Εργοστάσια που θα «αποτοξινώσουν» την ατμόσφαιρα από το βαρύ πέπλο του CO2. Διαστημικοί καθρέφτες ικανοί να ρίξουν φως στην αρχή του χώρου και του χρόνου. Γενετικά «ψαλίδια» που θα γεμίσουν τη φαρέτρα μας με καινοτόμα φάρμακα αλλά και... τα ράφια με τρόφιμα. Και φυσικά εμβόλια, τα εργαλεία που μετατρέπουν τους αόρατους θηρευτές μας σε θηράματα. Το 2021 δεν είχε μόνο κακές ειδήσεις.
Σε μικρά και μεγάλα εργαστήρια, ερευνητικά ιδρύματα και πανεπιστήμια, επίμονοι άνθρωποι με ιώβεια υπομονή συνέχισαν την πάλη του είδους μας με το άγνωστο και το επικίνδυνο. Για μια ακόμη χρονιά, η επιστήμη απέδειξε ότι η γνώση είναι η απάντηση στις προκλήσεις και τα ερωτήματα που δοκιμάζουν την ανθρωπότητα.
Εμβόλια: Οι θηρευτές... των θηρευτών μας
Έναν χρόνο πριν οι εμβολιασμοί κατά του κορονοϊού μόλις ξεκινούσαν. Το βράδυ της 30ης Δεκεμβρίου 9,1 δισεκατομμύρια δόσεις εμβολίου είχαν χορηγηθεί παγκοσμίως και 4,57 δισεκατομμύρια άνθρωποι είχαν λάβει τουλάχιστον μία δόση κάποιου από τα διαθέσιμα εμβόλια. Αν και η επίθεση των μεταλλάξεων του κορονοϊού οδήγησε στην ανάγκη για τρίτη δόση και ίσως απαιτηθεί «αναβάθμιση» των εμβολίων, γεγονός είναι ότι έσωσαν εκατομμύρια ζωές. Το όλο εγχείρημα υπήρξε καινοφανές για τα επιστημονικά χρονικά. Η ανθρωπότητα συμπύκνωσε σε διάστημα λίγων μηνών πολύπλοκες επιστημονικές διαδικασίες που υπό κανονικές συνθήκες θα απαιτούσαν έτη κοπιώδους έρευνας. Και κάπως έτσι κατορθώσαμε να γίνουμε από θηράματα ενός ιού, θηρευτής του. Γιατί αυτό που κάνουν τα εμβόλια είναι να εκπαιδεύουν τον οργανισμό να παράγει τα δικά του «φάρμακα» κατά των ιών, παρουσιάζοντας τον δυνητικό εισβολέα ή κομμάτια αυτού απενεργοποιημένα. Με τον τρόπο αυτό το ανοσοποιητικό σύστημα είναι κατάλληλα προετοιμασμένο στην περίπτωση που ο εχθρός κάνει την εμφάνισή του.
Μπορεί τα φώτα της δημοσιότητας να είναι μονίμως στραμμένα στο εμβόλιο κατά του κορονοϊού και την αποτελεσματικότητά του, η BioNTech όμως άνοιξε και την αυλαία των δοκιμών για τη Φάση 2 δύο αντικαρκινικών εμβολίων. Το BNT111 αφορά ασθενείς με μελάνωμα ανθεκτικού - υποτροπιάζοντος σταδίου τρία ή τέσσερα και το BNT122 είναι σχεδιασμένο κατά του καρκίνου του παχέος εντέρου. Και τα δύο εμβόλια βασίζονται στην τεχνολογία mRNA.
Τέλος, στις 7 Οκτωβρίου ο Παγκόσμιος Οργανισμός Υγείας ενέκρινε το πρώτο εμβόλιο κατά της ελονοσίας. Αν και μειώνει τις σοβαρές νοσήσεις μόλις για το 30% των μολύνσεων, με δεδομένο ότι η λοιμώδης ασθένεια προκαλεί 400.000 θανάτους ετησίως θα μπορούσε να σώσει χιλιάδες ανθρώπους.
James Webb: Ματιά στην αυγή του χώρου και του χρόνου
Ανήμερα τα Χριστούγεννα το τηλεσκόπιο James Webb άφησε τα γήινα δεσμά για να ξεκινήσει το ταξίδι του στο διάστημα. Είναι το μεγαλύτερο διαστημικό τηλεσκόπιο στην ιστορία και αποστολή του είναι να ρίξει φως στη διαδικασία της εξέλιξης του Σύμπαντος. Θα τεθεί σε τροχιά γύρω από τον Ήλιο, σε απόσταση 2,55 εκατομμύρια χιλιόμετρα μακριά από τη Γη.
Κατασκευασμένο για να λειτουργεί στο υπέρυθρο μήκος κύματος, έχει την ικανότητα να αιχμαλωτίζει εικόνες κοσμικών γεγονότων όπως αυτά εξελίχθηκαν πριν από 13,6 δισεκατομμύρια χρόνια, στις εσχατιές του χώρου και του χρόνου, μόλις 200 εκατομμύρια χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη. Επιπλέον, το JWST θα παρατηρήσει κάθε είδους κοσμικό αντικείμενο, από μακρινούς εξωγήινους κόσμους και μαύρες τρύπες μέχρι νεογέννητους γαλαξίες, υπερκαινοφανείς και βίαιες συγκρούσεις μεταξύ αστέρων.
