fbpx

NHỮNG CÂU CHUYỆN KHOA HỌC SẼ TRỞ THÀNH TIÊU ĐIỂM TRONG NĂM 2021

Khi mà các nhà khoa học y sinh tiếp tục chiến đấu với đại dịch chết người trong năm nay để giúp thế giới trở lại bình thường, các nhà nghiên cứu trên khắp các lĩnh vực cũng đang đặt mục tiêu đạt được những cột mốc quan trọng hoặc khởi động các dự án mới bất chấp những thách thức do COVID-19 mang lại. Các nhà khoa học châu Âu cũng sẽ phải đối mặt với hậu quả của Brexit. Ngược lại, các nhà khoa học Hoa Kỳ đang được tiếp thêm sinh lực nhờ viễn cảnh chính trị đầy hy vọng với sự đắc cử tổng thống của Joe Biden – người đã tuyên thệ đưa việc giải quyết các khủng hoảng toàn cầu và biến đổi khí hậu lên hàng đầu.

Dưới đây là dự đoán về những vấn đề sẽ trở thành tiêu điểm của năm 2021, từ việc bảo tồn đa dạng sinh học biển cho đến vấn đề khai thác về cách con người thời cổ đại tương tác với nhau. 

SỰ NÓNG LÊN TOÀN CẦU: Biến đổi khí hậu gia tăng

Gần 8 năm đã trôi qua kể từ báo cáo đánh giá lần thứ 5 (AR5) của Ủy ban Liên chính phủ về Biến đổi Khí hậu (IPCC), đại dịch đã làm trì hoãn việc xuất bản báo cáo lần thứ 6 soạn thảo bởi hơn 700 nhà khoa học. Báo cáo này sẽ được ra mắt từng phần trong năm nay và năm sau, được dự kiến ​​sẽ làm rõ hơn bức tranh về tác động của con người đối với khí hậu. Những phát hiện mới của báo cáo sẽ được củng cố bởi một loạt các mô hình và kịch bản biến đổi khí hậu được xây dựng dựa trên các chỉ số về sự biến đổi toàn cầu không ngừng, dữ liệu về mực nước biển dâng cao, băng tan nhanh ở các cực cũng như các đợt nắng nóng khắc nghiệt, hạn hán và hỏa hoạn.

Vào tháng 11, đại diện các quốc gia trên thế giới sẽ quy tụ tại Hội nghị Thượng đỉnh của Liên Hợp quốc (Glasgow, Scotland), nơi họ tham vọng sẽ nâng cao cam kết cắt giảm khí nhà kính và đồng ý về một bộ quy tắc đầy đủ để thực hiện Thỏa thuận chung Paris. Hoa Kỳ dự kiến sẽ có mặt vì Tổng thống đắc cử Joe Biden đã cam kết sẽ tái gia nhập thỏa thuận.

SỨC KHỎE CỘNG ĐỒNG: WHO sẽ điều tra nguồn gốc coronavirus

Việc nhiều quốc gia bắt đầu các chiến dịch tiêm chủng quy mô lớn đã làm dấy lên hy vọng rằng đại dịch COVID-19 có thể được chấm dứt. Nhưng chính xác nó bắt đầu như thế nào thì vẫn còn là ẩn số. Một nhóm gồm 10 nhà khoa học quốc tế của Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) sẽ đến Trung Quốc vài lần trong năm nay như một phần của cuộc điều tra về nguồn gốc của đại dịch coronavirus – một nhiệm vụ nhạy cảm về mặt chính trị vì Hoa Kỳ và Trung Quốc vẫn luôn tranh cãi là quốc gia nào phải chịu trách nhiệm về đại dịch.

Nhóm nghiên cứu hy vọng sẽ khám phá ra họ hàng gần nhất của vi-rút trong loài dơi, nơi và cách thức nó truyền sang người, liệu một loài khác có đóng vai trò là vật chủ trung gian hay không và quan trọng nhất là cách chúng ta có thể ngăn chặn các đại dịch khác xuất hiện.

AN NINH QUỐC GIA: Sửa chữa mối quan hệ Mỹ-Trung đang xấu đi nhanh chóng

Hàn gắn lại hợp tác khoa học giữa Mỹ và Trung Quốc có thể là một phép thử cho sự thành công của Tổng thống đắc cử Joe Biden trong việc đàm phán với siêu cường khu vực châu Á về các mối quan tâm thương mại, nhập cư và an ninh. Một diễn đàn mới về khoa học, công nghệ và an ninh quốc gia do chính phủ Hoa Kỳ tài trợ sẽ hỗ trợ tư vấn cho chính quyền mới về cách đạt được sự cân bằng giữa tính cởi mở và ngăn chặn đánh cắp công nghệ mới. Luật mới của Hoa Kỳ quy định các hình phạt nghiêm khắc đối với những nhà khoa học không công khai tất cả các nguồn tài trợ cho dự án đề xuất khi nộp đơn xin tài trợ liên bang.

