Επιστήμη αιχμής:επτά ιδέες που πρέπει να γνωρίζετε το 2021

Αν ο COVID-19 μας έχει διδάξει κάτι, είναι ότι το να κάνουμε προβλέψεις τον Ιανουάριο είναι κακή ιδέα. Ως εκ τούτου, δεν θα βρείτε θαρραλέες διακηρύξεις για τον επιστημονικό κόσμο το 2021 εδώ. Αντίθετα, εδώ είναι η επιλογή μας από τις πιο ενδιαφέρουσες έρευνες που πρέπει να προσέχετε το επόμενο έτος.

1

Οι ιοί μπορούν να σώσουν ζωές

Superbugs, τα θυμάστε; Πριν η πανδημία κυριαρχήσει στα ραδιόφωνα μας, μια από τις μεγαλύτερες απειλές για τη συλλογική μας υγεία ήταν η αντίσταση στα αντιβιοτικά. Αυτή είναι η διαδικασία με την οποία μολυσματικά βακτήρια, όπως το MRSA, αργά αλλά σταθερά, αποκτούν ανοσία στα ισχυρότερα φάρμακά μας. Το φαινόμενο προκαλεί όλεθρο σε νοσοκομεία όπου ευδοκιμούν τα υπέρμικρα σε ασθενείς με εξασθενημένο ανοσοποιητικό σύστημα.

Δυστυχώς, η αντοχή στα αντιβιοτικά είναι συνέπεια της εξέλιξης και έτσι, κατά μία έννοια, είναι αναπόφευκτη (αν και η διαδικασία επιταχύνεται από την υπερβολική εξάρτηση από τα αντιβιοτικά στη γεωργία). Έτσι, ο αγώνας είναι σε εξέλιξη για να βρεθεί εναλλακτική θεραπεία για βακτηριακές λοιμώξεις. Εισαγάγετε τον βακτηριοφάγο.

Όπου και αν βρείτε βακτήρια, είναι πιθανό να βρείτε ιούς που τρέφονται με αυτά και ονομάζονται βακτηριοφάγοι (προέρχονται από τα ελληνικά, που σημαίνει καταβροχθίζει βακτήρια). Αυτοί οι ιοί προσκολλώνται στα βακτηριακά κύτταρα, εγχέουν το DNA τους στο θύμα τους και μετατρέπουν τον όμηρο σε εργοστάσιο ιών.

Ο απώτερος στόχος της θεραπείας με φάγο είναι να εντοπίσει τους ιούς που τρέφονται με υπερβακτηρίδια και να βρει έναν ασφαλή τρόπο να τους μεταφέρει σε έναν ασθενή. Είναι μια ιδέα αιώνων που έφυγε από τη μόδα όταν ο Αλεξάντερ Φλέμινγκ ανακάλυψε την πενικιλίνη, αλλά καθώς η αποτελεσματικότητα των αντιβιοτικών μειώθηκε, το ενδιαφέρον για τη θεραπεία με φάγο έχει διογκωθεί. Το 2021, αναμένετε μια σειρά από πρωτοποριακές μελέτες να δημοσιεύσουν τα αποτελέσματά τους. Αυτή θα μπορούσε να είναι η αρχή του τέλους του υπερμικροβίου.

Εδώ είναι το εκτενές μας σε βάθος για βακτηριοφάγους.

2

Τα μικροσκοπικά σμήνη CubeSat θα μπορούσαν να είναι το μέλλον της εξερεύνησης του διαστήματος

Ενώ υπάρχει κάτι που πρέπει να ειπωθεί για το να δούμε ένα γιγάντιο διαστημόπλοιο να απογειώνεται, η επόμενη εποχή της εξερεύνησης του διαστήματος δεν χρειάζεται να είναι μεγάλη, γενναία και δαπανηρή. Σε όλη την Ευρώπη υπάρχει ένα κύμα μηχανικών και επιστημόνων που στοχεύουν στη μικρογραφία των δορυφόρων έτσι ώστε εκατοντάδες να μπορούν να σταλούν σε τροχιά και πέρα ​​από αυτήν με ελάχιστο κόστος και προσπάθεια.

Υπάρχει δύναμη στους αριθμούς. Για παράδειγμα, οι επιστήμονες εξετάζουν την ιδέα της χρήσης ενός στόλου CubeSats για να αναχαιτίσουν αστεροειδείς που πλησιάζουν τη Γη. Με αυτόν τον τρόπο η φυσική και χημική σύνθεση δεκάδων διαστημικών πετρωμάτων μπορεί να μελετηθεί ταυτόχρονα, γιατί δεν θέλουμε να χάσουμε τίποτα αν πρέπει να στείλουμε τον Μπρους Γουίλις να ανατινάξει έναν. Ομοίως, χιλιάδες από τα μικροσκοπικά διαστημόπλοια θα μπορούσαν να σταλούν για να χαρτογραφήσουν την ακτινοβολία που διαπερνά το διάστημα, δείχνοντας στους μελλοντικούς αστροναύτες τα σημεία που πρέπει να αποφύγουν εάν δεν θέλουν υπερδυνάμεις (ή πιο ρεαλιστικά τον θάνατο).

