Overskriftene i år har vært dominert av krig i Europa, skyhøy inflasjon og bekymringer for klimaendringer.
Men det har også vært en rekke bemerkelsesverdige gjennombrudd innen alt fra mikrobiologi til astronomi. Ved hjelp av FTs vitenskapsdesk har vi satt sammen våre fem beste historier i år.
Som Clive Cookson, FTs vitenskapsredaktør, påpeker, økte pandemien offentlig bevissthet om vitenskap til sitt høyeste nivå på “mange år – kanskje siden romkappløpet på 1960-tallet og Apollo-månelandingene.”
1. Et alternativ til dyreforsøk
Dyreforsøk er en sentral del av utviklingen av nye medisiner, men forskerne håper nå å bruke enten organer dyrket i laboratorier eller databrikker som bruker stamceller og kretser for å etterligne menneskelige organer.
Ikke bare ville denne utviklingen skåne dyr, men de vil sannsynligvis også bedre representere effekten av nye medisiner på mennesker, noe som gjør testene mer nøyaktige.
Teknologien har fortsatt et stykke igjen; mye data må samles inn før prosessen vil overbevise regulatorer fullt ut. Det er heller ikke ennå mulig å dyrke enkelte organer, for eksempel den menneskelige hjernen, i et laboratorium. Men US Food and Drug Administration godkjente nylig en klinisk studie for den franske legemiddelprodusenten Sanofi basert utelukkende på data fra organchips.
Bedrifter blir mer interessert i å redusere avhengigheten av dyr av etiske årsaker, sier Arron Tolley, administrerende direktør i Aptamer Group, som lager kunstige antistoffer for bruk i diagnostikk og medikamenter.
“Folk blir mer ansvarlige nå, fra et selskapsstyringssynspunkt, og ønsker å fjerne dyreforsøk når det er nødvendig,” sier han.
Å bruke større dyr, som aper, er spesielt problematisk, legger Tolley til. “Jo større og søtere de blir, jo flere er klar over virkningen.”
Sjeldne sykdommer er spesielt grobunn for modeller basert på menneskelig vev, sier James Hickman, sjefforsker ved Hesperos, et organ-på-en-chip-selskap basert i Florida. “Det er 7000 sjeldne sykdommer og bare 400 blir aktivt forsket på fordi det ikke er noen dyremodeller,” sier Hickman. “Vi snakker ikke bare om å erstatte dyr eller redusere dyr, disse systemene fyller et tomrom der dyremodeller ikke eksisterer.”
Utdrag fra Hvordan vitenskapen kommer nærmere en verden uten dyreforsøk14. august 2022
2. En ny æra av astronomi
© NASA/ESA/CSA/STScI/Getty
De første bildene fra det nye romteleskopet James Webb ble utgitt i juli, og fanget stjernebarnehager og dansende galakser.
Teleskopet gir forskerne en utsikt tilbake i tid til rundt 0,7 milliarder år etter Big Bang, og gir forhåpentligvis ny innsikt om hvordan universet ble dannet.
Chris Lintott, professor i astrofysikk ved Oxford-universitetet og forsker på galaksedannelse, sa at han ble imponert over kvaliteten og skjønnheten til bildene. “Det slo sokkene av meg,” sa Lintott tirsdag. «Jeg satt i et rom fullt av galakseeksperter da Stephans kvintett-bilde ble vist, og kjevene traff gulvet. The Webb kommer til å produsere noen av de mest ikoniske bildene fra romalderen.»
Webbs “første dypfelt”, som bildet av dypt rom som ble sluppet på mandag er kjent, er et sammensatt bilde tatt over 12,5 timer, og observert ved forskjellige bølgelengder. Den viser den bomullsaktige galaksehopen SMACS 0723 sentralt i forgrunnen, pluss knallhvite stjerner, med sine karakteristiske pigger. Funksjonene som har mest fengslet astronomer, er imidlertid de oransje, rosa og røde utstrykene som ser ut til å skissere svake buer rundt den sentrale galaksehopen. Disse flekker og striper – farget til synlighet ved hjelp av en palett som spenner over området av utsendt stråling – kan representere noen av de eldste galaksene som er sett så detaljert, som ligger lenger bak i verdensrommet (og tiden) bak klyngen.
[ . . . ]
Mest nøkternt er kanskje at det overfylte jomfrubildet av det dype rom viser et forsvinnende lite stykke av nattehimmelen, tilsvarende størrelsen på et sandkorn holdt på en armlengdes avstand. Hver prikk eller skive representerer en galakse som i seg selv består av millioner, til og med milliarder, stjerner. Hvert himmelkorn inneholder flere verdener enn det er menneskelig mulig å tenke på.
Utdrag fra En ny æra innen astronomi har begynt13. juli 2022
3. Utnytte kraften til bakterier
I august sa forskere i Cambridge at de jobbet med en måte å redigere den genetiske koden til bakterier, en utvikling som vil ha applikasjoner på tvers av et stort utvalg av sektorer.