Với chế tài mới này, các nhà làm luật cho rằng  tính minh bạch là cách tốt nhất để giám sát mối quan hệ với Trung Quốc và các thực thể khác gây ra các mối đe dọa tiềm tàng đối với an ninh của Hoa Kỳ. Các nhà lãnh đạo trường đại học đang hy vọng Biden sẽ đảo ngược các chính sách nhập cư hạn chế của Tổng thống Donald Trump và tránh làm gia tăng căng thẳng kinh tế và chính trị. Trong khi đó, các đảng viên Cộng hòa nổi bật trong Quốc hội đang đe dọa sẽ có những bước đi trừng phạt hơn nữa đối với Trung Quốc.

CÁC BỆNH TRUYỀN NHIỄM: Thuốc đặc trị cho COVID-19

Các công ty dược phẩm trong năm nay sẽ tập trung vào các loại thuốc đặc trị để ngăn chặn đại dịch coronavirus và điều trị các triệu chứng của bệnh, bởi vì ngay cả khi nhiều người được tiêm những loại vắc-xin mới được phê duyệt thì dịch bệnh cũng ​​sẽ không biến mất ngay được. Vào năm 2020, chỉ có thuốc kháng vi-rút remdesivir (và một số loại thuốc khác, tất cả ban đầu đều được sản xuất để điều trị các bệnh khác) không cho thấy nhiều triển vọng. Các nhà nghiên cứu đã triển khai trí tuệ nhân tạo và siêu máy tính để xác định các ứng cử viên thuốc mới, và theo một chuyên gia hàng đầu ngành dược phẩm thì có hơn 590 loại thuốc thử nghiệm đang được phát triển. Ví dụ, các nhà nghiên cứu đặt nhiều kỳ vọng vào các hợp chất làm gián đoạn sự nhân lên của vi-rút bằng cách ức chế một trong hai protease của nó. Kết hợp nhiều những liệu pháp như vậy có thể khống chế vi-rút, một phương pháp được sử dụng thành công với HIV. Các chất ức chế protease và các hợp chất khác có vẻ khá hứa hẹn trong các nghiên cứu trên tế bào và động vật. Nhưng các nghiên cứu trên người tình nguyện chỉ mới bắt đầu và có thể mất nhiều năm để vượt qua các đánh giá về tính an toàn và hiệu quả.

KHOA HỌC HÀNH TINH: tàu thăm dò mới cho “hành tinh đỏ”

Không khí loãng của sao Hỏa khiến tàu thăm dò khó hạ cánh. Trong số 18 tàu thăm dò robot được gửi đến bề mặt hành tinh trong 50 năm qua, 8 tàu đã bị gặp trục trặc. Năm 2021 này sẽ có hai lần thử nghiệm hạ cánh nữa. Vào ngày 18 tháng 2, Perseverance – tàu thăm dò tự hành cỡ SUV của NASA, sẽ đổ bộ chậm bằng dù. Sau khi đáp xuống miệng núi lửa Jezero gần một đồng bằng sông đã hóa thạch, con tàu sẽ thu thập các mẫu đá để mang trở về Trái đất.

Cùng lúc đó, Trung Quốc cũng thực hiện sứ mệnh Tianwen-1 (Thiên Vấn-1) với một tàu bay quanh quỹ đạo và một tàu bộ hành thăm dò có kích thước bằng một chiếc xe golf. Các quan chức đã chọn một địa điểm hạ cánh không xa Jezero là mấy, dọc theo rìa phía nam của Utopia Planitia  – một đồng bằng rộng có thể đã được bồi đắp bởi những dòng bùn từ cổ đại. Nếu thành công, đây sẽ là lần đầu tiên Trung Quốc đặt chân lên sao Hỏa. 