Εδώ είναι το εκτενές μας primer για τα σμήνη CubeSat

3

Η επαναφορά θα μπορούσε να μετριάσει την κλιματική κρίση

Το 2021 θα μπορούσε να είναι μια μεγάλη χρονιά για το κίνημα του rewilding. Καθώς το Ηνωμένο Βασίλειο αποδεσμεύεται από την ΕΕ, θα ξαναγράψει τις πολιτικές του σχετικά με τη γεωργία και τη χρήση γης. Ειδικότερα, η κυβέρνηση θα πρέπει να αποφασίσει πώς θα διανείμει τα 3 δισ. £ ετησίως που δαπανώνται για αγροτικές επιδοτήσεις. Διάφοροι κορυφαίοι επιστήμονες ζητούν να διατεθούν ορισμένα από αυτά τα κονδύλια για να βοηθηθούν οι πρόθυμοι αγρότες να επιστρέψουν στη φύση μη παραγωγικές εκτάσεις.

Το επιχείρημα είναι ξεκάθαρο. Η μαζική εξαφάνιση και η κλιματική κρίση θα μπορούσαν να μετριαστούν με την προσεκτική αποκατάσταση των άγριων χώρων, δημιουργώντας οικοσυστήματα που κλειδώνουν τον άνθρακα στη διαδικασία. Και ως μπόνους, αυτές οι ερημιές θα μπορούσαν να προσφέρουν κάτι σαν ένα ασφαλές καταφύγιο για τους πολιορκημένους επικονιαστές μας.

Έχουν υπάρξει ήδη αρκετές επιτυχημένες πρωτοβουλίες επαναφοράς στο Ηνωμένο Βασίλειο. Πέρυσι, τα κουνάβια πεύκου επανήλθαν στην Ουαλία και οι κάστορες επανεγκαταστάθηκαν στον ποταμό Otter μετά από 400 χρόνια απουσίας. Ωστόσο, δεν είναι ένα θέμα χωρίς διαμάχη. Οι επικριτές υποστηρίζουν ότι τα χρήματα θα ήταν καλύτερα να δαπανηθούν για την προστασία των άγριων χώρων που μας έχουν απομείνει και, φυσικά, οι αγρότες ανησυχούν ότι ο τρόπος ζωής τους και μάλιστα η επιβίωσή τους θα μπορούσε να απειληθεί.

Εδώ είναι το εκτενές μας αστάρι για το rewilding

4

Θα ξαναδούμε την αρχαία ιστορία, χάρη στα παλαιοπροτειμικά όπλα

Εντάξει, είναι μια μπουκιά, αλλά ο τομέας της παλαιοπρωτεϊνομικής παράγει έναν χείμαρρο ανακαλύψεων που είναι δύσκολο να αγνοηθούν. Δεν μας πιστεύετε; Απλώς ρίξτε μια ματιά στο #paleoproteomics στο Twitter. Είναι συναρπαστικό, υποσχόμαστε.

Η Παλαιοπρωτεομική είναι ουσιαστικά ένας νέος φακός μέσα από τον οποίο μπορούμε να δούμε το παρελθόν. Είναι η μελέτη των αρχαίων πρωτεϊνών, οι οποίες είναι πιο άφθονες και τείνουν να κρέμονται περισσότερο στα αρχαία απολιθώματα από το DNA. Με άλλα λόγια, οι πρωτεΐνες παρέχουν ένα ισχυρότερο, σαφέστερο σήμα από πιο πίσω στην ιστορία μας από ό,τι έχουμε δει ποτέ πριν.

Μέχρι στιγμής, η τεχνική έχει ήδη δώσει πληροφορίες για δείγματα ηλικίας 3,4 εκατομμυρίων ετών, ενώ το παλαιότερο θραύσμα DNA που μελετήθηκε μέχρι σήμερα είναι 800.000 ετών. Αυτό το σχετικά νέο πεδίο αποκαλύπτει περισσότερα για την ιστορία της ανθρώπινης προέλευσης κάθε μέρα και είναι πιθανό να υπάρξουν ακόμη πιο συναρπαστικές ανακαλύψεις από αυτόν τον τομέα έως το 2021.

Εδώ είναι το σε βάθος εκκινητή μας για την παλαιοπρωτεομική

5

Η κλωνοποίηση γίνεται mainstream

Όταν γεννήθηκε η Ντόλι το πρόβατο, ο πρώτος κλώνος ζώου, πριν από 25 χρόνια, ήταν μια στιγμή που βυθίστηκε σε διαμάχη που κατέστρεψε την ατζέντα των ειδήσεων για εβδομάδες. Σήμερα η κλωνοποίηση ζώων φαίνεται να έχει γίνει αρκετά ασήμαντη.

