10 اكتشافات علمية في عام 2022

لأول مرة منذ ثلاث سنوات ، لم يدخل COVID-19 هذه القائمة السنوية. لحسن الحظ ، لم يكن لدى SARS-CoV-2 معدل وفيات مدمر تقريبا في عام 2022 كما حدث في عامي 2021 و 2020. لسوء الحظ ، هذا لا يعني أن جميع الفيروسات كانت غائبة هذا العام.

في مايو ، كتبت مقالا بعنوان “ماذا يوجد مع كل الفيروسات؟”. لا يزال لدي هذا السؤال لأن المستشفيات مكتظة الآن بالمرضى المرضى الذين يكافحون مجموعة ثلاثية من أمراض الجهاز التنفسي – COVID-19 و RSV والإنفلونزا.

من ناحية أخرى ، عندما وصل mpox (المعروف سابقا باسم جدري القرود) إلى الولايات المتحدة هذا الصيف ، كان احتمال حدوث “توأم” مخيفا. لحسن الحظ ، تمكنت اللقاحات المعتمدة بالفعل والمجتمع الجاهز من ضمان حدوث جائحة واحدة فقط في كل مرة. سنبدأ من هناك ، ثم نحول انتباهنا إلى حفنة من الاكتشافات والابتكارات العلمية المذهلة الأخرى التي غذت عام 2022.

1. تفشي mpox الواردة

تفشي mpox لعام 2022 هو مجرد تفشي وليس جائحة. نظرا لأن هذا ليس مرضا جديدا مثل SARS-CoV-2 ، فمن الأسهل التعامل مع اللقاحات المعتمدة بالفعل والتي تكون فعالة بنسبة 85٪ تقريبا.

اعتبارا من يوم الاثنين ، 9 ديسمبر ، تم شحن 857,393 قارورة من JYNNEOS في جميع أنحاء الولايات المتحدة. بحلول منتصف عام 2023 ، تقدر الحكومة الأمريكية أنه سيكون لديها إمدادات تبلغ حوالي 7 ملايين قارورة.

2. صور / بيانات من تلسكوب جيمس ويب الفضائي

في 24 يناير 2022 ، وصل أكبر وأقوى وأعقد تلسكوب علوم الفضاء في العالم على الإطلاق إلى وجهته المدارية المقصودة حول لاغرانج بوينت 2. المشروع الذي تبلغ تكلفته 10 مليارات دولار ومدته 25 عاما موجود الآن في الفضاء – وكان سريعا في التسليم.

في 12 يوليو ، كشفت ناسا عن الصور الخمس الأولى التي التقطها تلسكوب جيمس ويب الفضائي. الصور التفصيلية للغاية غير مسبوقة – ومذهلة.

ومنذ ذلك الحين، التقط ويب بعضا من أقدم المجرات في الكون (ربما حتى أقدم النجوم في المجرة)، وأعاد زيارة موقع صورة شهيرة والتقط تفاصيل جديدة لا تصدق، وفصل الملف الكيميائي للغلاف الجوي لكوكب خارج المجموعة الشمسية لأول مرة.

أثناء جراحة الزرع. الائتمان: المركز الطبي بجامعة ميريلاند

3. أول عملية زرع قلب xenogeneic ناجحة

في 7 يناير ، في أول عملية جراحية من نوعها ، تلقى رجل يبلغ من العمر 57 عاما مصابا بمرض القلب النهائي عملية زرع ناجحة لقلب خنزير معدل وراثيا.

لم يكن الرجل ، ديفيد بينيت ، مؤهلا لعملية زرع قلب تقليدية ، وشعر الأطباء أن هذا هو خياره الوحيد. قبل الجراحة ، كان بينيت طريح الفراش لمدة ثمانية أسابيع مع arrythmia تهدد الحياة وتم توصيله بجهاز تحويل مسار القلب والرئة للبقاء على قيد الحياة.

