Αυτά είναι τα μεγαλύτερα επιστημονικά επιτεύγματα του 2021

82

Καθώς η πανδημία της Covid-19 συνεχίζει να βρίσκεται στο επίκεντρο του παγκόσμιου ενδιαφέροντος, η επιστημονική κοινότητα επικεντρώνεται στη διάγνωση και τη θεραπεία της νόσου. Το 2021 ήταν μια χρονιά γεμάτη επιστημονικές ανακαλύψεις, με την ταχεία ανάπτυξη δυο πρωτοπόρων εμβολίων κατά του κοροναϊού, να πρωτοστατεί στη λίστα.

Γίναμε όμως και μάρτυρες σημαντικών ανακαλύψεων στη βιολογία, την αστρονομία, την ιατρική, τη μηχανική, την πληροφορική και τη γονιδιωματική, μεταξύ άλλων. Η NASA και οι ιδιωτικές εταιρείες σημείωσαν πρωτιές στο διάστημα και ο διαστημικός τουρισμός-για λίγους προς το παρόν- είναι πλέον γεγονός.

Καινοτομία της χρονιάς: Δύο εμβόλια κατά της COVID-19

Όταν ξεκίνησε η πανδημία τον Ιανουάριο του 2020, επιστήμονες σε διάφορες εταιρείες βιοτεχνολογίας στράφηκαν στην τεχνολογία mRNA για την ανάπτυξη εμβολίων. Μέχρι τον Ιανουάριο του 2021, τη στιγμή που περισσότερα από 1,5 εκατομμύρια άνθρωποι είχαν πεθάνει από τον κοροναϊό παγκοσμίως, είχαν ήδη εγκριθεί για επείγουσα χρήση δυο εμβόλια στις ΗΠΑ.

Τα εμβόλια των Pfizer/Biotech και Moderna δεν μοιάζουν με κανένα άλλο εμβόλιο που κυκλοφορεί σήμερα στην αγορά. Είναι τα πρώτα λεγόμενα εμβόλια mRNA -μια τεχνολογία που βρίσκεται σε εξέλιξη εδώ και δεκαετίες. Λειτουργούν αξιοποιώντας το αγγελιοφόρο RNA, τα γενετικά κομμάτια κώδικα που λένε στα κύτταρά μας ποιες πρωτεΐνες πρέπει να παράγουν για να δημιουργήσουν αντισώματα κατά του κοροναϊού. Η τεχνολογία mRNA φέρνει την επανάσταση, καθώς μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να αντιμετωπιστούν διάφορες ασθένειες.

(AP Photo/Rogelio V. Solis)

Αναδίπλωση πρωτεϊνών με τεχνητή νοημοσύνη

Τον Ιούλιο, η θυγατρική DeepMind της Google ανακοίνωσε ότι έλυσε ένα από τα πιο δύσκολα προβλήματα στη φύση: να προβλέψει το πολύπλοκο τρισδιάστατο σχήμα στο οποίο θα διπλώσουν τα αμινοξέα, όταν σχηματίζουν μια λειτουργική πρωτεΐνη.

Χρησιμοποιώντας το εξαιρετικά ακριβές μοντέλο βαθιάς μάθησης AlphaFold, η DeepMind μπόρεσε να προβλέψει την τρισδιάστατη δομή 350.000 πρωτεϊνών -συμπεριλαμβανομένης σχεδόν κάθε πρωτεΐνης που εκφράζεται στο ανθρώπινο σώμα- από τις αλληλουχίες των αμινοξέων τους. Η εταιρεία σημείωσε ότι η τεχνολογία αυτή θα μπορέσει τελικά να βοηθήσει στον εντοπισμό και τη θεραπεία ασθενειών.

Γι’ αυτό, η κορυφαία επιστημονική επιθεώρηση «Science» ανακοίνωσε ότι αυτό ήταν το σημαντικότερο επιστημονικό επίτευγμα του φετινού έτους. Σύμφωνα με το περιοδικό, πρόκειται για ένα κατόρθωμα σε δύο «μέτωπα»: από τη μία επιλύθηκε ένα επιστημονικό πρόβλημα που παρέμενε άλυτο επί πέντε δεκαετίες και, από την άλλη, οι επιστήμονες έχουν πια στα χέρια τους «μια καινοτόμα τεχνική που, όπως η CRISPR και η cryo-EM, θα επιταχύνει σε μεγάλο βαθμό τις επιστημονικές ανακαλύψεις».

Διαστημικός τουρισμός

Στις αρχές Ιουλίου, ο δισεκατομμυριούχος Ρίτσαρντ Μπράνσον πέταξε λίγο πάνω από τα όρια του διαστήματος, στο πρώτο πλήρως επανδρωμένο ταξίδι της Virgin Galactic.

