Сегодня в городе Марганец 28.03.2024

7 найбільш важливих відкриттів: чого досягло людство у 2020 році

Протягом 2020 року ЕП уважно відстежувала найбільш значущі події серед світової наукової спільноти і зараз пропонує добірку з семи видатних наукових досягнень.
Вчені знайшли ознаки існування життя на Венері
В атмосфері Венери виявлено газ фосфін, який вважається біомаркером - ознакою можливої життєдіяльності.
Про це йдеться в дослідженні, яке група астрономів на чолі з Джейн Грівз з Кардіфського університету опублікувала в журналі Nature Astronomy у вересні 2020 року.
Фосфін (фосфористий водень, PH3) в звичайних умовах на Землі являє собою безбарвний отруйний газ. У дослідженні вчені вказують, що фосфін є одним із з'єднань, що свідчать про потенційні ознаки життя.
В атмосфері Землі він з'являється за рахунок антропогенної діяльності (його використовують, наприклад, для консервації) і завдяки життєдіяльності анаеробних організмів - до них відносяться деякі бактерії, гриби, водорості і червяки.
Інших природних джерел фосфіну не так багато - серед них блискавки, падіння метеоритів і вулканічна активність.
Поки вчені не реєстрували на Венері подібні явища в достатній кількості, щоб вони могли пояснити появу фосфіну в атмосфері. Вулканічна активність там, за наявними даними, мінімальна, а блискавки в атмосфері планети призводять до появи незначних обсягів фосфіну.
Лише падіння метеоритів може пояснити появу декількох тонн фосфоровмісних сполук.

Знімок Венери
Джерело: theverge.com


Дослідження атмосфери Венери проводилося за допомогою наземного телескопа Джеймса Кларка Максвелла (JCMT) на Гаваях і системи радіотелескопів ALMA в Чилі в міліметровому діапазоні хвиль.
"Присутність фосфіну в обсягах навіть декількох частин на мільярд абсолютно несподівано для окисленої атмосфери, де з'єднання, які містять кисень значно переважають над з’єднаннями які містять водень. Ми розглядаємо всі сценарії, які могли б пояснити появу фосфіну з урахуванням наявних знань про Венеру", - йдеться в статті.
Вчені підкреслюють, що життя на Венері є лише одним з можливих сценаріїв появи фосфіну в атмосфері, і його виявлення не слід розглядати в якості однозначного доказу наявності живих організмів на планеті.
Харчова добавка альфа-кетоглутарат для подовження життя
Альфа-кетоглутарат виробляється в організмі людини шляхом природних метаболічних процесів і його виробництво може бути посилено за допомогою фізичних вправ або голодування.
Деякі спортсмени і бодібілдери використовують альфа-кетоглутарат в якості харчової добавки для росту м'язової маси.
З попередніх досліджень відомо, що в людини альфа-кетоглутарат може знижуватися в десять разів у віці від 40 до 80 років. Припускаючи, що його добавка може надавати корисні антивікові ефекти, вчені з Інституту дослідження старіння Бака (США) протестували терапію на мишах. Про результати їх експериментів розповідає New Atlas.
Протягом року 18-місячним мишам (приблизно відповідає віку 55 років у людини) щодня додавали альфа-кетоглутарат до раціону. В середньому, вони жили приблизно на 12% довше, в порівнянні з контрольною групою, однак більш цікаві результати були досягнуті в показниках стану здоров'я.
Оцінюючи ряд показників, включаючи біомаркери старіння, слабкість і когнітивні здібності, виявилося, що в піддослідних гризунів вони були на 40% кращі, в порівнянні з тими, хто харчової добавки не отримував.

Самки мишей, які їли альфа-кетоглутарат (ліворуч) поруч із контрольними мишами.
Джерело: sciencemag.org


Різниця була добре помітна навіть зовні. На фото вгорі - миші з експерименту. Всі вони однакового віку, але зліва ті, хто отримував альфа-кетоглутарат в якості харчової добавки, а праворуч - ні (контрольна група).
Навіть у рано померлих гризунів, які отримували добавку, на останньому етапі життя покращився стан здоров'я, що виявилося дійсно дивним результатом для вчених.
Харчові добавки альфа-кетоглутарата доступні для використання вже протягом декількох років, проте поки невідомо, які наслідки можуть виникати при тривалому прийомі добавки.
Корейський термоядерний реактор встановив світовий рекорд

KSTAR - установка для магнітного утримання плазми типу токамак, збудована в Національному інституті термоядерних досліджень в Теджоні, Південна Корея
Джерело: Wikipedia