في غضون أيام من عملية الزرع ، تم فطامه من الأوكسجين الغشائي خارج الجسم. زار بانتظام مع أفراد الأسرة وغنى أثناء مشاهدة Super Bowl في فبراير. ومع ذلك ، في مارس ، توفي بينيت – ولكن ليس بسبب فشل الأعضاء.

عمل قلب الخنزير المزروع بشكل جيد لعدة أسابيع ولم يظهر أيا من علامات الرفض النموذجية من قبل جسم المريض ، حتى عندما تم فحصه أثناء تشريح الجثة. وخلص الجراحون إلى أن بينيت توفي بسبب قصور في القلب من المحتمل أن يكون ناتجا عن مجموعة معقدة من العوامل ، مما يمنحهم الأمل في مستقبل عمليات الزرع الغريبة.

4. التأثير الملحوظ للرصاص على معدل الذكاء

في عام 1923 ، تمت إضافة الرصاص لأول مرة إلى البنزين للمساعدة في الحفاظ على صحة محركات السيارات. ومع ذلك ، جاءت صحة السيارات على حساب رفاهية الإنسان.

تحسب دراسة نشرتها جامعة ديوك في مارس أن التعرض لعوادم السيارات من الغاز المحتوي على الرصاص أثناء الطفولة سرق 824 مليون نقطة ذكاء جماعية من أكثر من 170 مليون أمريكي على قيد الحياة اليوم – حوالي نصف سكان الولايات المتحدة.

وتشير النتائج إلى أن الأمريكيين الذين ولدوا قبل عام 1996 قد يكونون الآن أكثر عرضة لخطر الإصابة بمشاكل صحية مرتبطة بالرصاص، مثل شيخوخة الدماغ بشكل أسرع.

تم حظر الغاز المحتوي على الرصاص للسيارات في الولايات المتحدة في عام 1996 ، لكن الباحثين يقولون إن أي شخص ولد قبل نهاية تلك الحقبة ، وخاصة أولئك الذين كانوا في ذروة استخدامه في 1960s و 1970s ، كان لديه تعرض كبير للرصاص كأطفال. لكن الغاز ليس هو العامل الوحيد الذي يستخدم الرصاص، فقد كان الطلاء المحتوي على الرصاص شائعا قبل حظره في عام 1978، خاصة في المناطق ذات الدخل المنخفض.

اليوم ، ما يقرب من 29 مليون وحدة سكنية لديها مخاطر الطلاء القائمة على الرصاص ، بما في ذلك الطلاء المتدهور وغبار المنازل الملوث بالرصاص. حوالي 2.6 مليون من هذه هي موطن للأطفال الصغار ، وفقا لمركز السيطرة على الأمراض.

5. الطماطم الأرجواني المعتمدة من قبل وزارة الزراعة الأمريكية

في سبتمبر ، وافقت وزارة الزراعة الأمريكية على بيع الطماطم الأرجوانية المعدلة وراثيا من نورفولك بلانت ساينسز ، وخلصت إلى أنه من غير المرجح أن تشكل خطرا على الآفات النباتية.

في حين أن هناك طماطم أخرى ذات قشرة أرجوانية ، إلا أن نورفولك مختلفة من حيث أنها محسنة عن قصد لتوفير مستوى عال من الأنثوسيانين ، والذي يظهر بشكل طبيعي في العديد من الأطعمة ، مثل العنب البري والعليق.

تسمح الموافقة لشركة Norfolk Plant Sciences ببيع بذور الطماطم الأرجواني للعملاء الأمريكيين بدءا من ربيع 2023. ويأتي هذا القرار بعد انتظار طويل للأستاذة والباحثة كاثي مارتن، التي طورت الطماطم الأرجوانية الغنية بالأنثوسيانين في عام 2008. استخدم مارتن وفريقه عوامل النسخ من أنف العجل لتحفيز الطماطم لإنتاج المزيد من الأنثوسيانين ، مما يخلق لونا أرجوانيا نابضا بالحياة.

