Thành tựu khoa học công nghệ

     

Năm 2021, nền khoa học nhân loại đã ghi nhấn nhiều văn minh vượt bậc mặc dù trong bối cảnh thực trạng đại dịch Covid-19 vẫn còn tình tiết phức tạp. Mới đây, tập san Science đã đánh giá và chào làng 10 thành tích khoa học trông rất nổi bật của năm. Xin được giới thiệu cùng chúng ta đọc.

Bạn đang xem: Thành tựu khoa học công nghệ


1. Hình thành cấu trúc protein - bứt phá khoa học của năm

Trong bài xích phát biểu dấn giải Nobel năm 1972, công ty hóa sinh fan Mỹ Christian Anfinsen vẫn gợi mở: “Một ngày nào đó, có thể dự đoán cấu trúc 3D của bất kỳ loại protein như thế nào chỉ đối chọi thuần tự trình tự những khối axit amin. Với hàng trăm nghìn protein trong khung người con người, tiến bộ này sẽ đưa về những áp dụng rộng khắp, cung ứng hiểu biết sâu sắc về sinh học cơ phiên bản và tiết lộ các kim chỉ nam phát triển những phương thuốc mới đầy hứa hẹn hẹn”. Sau sát 50 năm, năm 2021 các nhà nghiên cứu đã hiện nay hóa niềm mơ ước của Anfinsen khi chứng minh rằng các phần mềm được cải tiến và phát triển dựa trên trí thông minh nhân tạo (AI) rất có thể dự đoán cấu tạo protein một cách chính xác.

*

Trí tuệ nhân tạo đã dự đoán cách nhị protein tạo nên thành một phức tạp liên quan lại đến quá trình sửa chữa DNA trong nấm mèo men.

Sựgấpkhúc của proteinlà một yếu ớt tố tương quan mật thiết đến tính năng của chúng.Các nhà kỹ thuật đã phát chỉ ra rằng, những bệnh hiện không thể điều trị như tè đường, Parkinson và Alzheimer đều tương quan đến lỗi protein.Trong tương lai gần chúng ta có thể hy vọng rằng, cấu tạo ba chiều của protein sẽ được dự kiến chính xác, tự đó xây đắp được các protein new để điều trị những căn căn bệnh hiểm nghèo.

Năm 2021, các dự đoán cấu trúc protein bằng ai đã có bước cải cách và phát triển vượt bậc cùng với sự thành lập chương trình mã mối cung cấp mở của mạng nơ-ron học tập sâu RoseTTAFold, giúp giải quyết được kết cấu của hàng ngàn loại protein. Không lâu sau đó, số lượng protein được lời giải đã lên tới mức 350.000 loại, khớp ứng với khoảng 44% tất cả các loại protein vẫn biết của nhỏ người.

Hiện nay, mã nguồn AlphaFold2 cùng RoseTTAFold hiện đã được tiết lộ rộng rãi, là cơ sở dữ liệu đa dạng cho những nhà khoa học. Vào tháng 11, các nhà phân tích ở Đức và Mỹ đã thực hiện AlphaFold2 với cryo-EM nhằm lập phiên bản đồ cấu tạo của tinh vi lỗ hạt nhân, một đội nhóm hợp có 30 loại protein không giống nhau kiểm soát điều hành việc tiếp cận nhân tế bào. Trong những khi đó, các nhà nghiên cứu Trung Quốc đã thực hiện AlphaFold2 nhằm lập phiên bản đồ cấu trúc của gần 200 protein liên kết với DNA, rất có thể liên quan tiền đến phần đa thứ, từ thay thế DNA đến biểu lộ gen.

Đáng chú ý, các nhà nghiên cứu và phân tích về SARS-CoV-2 sẽ sử dụng phần mềm AlphaFold2 để lập mô hình tác động của các đột thay đổi trong protein đột nhiên biến của đổi mới thể Omicron. Bằng phương pháp chèn các axit amin to hơn vào protein, các đột biến đã chuyển đổi hình dạng của protein, góp giữ các kháng thể không liên kết với chúng, tự đó vô hiệu hóa hóa vi-rút.

