Posledné desaťročie prinieslo niekoľko skutočne revolučných pokrokov v oblasti vedy, od objavenia Higgsovho bozónu po použitie CRISPR na editáciu génov v eseji Sci-Fi. Ale ktoré z najväčších prielomov ešte len čakajú? Živá veda sa pýtala niekoľkých odborníkov vo svojom odbore, aké objavy, techniky a vývoj sú najradšej, keď sa objavia v roku 2020.
Medicína: Univerzálna vakcína proti chrípke
Univerzálny chrípkový výstrel, ktorý vedcom uniká už desaťročia, môže byť jedným z skutočne priekopníckych lekárskych pokrokov, ktoré by sa mohli prejaviť v nasledujúcich 10 rokoch.
„Z vtipu sa stalo, že univerzálna vakcína je vzdialená iba päť až desať rokov,“ uviedla Dr. Amesh Adalja, špecialistka na infekčné choroby a vedecká pracovníčka Centra pre zdravotnú bezpečnosť Johna Hopkinsa v Baltimore.
Teraz sa však zdá, že „to môže byť pravda“, povedala Adalja Live Science. „Rôzne prístupy k univerzálnym očkovacím látkam proti chrípke sú v pokročilom vývoji a začínajú narastať sľubné výsledky.“
Teoreticky by univerzálna vakcína proti chrípke poskytla dlhodobú ochranu proti chrípke a eliminovala by potrebu každoročne zastreliť chrípku.
Niektoré časti vírusu chrípky sa neustále menia, zatiaľ čo iné ostávajú z roka na rok väčšinou nezmenené. Všetky prístupy k univerzálnej vakcíne proti chrípke sa zameriavajú na časti vírusu, ktoré sú menej variabilné.
Tento rok začal Národný inštitút alergických a infekčných chorôb (NIAID) svoj prvý pokus o očkovaní proti chrípke u ľudí. Cieľom imunizácie je vyvolať imunitnú odpoveď proti menej variabilnej časti vírusu chrípky známej ako hemaglutinín (HA) „kmeň“. Táto štúdia fázy 1 sa zameria na bezpečnosť experimentálnej vakcíny, ako aj imunitné reakcie účastníkov na ňu. Vedci dúfajú, že začiatkom roku 2020 oznámia svoje počiatočné výsledky.
Ďalší kandidát na univerzálnu vakcínu, ktorý vyrobila izraelská spoločnosť BiondVax, je v súčasnosti v štúdiách fázy 3, čo je pokročilá fáza výskumu, ktorý skúma, či je vakcína skutočne účinná - to znamená, že chráni pred infekciou akýmkoľvek kmeňom chrípky. Podľa The Scientist tento kandidát na vakcíny obsahuje deväť rôznych proteínov z rôznych častí vírusu chrípky, ktoré sa medzi kmeňmi chrípky málo líšia. Do štúdie sa už prihlásilo viac ako 12 000 ľudí a výsledky sa podľa spoločnosti očakávajú na konci roku 2020.
Neuroveda: Väčšie a lepšie mini mozgy
V poslednom desaťročí vedci úspešne pestovali mini-mozgy, známe ako „organoidy“, z ľudských kmeňových buniek, ktoré sa diferencujú na neuróny a zostavujú sa do 3D štruktúr. Podľa Dr. Hongjuna Songa, profesora neurovedy na Perelmanovej lekárskej fakulte na Pennsylvánskej univerzite, sa mozgové organoidy pestujú až do podoby malých kúskov mozgu v ranom vývoji plodu. Ale to by sa mohlo zmeniť v nasledujúcich 10 rokoch.
