10 найбільших наукових проривів 2022 року
За останні два роки вченим у багатьох областях приділялося мало уваги, оскільки світ зосередився на екстреній розробці вакцин та методів лікування COVID-19. Але лабораторії та дослідники були зайняті, і цього року вони повідомили про запаморочливу серію великих відкриттів та досягнень. Ось 10 найбільш приголомшливих наукових відкриттів 2022 року:
1. Ядерний синтез
Вчені з Ліверморської національної лабораторії Лоуренса в Каліфорнії оголосили у грудні, що вони зробили першу реакцію синтезу, яка справила більше енергії, ніж було використано для її запуску. Довго невловиме досягнення ознаменувало великий прорив у використанні процесу, що живить сонце. "Ця важлива подія наближає нас на один значний крок до того, щоб "забезпечити наше суспільство енергією термоядерного синтезу з нульовим викидом вуглецю", - заявила міністр енергетики Дженніфер Гренхольм.
Синтез включає зіткнення двох ядер легкого елемента, такого як водень, з колосальною швидкістю, змушуючи їх зливатися. Маса, що залишилася, перетворюється на величезну кількість енергії відповідно до формули Ейнштейна E = mc2. На відміну від поділу, при якому атоми розщеплюються, для термоядерного синтезу потрібна невелика кількість звичайного палива - кількість водню в склянці води може забезпечити достатньо енергії для життя однієї людини - і не утворюється багато радіоактивних відходів, тому він і отримав назву "Святий Грааль для майбутнього" ядерної енергетики».
2. Телескоп Джеймса Вебба
Журнал Popular Science цього року назвав космічний телескоп Джеймса Вебба НАСА інновацією року в галузі аерокосмічних технологій. На відміну від космічного телескопа Хаббла, який сканував небеса з низькою навколоземної орбіти, телескоп Вебба знаходиться за сотні тисяч миль далі, у тіні Землі, де він постійно закритий від сонячного світла. Його огляд додатково захищений багатошаровим сонцезахисним козирком, температура (-370 градусів за Фаренгейтом) найкраще підходить для його інфрачервоного зору.
В результаті, за словами Popular Science, JWST вартістю 10 мільярдів доларів «може зазирнути глибоко в поля зірок, що формуються. Він може зазирнути на 13 мільярдів років тому в стародавні галактики, які все ще знаходяться в їхньому розпліднику. колись астрономам довелося б реконструювати мізерні сліди їхнього існування. Це може розповісти нам про те, як ці зірки та галактики утворилися з первинної матерії, на що Хаббл міг лише миттю поглянути».
3. Обіцянка пересадки
Цього літа група вчених з Єльського університету повідомила в журналі Nature, що їм вдалося пожвавити клітини серця, печінки, нирок та мозку свиней, які пролежали мертвими в лабораторії протягом години. Дослідники здійснили подвиг, використовуючи пристрій, дуже схожий на апарат штучного кровообігу, для закачування виготовленого на замовлення розчину, що отримав назву OrganEx, тіла свиней. Серця свиней почали битися, і розчин розлився за їхніми венами.
Свиней не повернули до життя, але їх органи знову почали функціонувати, і вони «ніколи не задубіли, як типові мертві свині», повідомляє The New York Times. Дослідники, як повідомляє Times, сподіваються, що їхній прорив зрештою допоможе збільшити запас людських органів, доступних для трансплантації, дозволяючи лікарям отримувати життєздатні органи з тіл через довгий час після смерті. Ця технологія також може бути корисною для обмеження ушкоджень серця при серцевих нападах і мозку при інсультах.
Дослідники кажуть, що їхня мета полягає в тому, щоб одного прекрасного дня збільшити запас людських органів для трансплантації, дозволивши лікарям отримувати життєздатні органи через довгий час після смерті. І, за їхніми словами, вони сподіваються, що їхня технологія також може бути використана для запобігання серйозному ушкодженню серця після руйнівного серцевого нападу або головного мозку після серйозного інсульту.