I farmasøytisk industri, for eksempel, brukes bakterier til å lage produkter som insulin, men de er mottakelige for virus, noe som betyr at partier med legemidler kan bli ødelagt. Men forskerne, som har opprettet et selskap som heter Constructive Bio, sier de kan produsere virusresistente bakterier.
En annen applikasjon kunne se redigerte bakterier brukt til å lage ny, fullstendig biologisk nedbrytbar plast.
Constructive Bio utvikler to plattformteknologier, sa Chin. “Den ene er evnen til å bygge et syntetisk genom fra kjemisk syntetisert DNA, som har brede implikasjoner når det gjelder å kunne bygge organismer som gjør alle slags nyttige ting,” la han til.
“Den andre er evnen til å bruke disse omprogrammerte organismene til å kode sekvensene til helt syntetiske polymerer, som kan være medikamentlignende molekyler helt til ny plast og elektroniske materialer. Det er hele klasser av nye molekyler som rett og slett ikke eksisterer i dag, som ville ha helt skreddersydde og differensierte egenskaper.”
Alice Newcombe-Ellis, grunnlegger av Ahren, sa: “Spørsmålet for selskapet vil være hva det skal fokuseres på fordi det er et så bredt, enormt marked det kan gå etter. Applikasjonen jeg er mest begeistret for er muligheten til å programmere polymerer til å være biologisk nedbrytbare. Det meste av plasten som er tilgjengelig i dag stammer fra olje og er svært vanskelig å bryte ned.»
Utdrag fra Cambridge start-up har som mål å omskrive livskoden14. august 2022
4. Forutsi proteiner med AI
Proteiner er livets byggesteiner, men så langt forstår vi bare strukturene til 190 000 av 200 millioner kjente proteiner.
Men Deepmind, AI-selskapet som eies av Google, sa i juli at Alphafold-programmet kunne forutsi sammensetningen av de fleste proteiner som finnes, og at det vil lage en database som lar forskere raskt slå dem opp. Gjennombruddet vil sannsynligvis fremskynde forskningen på områder som for eksempel vaksiner betydelig.
Å være i stand til enkelt å forutsi et proteins form kan tillate forskere å kontrollere og modifisere det, slik at de kan forbedre funksjonen ved å endre DNA-sekvensen, eller målrette medisiner som kan feste seg til det. For eksempel kan det å studere overflateproteiner på en malariaparasitt bidra til å forstå hvordan antistoffer binder seg til den, og derfor hvordan man effektivt kan bekjempe patogenet.
“Bruken av AlphaFold var virkelig transformerende, og ga oss et skarpt syn på [a] malariaoverflateprotein,” sa Matthew Higgins, en biokjemiprofessor ved Oxford-universitetet som studerer malaria. Teamet hans bruker denne innsikten til å utvikle en ny malariavaksine, sa han.
Mens forskere fortsatt vil måtte bekrefte et proteins struktur gjennom eksperimenter, vil disse spådommene gi et massivt forsprang og redusere tiden som kreves for å fullføre prosessen.
Utdrag fra DeepMind-forskning knekker strukturen til nesten alle kjente proteiner28. juli 2022
5. Kjernefysisk fusjonsjournal
Kjernefysisk fusjon, reaksjonen som oppstår i solen, har lenge vært sett på som en ideell form for ren og endeløs energi. Men det er utrolig vanskelig å utnytte.
I februar tok forskerne et stort skritt fremover, og produserte 59 megajoule energi, nok kraft til å koke 60 kjeler i fem sekunder, en ny rekord.
I løpet av de siste tiårene har rundt 3 milliarder dollar i privat finansiering blitt brukt på å utvikle fusjon, med noen oppstartsbedrifter som lover å levere energi innen 2030.
Den neste store milepælen for fusjon blir når Iter, for tiden den største eksperimentelle atomfusjonsreaktoren i verden, slås på. Prosjektet har vært under bygging i nesten 40 år og har kostet nesten 20 milliarder dollar.
Fusjonsenergi har mange skeptikere gitt hvor lang tid det har tatt å gjøre fremskritt, men løftet som et verktøy for å bekjempe klimaendringer har økt interessen det siste tiåret. Fusjonskraft vil ikke slippe ut klimagasser, og tilførselen av kjemiske råstoffer er i hovedsak uuttømmelige. Det er omtrent 5 g deuterium i hvert badekar med sjøvann, og mens tritium er mindre tilgjengelig kan det ekstraheres fra det vanlig forekommende metallet litium, eller genereres i selve reaksjonen. Et lite glass drivstoff kan teoretisk drive et hus i hundrevis av år.
Utdrag fra Europeiske forskere i et “landemerke” kjernefysisk fusjonsgjennombrudd9. februar 2022