„Skutočne by sme mohli modelovať nielen diverzitu bunkových typov, ale celulárnu architektúru“ mozgu, povedal Dr. Song. Zrelé neuróny sa usporiadajú do vrstiev, stĺpcov a zložitých obvodov v mozgu. Organoidy v súčasnosti obsahujú iba nezrelé bunky, ktoré nedokážu pásť tieto zložité spojenia, ale Dr. Song povedal, že očakáva, že pole môže túto výzvu prekonať v nasledujúcom desaťročí. S miniatúrnymi modelmi mozgu môžu vedci pomôcť odvodiť, ako sa vyvíjajú neurodevelopulárne poruchy; ako neurodegeneratívne choroby rozkladajú mozgové tkanivo; a ako môžu mozgy rôznych národov reagovať na rôzne farmakologické liečby.
Jedného dňa (aj keď možno nie o 10 rokov) môžu vedci dokonca pestovať „funkčné jednotky“ nervového tkaniva, aby nahradili poškodené oblasti mozgu. „Čo ak máte vopred vyrobenú funkčnú jednotku, aby ste mohli kliknúť do poškodeného mozgu?“ Povedala pieseň. Práve teraz je práca vysoko teoretická, ale „myslím, že v ďalšom desaťročí budeme vedieť,„ či to môže fungovať, dodal.
Zmena podnebia: Transformované energetické systémy
V tejto dekáde stúpajúca hladina morí a extrémnejšie klimatické udalosti odhalili, aký krehký je naša krásna planéta. Čo však čaká nasledujúce desaťročie?
„Myslím, že v oblasti klímy dôjde k prielomu,“ povedal Michael Mann, významný profesor meteorológie na Penn State University. „Potrebujeme však politiky, ktoré tento prechod urýchlia, a potrebujeme politikov, ktorí budú tieto politiky podporovať,“ povedal pre Live Science.
V nasledujúcom desaťročí bude „transformácia energetických a dopravných systémov na obnoviteľné zdroje energie v plnom prúde a budú sa vyvíjať nové prístupy a technológie, ktoré nám umožnia rýchlejšie sa tam dostať,“ uviedol Donald Wuebbles, profesor atmosférických vied na University of Illinois na Urbana-Champaign. A „zvyšujúce sa vplyvy súvisiace s klímou v dôsledku nepriaznivého počasia a možno aj z nárastu hladiny mora konečne dostávajú dostatok pozornosti ľudí, aby sme skutočne začali brať zmenu klímy vážne.“ “
Dobrá vec, pretože na základe najnovších dôkazov existuje desivejšia, špekulatívnejšia možnosť: vedci by mohli podceňovať účinky, ktoré majú klimatické zmeny na toto storočie a neskôr, uviedol Wuebbles. desaťročia. "
Fyzika častíc: Nájdenie axiónu
V poslednom desaťročí bola najväčšou novinkou na svete veľmi malých objavov Higgsov bozón, tajomná „Božská častica“, ktorá požičiava ostatným časticiam ich masu. Higgs bol považovaný za korunovačný klenot v štandardnom modeli, vládnucej teórii, ktorá popisuje zoo subatomárnych častíc.
Keď sa objavili Higgsové, mnoho ďalších menej známych častíc sa začalo dostávať do centra pozornosti. Toto desaťročie máme rozumnú šancu nájsť ďalšiu z týchto nepolapiteľných, doteraz hypotetických častíc - axiónu, uviedol fyzik Nobel Wilhelek. laureát na technologickom ústave Massachusetts. (V roku 1978 Wilczek prvýkrát navrhol axion). Axión nemusí byť nevyhnutne jediná častica, ale skôr trieda častíc s vlastnosťami, ktoré zriedka interagujú s bežnou hmotou. Axions by mohli vysvetliť dlhotrvajúce hádanky: Prečo sa zdá, že fyzikálne zákony pôsobia rovnako na častice hmoty aj na svojich antihmotných partnerov, aj keď sú ich priestorové súradnice prevrátené, ako už predtým uviedla Live Science.
Axióny sú jedným z vedúcich kandidátov na temnú hmotu, neviditeľnú hmotu, ktorá drží galaxie pohromade.
