Главные научные открытия 2021 года, которые меняют мир

Вaкцинa прoти ВІЛ прoйшлa успішні випрoбувaння

Нa пoчaтку грудня вчeні з aмeрикaнськoгo Нaціoнaльнoгo інституту aлeргії тa інфeкційниx зaxвoрювaнь (NIAID) відзвітувaли прo успішнe випрoбувaння вaкцини від вірусу імунoдeфіциту людини (ВІЛ).

Прeпaрaт скoнструювaлa кoмпaнія Moderna зa тexнoлoгією мРНК. Вoнa нe унікaльнa, aлe у 2021 рoці прo нeї зaгoвoрили як прo рeвoлюційну. Зa нeю вигoтoвляють вaкцини від кoрoнaвірусу кoмпaнії Pfizer-BioNTech тa Moderna.

Пoзитивні рeзультaти вaкцини від ВІЛ дoсягнуті в xoді випрoбувaнь нa мaкaкax. Чeрeз 58 тижнів після вaкцинaції у всіx щeплeниx твaрин вирoбилися вимірювaні рівні aнтитіл, щo нeйтрaлізують більшість штaмів ВІЛ-інфeкції.

Xoчa ввeдeні дoзи мРНК були висoкими, вaкцинa дoбрe пeрeнoсилaся і викликaлa лишe лeгкі тимчaсoві пoбічні eфeкти, зoкрeмa втрaту aпeтиту.

Чeрeз двa тижні вчeні пoчaли зaрaжaти мaкaк тaк звaним xимeрним вірусoм, ствoрeним шляxoм oб'єднaння фрaгмeнтів нуклeїнoвoї кислoти з двox aбo більшe різниx вірусів. Після 13 спрoб інфікувaння з інтeрвaлoм рaз нa тиждeнь дві із сeми імунізoвaниx мaкaк зaлишилися нeзaрaжeними.

Інші імунізoвaні твaрини інфікувaлися чeрeз вісім тижнів. Нeімунізoвaні твaрини зaрaжaлися чeрeз три тижні. Зaрaз учeні кoригують прoтoкoли випрoбувaнь. У рaзі підтвeрджeння бeзпeки тa eфeктивнoсті вaкцини будe oгoлoшeнo прo пeршу фaзу її дoсліджeння нa здoрoвиx дoрoслиx людяx.

Тeрмoядeрний рeaктoр ствoрив більшe енергії, ніж спожив

Ученим із США в листопаді вперше вдалося згенерувати більше енергії під период реакції керованого термоядерного синтезу, ніж споживає машина, яка запускає злиття атомних ядер. Одним пыхом робота проходить експертну оцінку.

Якщо результати підтвердять незалежні фахівці, ведь можна буде упевнено сказати ради досягнення важливої віхи в розвитку цієї галузі енергетики.

Як повідомили дослідники, у реакції термоядерного синтезу було досягнуто рекордного виходу енергії – 1,3 мегаджоуля.

Це значно кращий ответ порівняно з попередніми спробами: вихід енергії у вісім разів більший, ніж в інших цьогорічних експериментах, та у 25 разів більший, ніж в експериментах, проведених у 2018 році. Или це велике досягнення в целях фізиків Ліверморської національної лабораторії США.

"Цей произведение є історичним кроком уперед у дослідженнях термоядерного синтезу з інерційним утриманням. Він відкриває принципово новий власть для досліджень та просування наших найважливіших завдань національної безпеки", – сказала директора лабораторії Кім Буділ.

Термоядерний разбор з інерційним утриманням передбачає створення маленької зірки. Капсулу з "паливом", важкими ізотопами водню дейтерем та тритієм, поміщають у невеличку порожню золоту камеру (хольраум).

Потім в хольраум спрямовують 192 потужні лазерні промені. Стінки хольрауму перетворюють це випромінювання получи и распишись рентгенівські промені. Вони прямують у капсулу з паливом, нагріваючи та стискаючи її до самого умов, які, імовірно, є в ядрі зірок: жар понад 100 млн градусів і тиск понад 100 млрд атмосфер.

Беспричинно у земних умовах запалюється маленька зірка.

Процес триває кілька мільярдних часток секунди. Метка експерименту – отримання "безкоштовної" енергії. Щоправда, получай запалення мінізірки витрачається дуже багато енергії, але вчені безграмотный втрачають надії, що незабаром мінісвітло згенерує більше енергії, ніж поглине постановка.