Πάρτε για παράδειγμα το γεγονός ότι τώρα μπορείτε να κλωνοποιήσετε το κατοικίδιό σας για ένα τεράστιο ποσό (αν και δεν θα το συνιστούσαμε). Η Μπάρμπρα Στρέιζαντ ήταν από τις πρώτες που το έδωσε το έναυσμα, κλωνοποιώντας την αγαπημένη της Coton de Turear Samantha, όχι μία, αλλά δύο φορές. Η τεχνολογία χρησιμοποιείται επίσης για την αναπαραγωγή καλύτερων σκύλων εργασίας, όπως οι σκύλοι ανίχνευσης ναρκωτικών, όπου οι κλώνοι έχουν καλύτερες επιδόσεις σε ζώα που εκτρέφονται παραδοσιακά στην εκπαίδευση.

Αν και υπάρχουν ξεκάθαρα ηθικά ζητήματα που πρέπει να ληφθούν υπόψη, η κλωνοποίηση είναι εδώ για να μείνει και θα μπορούσε να επιστρέψει στο προσκήνιο το 2021, καθώς οι επιστήμονες προσπαθούν να κλωνοποιήσουν είδη που απειλούνται με εξαφάνιση και ακόμη και να επαναφέρουν ζώα που χάθηκαν στην εξαφάνιση.

Εδώ είναι το σε βάθος εκκινητή μας για την κλωνοποίηση

6

Το παιχνίδι σε εικονικούς κόσμους είναι ένα νέο σύνορο στη θεραπεία ψυχικής υγείας

Αν και η τεχνολογία εικονικής πραγματικότητας βρίσκεται στο σημείο όπου μπορεί να είναι πειστικά ρεαλιστική και εντελώς καθηλωτική, δεν έχει γίνει ακόμα mainstream. Παρόλα αυτά, αυτές οι δύο ιδιότητες σημαίνουν ότι έχει προσελκύσει την προσοχή των ψυχολόγων που μπορούν να δουν τα οφέλη ενός εικονικού χώρου όπου οι ασθενείς και οι κλινικοί γιατροί μπορούν να συνεργαστούν για να εξερευνήσουν τη σκέψη και τη συμπεριφορά χωρίς συνέπειες.

Το πιο χαρακτηριστικό παράδειγμα του πώς η εικονική πραγματικότητα μπορεί να είναι χρήσιμη είναι ίσως στη θεραπεία φοβιών ή αγχωδών διαταραχών. Εάν ένας ασθενής έχει φόβο για τα ύψη που θέλει να ξεπεράσει, η έκθεση σε αυτόν τον φόβο μέσω ενός εικονικού σεναρίου που αισθάνεται πραγματικό θα μπορούσε να βοηθήσει στην εξάλειψη αυτής της φοβίας με την πάροδο του χρόνου. Είναι ένα πολύ πιο ασφαλές (και ευκολότερο) στοίχημα από το να μεταφέρετε έναν ασθενή στην κορυφή ενός κτιρίου, όπου οποιοσδήποτε αριθμός αποτελεσμάτων θα μπορούσε πραγματικά να καταλήξει να ενισχύει τους φόβους του ασθενούς. Η δυνατότητα για θεραπεία με τη βοήθεια εικονικής πραγματικότητας ξεπερνά πολύ τις φοβίες, ωστόσο, καθώς η τεχνολογία είναι πλέον σχετικά φθηνή, είναι βέβαιο ότι θα εξαπλωθεί σε ολόκληρο τον κόσμο της ψυχολογίας το επόμενο έτος.

Εδώ είναι το εκ των υστέρων μας για τη θεραπεία εικονικής πραγματικότητας

7

Εμφανίζονται ρωγμές στα καλύτερα μοντέλα μας του Σύμπαντος

Ως επί το πλείστον, η κατανόησή μας για τους νόμους που διέπουν το Σύμπαν είναι βαθιά. Το μοντέλο του Σύμπαντος μας σημαίνει ότι μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε το GPS για να ακολουθήσουμε οποιοδήποτε αντικείμενο στον πλανήτη, να μελετήσουμε κόσμους έτη φωτός μακριά και να κοιτάξουμε πίσω στη γέννηση του σύμπαντος με εκπληκτική ακρίβεια και σαφήνεια. Αλλά σε ορισμένες περιπτώσεις, η ικανότητά μας να προβλέψουμε πώς συμπεριφέρεται το Σύμπαν παραπαίει.

Είναι συγκλονιστικά πράγματα, ίσως καλύτερα να αφεθούν στα χέρια του αστρονόμου ραδιοφώνου Marcus Chown, ο οποίος εξηγεί εδώ γιατί η κατανόησή μας για το Σύμπαν δεν αθροίζεται. Αλλά το επόμενο έτος, ανυπομονούμε να δούμε πώς η εργασία με τη χρήση βαρυτικών κυμάτων για την ανίχνευση του Σύμπαντος μπορεί να δώσει απαντήσεις ή τουλάχιστον να βελτιώσει τα τρέχοντα μοντέλα μας.

Εδώ είναι το σε βάθος εκκινητή μας για τις ρωγμές της κοσμολογίας