Олег Швець: Ключові наукові інновації 2024 року, що трансформують світ – Блоги | OBOZ.UA

Лише два дні залишилося до завершення цього року. Ці дванадцять місяців стали справжнім випробуванням через війну, яку розв'язала Росія понад десять років тому. Кожен з нас згадуватиме 2024 рік через призму своїх здобутків, і я сподіваюся, що їх у вас буде більше, ніж невдач.

Цього року у розвитку нових знань було досягнуто значних успіхів. Дослідники активно працювали в різних галузях, зокрема в медицині, космічних дослідженнях та генетичних науках. Запрошую вас ознайомитися з найцікавішими та найзначнішими досягненнями, згідно з версією журналу Discover.

Препарат Ленакапавір, призначений для запобігання зараженню ВІЛ.

У 2022 році світові організації, що займаються охороною здоров'я, визнали препарат Ленакапавір як ефективний засіб для боротьби з ВІЛ/СНІДом. У 2024 році результати двох клінічних досліджень, проведених компанією-виробником Gilead Sciences, виявили, що в одному з них препарат продемонстрував 96% ефективності в профілактиці, а в іншому – досяг вражаючого показника у 100%.

Ленакапавір можна використовувати як доконтактну профілактику (PrEP) і вводити його підшкірно двічі на рік. Він схожий на таблетки "Трувада", які приймаються один раз на добу і допомогти запобігти ВІЛ/СНІДу. Прийом таблеток іноді може бути менш ефективним, оскільки не всі згадують приймати їх щодня, тому ін'єкції є гарною альтернативою.

Ленакапавір діє на капсидний білок ВІЛ, оболонку, яка захищає генетичний матеріал вірусу. У міру того, як проводяться додаткові дослідження цього препарату, можливо, з'являться вакцини, які атакують капсидні білки інших вірусів. Журнал Science назвав це відкриття проривом 2024 року.

Тривимірна структура мозку плодової мушки.

У жовтні 2024 року вчені представили детальну карту, що містить близько 140 000 нейронів, виявлених у мозку плодової мушки (Drosophila melanogaster). Ця схема, відома як конектом, описує структуру зв'язків між нейронами і надасть можливість фахівцям глибше зрозуміти механізми обробки думок, прийняття рішень та зберігання пам'яті в людському мозку.

Процес створення мапи зайняв у міжнародної дослідницької групи 10 років. Разом з підрахунком нейронів команда також вивчала та відобразила мільйони синаптичних зв'язків. Щоб повністю відобразити мозок плодової мушки, дослідницька група спочатку видалила мозок розміром з макове зернятко, покрила його смолою та дала йому затвердіти в блок. Потім науковці зрізали надтонкі шматки блоку (тонші за людське волосся) і сфотографували кожен шматочок за допомогою мікроскопа з надзвичайно високою роздільною здатністю.

Маючи понад мільйон зображень, команда ідентифікувала нейрони та синапси, перш ніж використовувати комп'ютерну програму для створення тривимірної моделі мозку.

Нова "Супер-Земля" в зоні, придатній до проживання

У січні 2024 року NASA повідомило про виявлення "Супер-Землі", розташованої приблизно в 137 світлових роках від нашої планети. Ця планета, відома як TOI-715 b, має потенціал для наявності життя.

Згідно з даними NASA, планета TOI-715 b має діаметр, що в півтора рази перевищує земний, і розташована в "консервативній зоні проживання", обертаючись навколо своєї компактної зірки. Це свідчить про те, що вона знаходиться на оптимальній відстані, щоб вода могла існувати в рідкому стані на її поверхні, не замерзаючи і не випаровуючись. Рідка вода вважається ключовим фактором для розвитку життя, подібного до земного, оскільки є необхідною для проведення біохімічних процесів.

Ця зірка, ймовірно, оточена меншою планетою, що нагадує Землю. Якщо це так, то планета TIC 271971130.02 стане найменшою з відомих екзопланет у зоні, придатній для життя. Вчені виявили обидві ці космічні тіла завдяки супутнику Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS).

Хронологія розмноження неандертальців і людини

Люди (Homo Sapiens) та неандертальці в минулому мали можливість схрещуватися, оскільки в геномах сучасних людей виявлено ДНК неандертальців. Останні дослідження встановили часові рамки цього процесу. Вчені проаналізували історичні етапи неандертальців у паралелі з історією людей, вивчаючи 59 геномів давніх мешканців Євразії, які жили в період від 2000 до 45 000 років тому, а також 275 геномів сучасних людей. Вони визначили, коли ці два види співіснували на території Євразії, що тривало приблизно 7000 років — від 50 500 до 43 500 років тому. Науковці дійшли висновку, що середня дата цього співіснування становить близько 47 000 років тому.