CRISPR: Ένα γενετικό «ψαλίδι» για το τέλος των ασθενειών και της πείνας;
Τα λεγόμενα «γενετικά ψαλίδια», επιστημονικά κωδικοποιημένα ως CRISPR/Cas9, αποτελούν πεδίο ενδιαφέροντος εδώ και αρκετά χρόνια για τους επιστήμονες. Πρακτικά, αυτό που κάνουν είναι να κόβουν τις αλυσίδες του DNA, μόνο όταν αναγνωρίσουν μία ειδική αλληλουχία σε μία περιοχή-στόχο. Μόλις το DNA κοπεί, οι ερευνητές αξιοποιούν το εγγενές σύστημα επιδιόρθωσης DNA, ώστε να αλλάξουν, να προσθέσουν ή να αφαιρέσουν τμήματα γενετικού υλικού.
Το 2021 η ιαπωνική startup, Sanatech Seed έλαβε έγκριση και ξεκίνησε τη διάθεση της πρώτης στον κόσμο ντομάτας με τροποποιημένο γονιδίωμα μέσω της μεθόδου CRISPR. Επιπλέον, στις 26 Ιουνίου, η Intellia Therapeutics και η Regeneron του Tarrytown δημοσίευσαν αποτελέσματα κλινικών δοκιμών σύμφωνα με τα οποία η εισαγωγή σε ασθενείς μιας γενετικά τροποποιημένης μέσω της μεθόδου CRISPR θεραπείας αποδείχθηκε όχι μόνο αποτελεσματική αλλά και ασφαλής. H θεραπεία εγχύθηκε απευθείας στο αίμα ασθενών με αμυλοείδωση από τρανσθυρετίνη, μια σπάνια και θανατηφόρα ασθένεια που προσβάλει πολλά όργανα. Στη συγκεκριμένη περίπτωση η θεραπεία στόχευσε με ακρίβεια και διόρθωσε το γονιδιακό ελάττωμα που ήταν υπεύθυνο για την παραγωγή τοξικής πρωτεΐνης στο συκώτι των ασθενών. Το αποτέλεσμα ήταν η δραματική μείωση κατά 90% στα επίπεδα αυτής της πρωτεΐνης.
DACS: «Αποτοξίνωση» της ατμόσφαιρας
Χαρακτηρισμένη ως ορόσημο στη βιομηχανία άμεσης σύλληψης αέρα (DAC), με ικανότητα δέσμευσης 4.000 μετρικών τόνων CO2 ετησίως, η μεγαλύτερη εγκατάσταση DAC στον κόσμο τέθηκε σε λειτουργία στην Ισλανδία στις 8 Σεπτεμβρίου.Το εργοστάσιο ORCA διαθέτει οκτώ σιλό συλλογής αέρα, εξοπλισμένα με δεκάδες κυλινδρικούς ανεμιστήρες, οι οποίοι αναρροφούν τον ατμοσφαιρικό αέρα και φιλτράρουν το CO2 από αυτόν. Ακριβώς όπως τα φυτά χρησιμοποιούν τη φωτοσύνθεση για να μετατρέψουν το φως του ήλιου και το CO2 σε ενέργεια, τα συστήματα DACS χρησιμοποιούν ηλεκτρική ενέργεια για να απομακρύνουν το CO2 από την ατμόσφαιρα χρησιμοποιώντας ανεμιστήρες και φίλτρα.
Αρχικά ο ατμοσφαιρικός αέρας εισέρχεται στο σύστημα χρησιμοποιώντας ανεμιστήρες βιομηχανικής κλίμακας. Yγρά φίλτρα διυλίζουν τον αέρα μέσω ενός χημικού διαλύματος το οποίο αφαιρεί το CO2 και επιστρέφει τον υπόλοιπο αέρα πίσω στην ατμόσφαιρα. Αντίστοιχα, τα φίλτρα στερεάς μορφής συλλαμβάνουν το διοξείδιο του άνθρακα στην επιφάνεια ενός χημικού παράγοντα, με τον οποίο σχηματίζει μια σταθερή ένωση. Η χημική ένωση θερμαίνεται, απελευθερώνοντας το προς δέσμευση CO2 και διαχωρίζοντάς το από τον χημικό παράγοντα, ο οποίος στη συνέχεια μπορεί να ανακυκλωθεί.
Το δεσμευμένο διοξείδιο του άνθρακα μπορεί στη συνέχεια να συμπιεστεί υπό πολύ υψηλή πίεση και να διοχετευτεί μέσω αγωγών σε βαθείς γεωλογικούς σχηματισμούς.
AlphaFold: Ξεδιπλώνοντας τα μυστήρια της ζωής
Μετά από χρόνια ερευνών οι επιστήμονες δεν είχαν καταφέρει παρά να ρίξουν ελάχιστο φως στο μυστήριο της τρισδιάστατης μορφής των πρωτεϊνών. Χρειάστηκε η βοήθεια της τεχνητής νοημοσύνης ώστε μέσα στο 2021 να κατανοήσουμε καλύτερα τη δομή αυτών των απαραίτητων για τη ζωή μακρομορίων.
Η εταιρεία τεχνητής νοημοσύνης DeepMind με έδρα το Ηνωμένο Βασίλειο ανακοίνωσε τον περασμένο Ιούλιο ότι το αλγοριθμικό μοντέλο AlphaFold μπορούσε να υπολογίσει τον τρόπο με τον οποίο αναδιπλώνονται οι πρωτεΐνες, γρήγορα και αξιόπιστα. Εξέλιξη που θα μπορούσε να οδηγήσει με τη σειρά της στην παρασκευή μιας νέας γενιάς φαρμάκων. Αυτή η σημαντική ανακάλυψη καταδεικνύει τον αντίκτυπο που μπορεί να έχει η τεχνητή νοημοσύνη και τις δυνατότητες που έχει να επιταχύνει δραματικά την πρόοδο σε ορισμένα από τα πιο θεμελιώδη πεδία που εξηγούν και διαμορφώνουν τον κόσμο μας.
