Od "sečenja" gena do otkrića najstarije crne rupe: Deset najvećih naučnih dostignuća u 2023. godini

Ratovi, tragedije i političke kontroverze obeležili su godinu za nama, ali nisu sve vesti bile loše. Za dvanaest meseci na polju nauke došlo je do niza izvanrednih naučnih otkrića i postignuća, koja će biti značajna i za godine koje dolaze. 

Predstavljamo vam neke od njih:

Lekovi protiv dijabetesa napravili pomak u lečenju gojaznosti

Jedno od najznačajnijih dostignuća u 2023. bio je početak šire upotrebe leka protiv dijabetesa, poznatog kao "agonist receptora glukagonu sličnog peptida 1" (GLP-1), koji je poznatiji po brendovima Ozempik i Vegovi (Ozempic, Wegovy). 

profimedia

Nakon njihovog velikog uspeha, farmaceutske kuće počele su da se utrkuju u potrazi za pilulama, koje bi mogle da daju iste rezultate, bez potrebe za injekcijama.

Za sada su najdalje u tome otišle kompanije Eli Lilly i Novo Nordisk, koje su svoje rezultate sa eksperimentalnim pilulama predstavili na godišnjem simpozijumu Američkog udruženja za borbu protiv dijabetesa. Ti proizvođači, inače, već imaju registrovane lekove za dijabetes "Mounjaro" (Eli Lilly), odnosno "Ozempic", "Wegovy" i "Rybelsus" (Novo Noridsk) koji takođe dovode i do brzog gubitka viška kilograma.

Proizvođač "Ozempika" je na osnovu istog aktivnog sastojka semaglutida napravio pilule, koje su kod ispitanika u trećoj fazi kliničke studije dovele do gubitka 15 procenata telesne težine u roku od 68 nedelja. Doza tog sastojka je u eksperimentalnom leku mnogo veća nego u postojećem oralnom medikamentu "Rybelsus"-u koji je već odobren za lečenje dijabetesa tipa 2.

stovremeno, Eli Lilly objavili su rezultate istraživanja koje je uključilo lek orforglipron, a u kom su ispitanici izgubili u proseku između 9,4 i 14,7 posto telesne težine za samo 36 nedelja. 
Kao i semaglutid, orforglipron se uzima jednom dnevno ujutru, ali za razliku od prvog leka, koji se mora uzimati na prazan želudac, ovaj proizvod se može upotrebiti i u periodu od trideset minuta nakon obroka.

Poređenja radi, za sada je najbolju efikasnost postigao lek "Mounjaro" (generički naziv je tirzepatid), koji je dovodio dogubitka 22,5 procenata telesne težine za 72 nedelje, ali koji se dobija u vidu injekcija.

Svet postao svestan ozbiljnosti klimatske krize

U 2023. godini oboren je niz temperaturnih rekorda, zbog čega je to verovatno najtoplija godina otkad postoje merenja, a svet je zahvaljujući naučnim istraživanjima klimatskih promena postao svesniji nego ikad krize koja preti životnoj sredini.

AP Photo/Emilio Morenatti

Ovog leta zabeležen je najvreliji dan otkad postoje merenja 3. jula, da bi zatim rekord bio oboren 4, 5, pa i 6. dana u istom mesecu. Čak 21 najvreliji dan na Zemlji izmeren je u julu, a taj mesec je u celini bio najtopliji ikad dokumentovan.

Visoke temperature doprinele su i rekordno niskom nivou arktičkog leda i smanjenoj ledenoj masi na Grenlandu. 

Divlji požari podstaknuti klimatskim promenama u Kanadi prošle godine oslobodili su ogromnu količinu ugljen dioksida - procenjuje se oko jedne gigatone. Poređenja radi, ta zemlja je tokom cele 2021. godine emitovala ukupno 0,67 gigatona gasova koji izazivaju efekat staklene bašte.

Novo istraživanje je dopuna studiji iz 2019. godine koju je predvodio isti tim, a u kojoj je učestvovalo 15.000 naučnika iz 161 države.