Фізики з Південної Кореї встановили новий світовий рекорд на установці для магнітного утримання плазми типу токамак KSTAR.
Вченим вдалося утримувати високотемпературну плазму протягом рекордних 20 секунд при температурі іонів більше 100 мільйонів градусів цельсія.
Експерименти на KSTAR йдуть з 2008 року. Значних успіхів вчені змогли досягти ще два роки тому - тоді їм вдалося утримувати плазму аналогічної температури лише 1,5 секунди. Рік по тому був досягнутий показник у 8 секунд.
Існують і інші термоядерні пристрої, які здатні утримувати плазму при температурах 100 мільйонів градусів і вище. Але жоден з них не здатен підтримувати цей стан більше 10 секунд.
Проте час утримання є важливою характеристикою термоядерних пристроїв, яка визначає можливість використання їх для генерації електроенергії. Чим вище час утримання, тим більша кількість часу термоядерний реактор може виділяти енергію, а не тільки витрачати її.

Фахівці KSTAR планують збільшити час утримання до 300 секунд до кінця 2025 року. В кінці 2020 року дослідники обіцяли опублікувати результати проведених на установці експериментів, які дозволили продовжити час утримання до 20 секунд.
Поки що це значення залишається рекордним, але майбутній міжнародний термоядерний ректор ITER, ймовірно, зможе показати більш вражаючі результати.
Бджолина отрута впоралася з найбільш агресивним видом раку грудей


Джерело: jooinn.com

Бджоли принесли людству цілий ряд корисних продуктів і речовин, таких як мед, прополіс і бджолину отруту, використовуваних в медичних цілях протягом тисячоліть.
Незважаючи на це, визначальні чинники та механізми дії бджолиної отрути - продукту секреторної діяльності залоз робочих особин медоносної бджоли - проти ракових пухлин залишаються погано вивченими. Особливо коли йдеться про рак грудей, від якого страждають мільйони жінок у всьому світі.
За даними фахівців, на "тричі негативний" рак молочної залози припадає від 10% до 15% всіх випадків цього онкологічного захворювання. При цьому клінічно ефективних методів його лікування на сьогодні не існує.
На думку вчених з Університету в Західній Австралії та Інституту медичних досліджень Гаррі Перкінса, розуміння молекулярної основи і специфічності бджолиної отрути проти ракових клітин може стати ключем до розробки і оптимізації нових терапевтичних засобів на основі доступного і недорогого натурального продукту.
"Тричі негативний" рак молочної залози названий так, тому що його клітини не містять трьох рецепторів: естрогену, прогестерону і білка HER-2. Це означає, що гормональна терапія безсила проти цього типу пухлини, яка швидко зростає і може почати метастазувати вже на першій стадії. Ймовірність рецидиву після хіміотерапії висока, а рівень виживання після видалення пухлини, навпаки, вкрай низький.

10 найцікавіших технологічних розробок: чим здивував людство 2020 рік

Доктор Сиара Даффі з Інституту медичних досліджень Гаррі Перкінса і Університету Західної Австралії та її команда показали, що з "тричі негативним" раком грудей легко справляється меліттін - компонент отрути медоносної бджоли.
У своєму дослідженні вчені використовували отруту 312 бджіл і джмелів, а також меліттін, відтворений синтетичним шляхом, як в поєднанні з препаратом хіміотерапії доцетакселом, так і без нього, щоб вивчити їх протиракові властивості на лабораторних мишах.
Бджіл присипали вуглекислим газом і тримали на льоду, поки діставали з їх черева отруйний шип. Команда виявила, що і отрута бджоли, і меліттін не тільки швидко викликали загибель клітин особливо агресивного раку молочної залози і клітин раку грудей, збагачених рецептором HER2 (він відповідає за формування первинної стійкості до протипухлинних препаратів), а й показали свою ефективність в концентраціях, що не зачіпають здорові клітини.
"Ми виявили, що меліттін може повністю зруйнувати мембрани ракових клітин за 60 хвилин", - повідомила провідний автор дослідження Сиара Даффі.
Крім цього, меліттін всього за 20 хвилин зміг вплинути на сигнальні шляхи, які необхідні для росту і ділення ракових клітин.
Детальний опис дослідження оприлюднений в науковому журналі Nature.
Науковці синтезувала паливо з вуглекислого газу
22-го грудня видання "Nature Communications" опублікувало дослідження у рамках якого вченим з Оксфордського університету вдалося отримати паливо з вуглекислого газу. Для цього вони використали залізний каталізатор, а також марганець, водень, лимонну кислоту та, власне, вуглекислий газ нагріті до 350 градусів цельсія.
Після 20 годин випробувань хімічні реакції перетворили 38% вуглекислого газу у нові сполуки, 48% з яких становив етанол (паливо), решта - сполуки на кшталт етилену та пропілену, які використовуються у виробництві пластику.