في حين أن طعم الطماطم الأرجواني هو نفس مذاق نظيرتها الحمراء تماما ، إلا أنها تتمتع بضعف مدة الصلاحية ، وفقا لدراسة أجريت عام 2013. الخطوات التالية للطماطم الأرجواني هي موافقة إدارة الغذاء والدواء وتسويقها.

6. موسوعة غينيس للأرقام القياسية لأسرع تقنية تسلسل الحمض النووي

في يناير/كانون الثاني، طور علماء ستانفورد ميديسن نهجا جديدا لتسلسل الجينوم فائق السرعة تم استخدامه لتشخيص الأمراض الوراثية النادرة في متوسط ثماني ساعات، ولكن فقط خمس ساعات قياسية في بعض الحالات.

على مدى أقل من ستة أشهر ، قام فريق ستانفورد بتسجيل وتسلسل جينومات 12 مريضا – تلقى خمسة منهم تشخيصا وراثيا من معلومات التسلسل في الوقت الذي يستغرقه قضاء يوم في المكتب. معدل تشخيص الفريق ، حوالي 42 ٪ ، هو حوالي 12 ٪ أعلى من متوسط معدل تشخيص الأمراض الغامضة.

في إحدى الحالات ، استغرق الأمر 5 ساعات و 2 دقيقة لتسلسل جينوم المريض ، والذي سجل أول لقب غينيس للأرقام القياسية لأسرع تقنية تسلسل الحمض النووي. تم اعتماد السجل من قبل جينوم المعهد الوطني للعلوم والتكنولوجيا في مجموعة زجاجة وتم توثيقه من قبل موسوعة غينيس للأرقام القياسية.

7. بعد 20 عاما ، اكتمل الجينوم البشري

بالحديث عن تسلسل الحمض النووي ، بعد عقدين من إنتاج مشروع الجينوم البشري أول مسودة لتسلسل الجينوم البشري ، نشر العلماء أخيرا أول تسلسل كامل بلا فجوات في مارس.

في عام 2003 ، قام مشروع الجينوم البشري برسم خريطة لحوالي 92٪ من الجينوم. تتضمن نسبة ال 8٪ الأخيرة التي تم فك شفرتها هذا العام العديد من الجينات والحمض النووي المتكرر ، ويمكن مقارنتها في الحجم بكروموسوم كامل.

أنشأ الباحثون تسلسل الجينوم الكامل باستخدام خط خلية خاص يحتوي على نسختين متطابقتين من كل كروموسوم ، على عكس معظم الخلايا البشرية ، التي تحمل نسختين مختلفتين قليلا.

8. النباتات الأولى التي تزرع في التربة القمرية

في مايو ، نجح العلماء في جامعة فلوريدا في زراعة النباتات في التربة من القمر ، وهي الأولى في تاريخ البشرية وعلامة فارقة في استكشاف القمر والفضاء.

على سبيل الإعارة من وكالة ناسا ، تم جمع 12 جراما من التربة خلال بعثات أبولو 11 و 12 و 17 إلى القمر. لزراعة حديقتهم القمرية الصغيرة ، استخدم الباحثون آبارا بحجم كشتبان في ألواح بلاستيكية تستخدم عادة لزراعة الخلايا. كل بئر تعمل كوعاء.

بمجرد ملء كل “وعاء” بحوالي جرام من التربة القمرية ، قام العلماء بترطيب التربة بمحلول مغذي وأضافوا بعض البذور من نبات أرابيدوبسيس. بينما نبتت جميع النباتات القمرية تقريبا ، كانت هناك اختلافات بين النباتات المزروعة في التربة القمرية والمجموعة الضابطة.

على سبيل المثال ، كانت بعض النباتات المزروعة في التربة القمرية أصغر أو نمت ببطء أكثر أو كانت أكثر تنوعا في الحجم من نظيراتها. هذه كلها علامات مادية على أن النباتات كانت تعمل على التعامل مع التركيب الكيميائي والهيكلي لتربة القمر ، وهو أمر تم تأكيده عندما حلل الباحثون أنماط التعبير الجيني للنباتات.