4. Універсальна вакцина проти грипу
Чиновники громадської охорони здоров'я США давно попереджали американців, щоб вони готувалися до ще одного можливого сплеску COVID-19, коли настає зима та сім'ї збираються на свята. Справді, нація стикається з «потрійною хворобою»: кількість випадків COVID-19 зростає, респіраторно-синцитіальний вірус (RSV) перевантажує багато лікарень, а сезон грипу 2022–2023 років може стати гіршим за десятиліття. На початок грудня Центри з контролю та профілактики захворювань вже зафіксували 4500 смертей від грипу.
Боротьба з грипом щороку є новим завданням, оскільки віруси грипу постійно розвиваються. Декілька років вакцини ефективні. Іноді вони промахуються. Але тепер Скотт Хенслі з Пенсільванського університету та його колеги створили вакцину проти грипу на основі молекул мРНК — той самий метод, який Moderna та Pfizer разом зі своїм партнером BioNTech використовували для створення широко використовуваних вакцин проти COVID-19. Вакцина дала гуморальну відповідь проти всіх 20 відомих штамів грипу А та В у тестах на мишах з ефективністю протягом чотирьох місяців. Аналогічні результати було отримано й у тестах на тхорах, що породило надію те що, що універсальна вакцина може працювати і людей.
5. Зміна траєкторії астероїда
Якщо ви дивилися «Армагеддон», або «Зіткнення з безоднею», або якийсь інший фільм про астероїд, що загрожує знищити життя на Землі, розслабтеся. Цього року НАСА довело за допомогою своєї місії з випробування подвійного астероїдного перенаправлення (DART), що здатне відхилити гігантський космічний камінь від курсу зіткнення з нашою планетою. НАСА відправило космічний корабель DART масою 1100 фунтів врізатися в астероїд діаметром 525 футів Діморфос на швидкості 14 000 миль на годину, щоб перевірити, чи буде достатньою сили удару, щоб змінити його траєкторію.
Діморфос, який насправді не загрожував Землі, обертався навколо більшого батьківського астероїда Дідіма кожні 11 годин і 55 хвилин до краху. Після того, як DART врізався в Діморфос 26 вересня, астрономи зафіксували час його звернення на 11 годину 23 хвилини, що на 32 хвилини менше, ніж раніше, що свідчить про значну зміну його шляху. «Всі ми відповідаємо за захист нашої рідної планети. Зрештою, вона єдина, що маємо», — сказав адміністратор НАСА Білл Нельсон. "Ця місія показує, що НАСА намагається бути готовим до всього, що кидає нам всесвіт".
6. ШІ для художників
Штучний інтелект відкриває нові можливості для підприємств та домогосподарств, і тепер нові генератори перетворення тексту на зображення дають усім, від художників до містобудівників та реконструктивних хірургів, новий інструмент, що допомагає візуалізувати ідеї. DALL-E 2, випущений Open AI у липні, переглядає сотні мільйонів зображень з підписами, щоб перетворити текстові підказки, написані користувачами, зображення.
Марк Чен, провідний дослідник DALL-E 2, сказав The Atlantic, що генератори зображень, такі як DALL-E 2, прагнуть "демократизувати" мистецтво. "Це найбільш захоплююча нова технологія в галузі штучного інтелекту з часів перекладу природною мовою", - сказав заступник головного редактора Atlantic Росс Андерсон.
7. Нові вакцини для боротьби з малярією
Малярія, виявлена у більш ніж 90 країнах, щорічно вбиває близько 627 тисяч осіб. Вакцини можуть допомогти зменшити або усунути втрати, але вчені щосили намагалися розробити високоефективну вакцину. Однак цього року технологія, що використовується для створення мРНК-вакцини проти COVID-19, допомогла дослідницькій групі під керівництвом Університету Джорджа Вашингтона розробити дві експериментальні мРНК-вакцини-кандидати, які дуже ефективні у зниженні зараження та передачі малярії, згідно з дослідженням, опублікованим у грудні. . у npj Vaccines, науковому журналі з відкритим доступом у Nature Portfolio.