Ảnh: “Tàu Perseverance phóng lên sao Hỏa 2020”, NASA HQ PHOTO | CC BY-NC-ND 2.0

KÍNH HIỂN VI: Một góc nhìn cận cảnh về protein

Một trong những mục tiêu các nhà nghiên cứu đặt ra trong năm nay là nâng cao độ phân giải của kính hiển vi điện tử lạnh (cryo-EM), một kỹ thuật nghiên cứu cấu trúc protein để có thể mang lại những hiểu biết mới về vai trò của chúng trong việc duy trì sức khỏe con người và tạo ra bệnh. Một kỹ thuật khác, tinh thể học tia X, từ lâu đã trở thành tiêu chuẩn vàng để định vị các nguyên tử riêng lẻ trong cấu trúc protein 3D. Nhưng nó chỉ hoạt động đối với các protein đã kết tinh thành tinh thể. Cryo-EM không yêu cầu dạng tinh thể và độ phân giải của nó đã được cải thiện đều đặn trong thập kỷ vừa qua.

Ảnh: “SLAC và Stanford mở một trong những cơ sở tiên tiến nhất thế giới dành cho Cryo-EM”, SLAC National Accelerator Laboratory | CC BY-NC-SA 2.0

Vào năm 2020, nó vượt qua ngưỡng phân giải nguyên tử khi các nhà nghiên cứu sử dụng kính hiển vi cryo-EM được trang bị máy dò điện tử cải tiến và phần mềm lập bản đồ cấu trúc của apoferritin (vỏ protein lõi sắt). Protein này có độ cứng đặc biệt giúp dễ dàng giữ ổn định hơn trong quá trình lập bản đồ cryo-EM. Tiếp theo, các nhà nghiên cứu muốn làm việc được với các protein có độ cứng thấp hơn. Sự thành công của phương pháp này sẽ mang lại lợi ích lớn cho các nhà sinh học cấu trúc, cho phép họ tạo ra các bản đồ chi tiết về các protein lớn và phức hợp của nhiều protein không thể kết tinh.

THIÊN VĂN HỌC: Kính viễn vọng Webb sắp được phóng lên

Sau một quãng thời gian trì hoãn và chờ đợi dài, kính viễn vọng không gian James Webb (JWST) hàng đầu của NASA cuối cùng sẽ được đưa lên bầu trời vào ngày 31 tháng 10. James Webb thay thế và kế thừa kính viễn vọng không gian Hubble, với một gương chính đường kính 6,5 mét có sức mạnh thu thập ánh sáng gấp sáu lần so với người tiền nhiệm của nó. Chiếc gương lục giác được mạ vàng này sẽ được làm mát để có thể thu thập ánh sáng hồng ngoại của các vật thể ở xa dưới hiệu ứngdịch chuyển đỏ do sự giãn nở của vũ trụ. James Webb cực kì nhạy cảm để quan sát bầu khí quyển của các ngoại hành tinh gần đó để tìm dấu hiệu của sự sống cũng như giúp con người hiểu hơn về những ngôi sao, thiên hà và hệ hành tinh đầu tiên của vũ trụ.

Ảnh: “Kính viễn vọng James Webb đang được thử nghiệm đông lạnh”, James Webb Space Telescope|CC BY 2.0

Con tàu vũ trụ chứa James Webb trị giá 8,8 tỷ đô la, sản xuất lâu hơn và tốn chi phí nhiều hơn so với kế hoạch ban đầu. Tàu đã vượt qua các bài kiểm tra cuối cùng: rung lắc dữ dội để mô phỏng vụ phóng. Trong tháng này, các kỹ sư đang mở tấm gương và dàn tấm chắn mặt trời nhiều lớp lần cuối để kiểm tra xem tất cả có ổn không. Đến giữa năm, James Webb sẽ được đóng gói và chuyển đến Guyane thuộc Pháp, nơi nó sẽ được đưa lên tên lửa Ariane 5 của châu Âu để phóng lên không gian. 

NĂNG LƯỢNG: Lò phản ứng hướng tới mục tiêu tăng năng lượng

JET (Joint European Torus) – lò phản ứng nhiệt hạch lớn nhất thế giới, năm nay sẽ được đưa vào chiến dịch tạo ra lượng điện nhiệt hạch đáng kể. Đặt tại Vương quốc Anh, JET là một buồng từ trường tokamak cực lớn sử dụng những khối nam châm khổng lồ để chứa plasma cực nóng để cho các hạt nhân nguyên tử va chạm  với nhau và giải phóng năng lượng. Sau khi nâng cấp, JET có một lớp lót kim loại mới và thêm khả năng tạo sức nóng. Trong các thử nghiệm năm nay, nó sẽ được cung cấp một hỗn hợp mạnh của đồng vị hydro deuterium và tritium (D-T) — một loại nhiên liệu hiếm khi được sử dụng vì tritium phóng xạ cần được xử lý và làm sạch cẩn thận. Lần cuối cùng sử dụng hỗn hợp nhiên liệu này là năm 1997, khi đó JET đã tạo ra công suất 16 MW trong vài giây – không đáng kể so với lượng điện năng tiêu thụ để thí nghiệm. Chiến dịch mới này đang hướng đến các mức công suất tương tự nhưng cố gắng duy trì lâu hơn, việc này giúp ích trong việc thiết kế lò phản ứng ITER khổng lồ đang được xây dựng ở Pháp, có hình dạng và lớp lót tương tự. ITER dự kiến sẽ bắt đầu hoạt động vào năm 2025, nhưng sẽ không bắt đầu sử dụng nhiên liệu D-T cho đến giữa những năm 2030.