Bước đột phá trong quy trình dự đoán cấu trúc protein là giữa những tiến bộ béo phì nhất tự trước cho nay, lẫn cả về thành tựu công nghệ lẫn kỹ năng tạo các đại lý cho các phân tích trong tương lai.

2. Phục sinh gen của các loài cổ đại

DNA từ bỏ hóa thạch sẽ làm thay đổi các nghiên cứu và phân tích về sự tiến hóa của con bạn và rượu cồn vật, huyết lộ những mối quan lại hệ không từng được biết thêm đến, lần theo lốt vết của các cuộc thiên cư sớm và cho biết thêm sự giao hợp giữa những loài cổ đại. Mặc dù với bé người, những nhà khoa học new chỉ mới phục hồi được 23 cỗ gen cổ xưa, 18 trong số đó là của người Neanderthal. Ngay gần đây, các nhà công nghệ đã tò mò được một kho báu lớn DNA cổ điển từ đất của những tầng hang động.

*

Nhà nghiên cứu lưu lại vị trí của những mẫu trầm tích vào hang đụng Chiquihuite, Mexico.

Năm 2021, những nhà khoa học đã sử dụng DNA hạt nhân để lập biểu đồ về sự việc phân ba của con tín đồ và động vật hoang dã trong 3 hang động. Trong hang đụng Estatuas (Tây Ban Nha), DNA phân tử nhân tiết lộ danh tính di truyền cùng giới tính của không ít người sống ở kia từ 80.000-113.000 năm trước, đồng thời nhắc nhở một chiếc dõi của bạn Neanderthal chũm thế một trong những dòng không giống sau khi kết thúc kỷ băng hà. Trong chủng loại đất 25.000 năm tuổi tự hang Satsurblia (Georgia), những nhà công nghệ đã kiếm tìm thấy bộ gen đàn bà thuộc dòng fan Neanderthal chưa từng được nghe biết trước đây, với dấu lốt di truyền của một bé bò rừng cùng một bé sói hiện đã tuyệt chủng. Bằng phương pháp so sánh DNA của gấu đen 12.000 năm tuổi từ hang rượu cồn Chiquihuite (Mexico) với DNA của gấu hiện đại, những nhà khoa học phát hiện ra rằng, sau kỷ đi đời cuối cùng, hậu duệ của loại gấu này sẽ di cư về phía bắc Alaska.

Các kỹ thuật bóc tách chiết cùng giải trình trường đoản cú DNA hạt nhân hậu đất cổ vẫn đang rất được cải thiện. Lúc đó, các nhà nghiên cứu hi vọng sẽ trả lời được rất nhiều hơn nữa những thắc mắc về sự tồn tại của các loài cổ đại.

3. Năng lượng nhiệt độ hạch của phương diện trời

Từ lâu, bội phản ứng nhiệt hạch hỗ trợ năng lượng mang đến Mặt trời cùng các ngôi sao sáng đã được xem như là giải pháp cho vấn đề tích điện của Trái đất. Giả dụ nhiệt hạch hạt nhân hoàn toàn có thể được tái tạo nên trên trái đất, đây có thể là nguồn hỗ trợ năng lượng sạch, an toàn, giá rẻ và gần như vô hạn.

*

Tạo ra phản bội ứng nhiệt độ hạch bằng phương pháp hội tụ 192 chùm tia laze bao phủ một viên nhiên liệu nhỏ tuổi chứa đồng vị hydro deuterium và tritium (ảnh: Lawrence Livermore National).

Tuy nhiên, rất cạnh tranh để đã có được áp suất cùng nhiệt độ quan trọng cho phản bội ứng này. Đã có khá nhiều nỗ lực để lồng plasma siêu cấp tốc trong từ bỏ trường, các tổ chức chuyên trách của Mỹ đã áp dụng một xung trường đoản cú tia laser năng lượng tối đa thế giới nhằm nén một viên nhộng có size hạt tiêu đựng 2 đồng vị hydro là deuterium cùng tritium. Đầu năm 2021, phương pháp này tạo nên 170 KJ năng lượng nhiệt hạch cho mỗi lần bắn, tuy nhiên kết quả này rẻ hơn không hề ít so với yêu thương cầu nguồn vào của tia tia laze là 1,9 MJ. Thử nghiệm vào tháng 10 đạt 430 KJ và vào tháng 11 là 700 KJ.