Об'єднання CRISPR та ШІ

Технологія Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats (CRISPR) дає змогу генетикам вирізати та редагувати певні частини ланцюгів ДНК. Це може допомогти в лікуванні людей з генетичними порушеннями. Еммануель Шарпентьє та Дженніфер Дудна отримали у 2020 році Нобелівську премію за створення генетичних ножиць CRISPR/Cas9, що може змінити чимало життів.

Тепер вчені прагнуть реалізувати потужні мовні моделі (LLM), аналогічні штучному інтелекту (AI), на якому базується ChatGPT. Команда Profluent представила інноваційну технологію під назвою OpenCRISPR-1, створивши редактор генів з відкритим вихідним кодом, що дозволяє дослідницьким колективам з різних куточків світу отримати до нього доступ. Вчені акцентують увагу на тому, що їхня технологія розроблена виключно для етичного використання, а штучний інтелект сприятиме більш точному та безпечному редагуванню генів.

Виявлення зниження когнітивних функцій за допомогою аналізу крові

Сьогодні для діагностики хвороби Альцгеймера використовують тестування, яке передбачає проведення МРТ чи ПЕТ-сканування мозку, а також аналіз спинномозкової рідини. Потреба в таких спеціалізованих дослідженнях затримує встановлення діагнозу та своєчасний доступ до лікування, що може допомогти уповільнити розвиток захворювання.

Дослідження, проведене у 2024 році, показало, що простий аналіз крові може точно визначити, чи є у пацієнта хвороба Альцгеймера. Науковці перевірили зразки крові понад 1200 людей похилого віку. Вони проаналізували кров за допомогою тесту PrecivityAD2, який вимірював бета-амілоїд і p-tau217. Бета-амілоїд накопичується у мозку через хворобу Альцгеймера.

Група дослідників провела порівняння між результатами аналізу крові, спинномозкової рідини та ПЕТ-дослідженнями, виявивши, що точність коливається в межах 88-92%. Незважаючи на те, що аналіз крові потребує подальшого вдосконалення, його впровадження може суттєво змінити життя пацієнтів у майбутньому.

Давня шкіра ящірок і змій.

Скам'янілі залишки – це наш основний ресурс для вивчення живих істот, які населяли Землю в минулі епохи. Зазвичай, це кістки, зуби або навіть фекалії. Коли науковці реконструюють образи доісторичних тварин, вони, як правило, спираються лише на залишки скелетів. Оскільки м'які тканини не зберігаються добре, їх скам'янілі форми зустрічаються дуже рідко.

У 2024 році науковці виявили, що, на їхню думку, це найстаріша відома скам'янілість шкіри рептилії. Ця істота існувала наприкінці палеозойської ери, приблизно 20 мільйонів років тому, і, ймовірно, була напівводним представником. Дослідники зазначають, що еволюційні зміни в структурі луски залишалися практично незмінними протягом останніх 20 мільйонів років. Вони також припускають, що ця скам'янілість могла належати Captorhinus aguti, рептилії, подібній за розміром до ігуани.

Спутники Нептуна и Урана

Крижані гіганти, такі як Уран і Нептун, мають кілька своїх супутників. До 2024 року вчені знали, що Уран має 27 супутників, а Нептун – 14. Однак, за інформацією Центру малих планет Міжнародного астрономічного союзу, навколо цих двох планет було виявлено ще три нові супутники.

Завдяки потужним наземним телескопам, таким як "Магеллан" у Чилі та "Субару" на Гаваях, астрономи виявили два супутники, що обертаються навколо Нептуна, а також один супутник, який обертається навколо Урана. Цей новий місяць, що рухається по орбіті Урана, має діаметр приблизно 8 кілометрів і, ймовірно, є найменшим із відомих 28 супутників цієї планети. Для завершення одного оберту навколо Урана йому потрібно 680 днів.

Супутники навколо Нептуна трохи більші. Один має діаметр приблизно 22,5 кілометри, і йому потрібно 9 років, щоб завершити оберт навколо Нептуна, тоді як інший має діаметр приблизно 13 кілометрів, а обертання по орбіті займає 27 років. Астрономи кажуть, що це найслабші супутники, які коли-небудь були помічені за допомогою наземних телескопів, і для їх ідентифікації використовувався спеціальний процес обробки зображення.

Стародавні наскельні рисунки Південної Америки.

Печерне мистецтво давніх людей дає нам унікальний погляд на минуле. Зокрема, є змога дізнатися, що впливало на їхнє повсякденне життя та що було важливим для їхньої культури.

У 2024 році дослідники оголосили про відкриття пігментованих малюнків у печері Куева-Уенул 1 у Патагонії, Аргентина. Там знайдено майже 900 різних наскельних малюнків, від геометричних фігур до ламоподібних істот.

Найстаріші зображення були створені приблизно 8 200 років тому, в той час як інші з'явилися протягом наступних трьох тисяч років. Це свідчить про те, що більше ста поколінь могли відвідувати цю печеру для малювання. Ці малюнки, ймовірно, мали значну культурну цінність, і ця печера, можливо, слугувала місцем, куди багато поколінь поверталися, аби вивчити свою історію.