Λίγες μέρες μετά, ο πλουσιότερος άνθρωπος του κόσμου, ο Τζεφ Μπέζος, ολοκλήρωσε την πρώτη επανδρωμένη υποτροχιακή πτήση της Blue Origin με τους νεότερους και τους γηραιότερους ταξιδιώτες που ταξίδεψαν ποτέ στο διάστημα. Τον Οκτώβριο, ο Γουίλιαμ Σάτνερ, ο ηθοποιός που υποδύθηκε τον Κάπτεν Κερκ στην τηλεοπτική σειρά Star Trek, ταξίδεψε στο διάστημα με την Blue Origin.

Το σκάφος Parker Solar Probe «αγγίζει »για πρώτη φορά τον Ήλιο

Στις 28 Απριλίου 2021, το σκάφος Parker Solar Probe της Αμερικανικής Διαστημικής Υπηρεσίας (NASA) «άγγιξε» για πρώτη φορά τον Ήλιο, καθώς πέρασε πέντε ώρες μέσα στην ανώτερη ηλιακή ατμόσφαιρα, γνωστή ως στέμμα. Είναι η πρώτη φορά που ένα ανθρώπινο κατασκεύασμα διέσχισε τα εξωτερικά όρια του Ήλιου και έκανε τις πρώτες άμεσες παρατηρήσεις για φαινόμενα (σωματίδια, μαγνητικές δυνάμεις κ.ά.) για τα οποία έως τώρα οι επιστήμονες μόνο εκτιμήσεις μπορούσαν να κάνουν.

Όπως η προσεδάφιση στη Σελήνη επέτρεψε στους επιστήμονες να κατανοήσουν πώς αυτή σχηματίστηκε, έτσι και το άγγιγμα του Ήλιου αποτελεί ένα γιγάντιο βήμα για την ανθρωπότητα, το οποίο θα μας βοηθήσει να ανακαλύψουμε κρίσιμες πληροφορίες για το κοντινότερο σε μας άστρο και για την επιρροή του στο ηλιακό σύστημα, ανέφερε η δρα Νίκολα Φοξ, διευθύντρια του Τμήματος Επιστήμης Ηλιοφυσικής της NASA.

Το επόμενο βήμα για το σκάφος θα είναι να κατέβει ακόμη πιο βαθιά μέσα στην ατμόσφαιρα του Ήλιου και να παραμείνει εκεί για μεγαλύτερο χρόνο. Τελικά, το 2025 το Parker προγραμματίζεται να φθάσει σε απόσταση μόνο 6,2 εκατομμυρίων χιλιομέτρων από την ίδια τη φωτόσφαιρα. Οι πληροφορίες που θα συλλέξει, θα βοηθήσουν, μεταξύ άλλων, να γίνεται στο μέλλον καλύτερη πρόβλεψη του διαστημικού καιρού και των μαγνητικών «καταιγίδων» που προκαλεί ο Ήλιος, ο οποίος, αντίθετα με τη Γη, δεν έχει καθόλου στερεά επιφάνεια.

(NASA)

Ο Άρης ήταν ο «απόλυτος» πλανητικός προορισμός

Τον Φεβρουάριο, σχεδόν επτά μήνες μετά την εκτόξευσή του από τη Γη, το εξαιρετικά εξελιγμένο ρόβερ Perseverance της NASA προσγειώθηκε στον Άρη. Το όχημα θα περάσει σχεδόν δύο χρόνια ερευνώντας τον κόκκινο πλανήτη, αναζητώντας ενδείξεις αρχαίας αρειανής ζωής και συλλέγοντας γεωλογικά δείγματα για να τα μεταφέρει πίσω στη Γη.

Τον Απρίλιο, το ελικόπτερο Ingenuity της NASA έγινε το πρώτο αεροσκάφος που πραγματοποίησε ελεγχόμενη πτήση σε άλλο πλανήτη. Μέχρι τις 23 Δεκεμβρίου, το Ingenuity είχε καταγράψει 18 επιτυχημένες πτήσεις.

Τον Σεπτέμβριο, μετά από μια αποτυχημένη προσπάθεια, το ρόβερ τρύπησε και αποθήκευσε το πρώτο δείγμα αρειανών πετρωμάτων, τα οποία θα ανακτήσουν οι μελλοντικές διαστημικές αποστολές.

Το Perseverance ήταν μία από τις τρεις αποστολές που έφτασαν στον κόκκινο πλανήτη το 2021. Το κινεζικό ρόβερ Zhurong προσγειώθηκε στις 15 Μαΐου ως μέρος του Tianwen-1, της πρώτης αποστολής της χώρας στον Άρη. Το ρόβερ συγκέντρωσε έναν θησαυρό γεωλογικών δεδομένων από μια προηγουμένως ανεξερεύνητη περιοχή του βόρειου ημισφαιρίου του κόκκινου πλανήτη.

