Ανασκόπηση 2021: Επιτεύγματα που ξεχώρισαν

Το 2021 έφτασε στο τέλος του, με την επιστημονική κοινότητα να έχει πολλούς λόγους να είναι υπερήφανη και για το περασμένο έτος. Τα επιστημονικά επιτεύγματα σε τομείς όπως η αστροφυσική, η ιατρική και η παλαιοντολογία οδήγησαν σε συναρπαστικές ανακαλύψεις με εμπνευσμένες εφαρμογές που προστατεύουν την ανθρώπινη ζωή και τον πλανήτη Γη. Αξίζει να αναφερθούν ορισμένα από τα επιτεύγματα που ξεχώρισαν.

• Στις αρχές του έτους, η φινλανδική startup τεχνολογίας τροφίμων Solar Foods ανέπτυξε έναν τρόπο παραγωγής της βρώσιμης πρωτεΐνης που ονομάζεται σολεΐνη από διοξείδιο του άνθρακα, νερό και ηλεκτρική ενέργεια. Η θρεπτική πρωτεΐνη παράγεται μέσω της διαδικασίας της χημειοσύνθεσης, η οποία βασίζεται στη χημική ενέργεια για να ενεργοποιήσει τη δέσμευση διοξειδίου του άνθρακα, όπως κάνει και η φωτοσύνθεση με την ηλιακή ακτινοβολία. Η σολεΐνη παράγεται με την εξαγωγή διοξειδίου του άνθρακα από τον αέρα χρησιμοποιώντας τεχνολογία δέσμευσης άνθρακα και στη συνέχεια συνδυάζοντάς το με νερό, θρεπτικά συστατικά και βιταμίνες. Ζωντανά βακτήρια που προέρχονται από το έδαφος τοποθετούνται σε ένα υγρό και τροφοδοτούνται με διοξείδιο του άνθρακα, φυσαλίδες υδρογόνου και θρεπτικά συστατικά, όπως κάλιο, νάτριο και φώσφορο. Οι φυσαλίδες υδρογόνου δημιουργούνται μέσω ηλεκτρόλυσης, η οποία διασπά τα κύτταρα του νερού σε έναν βιοαντιδραστήρα. Τα μικρόβια τελικά δημιουργούν την πρωτεΐνη – η οποία στη συνέχεια ξηραίνεται για να παραχθεί η θρεπτική σκόνη.

• Στα βραβεία Νομπέλ, ιδιαίτερη αίσθηση έκανε μία ανακάλυψη που μπορεί να θέσει τα θεμέλια για την αντιμετώπιση του χρόνιου πόνου. Οι Αμερικανοί επιστήμονες Ντέιβιντ Τζούλιους και Αρντέμ Παταπουτιάν βραβεύτηκαν με το βραβείο Νομπέλ Ιατρικής για τις ανακαλύψεις τους σχετικά με τους νευρικούς υποδοχείς που εντοπίζουν τη θερμοκρασία και την αφή σε μοριακό επίπεδο. Η έρευνά τους χρησιμοποιείται για την ανάπτυξη θεραπειών σε ένα ευρύ φάσμα ασθενειών. Οι δύο ερευνητές έριξαν φως σε ένα από τα μυστικά της φύσης, εξηγώντας τη μοριακή βάση για την αίσθηση της ζέστης, του κρύου και της μηχανικής δύναμης, τα οποία είναι θεμελιώδη στην ικανότητά μας να αισθανόμαστε, να ερμηνεύουμε και να αλληλεπιδρούμε με το εσωτερικό και το εξωτερικό μας περιβάλλον. Ο Τζούλιους χρησιμοποίησε την καψαϊκίνη, ένα συστατικό της καυτερής πιπεριάς που προκαλεί αίσθηση καψίματος, για να εντοπίσει έναν αισθητήρα στις νευρικές απολήξεις του δέρματος που αντιλαμβάνεται τη θερμότητα. Ο Παταπουτιάν χρησιμοποίησε κύτταρα ευαίσθητα στην πίεση για να ανακαλύψει μια νέα κατηγορία αισθητήρων που ανταποκρίνονται σε μηχανικά ερεθίσματα στο δέρμα και στα εσωτερικά όργανα.

Συναρπαστικές ανακαλύψεις με εμπνευσμένες εφαρμογές σε ιατρική, αστροφυσική και παλαιοντολογία.