الائتمان: ريكن

9. صرصور سايبورغ قابل لإعادة الشحن للبحث والإنقاذ

باستخدام الإلكترونيات فائقة النحافة والمواد المرنة ، صمم الباحثون في RIKEN (اليابان) نظاما لإنشاء صراصير سايبورغ يتم التحكم فيها عن بعد ، ومجهزة بوحدة تحكم لاسلكية صغيرة تعمل ببطارية قابلة لإعادة الشحن متصلة بخلية شمسية. قام الباحثون بتوصيل وحدة التحكم في الساق اللاسلكية وبطارية ليثيوم بوليمر بالجزء العلوي من الحشرة على الصدر باستخدام حقيبة ظهر مصممة خصيصا ، والتي تم تصميمها على غرار جسم صرصور نموذجي.

تمت طباعة حقيبة الظهر 3D مع بوليمر مرن ومطابقة تماما للسطح المنحني للصرصور ، مما يسمح بتثبيت الجهاز الإلكتروني الصلب بثبات على الصدر لأكثر من شهر. تم تركيب وحدة الخلايا الشمسية العضوية فائقة النحافة بسمك 0.004 مم على الجانب الظهري من البطن.

أثبتت الخلية الشمسية العضوية فائقة النحافة والمرنة ، وكيف تم ربطها بالحشرة ، أنها ضرورية لضمان حرية الحركة. في حين أن صراصير سايبورغ لديها العديد من التطبيقات ، فإن مهام البحث والإنقاذ هي أهمها.

10. تغير المناخ: الآن أو أبدا

في أبريل/نيسان، أصدرت الهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ (IPCC) الجزء الثالث والأخير من تقرير التقييم السادس لتغير المناخ، حيث قال جيم سكيا، الرئيس المشارك للفريق العامل الثالث التابع للهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ: “الآن أو أبدا إذا أردنا الحد من ظاهرة الاحتباس الحراري … بدون تخفيضات فورية وعميقة في الانبعاثات في جميع القطاعات ، سيكون ذلك مستحيلا “.

في السيناريوهات التي تم تقييمها من قبل الفريق ، يتطلب الحد من الاحترار إلى حوالي 1.5 درجة مئوية (2.7 درجة فهرنهايت) أن تصل انبعاثات غازات الدفيئة العالمية إلى ذروتها قبل عام 2025 على أبعد تقدير ، وأن تنخفض بنسبة 43٪ بحلول عام 2030 ؛ في الوقت نفسه ، سيحتاج الميثان أيضا إلى تخفيضه بنحو الثلث.

حتى لو فعل البشر ذلك ، فمن المحتم تقريبا أن نتجاوز عتبة درجة الحرارة هذه مؤقتا ، ولكن يمكن أن نعود إلى ما دونها بحلول نهاية القرن. سوف تستقر درجة الحرارة العالمية عندما تصل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون إلى صافي الصفر.

بالنسبة ل 1.5 درجة مئوية (2.7 درجة فهرنهايت) ، فإن هذا يعني تحقيق صافي انبعاثات ثاني أكسيد الكربون على مستوى العالم في أوائل عام 2050 ؛ ل 2 درجة مئوية (3.6 درجة فهرنهايت) ، هو في أوائل 2070s.

وينظر التقرير إلى ما هو أبعد من التكنولوجيات ويوضح أنه في حين أن التدفقات المالية هي عامل أقل بثلاث إلى ست مرات من المستويات المطلوبة بحلول عام 2030 للحد من الاحترار إلى أقل من درجتين مئويتين، فإن هناك ما يكفي من رأس المال والسيولة العالميين لسد فجوات الاستثمار. ومع ذلك، فإنه يعتمد على إشارات واضحة من الحكومات والمجتمع الدولي، بما في ذلك مواءمة أقوى بين تمويل القطاع العام وسياساته.

المصدر / laboratoryequipment