Στις αρχές του έτους, στην πρώτη διαπλανητική αποστολή τους, τα Ηνωμένα Αραβικά Εμιράτα έθεσαν σε τροχιά γύρω από τον Άρη, το διαστημόπλοιο Hope, το οποίο τελικά τράβηξε φωτογραφίες από το σέλας του Άρη – υπεριώδεις εκπομπές που προκύπτουν από την αλληλεπίδραση του ηλιακού ανέμου με τα μαγνητικά πεδία του πλανήτη.

Η NASA εκτόξευσε το ισχυρότερο και μεγαλύτερο διαστημικό τηλεσκόπιο

Μετά από πολλαπλές καθυστερήσεις, το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb – το μεγαλύτερο και πιο προηγμένο τηλεσκόπιο στην ιστορία της διαστημικής εξερεύνησης – εκτοξεύθηκε τα Χριστούγεννα από τη Γαλλική Γουιάνα με τον πύραυλο Ariane 5.

Το τηλεσκόπιο θα χρειαστεί 29 ημέρες για να ταξιδέψει σχεδόν 1 εκατομμύριο μίλια μέχρι ένα σταθερό σημείο στο διάστημα και άλλους έξι μήνες για να ξεδιπλώσει τα όργανά του και να εγκατασταθεί εκεί. Σύμφωνα με τους επιστήμονες, το τηλεσκόπιο James Webb θα μπορεί να παρατηρεί τα πιο μακρινά αντικείμενα στο παρατηρούμενο Σύμπαν, βλέποντας 13,5 δισεκατομμύρια χρόνια πίσω στο χρόνο.

Ο Παγκόσμιος Οργανισμός Υγείας ενέκρινε το πρώτο εμβόλιο κατά της ελονοσίας

Τον Οκτώβριο, ο Παγκόσμιος Οργανισμός Υγείας ενέκρινε το πρώτο εμβόλιο κατά της ελονοσίας. Η έγκριση δεν ήταν η πρώτη μόνο για την εν λόγω ασθένεια, αλλά και για οποιαδήποτε παρασιτική ασθένεια. Η ελονοσία σκοτώνει σχεδόν μισό εκατομμύριο άτομα ετησίως, συμπεριλαμβανομένων 260.000 παιδιών ηλικίας κάτω των πέντε ετών. Τα περισσότερα από αυτά τα θύματα ζουν στην υποσαχάρια Αφρική.

Το νέο εμβόλιο καταπολεμά το πιο θανατηφόρο από τα πέντε παθογόνα της ελονοσίας και το πιο διαδεδομένο στην Αφρική και χορηγείται σε παιδιά κάτω των πέντε ετών, σε μια σειρά τεσσάρων ενέσεων. Το εμβόλιο καλύπτει μόνο το 30% περίπου των σοβαρών περιπτώσεων ελονοσίας. Ωστόσο, ένα μαθηματικό μοντέλο έδειξε ότι θα μπορούσε ακόμα να αποτρέψει 5,4 εκατομμύρια περιπτώσεις και 23.000 θανάτους σε παιδιά κάτω των πέντε ετών κάθε χρόνο. Οι ειδικοί λένε ότι το εμβόλιο είναι ένα πολύτιμο εργαλείο που θα πρέπει να χρησιμοποιείται σε συνδυασμό με τις υπάρχουσες μεθόδους -όπως οι συνδυαστικές θεραπείες με φάρμακα και κουνουπιέρες που είναι επεξεργασμένες με εντομοκτόνα- για την καταπολέμηση της θανατηφόρας νόσου.

Επεκτείνοντας το προσδόκιμο ζωής

Το ποσοστό του παγκόσμιου πληθυσμού ηλικίας 60 ετών και άνω, θα διπλασιαστεί σχεδόν, από 12% σε 22%, μεταξύ 2015 και 2050, σύμφωνα με τον Παγκόσμιο Οργανισμό Υγείας. Η γήρανση συνδέεται τόσο με οξείες όσο και με χρόνιες παθήσεις, όπως ο καρκίνος, ο διαβήτης τύπου 2, η άνοια και οι καρδιοπάθειες.

Οι ερευνητές έχουν κατανοήσει εν μέρει τους μοριακούς μηχανισμούς της γήρανσης και διερευνούν τρόπους για να επιμηκύνουν το προσδόκιμο ζωής. Χρησιμοποιώντας «ομικές» τεχνολογίες (omics) οι οποίες μπορούν να ποσοτικοποιήσουν ταυτόχρονα όλη τη γονιδιακή δραστηριότητα ή τη συγκέντρωση όλων των πρωτεϊνών σε ένα κύτταρο, και γνώσεις από την επιγενετική, οι ερευνητές μπορούν να εντοπίσουν βιολογικούς δείκτες οι οποίοι είναι προγνωστικοί της νόσου και στόχοι για προληπτικές θεραπείες.