• Η τεχνολογία έδωσε τη δυνατότητα σε επιστήμονες να δημιουργήσουν ένα σύστημα τεχνητής νοημοσύνης που παρέχει τη δυνατότητα πρόβλεψης με ακρίβεια 76% για την πιθανότητα ενός ασθενούς με διαγνωσμένο ή ύποπτο καρδιο-λογικό πρόβλημα να πεθάνει μέσα στα επόμενα χρόνια. Σε μία άλλη σημαντική ανακάλυψη, επιστήμονες από το Πανεπιστήμιο του Βερμόντ, το Πανεπιστήμιο Ταφτς και το Χάρβαρντ, διαπίστωσαν ότι τα Xenobots, τα πρώτα ζωντανά ρομπότ στον κόσμο, έχουν την ικανότητα να αναπαράγονται. Οι ερευνητές δημοσίευσαν τη μελέτη τους στο περιοδικό Proceedings of the National Academy of Sciences. Τα εργαστηριακά κατασκευασμένα Xenobots αποτελούνται από μια συλλογή κυττάρων ωαρίων βατράχου που μπορούν να λειτουργήσουν ως μια μικροσκοπική μονάδα. Οι επιστήμονες ανακάλυψαν ότι όταν «έριξαν» περισσότερα κύτταρα δίπλα τους, τα υπάρχοντα Χenobots, τα συγκέντρωσαν για να δημιουργήσουν ένα ξεχωριστό Xenobot. Η ελπίδα των ερευνητών είναι ότι αν καταφέρουν να σχηματίσουν Xenobots που αποτελούνται από ανθρώπινα κύτταρα, μπορούν αυτά να γίνουν τμήμα μιας ιατρικής συσκευής που μπορεί να εμφυτευθεί στον άνθρωπο και να μην προκαλέσει ανοσοαπόκριση. Τα Χenobots επιτρέπουν στους επιστήμονες να αποκτήσουν πολύτιμη γνώση σχετικά με το πώς τα κύτταρα δημιουργούν ένα πολύπλοκο ον, κάτι που θα μπορούσε να εξηγήσει γιατί κάποια κυτταρική ανάπτυξη μπορεί να πάει στραβά, προκαλώντας ασθένειες όπως ο καρκίνος.

Εμβόλιο κατά του AIDS;

Η μάχη μας κατά της COVID-19 κυριάρχησε και το 2021, με τη μετάλλαξη «Δέλτα» και εσχάτως την «Ομικρον» να προκαλούν ραγδαία αύξηση των κρουσμάτων παγκοσμίως. Η επιστημονική κοινότητα συνεχίζει να παλεύει ενάντια στον κορωνοϊό, κάνοντας κλινικές μελέτες για τα πρώτα φάρμακα αλλά και σχεδιάζοντας νέους τρόπους γρήγορης ανίχνευσης του παθογόνου. H εταιρεία Breathonix στη Σιγκαπούρη ανέπτυξε ένα τεστ αναπνοής που ανιχνεύει με ακρίβεια την COVID-19 μέσα σε ένα λεπτό. Οι νέοι αισθητήρες αναπνοής μπορούν να διαγνώσουν ασθένειες, κάνοντας δειγματοληψία στις συγκεντρώσεις περισσότερων των 800 ενώσεων που περιέχονται στην ανθρώπινη αναπνοή. Παράλληλα, ένα πειραματικό εμβόλιο για τον ιό HIV που βασίζεται στο mRNA –την ίδια τεχνολογία που χρησιμοποιείται σε δύο εμβόλια για την COVID-19– δείχνει πολλά υποσχόμενα αποτελέσματα σε ποντίκια και πιθήκους, σύμφωνα με επιστήμονες του Εθνικού Ινστιτούτου Αλλεργίας και Λοιμωδών Νοσημάτων. Τα αποτελέσματα της δοκιμής, που δημοσιεύθηκαν στο περιοδικό Nature Medicine, δείχνουν ότι το νέο εμβόλιο είναι ασφαλές και προκάλεσε τις επιθυμητές αντιδράσεις αντισωμάτων και κυτταρικής ανοσίας έναντι ενός ιού που μοιάζει με τον ιό του AIDS. Οι μακάκοι που έλαβαν ένα αρχικό εμβόλιο ακολουθούμενο από πολλαπλούς ενισχυτικούς εμβολιασμούς είχαν 79% χαμηλότερο κίνδυνο μόλυνσης από τον ιό της ανοσολογικής ανεπάρκειας του ανθρώπου σε σύγκριση με τα μη εμβολιασμένα ζώα.