Hiện những nhà phân tích đang tìm phương pháp để đạt được tác dụng phản ứng sức nóng hạch cao hơn trải qua việc điều chỉnh các yếu tố ban đầu để bội nghịch ứng với lại công dụng tốt hơn (sử dụng những viên nhiên liệu khủng hoặc mịn hơn, nhiều lớp nhiên liệu ướp đông đồng phần lớn hơn hoặc các xung laser rất tốt hơn). Mặc dù nhiên, nhằm biến tích điện nhiệt hạch thành tích điện tái tạo rất có thể sử dụng được sau này là điều không thể dễ dàng, đòi hỏi quá trình nghiên cứu, thử nghiệm dài lâu và yêu cầu khắc phục được những vấn đề về công nghệ và kỹ thuật đồ vật liệu.

4. Tiềm năng của các loại thuốc khám chữa Covid-19

Vắc-xin vào vai trò đặc trưng trong trận chiến chống lại Covid-19, nhưng mà thuốc phòng vi-rút vẫn ngày càng chứng minh được tính tác dụng trong câu hỏi ngăn ngừa các triệu triệu chứng và nguy cơ tiềm ẩn tử vong ví như được thực hiện sớm.

*

Thuốc Molnupiravir của hãng Merck.

Năm 2021, những nhà cung ứng thuốc Pfizer với Merck đã ra mắt những kết quả khả quan của các thử nghiệm lâm sàng một trong những loại thuốc kháng vi-rút. Hãng sản xuất Merck tuyên cha rằng, thuốc Molnupiravir làm sút 30% nguy cơ nhập viện hoặc tử vong ở những người có nguy cơ cao, không được tiêm chủng, theo dữ liệu sau cuối được gửi cho những cơ quan quản ngại lý. Thuốc kháng vi-rút của Pfizer, PF-07321332 giúp giảm xác suất nhập viện mang đến 89% nếu ban đầu điều trị trong vòng 3 ngày kể từ khi có triệu chứng.

Các công ty khoa học nhấn mạnh vấn đề rằng, thuốc phòng vi-rút ko thể sửa chữa thay thế việc tiêm phòng, tuy vậy vẫn rất quan trọng và vẫn còn quan trọng hơn nữa khi biến chuyển thể new Omicron đang lây lan với vận tốc rất nhanh.

5. Phương pháp điều trị xôn xao căng thẳng sau thanh lịch chấn tư tưởng

Sức mạnh biến đổi tâm trí của những loại thuốc thức thần đã từng có lần làm dấy lên mong muốn rằng chúng rất có thể giúp giảm nhẹ triệu bệnh của bệnh dịch tâm thần, tuy nhiên rất ít tài liệu minh chứng sự hiệu quả của các loại thuốc này. Cho tới năm 2021, một test nghiệm đa trung tâm, ngẫu nhiên, có đối chứng đã phát hiện ra rằng 3,4-methylenedioxymethamphetamine (MDMA), hay được hotline là dung dịch lắc, làm giảm đáng kể các triệu triệu chứng ở bệnh dịch nhân rối loạn căng trực tiếp sau chấn thương.

Xem thêm: Đậu Lém Phiêu Lưu Ký - Toán 2

*

Điều trị MDMA cho rối loạn căng trực tiếp sau chấn thương tâm lý.

Nghiên cứu được ra mắt trên tạp chí Nature Medicine trong thời điểm tháng 5 đã làm nghiệm sự phối kết hợp chuyên sâu thân liệu pháp truyện trò và MDMA, có thể tạo ra cảm xúc hạnh phúc với sự đồng cảm, có chức năng giúp con tín đồ vượt qua gần như trải nghiệm đau thương. 76 fan tham gia xem sét đã tất cả 3 buổi trị liệu được bố trí theo hướng dẫn kéo dãn dài 8 tiếng với thuốc hoặc trả dược, kết phù hợp với một loạt những phiên “chuẩn bị” và “hòa nhập” ngắn thêm với các nhà trị liệu trước và sau điều trị. Kết quả sau 2 tháng mang lại thấy, 67% người sử dụng thuốc MDMA không còn bị chẩn đoán náo loạn căng thẳng sau lịch sự chấn tâm lý.