"Це історичний достижение, кульмінація багатьох десятиліть наполегливої праці, інновацій та винахідливості, масштабної командної роботи та невпинної уваги задолго. Ant. с кінцевої мети", – вважає фізик Йохан Френьє з Центру вивчення плазми і термоядерного синтезу Массачусетського технологічного інституту.

Віагра знижує ризик хвороби Альцгеймера

Дослідження вчених приватної клініки Клівленда (США) показує, що изделие силденафіл (більш відомий як віагра) значно знижує ймовірність розвитку хвороби Альцгеймера. Від неї страждають 6% людей віком понад 65 років: уражається сіра речовина головного мозку, що призводить задолго. Ant. с втрати пам'яті.

Учені проаналізували заявки сверху медстрахування 7,2 млн людей і виявили, що вживання силденафілу знижує можливість розвитку недуги протягом наступних шести років майже возьми 70% порівняно з пацієнтами, які його без- приймають.

Звісно, такі результати без- доводять причинно-наслідковий ефект. (потомки, які приймали силденафіл, могли вживати й інші препарати либо займатися фізичною активністю, що підвищує шанси безграмотный стати жертвою хвороби.

Проте дослідники кажуть, що виявленої кореляції достатньо в (видах визначення силденафілу як головного кандидата держи ліки проти хвороби Альцгеймера. Учені приватної клініки збираються проводити дослідження, щоб доучить або спростувати наявність причинно-наслідкового зв'язку.

Живих роботів навчили розмножуватися

Спроєктовані штучним інтелектом та зібрані вручну ксеноботи – живі машини з ембріональних клітин жаби – можуть инстинктивно себе відтворювати. Уперше ксеноботів представили вчені із США у 2020 році. С целью їх створення використали стовбурові клітини з ембріонів південноафриканської жаби Xenopus laevis.

Геном жаби залишився незмінним, але клітини перепрограмували. Після інкубації близько 3 тис клітин з'єднали вручну вслед допомогою крихітних пінцета й електрода. Створені таким чином ксеноботи могли рухатися, знаходити задані цілі та відновлюватися після пошкоджень.

У новій роботі вчені навчили ксеноботів створювати собі подібних. Це нацело новий спосіб розмноження: "дорослі" ксеноботи збирають клітини, і черезо кілька днів "малюки" перетворюються возьми повноцінних ксеноботів.

Ксеноботи використовують таким (образом звану кінематичну самореплікацію – процес, який раніше спостерігали лише получи молекулярному рівні.

Аби з'ясувати, яка криотурбация ксеноботів найкраще підходить исполнение) відтворення, учені звернулися предварительно штучного інтелекту. Запущений получай суперкомп'ютері еволюційний алгорифм протестував мільярди форм тіла ксеноботів і знайшов ту, що забезпечить найефективнішу кінематичну самореплікацію.

В це завдання суперкомп'ютер витратив кілька місяців. Він зупинився получай С-подібній формі, що нагадує "пакмана" з однойменної гри. Потім учені зібрали роботів следовать запропонованою комп'ютером схемою і показали, що нові ксеноботи можуть успішно відтворювати себя протягом кількох поколінь.

Автори роботи вважають, що ксеноботи дадуть глибше розуміння процесу розмноження і соизволять створювати живі машини во (избежание регенеративної медицини, розробки ліків та збирання мікропластику у воді.

Ліки к зупинки старіння

Застосування ліків, що зупиняють процес старіння та омолоджують організм, може початися вследствие п'ять-десять років. Японські вчені відкрили механізм, следовать допомогою якого можна позбутися клітин, що старіють.

Следовать словами професора науково-дослідного інституту медицини Токійського університету Макото Наканісі, вікове ослаблення функцій організму викликане накопиченням в органах "старіючих" клітин, що запускають запальні процеси.

Їх 60 років тому відкрив американець Лёра Хейфлік. Він виявив, що клітини можуть ділитися лише певну кількість разів. Останні дослідження довели, що ділення може припинитися после ушкодження ДНК або окислювальний стрес.

"Якщо видалити "старіючі" клітини, ведь можна зупинити запальні процеси, а отже, домогтися істотного гальмування старіння", – розповів Наканісі.

У 2014 році вчені стали вивчати, чому клітини невыгодный можуть розмножуватися, і виявили молекулярний механізм. Вони створили клітину із загальними к всіх "старіючих" клітин властивостями і стали шукати тетюха, що вбивало б тільки їх.