„Nájdenie axiónu by bolo veľmi dobrým úspechom v základnej fyzike, najmä ak k tomu dôjde najpravdepodobnejšou cestou, t. J. Pozorovaním pozadia kozmickej axióny, ktorá poskytuje„ temnú hmotu “, povedal Wilczek. „Existuje reálna šanca, ktorá by sa mohla stať v nasledujúcich piatich až desiatich rokoch, pretože po celom svete kvitnú ambiciózne experimentálne iniciatívy, ktoré by sa tam mohli dostať. Kvôli dôležitosti objavu a pravdepodobnosti, že sa to stane, je to najlepšie bet. "
Medzi tieto iniciatívy patrí experiment s tmavou hmotou Axion (ADMX) a solárny ďalekohľad CERN Axion, dva hlavné nástroje, ktoré lovia tieto nepolapiteľné častice.
To znamená, že existujú aj ďalšie možnosti - ešte stále môžeme odhaliť gravitačné vlny alebo vlnky v časoprostore, vychádzajúce z najskoršieho obdobia vo vesmíre, alebo iné častice, známe ako slabo interagujúce masívne častice, ktoré by tiež mohli vysvetliť temnú hmotu, uviedol Wilczek ,
Exoplanety: Zemská atmosféra
6. októbra 1995 sa náš vesmír zväčšil, keď pár astronómov ohlásil objav prvého exoplanetu, ktorý obieha okolo hviezdy podobnej Slnku. Volala 51 Pegasi b, obežná dráha mala okolo svojej hostiteľskej hviezdy útulnú obežnú dráhu len 4,2 dňa Zeme a hmotnosť asi polovicu hmotnosti Jupitera. Podľa NASA sa objav navždy zmenil „spôsob, akým vidíme vesmír a naše miesto v ňom“. O viac ako desať rokov neskôr astronómovia potvrdili 4 104 svetov obiehajúcich okolo hviezd mimo našej slnečnej sústavy. To je veľa svetov, ktoré neboli známe pred viac ako desiatimi rokmi.
Takže, obloha je limitom pre nasledujúce desaťročie, však? Podľa Sara Seagerovej z Massachusetts Institute of Technology absolútne. „Toto desaťročie bude veľké pre astronómiu a exoplanetovú vedu s očakávaným spustením vesmírneho teleskopu Jamesa Webba,“ povedal Seager, planetárny vedec a astrofyzik. Kozmický nástupca Hubbleovho vesmírneho teleskopu, JWST, sa má uviesť na trh v roku 2021; Po prvýkrát budú vedci schopní „vidieť“ exoplanety v infračervenom svetle, čo znamená, že dokážu spozorovať dokonca aj slabé planéty, ktoré obiehajú ďaleko od hostiteľskej hviezdy.
A čo viac, ďalekohľad otvorí nové okno s charakteristikami týchto mimozemských svetov. „Ak existuje správna planéta, budeme schopní zistiť vodnú paru na malej skalnatej planéte. Vodná para naznačuje kvapalné vodné oceány - pretože tekutá voda je potrebná na celý život, ako ju poznáme, bude to veľmi veľký problém. , “Povedal Seager Live Science. „To je moja nádej číslo jedna na prielom.“ (Konečným cieľom je, samozrejme, nájsť svet, ktorý má atmosféru podobnú atmosfére Zeme, podľa NASA; inými slovami planéta s podmienkami schopnými podporovať život.)
A samozrejme, bude to mať rastúce bolesti, poznamenal Seager. „S JWST a extrémne veľkými pozemnými teleskopmi, o ktorých sa predpokladá, že prídu online, sa komunita exoplanet snaží transformovať z úsilia jednotlivcov alebo malých tímov na veľké spolupráce desiatok alebo viac ako stovky ľudí. Iné normy nie sú obrovské (napr. LIGO), je to však ťažké, “uviedla s odkazom na Gravitačné vlnové observatórium s laserovým interferónom, obrovskú spoluprácu, do ktorej je zapojených viac ako 1 000 vedcov z celého sveta. Pravidelne publikované v živej vede.