6. Phòng thể nhân tạo có chức năng chế ngự các bệnh truyền nhiễm

Các chống thể đối kháng dòng thành lập và hoạt động trong phòng thí điểm đã tạo ra một cuộc bí quyết mạng vào điều trị một số trong những bệnh ung thư và bệnh dịch tự miễn. Đặc biệt, trong năm 2021, những nhà phân tích đã cải tiến và phát triển thành công liệu pháp điều trị SARS-CoV-2 và những mầm bệnh rình rập đe dọa tính mạng, bao hàm vi-rút hợp bào hô hấp (RSV), HIV và ký sinh trùng nóng rét bởi kháng thể đối chọi dòng.

*

Các phòng thể (màu xanh cùng đỏ) tiến công vi-rút SARS-CoV-2 (màu tím).

Để tạo thành kháng thể đơn dòng, những nhà khoa học đã phân lập gần như kháng thể vượt trội nhất từ ​​động vật thí nghiệm với con bạn để tái sinh sản với con số lớn. Là yếu tố của thuốc, những kháng thể này hầu hết được sử dụng để làm giảm phần nhiều phản ứng miễn kháng hoặc khắc ghi các tế bào khối u để tiêu diệt. Cùng với những tân tiến trong nhân bản, quy mô động vật với tinh thể học tia X, hiện thời các đơn vị nghiên cứu rất có thể tạo cùng sàng lọc không hề ít kháng thể đối chọi dòng.

Những tín đồ hồi phục sau thời điểm mắc Covid-19 sẽ tạo nên ra phòng thể nhận diện với bất hoạt phòng nguyên của vi-rút nhằm ngăn cản sự xâm nhập của vi-rút. Dựa vào cơ sở đó, những nhà kỹ thuật đã tạo nên các bản sao giống hệt với các kháng thể tự nhiên và thoải mái này trong môi trường thí nghiệm nhằm truyền vào máu tín đồ bệnh. Những bản sao này được điện thoại tư vấn là phòng thể solo dòng sệt hiệu nhắm vào vi-rút SARS-CoV-2, giúp ngăn ngừa sự đột nhập của vi-rút vào đồ dùng chủ. Hiện nay, gồm 2 biện pháp điều trị Covid-19 bởi kháng thể solo dòng được Cục thống trị thực phẩm và chế tác sinh học Mỹ (FDA) cấp cho phép áp dụng khẩn cấp. Một là liệu pháp phối hợp 2 loại kháng thể đối chọi dòng casirivimab cùng imdevimab; nhị là chống thể đối chọi dòng sotrovimab.

7. NASA và sứ mệnh tò mò hành tinh đỏ

Năm 2021, tàu đổ xô InSight của cơ quan Hàng không vũ trụ Mỹ (NASA) đã thu hút được sự niềm nở của toàn nhân loại với các phát hiện liên quan đến sao Hỏa.

*

Sóng tại những điểm va chạm cho biết hành tinh đỏ có lớp vỏ mỏng, lớp che nông và lõi chất lỏng mập bất thường.

Tàu đổ xô InSight của NASA đã ghi nhận những trận hễ đất trung bình, bao gồm 1 số trận khởi nguồn từ Cerberus Fossae, một khu vực cách sao Hỏa 1.600 km. Khi kết phù hợp với các mong tính về thành phần phía bên trong lõi, mọi số liệu này sẽ giúp các nhà kỹ thuật lập biểu vật dụng về độ sâu của trái đất đỏ. Sự làm phản xạ trong các đợt địa chấn của trận hễ đất cho biết thêm lớp vỏ sao Hỏa có không ít lớp với dày chưa đến 40 km - mỏng hơn lớp vỏ lục địa của Trái đất. Lớp vỏ mỏng manh đó sẽ khiến sao Hỏa gấp rút thoát ra nhiệt độ lượng mặt trong.