Учені з'ясували, що к "старіючої" клітини важливий (био)катализатор GLS1. Він тісно пов'язаний з процесом метаболізму глутаміну. Щоб вижити та нейтралізувати кисле середовище, клітина потребує аміаку, який виходить подле перетворенні глутаміну на глутамінову кислоту, тобто возле процесі, у якому необхідний GLS1.

Дослідники використали произведение, який проходить клінічні випробування як ліки проти раку. Цей изделие ввели старій миші. Результатом стало быть різке поліпшення в органах та структурах, які зазнали вікових змін. Після ін'єкції вчені побачили покращення симптомів діабетичної хвороби та атеросклерозу.

"Скупчення "старіючих" клітин викликають хвороби Альцгеймера і Паркінсона. Одним препаратом можна досягти поліпшення по (по грибы) багатьма видами вікових захворювань і домогтися омолодження", – сказав професор.

Якщо если доведена безпека препарату угоду кому) людини, його спочатку застосовуватимуть для того людей з прогерією – синдромом передчасного старіння. Потім – для того тих, хто через вікове ослаблення м'язів отнюдь не може вести звичайний спосіб життя, і исполнение) пацієнтів, у яких відмовили нирки та яким потрібен діаліз.

CO2 навчилися перетворювати в кисень і вуглець

Австралійські вчені створили просту й ефективну установку интересах перетворення вуглекислого газу получи кисень і вуглець. У разі її масштабування автомобілі з ДВЗ, Доска на вугіллі або газі та промислові установки замість вуглекислого газу під период спалювання палива зможуть виробляти чистий кисень.

В основі дослідної установки об'ємом банан літри лежать фізико-хімічні явища, пов'язані з пропусканням вуглекислого газу помощью галій. Це так званий рідкий метал, який починає плавитися присутствие температурі 30 градусів.

Крім галію в рідкій формі та галію у вигляді наночастинок, у суміш додаються срібні стрижні нанометрових розмірів. У процесі роботи суміш інтенсивно перемішується. Це викликає трибоелектрохімічні реакції: рідини внаслідок сили тертя активніше взаємодіють з поверхнями твердих наповнювачів.

Учені повідомили, що компактна прибор протягом місяця без зміни характеристик щохвилини перетворювала 100 мл CO2.

Держи перетворення тонни CO2 на кисень і твердий вуглець витратили 230 кВт-годик електрики, що коштує 100 ложбина. Ефективність перетворення досягла 92%. Вуглець утворюється у вигляді пластівців і упрощенно виринає на поверхню.

Такими установками, вважають учені, можна обладнати кожен автомобіль та електростанцію в викопному паливі, у результаті чого повітря посвіжішає точка в точку "на очах". В целях комерціалізації технології створили компанію LM Plus.

Учені перетворили світло бери матерію

Дослідники американської Брукхейвенської національної лабораторії вслед допомогою складного прискорювача частинок перетворюють світло бери електрони. Це явище для планеті відбувається вперше. Прорив підтвердив передбачення, зроблені впливовими фізиками майже століття тому.

Перетворення фотонів, безмасових частинок світла, в електрони, елементарні частинки матерії, зробили дослідники возьми релятивістському колайдері важких іонів RHIC. Теоретичні передумови цієї роботи з'явилися получай початку 20 століття. С целью їх перевірки вчені створили соленоїдний трекер-обнаружитель (STAR).

"Зірки зійшлися таким (образом, що в нас вийшло", – сказав автор этих строк проєкту Чжанбу Сюй.

Результати експерименту стануть у пригоді астрофізикам та космологам.

Гвинтокрил політав сверху іншій планеті

На початку 2021 року получи и распишись поверхню Марса сів апарат Perseverance. Совокупно з ним прибув гелікоптер Ingenuity, який здивував і вчених, і любителів космосу.

Планувалося, що він здійснить п'ять польотів протягом 30 марсіанських днів і розіб'ється. Автори проєкту хотіли з'ясувати, чи можуть гвинтокрили працювати в марсіанській атмосфері. Однак Ingenuity безлюдный (=малолюдный) тільки злетів, а й пережив зміну пір року та допоміг марсоходу вивчати планету. Следовать пів року роботи гелікоптер поставив кілька рекордів, і NASA покладає бери нього ще більше надій.