Oni već godinama upozoravaju na negativne posledice klimatiskih promena i preporučuju uvođenje dubokih i brzih promena u svim državama sveta, kako bi se ograničile katastrofalne posledice.

I mada većina zemalja nije uspela da dostigne obećani nivo smanjenja emisije štetnih gasova, stručnjaci kažu da nije prekasno za našu planetu, ali da je potrebno da reagujemo odmah.

Fizičari ponovili uspešan eksperiment nuklearne fuzije

Američki naučnici su decembra 2022. prvi put u istoriji uspeli da pomoću nuklearne fuzije dobiju više energije, nego što su na taj proces utrošili. Prošle godine su taj proces dobijanja energije spajanjem atoma u laboratoriji uspešno ponovili tri puta, što budi nadu da ćemo uskoro imati tehnologiju za proizvodnju skoro neograničene, jeftine, bezbedne i čiste energije.

Tanjug/AP/Damien Jemison/Lawrence Livermore National Laboratory

Fuzija se postiže zagrevanjem dva izotopa vodonika — obično deuterijuma i tricijuma — do tako ekstremnih temperatura da se atomska jezgra stapaju, oslobađajući helijum i ogromne količine energije u obliku neutrona, čime se odražavaju reakcije koje se dešavaju unutar Sunca.

U eksperimentu u Lorens Livermoru su snažni laseri usmereni u kapsulu goriva širine oko pet milimetara. Time su u tački prečnika dlake ljudske kose stvorene temperature nekoliko puta veće nego u središtu Sunca, dok je pritisak bio dvostruko veći nego u njegovoj unutrašnjosti.

Za razliku od fisije, koja se koristi u nuklearnim elektranama, u fuziji se atomi ne cepaju, već spajaju, tako da gotovo da nema radioaktivnog otpada.

Fizičari su od 1950-ih pokušavali da iskoriste reakciju fuzije koja pokreće energiju Sunce, ali do decembra nijedna grupa nije uspela da proizvede više energije iz reakcije nego što je utrošena za nju.

Iako mnogi naučnici veruju da su fuzione elektrane još decenijama daleko, u svakom eksperimentu naučnici su uspeli da barem po malo poprave rezultat, što je znak da se tempo napretka povećava.

Teleskop "Džejms Veb" otključao brojne tajne svemira

Teleskop "Džejms Veb" lansiran s kraja 2021. godine, tokom 2023. obradovao je kosmologe širom sveta fascinantnim prikazima dubokog svemira.

NASA vía AP

Videli smo fragmente primitivnih galaksija, starih gotovo koliko i sam svemir, a jedno od najuzbudljivijih otkrića bila je novootkrivena crna rupa, najstarija koja je ikada posmatrana.

Novootkrivena crna rupa nastala pre više od 13 milijardi godina, iznenađujuće je velika, i sa masom oko milion puta većom od Sunčeve mogla bi da preokrene dosadašnje teorije o svemiru, prema kojima su prvo nastale galaksije, a potom crne rupe u njima.

Unsplash

Astronomi veruju da bi najstarija crna rupa mogle da pomognu i u rešavanju zagonetke o tome kako su crne rupe u galaksijama postale milijarde puta veće od mase Sunca.

Najnovije zapažanje o galaksiji potiskuje donedavne teorije o prostom ukrupnjavanju crnih rupa, gde se pretpostavljalo da su one jednostavno neprekidno rasle spajanjem i gutanjem zvezda i drugih objekata.

Detektovan "šum" gravitacionih talasa

Astronomi su prvi put, nakon gotovo deset godina potrage, prošlog leta detektovali tihi šum gravitacionih talasa, koji se šire svemirom. Dugoočekivano saopštenje tima naučnika iz celog sveta, predvođenih Stivenom Tejlorom sa Vanderbilt univerziteta u Tenesiju, ukazuje da je signal konzistentan sa dosadašnjim teoretskim očekivanjima.

prodimedia

Gravitacioni talasi su talasanja u zakrivljenosti prostor-vremena i oni predstavljaju nosioce gravitacione energije kroz prostor. Poređenja radi, zvučni talasi predstavljaju vibracije materijalnog medijuma, recimo vazduha, elektromagnetni talasi vibracije fundamentalnog elektromagnetnig polja koje postoji u prostoru, a gravitacioni talasi su vibracije samog prostor-vremena. 

