahmen lässt. Dieses Wissen kann helfen , neue Ansätze der regenerativen Medizin zu entwickeln. Die Stammzellen könnten eines Tages zum Beispiel Gewebe ersetzen, das in Folge von Krankheiten verloren gegangen ist.

Schon heute werden Stammzelltherapien zum Beispiel für Alzheimer- oder Parkinson-Patienten erprobt.

3. Wer hat die Epidemie ausgelöst?

Dank neuer Methoden lässt sich das Erbgut eines Bakteriums statt in wochenlanger Arbeit an einem Tag erledigen. Bereits im Jahr 2011 war es Wissenschaftlern aus Münster gelungen, das komplette Erbgut des Ehec-Erregers innerhalb von nur 62 Stunden komplett zu entziffern .

In Zukunft ermöglichen noch schnellere Sequenziermethoden, die Ausbreitung eines Krankheitserregers rascher und detaillierter nachzuvollziehen als bislang. Ganze Genom-Sequenzen geben rasch Aufschluss darüber, woher aufkommende Krankheiten stammen, ob bestimmte Mikroben resistent sind gegen Antibiotika und auf welchen wegen sie sich in der Bevölkerung ausbreiten. Auch vergangene Epidemien lassen sich auf diese Weise genau erforschen.

4. Genetische Ursachen für geistige Behinderungen bekämpfen

Die Wahrnehmungsstörungen und Verhaltensprobleme, die mit Rett -, Fragiles-X - und dem Down-Syndrom einhergehen, galten lange als irreversibel. Bei Menschen, die davon betroffen sind, verursacht eine Chromosomen-Störung eine Fehlentwicklung des Gehirns, teilweise noch vor der Geburt.

An Versuchen mit Mäusen haben Forscher in letzter Zeit zeigen können, dass einige der Symptome einer solchen angeborenen Behinderung durchaus im Laufe des Lebens zurückgehen könnten. Nun sollen klinische Studien zeigen, ob die im Tierversuch erfolgreichen Medikamente auch Menschen helfen können. Science erwartet für 2012 erste Erfolgsmeldungen aus solchen klinischen Studien.

5. Die Neugier auf den Roten Planeten

Bis die Marssonde Curiosity im August 2012 auf der Oberfläche des Roten Planeten landet, hat die US-Weltraumagentur Nasa voraussichtlich 2,6 Milliarden US-Dollar in ihr Programm " Mars Science Laboratory " (MSL) investiert. Besonders wichtig ist das Landesystem, damit die 900 Kilogramm schwere Marssonde einigermaßen sanft auf der Oberfläche aufsetzt und unbeschädigt mitsamt einigen Gesteinsproben wieder zur Erde zurückkehrt. So sieht es zumindest der Plan der Forscher vor.

Es wäre ein Desaster, wenn das Landesystem nicht einwandfrei funktioniere, urteilt Science . Ähnlich war es 2010 der japanischen Raumsonde Hayabusa ergangen, deren Landung so unsanft war, dass viele Instrumente zerstört wurden . Mit viel Glück und einiger Verspätung fand die Raumsonde doch noch ihren Weg zurück zur Erde.

Eine besondere Herausforderung für Curiosity : Die Sonde soll nicht einfach irgendwo sanft aufsetzen, sondern auf einer genau vorbestimmten Position landen, um ganz gezielt Proben vom Mars zu entnehmen.