Гвинтокрил здійснив сделано 18 вильотів. Він підіймався возьми висоту 12 метрів, летів зі швидкістю 18 км/время, подолав відстань 3,6 км і провів у польоті 30 хв. Апарат автоматичний: керівники відправляють команди, а вертоліт їх виконує стек с.

Програмне забезпечення апарата передбачає польоти лише по-над плоскою поверхнею. Розробники мало-: неграмотный вчили гелікоптер працювати в гористій місцевості, потому что ніхто не думав, що він працюватиме где-то довго.

На створення апарата вагою 1,8 кг NASA витратило 85 млн инструмент. Крім того, що Ingenuity зміг літати в атмосфері Марса, щільність якої в 72 рази нижча после земну, він зробив безцінний внесок у розвиток аерокосмічних технологій.

Почалися випробування вакцини від раку грудей

Клініка в Клівленді оголосила относительно початок безпрецедентних клінічних випробувань препарату, що запобігає розвитку тричі негативного раку молочної залози (ТНРМЗ) – найагресивнішого різновиду цього захворювання.

Ради статистикою, саме цю форму раку грудей найчастіше діагностують у жінок віком после 40 років, а також у людей з вродженою генетичною мутацією (BRCA1), що значно підвищує ризик розвитку цього захворювання.

Таку мутацію успадкувала притвора Анджеліна Джолі. Дізнавшись, що ймовірність розвитку цього різновиду раку у неї становить 87%, вона видалила обидві молочні залози. Після операції ризик актриси захворіти впав вплоть до 5%.

Розробити вакцину, яка б суттєво знижувала ризик розвитку недуги, намагаються кілька наукових колективів. Проте випробування потенційних препаратів досі обмежувалися лабораторними дослідами держи тваринах.

Дія препарату, що учреждаться. Ant. выходить (из коллектива у вигляді трьох ін'єкцій з двотижневою перервою між ними, заснована сверху пошуку в організмі специфічного білка.

У нормі він виробляється лише в молодих матерів у період годування груддю. У решту часу присутність цього протеїну в крові вказує нате наявність потенційної пухлини. Виявивши його, вакцина подає шамад імунній системі.

Поки що изделие випробовуватимуть на добровольцях, у яких ТНРМЗ діагностований получи ранній стадії та виліковний после допомогою традиційної терапії. Наступним кроком стане випробування вакцини для здорових волонтерах з групи ризику, у тому числі держи жінках зі спадковою мутацією гена BRCA1.

Доведена можливість викривлення простору

Колишній аерокосмічний інженер NASA Гарольд Уайт випадково зробив відкриття, яке из чего можно заключить першим у світі підтвердженням реальності скажем званого варп-міхура ли міхура Алькуб'єрре. Це може відкрити людству поди до зірок.

Уайт є ентузіастом варп-двигунів. Працює вслед за контрактом з DARPA і паралельно розвиває власну некомерційну організацію Limitless Space Institute (LSI).

Поєднання його власних досліджень, робіт LSI та проєктів DARPA дозволило досліднику зробити дивовижне відкриття: побачити народження варп-бульбашки немного спустя, де інший учений отнюдь не звернув би на це явище уваги.

Во (избежание DARPA Уайт досліджує ефект Казимира. Він цікавий тим, що сверху мікрорівні дозволяє виявлятися певним квантовим явищам у вигляді взаємного тяжіння двох об'єктів під дією часток, що вільно народжуються і зникають у вакуумі.

У макросвіті такий ефект можна спостерігати возле зародженні островів сміття в океані. Чтобы DARPA вчений досліджував явище геометрії поверхонь об'єктів.

Під часочек аналізу розподілу енергії с целью однієї з конфігурацій виявилося, що розподіл енергії відповідає викладкам фізика-теоретика Мігеля Алькуб'єрре оборона можливість існування варп-бульбашки, а це большак до рукотворного викривлення простору та руху зі швидкістю, вищою вслед швидкість світла.

Уайт відразу зрозумів, в що натрапив, і ще сильніше зміцнився в думці, що варп-двигуни к зорельотів колись стануть реальністю. К закріплення результатів відкриття він пропонує выполнить експеримент з циліндром діаметром 4 мікрометри зі сферою діаметром 1 мікрометр у його центрі.

Вивчення тривимірного розподілу щільності енергії всередині та навколо цих об'єктів попустить підтвердити відкриття або спростувати його. По своему произволу Уайт не проводитиме експеримент. Цей путь відкритий для всіх охочих увійти в історію.

Комментирование и размещение ссылок запрещено.

Комментарии закрыты.