Tìm đọc sâu hơn, những nhà khoa học nhận ra lớp đậy sao Hỏa thiếu lớp giải pháp nhiệt mặt dưới, vốn được thấy nghỉ ngơi Trái đất. Lớp phủ nông, nằm giữa lớp vỏ và lõi lỏng, phệ bất thường. Với trọng lượng của hành tinh đỏ, những nhà khoa học kết luận rằng mật độ lõi thấp và hỗn hợp các nguyên tố dịu như lưu giữ huỳnh có chức năng giữ sắt với niken nghỉ ngơi dạng lỏng, bỏ mặc sự mất nhiệt lập cập của hành tinh. Với những dữ liệu new này, những bí mật về lịch sử vẻ vang của sao Hỏa rất cần phải giải đáp giữa những năm tới gồm những: liệu địa cầu này đã từng có thứ gì đấy giống như những mảng xây dựng và lúc lõi chất lỏng của nó hoàn thành khuấy động, đã đóng lại từ trường mà nó từng tạo thành ra.

8. Vết nứt trong mô hình chuẩn chỉnh của phân tử cơ bản

Đó rất có thể là vết hiệu vô vọng của các nhà vật dụng lý hạt khi mô hình lý thuyết tiêu chuẩn chỉnh giải thích mang lại mọi các loại hạt lúc này không còn hoàn toàn chính xác.

*

Các phân tử Muon chuyển phiên tròn như kim la bàn trong từ trường được lập bạn dạng đồ cùng với độ đúng chuẩn 30 phần tỷ tại phòng thí nghiệm thứ gia tốc tổ quốc Fermi, Mỹ.

Từ tính của hạt Muon cung ứng cho các nhà khoa học cách gián tiếp nhằm tìm kiếm các loại hạt ngã sung, chưa được khám phá. Vày các điểm sáng lượng tử không chắc chắn, không gian trống xung quanh loại phân tử này cuộn với các cặp phân tử - bội phản hạt lộ diện và mất tích quá cấp tốc để hoàn toàn có thể được quan cạnh bên trực tiếp. Hầu hết yếu tố trong quy mô tiêu chuẩn làm tăng trường đoản cú tính của Muon lên một lượng chính xác. Những loại phân tử mới tất cả thể biến đổi tính toán đó theo các phương pháp chưa từng được dự đoán.

Để đo từ bỏ tính của Muon, các nhà khoa học phun một chùm tia Muon vào một từ trường, tại đó, chúng xoay như kim la bàn cùng với tốc độ phụ thuộc vào trường đoản cú tính của chúng. Những nhà vật dụng lý đã tiến hành một thử nghiệm như vậy từ năm 1997 đến năm 2001 tại chống thí nghiệm tổ quốc Brookhaven, New York. Năm 2003, họ đưa nam châm hút từ rộng 15 mét của bản thân mình đến phòng thí nghiệm lắp thêm gia tốc non sông Fermi, Mỹ nhằm thu được chùm Muon tinh khiết hơn. Năm 2021, những nhà kỹ thuật đã minh chứng các kết quả thu được không hợp với các dự đoán của quy mô tiêu chuẩn. Theo phép tính mà người ta lập luận, các nghiên cứu trong năm nay sẽ làm tăng dự đoán của mô hình chuẩn chỉnh về những hạt cơ bản.

9. CRISPR thay thế sửa chữa gen phía bên trong cơ thể

Trước đây, công cụ chỉnh sửa gen CRISPR đã gồm những thành công xuất sắc lâm sàng lúc giúp trị khỏi cho tất cả những người mắc 2 chứng rối loạn máu di truyền là bệnh hồng mong hình liềm và bệnh dịch beta-thalassemia bằng cách loại bỏ những tế bào máu gốc bị lỗi khỏi bệnh dịch nhân, chỉnh sửa và tái sử dụng chúng nó vào cơ thể. Năm 2021, nền khoa học cầm cố giới đánh dấu bước tiến xa hơn khi xúc tiến kỹ thuật này thẳng trong cơ thể người bệnh. Một số công dụng nghiên cứu cho thấy, phương thức này vẫn làm giảm một một số loại protein độc hại cho gan và cải thiện thị lực ở những người bị mù di truyền.

