Science объявил список самых значимых научных открытий 2021 года

17:01 11 Январь Киев, Украина

Профессиональный журнал Science отметил 10 научных достижений 2021 года. Среди них новая медицинская терапия, прогресс в ядерном синтезе, а также генетические указания на доисторический образ жизни. Важнейшим прорывом года в “Science” назвали расшифровку белковой структуры с помощью системы искусственного интеллекта – это может существенно послужить развитию всех сфер медицины.

Ежегодно профессиональный журнал Science объявляет список научных открытий, которые, по мнению редакторов, стали достижениями года. В топ-10 попадают научные события и открытия, особенно перспективные и весомые в своих отраслях. Два достижения получают звание "прорыв": им стало создание вакцины против Covid-19 и первое фото черной дыры.

Прорывом 2021 года редакторы Science назвали расшифровку белкового "кода", осуществленную системой искусственного интеллекта: сразу два адаптивных алгоритма смогли предусмотреть трехмерную структуру протеина только на основании последовательности его аминокислот – то, что раньше считали практически невозможным. Ведь теоретически для более длинных аминокислотных цепей вариантов свертывания существует больше, чем взгляд в космос.

В то же время трехмерная структура протеина так сложна, что даже картирование с новейшей лабораторной техникой может длиться годами. До
сих пор удавалось расшифровать только около одного процента белков.
Аминокислотные цепи белка сложно сворачиваются и переплетаются на нескольких уровнях
Но сейчас все изменилось. Оба адаптивных алгоритма – AlphaFold от DeepMind исследовательского центра Google и RoseTTAFold от Мерилендского университета – распознали скрытые закономерности свертывания белков.

С тех пор оба "белковых хакера" расшифровали структуру 350 000 протеинов в человеческом теле и более тысячи других белков.
“Это прорыв сразу по двум критериям, – комментирует главный редактор “Science” Голден Торп (Holden Thorp). – Прежде всего, открытие решило задачу, которая уже почти 50 лет не сходила с повестки дня. Во-вторых, это новаторская технология, способная невероятно ускорить научное продвижение”.
Также в сфере физики осуществили два других "достижения" по версии "Science". В августе ядерный эксперимент американского Национального комплекса лазерных термоядерных реакций впервые достиг рекордных показателей производимой энергии. Облучая смесь дейтерия и трития лазерными лучами, ядерный синтез высвободил 1,35 мегаджоуля энергии и при этом экстремально приблизился к точке безубыточности (“breakeven”-point). Она обозначает ту меру, когда синтез производит больше энергии, чем потребляет.

Второе достижение в физике касается возможного доказательства существования частиц или других сил по другую сторону стандартной физической модели. Эксперимент Muon g-2 в США нашел существенные отклонения в аномальном магнитном моменте Muon. Когда этот тяжелый "брат" электрона перелетал магнитное поле, вел себя иначе, чем должен был. Это может указывать на то, что при этом Muon реагирует на неизвестное физическое влияние.

Следующее открытие 2021 года касалось далекого прошлого: сразу несколько научных команд смогли изолировать ДНК неандертальца или наших предков из пещерного осадка, которому тысячи лет. Эти доисторические ДНК дают ценные свидетельства о происхождении, родстве и образе жизни наших предков.
Сейсмические данные зонда Mars InSight дали начальную информацию о внутренней работе нашей соседней планеты
Внеземное – фокус следующего достижения: космический корабль InSight с помощью сейсмических измерений впервые предоставил более подробную информацию о внутренней жизни Красной планеты. Оказалось, что наша планета-сосед наделена удивительно тонкой, но многокомпонентной корой, но не имеет нижней мантии. Кроме того, ядро планеты кажется большим и более легким, чем до сих пор предполагали.

Среди других достижений Science – несколько медицинских открытий. В частности, препараты для выработки антител против Covid-19 и других инфекционных заболеваний, а также первое лекарство в форме таблеток против коронавируса. Антивирусные активные вещества Molnupiravir от Merck и Paxlovid от Pfizer в клинических исследованиях существенно снизили риск смерти и тяжелого течения Covid-19.

Медицинским достижением редакторы Science также назвали первую генетическую терапию с помощью генетических ножниц CRISPR/Cas, применявшихся непосредственно на теле пациента. Метод исправлял генетические дефекты, которые приводили к заболеванию глаз и повреждениям печени.

Третьим медицинским достижением стало применение психоделиков против разных психических заболеваний. "Магическими грибами" с содержанием псилоцибина ученые помогли пациентам с тяжелой, устойчивой к лечению депрессией. Другая команда успешно применила вид экстези – известный как MDMA – против посттравматического стрессового расстройства.

К числу фундаментальных исследований относится развитие технологии, благодаря которой в лаборатории можно развить человеческие эмбрионы на ранних стадиях развития – из клеток. Эти бластоцисты – не жизнеспособны, но позволяют исследовать важные этапы эмбрионального развития, не предпринимая никаких действий на настоящих эмбрионах.