Posle neočekivanog otkrića ubrzanog širenja svemira (1998) i uspeha u "lovu" na Higsov bozon (2012), očekivana detekcija gravitacionih talasa treće je veliko otkriće u oblasti fundamentalnih fizičkih teorija u poslednjih četvrt veka. Značaj njihovog otkrića je veliki, zato što je reč o direktnoj potvrdi opšte teorije relativiteta Alberta Ajnštajna, kao i teorije kosmičke inflacije, koja je nastala sedamdesetih godina prošlog veka, a koja je objedinila starije sa novim naučnim modelima nastanka svemira. 

Na korak do "čitanja misli"

Naučnici su u avgustu uspeli da reprodukuju pesmu Pink Flojda "The Wall" na osnovu snimaka električne aktivnosti mozga osoba koje su je slušale. U najpreciznijem "čitanju misli" do sada, od velike koristi im je bila veštačka inteligencija, a postignuće bi moglo pomoći vraćanju moći govora pacijentima sa moždanim udarom ili amiotrofičnom lateralnom sklerozom, neurodegenerativne bolesti koja je bila dijagnostifikovana i kod Stivena Hokinga.

profimedia

Iako su članovi iste laboratorije ranije uspeli da dešifruju govor, pa čak i nečujno zamišljene reči - sa snimaka mozga, ovi pokušaji rekonstrukcije su imali "robotski" kvalitet.

Ovog puta, koristili su upravo muziku koja je po prirodi emotivna, ima ritam, stres, akcenat i intonaciju i sadrži mnogo veći spektar stvari od ograničenih fonema na bilo kom jeziku, što bi, kako je naveo, moglo dodati još jednu dimenziju implantabilnom govornom dekoderu.

Dok je prethodni rad dekodirao električnu aktivnost iz moždanog govornog motornog korteksa, oblasti koja kontroliše sitne pokrete mišića usana, vilice, jezika i larinksa koji formiraju reči, nova studija je koristila snimke iz slušnih delova mozga, gde se obrađuju svi aspekti zvuka.

Tim je analizirao snimke mozga 29 pacijenata dok im je puštan trominutni deo pesme Pink Flojda, preuzet sa njihovog albuma "The Wall" iz 1979. godine. 

Veštačka inteligencija je korišćena za dekodiranje snimaka i zatim kodiranje reprodukcije zvukova i reči. 

Iako veoma prigušen, stih "All in all, it's just another brick in the wall" se prepoznaje u rekonstruisanoj pesmi - sa netaknutim ritmovima i melodijom.

Indija i Mesec

Prošle godine Indija se upisala u istoriju kao četvrta zemlja koja je svoju letelicu lansirala na Mesec i to na dosada neistražen Južni pol Zemljinog satelita. 

Tanjug/AP Photo/Rajesh Kumar Singh

Indijski lunarni rover "Pragjan", koji je na Mesec dopremila letelica u okviru misije "Čandrajan-3", poslao je na Zemlju prve naučne podatke o Mesečevom južnom polu, prešao stotinu metara, poslao niz fotografija i podataka na Zemlju i potvrdio prisustvo sumpora, gvožđa i kiseonika u Mesečevom tlu.

Iako je 2. septembra prebačen u "režim spavanja", kako bi se osetljivi mehanizmi zaštitili od brutalnih uslova noći, kada temperatura pada i na -250 stepeni Celzijusa i više se nije budio, misija se smatra uspešnom.

Ohrabrena ovim uspehom, Indija je najavila da planira izgradnju sopstvene svemirske stanicu do 2035. i da pošalje svog astronauta na Mesec do 2040. godine.

Takođe su u planu i međuplanetarne misije lansiranja satelita u orbitu Venere, kao i rovera na Mars.

Odobrena revolucionarna terapija zasnovana na CRISPR tehnologiji

Prvi medicinski tretman koji koristi CRISPR tehnologiju izmene gena odobren je u Velikoj Britaniji u novembru prošle godine. Lek Exa-cel, poznat i po imenu "Casgevy", odobrila je Regulatorna agencija za lekove i zdravstvene proizvode (MHRA) Ujedinjenog Kraljevstva i to za lečenje srpaste anemije i beta talasemije.