"Ліквідація малярії не відбудеться відразу, але такі вакцини потенційно можуть вигнати малярію з багатьох частин світу", - говорить Нірбхай Кумар, професор глобальної охорони здоров'я в Школі громадської охорони здоров'я Інституту Мілкена Університету Джорджа Вашингтона.
8. Прогрес у лікуванні раку
Вчені повідомили про прогрес на кількох фронтах у боротьбі з раком. Команда під керівництвом Кріса Джонса, професора біології пухлин головного мозку у дітей в Інституті дослідження раку, працювала з компанією BenevolentAI, щоб використовувати інструменти штучного інтелекту для створення нової комбінації ліків для боротьби з дифузною внутрішньою гліомою мосту, невиліковною дитячою гліомою. рак. Запропонована комбінація збільшила виживання мишей на 14 відсотків і була протестована на невеликій групі дітей.
Як ще один потенційний прорив доктор Луїс А. Діас-молодший з Меморіального онкологічного центру імені Слоана-Кеттерінга написав статтю, опубліковану в червні в Медичному журналі Нової Англії, в якій описується лікування, яке призвело до повної ремісії у всіх 18 пацієнтів з раком прямої кишки, які приймали препарат. . "Я вважаю, що це сталося вперше в історії раку", - сказав доктор Діас.
9. Введення клітин людини у мозок щурів вивчення психічних розладів
Згідно з дослідженням, опублікованим у журналі Nature, вчені зі Стенфордського університету успішно ввели нервові клітини людини в мозок новонароджених лабораторних щурів і виявили, що вони утворюють зв'язки з клітинами власного мозку тварин, керуючи їхньою поведінкою. Людські клітини становили одну шосту мозку щурів. Кластер, відомий як мозковий органоїд, потім розвивається аналогічно людському мозку, що може допомогти дослідникам більше дізнатися про шизофренію, розлади аутистичного спектра, біполярний розлад та інші психоневрологічні розлади. «Це безперечно крок уперед», — каже Паола Арлотта, видний дослідник мозкових органоїдів з Гарвардського університету, яка не брала участі у дослідженні.
Деякі фахівці з біоетики стурбовані наслідками введення людських клітин пацюкам. «Це підвищує ймовірність того, що ви створюєте покращений щур, який може мати когнітивні здібності вище, ніж у звичайного щура», — сказав Джуліан Савулеску, біоетик з Національного університету Сінгапуру. Але доктор Серджіу Паска, професор психіатрії та поведінкових наук у Стенфорді, який розробив метод трансплантації, каже, що органоїди людського мозку, що складаються зі стовбурових клітин, перестають розвиватися через кілька місяців. "Незалежно від того, як довго ми тримаємо їх у тарілці, вони все одно не стають такими складними, як людські нейрони в реальному людському мозку", - говорить Паска.
10. Створення життя без сперматозоїдів та яйцеклітин
В ході експериментів в Інституті науки Вейцмана в Ізраїлі дослідники створили всередині біореактора мишачі ембріони, що складаються зі стовбурових клітин, вирощених у чашці Петрі без яйцеклітин і сперматозоїдів. Ембріони розвивалися нормально, починаючи подовжуватися на третій день і розвиваючи серце, що б'ється, на восьмий день. Це був перший випадок, коли вченим вдалося виростити повністю синтетичні ембріони мишей поза маткою.
Експеримент ознаменував стрибок у вивченні того, як стовбурові клітини формують різні органи та як мутації призводять до захворювань розвитку. "Це також порушує серйозні питання про те, чи можна колись культивувати інших тварин, включаючи людей, зі стовбурових клітин у лабораторії", - повідомляє STAT News. «Щойно наука почне просуватися до того, що стане можливим перейти від популяції стовбурових клітин у чашці Петрі до розвитку органів, що передбачає, що одного разу можна буде пройти весь шлях до створення живого організму — це досить дикий і чудовий час», — сказав Пол Тезар, біолог розвитку з Медичної школи Університету Кейс Вестерн Резерв, який не брав участі у дослідженні.
Джерело: The Week