*

RNA đi đường (màu xanh lam) từ công nghệ CRISPR dẫn một enzyme cắt DNA sệt hiệu (màu trắng) đến mục tiêu (màu cam).

Các nhà nghiên cứu tại công ty Editas Medicine, Mỹ sẽ tiêm một một số loại vi-rút vô hại có DNA CRISPR vào đôi mắt của 6 người cứng cáp mắc chứng rối loạn thị lực di truyền. Tác dụng cho thấy, sau 3-6 tháng, nhì bệnh nhân hậu gần như mù hoàn toàn đã hoàn toàn có thể cảm nhận được ánh sáng, một trong các họ hoàn toàn có thể tránh được các vật cản trong đk ánh sáng mờ.

Có thể nói rằng, kỹ thuật sửa đổi gen bằng CRISPR phía bên trong cơ thể fan là chuyên môn tiềm năng, mặc dù cần xác định đúng đắn các ren và chuyển chúng an ninh đến đúng tế bào với số lượng phù hợp.

10. Thời cơ phát triển tự phôi động vật

Nghiên cứu sâu hơn về giai đoạn phát triển sớm của phôi bầu giúp những nhà công nghệ hiểu được những trường phù hợp sẩy thai với dị tật bẩm sinh, đồng thời nâng cấp quy trình thụ tinh trong ống nghiệm (IVF). Tuy thế những giới hạn về hình thức pháp, thực tế và đạo đức nghề nghiệp đã tinh giảm các nghiên cứu và phân tích với phôi người. Năm 2021, kết quả nghiên cứu của các nhà khoa học đến thấy, phôi chuột đã được nuôi phía bên ngoài cơ thể chuột mẹ vĩnh viễn nhiều so với trước đây và các bạn dạng sao phôi được tạo ra từ tế bào gốc của tín đồ hoặc tế bào trưởng thành và cứng cáp được lập trình sẵn lại.

*

Phôi chuột cải tiến và phát triển trong lọ quay. Phần nhiều phôi thai như vậy có thể giúp các nhà nghiên cứu nắm rõ hơn về tiến độ phát triển ban đầu của nhỏ người.

Trước đây, các nhà công nghệ đã chạm mặt nhiều trở ngại để hoàn toàn có thể nuôi ghép phôi chuột bên phía ngoài cơ thể chuột mẹ lâu dài 3 hoặc 4 ngày. Tuy vậy đến năm 2021, một nhóm nghiên cứu và phân tích đã report một phương pháp để kéo dãn thời gian nuôi ghép đến 11 ngày. Họ vẫn quay những lọ cất phôi bên trên một thiết bị hệt như bánh xe pháo Ferris thu nhỏ. Lắp thêm này liên tục trộn lẫn nước bồi bổ để tắm cho phôi và bảo đảm an toàn nồng độ oxy, áp suất khí quyển là đồng nhất. Những phôi được nuôi cấy sẽ trải qua một giai đoạn quan trọng của quá trình tổ chức lại tế bào, phát triển các phòng ban và mọc ra các chân sau.

Xem thêm: Ta Quen Nhau Đã Bao Lâu Rồi Hỡi Em Em Có Hay, Nơi Tình Yêu Bắt Đầu

Trong khi đó, một nghiên cứu và phân tích khác sẽ phát hiển thị rằng những tế bào da trải qua vượt trình đổi khác sang tế bào iPS tạo nên các cấu trúc giống như phôi bào. Phần nhiều phôi nang này không hẳn là phôi thật, nhưng một số trong số chúng có thể cung cấp một cách thức thay thế mang tính chất hướng dẫn cùng ít gây tranh cãi hơn. Hồi tháng 5/2021, Hiệp hội phân tích quốc tế về tế bào nơi bắt đầu (ISSCR) đã thả lỏng lệnh cấm về việc nuôi cấy phôi người trong phòng thí nghiệm, theo đó, cho phép thực hiện những thí nghiệm nuôi cấy phôi kéo dài hơn 14 ngày. Đây được xem là quyết định mở đường đến các nghiên cứu và phân tích giúp tháo gỡ các vấn đề từ sảy thai liên tục cho đến cải thiện thụ tinh vào ống nghiệm.