Unsplash

Ova odluka je istorijska i mogla bi da pokrene novu eru genetske terapije.

Sistem CRISPR na kom je zasnovan "Casgevy" lek, praktično "seče" gene iz DNK korišćenjem posebnog enzima, kako bi telo moglo da nastavi sa stvarenjem hemoglobina.

Terapija funkcioniše tako što se "problematični" gen menja u laboratoriji uz pomoć leka i to u matičnim ćelijama iz koštane srži pacijenta. Nakon što on primi hemoterapiju koja eliminiše neizmenjene ćelije iz koštane srži, dobija i nove modifikovane ćelije sa funkcionalnom proizvodnjom hemoglobina.

Rezultati kliničkih studija bili su vrlo uspešni, pa čak 28 od 29 pacijenata sa srpastom anemijom nije imalo bolne epizode najmanje godinu dana posle tretmana, dok 39 od 42 pacijenta sa beta talasemijom nije imalo potrebe za transfuzijom crvenih krvnih zrnaca tokom istog perioda.

Veštačka inteligencija pomogla u otkrivanju novog tipa antibiotika

Uz pomoć veštačke inteligencije naučnici Brod instituta u Masačusetsu ispitali su i testirali milione hemijskih jedinjenja i pronašli novi tip antibiotika, koji je u stanju da onesposobi dve vrste bakterija koje su postale imune na postojeće antibiotike.

Laboratorijska testiranja su pokazala da je novopronađena klasa antibiotika smrtonosna za bakteriju stafilokokus areus (Staphylococcus aureus), koja je postala otporna na antibiotik Meticillin. Ova bakterija je čest uzročnik kožnih i bolesti tkiva kod ljudi. Novi lek, takođe, uništava i bakteriju enterokok, koja je prestala da reaguje na uobičajeni lek, antbiotik Vankomicin.

profimedia

Ova bakterija je odgovorna za meningitis, infekcije abdomena kao i infekcije rana i sličnih povreda.

Ispostavilo se da AI modeli mogu da pokažu ne samo koja hemijska jedinjenja mogu imati antibotske osobine.

U prvoj fazi istraživanja testirani su efekti 39.000 hemijskih jedinjenja na stafilokok aureus i na tri vrste ljudskih ćelija uzetih iz jetre, mišića i pluća.

Informacije o ovakvim mnogobrojnim reakcijama poslužile su veštačkoj inteligenciji da razume i nauči sve o atomskoj strukturi i načinu reagovanja navedenih hemijskih jedinjenja među kojima su, pri kraju eksperimenta, i otkriveni novi antibiotici.

Inače otpornost na antibiotike odavno je u svetu postala jedan od ozbiljnih zdravstvenih problema. Podaci iz 2020. godine govore da je u svetu zbog neefikasnosti antibiotika, što direktno, a što indirektno, preminulo 6,2 miliona ljudi. Svetska zdravstvena organizacija predviđa da će do polovine ovog veka broj smrtnih slučajeva, zbog otpornosti na antibiotike, globalno prevazići broj od 10 miliona. 

Prvi rođendan ChatGPT

Jedna od najčešćih tema u medijima tokom 2023. bila je upravo veštačka inteligencija (AI). Četbot ChatGPT tehnološke kompanije OpenAI iz San Franciska, proslavio je prvi rođendan, a tokom godine demonstrirao je brojne prednosti i nedostatke ove tehnologije. 

profimedia

Vrtoglavi napredak veštačke inteligencije zadao je ozbiljan zadatak vladama, naučnicima, ali i samim korisnicima da pronađu najbolje moguće načine da je bezbedno koriste, a da se pritom spreče prevare i zloupotrebe. 

U novembru je tako održan Samit o AI Bezbednosti u Velikoj Britaniji, gde su učesnici izrazili nadu da će se propisi koji će ograničiti ovu oblast uspostaviti pre nego što mašine postanu pametnije od ljudi.