Стан залізного каталізатора до реакції перетворення вуглекислого газу у нові сполуки і після. Зображення отримане електроним мікроскопом
Джерело: nature.com


Один з авторів дослідження Пітер Едвардз (Peter Edwards) вважає, що вже за 2-3 роки процес можна вдосконалити та зробити виробництво палива економічно вигідним.
"За 40 років моєї робити це найважливіший прорив. Сподіваємося, що ми зможемо використовувати вуглекислий газ з атмосфери для створення авіаційного палива", - зазначив він.
Навіть, якщо технологія виробництва етанолу не буде доцільною на Землі, вона може стати у нагоді майбутнім колонізаторам Марсу, де частка вуглекислого газу у атмосфері становить 95,32%.
Редагування геному

Першовідкривачі методу редагування геномів Еммануель Шарпантьє і Дженніфер Дудна
Джерело: Nytimes.com


Нобелівську премію з хімії у 2020 році отримали першовідкривачі методу редагування геномів за допомогою системи CRISPR / Cas9 - Еммануель Шарпантьє і Дженніфер Дудна.
Цей метод - один з найвідоміших проривів в біології за останні роки, та й в науці взагалі. Він відкрив прямий шлях до технології справжнього, а не симптоматичного, лікування генетичних захворювань.
Він вже застосовується при терапії раку і повністю революціонізував біотехнологію, замінивши собою безліч старих і ненадійних методів роботи з геномами рослин і мікроорганізмів.
Метод "генетичних ножиць" - так його ще називають - полягає у використанні молекулярних апратів бактерій для розрізання та внесення змін у будь-яку іншу послідовність ДНК: миші, корови, людини. Цей метод не лише уможливлює редагування геному, а робить цей процес точним до нуклеотиду.


Джерело: meduza.io

Вперше новина про нього вийшла у 2012 році. Саме тоді Дудна та Шарпантьє опублікували статтю у Science, в якій описали механізм CRISPR/Cas, завдяки якому ці організми захищаються від вірусів (розпізнають і "ріжуть" їх геном), і висловили гіпотезу, що цю суперздатність бактерій можна використати для інших цілей.
Цей момент став переломним не лише для біологів, а й для всього людства: минуло лише 8 років, а метод "генетичних ножиць" вже використовують як для створення плодових дерев з імунітетом до шкідників, так і для лікування сліпоти чи внесення змін до геному ембріонів людини.

Вакцина проти COVID-19
Американский журнал Science назвав головним проривом 2020 року рекордно швидку розробку вакцини проти COVID-19.
Спалах хвороби вперше був зафіксований в Ухані, Китай, в грудні 2019 року. Через нього по всьому світі були введені жорсткі карантинні заходи, які продовжуються і понині.
Геном вірусу першими повністю розшифрували служби охорони здоров'я Китаю і 10 січня його зробили публічно доступним. Вже станом на березень кілька сот приватних і державно-приватних організацій займалися створенням вакцини.
Найбільших успіхів досягли китайські приватні компанії CanSino Biologics, Sinovac Biotech та державна компанія Sinopharm.
У Сполучених Штатах фаворитами були Moderna та Inovio Pharmaceuticals.
У Європі - німецька біотехнологічна компанія компанія BioNTech, розробила вакцину-кандидата, якою згодом поділилася з фармацевтичним гігантом Pfizer. В Оксфордському університеті академічна група створила вакцину, яка врешті-решт залучила іншого партнера Big Pharma, AstraZeneca.
Розробники використали вражаючий спектр технологій, щоб зробити ефективну вакцину. Moderna та Pfizer-BioNTech використали стратегію розробки вакцини, яка ніколи раніше не виводила на ринок жодних ліків: лабораторний РНК-месенджер (мРНК).

Ця біотехнологія дозволяє створити новий клас ефективних лікарських засобів. Вони "примушують" клітини виробляти білки, які можуть мати терапевтичну або профілактичну користь і мають потенціал боротьби з низкою захворювань.
Вже в грудні ЄС, Великобританія, США схвалили для масового застосування вакцини BioNTech/Pfizer, згодом США хвалила використання вакцини Moderna, а Великобританія - вакцину AstraZeneca.
Тобто від початку робіт зі створення вакцини до масового застосування пройшло менше року. В то же час, зазвичай термін розробки вакцини триває від 10 до 15 років.

По материалам: http://www.epravda.com.ua/publications/2020/12/31/669680/

Смотрите также