DINH DƯỠNG: Sức khỏe đường ruột cho trẻ suy dinh dưỡng

Hàng triệu trẻ em suy dinh dưỡng ốm yếu và không hồi phục hoàn toàn ngay cả khi nhận được chế độ dinh dưỡng và điều trị phù hợp. COVID dự kiến ​​sẽ khiến số lượng trẻ em không được ăn uống đầy đủ tăng vọt. Năm nay có thể sẽ có tin vui về phương pháp điều trị cho các trẻ em này. Một vấn đề đối với trẻ thiếu ăn là hệ vi sinh vật đường ruột bị rối loạn, dẫn đến hệ tiêu hóa non nớt hoạt động kém hiệu quả khiến trẻ chậm phát triển. Để tái tạo hệ vi sinh vật đường ruột, các chuyên gia y tế đang trông đợi vào một nghiên cứu ở Bangladesh đánh giá hiệu quả một hỗn hợp thực phẩm bổ sung dinh dưỡng giá rẻ kết hợp từ các nguyên liệu dễ tìm, chẳng hạn như đậu gà, chuối, đậu nành và bột đậu phộng. Vào năm 2019, nhóm nghiên cứu này báo cáo rằng trong các thí nghiệm trên chuột và lợn và sau đó là thí điểm một tháng trên 60 trẻ em, các chỉ số xét nghiệm máu cho thấy hỗn hợp chất bổ sung này làm lành đường ruột. Nghiên cứu không kéo dài đủ lâu để kiểm tra tác động lên sự tăng trưởng. Do đó, các nhà nghiên cứu này đang thực hiện so sánh hiệu quả của chất bổ sung trong một thử nghiệm lớn hơn, kéo dài 3 tháng trên các trẻ em suy dinh dưỡng.

BẢO TỒN: Liên Hợp Quốc bảo vệ vùng biển chung

Có rất ít luật bảo vệ đa dạng sinh học trong hai phần ba đại dương nằm ngoài vùng biển có chủ quyền của các quốc gia. Năm nay, Liên Hợp Quốc dự kiến sẽ hoàn tất hiệp ước đầu tiên dành riêng cho vấn đề này. Hiệp ước được kỳ vọng sẽ cung cấp cách thức xác định các khu bảo tồn  trên vùng biển chung; các nhà nghiên cứu đã và đang phát triển một danh sách các ứng viên với bằng chứng đi kèm. Dự thảo luật cũng đặt ra các tiêu chuẩn tối thiểu để đánh giá tác động môi trường mà các quốc gia sẽ được yêu cầu tuân thủ trước khi bắt đầu các hoạt động thương mại có thể gây hại cho sinh vật biển. Một cơ quan/ tổ chức khoa học và kỹ thuật quốc tế mới, tương tự như cơ quan quản lý sinh vật biển Nam Cực, sẽ xem xét các đề xuất này. Cuối cùng, dự thảo hiệp ước cũng quy định một hệ thống quản lý trình tự gen lấy từ các sinh vật biển sống ở vùng biển chung. 

KIẾN TRÚC: Manh mối mới về các xã hội cổ đại

Dự kiến năm nay các nghiên cứu về người cổ đại sẽ có hướng đi mới, khi các nhà nghiên cứu kết hợp phân tích DNA cổ với các manh mối phân tử và vi sinh vật khác để xem xét các mối quan hệ xã hội và sự di cư. Các nhà khoa học sẽ hợp nhất bằng chứng DNA với dữ liệu từ protein và đồng vị, cũng như vi khuẩn và mầm bệnh lấy từ xương, mảng bám răng và phân hóa thạch. Sự kết hợp mới này có thể giúp xác định thành viên nào trong các gia đình người Celtic đầu tiên được thừa hưởng của cải, xác định quê hương của tộc người Philistine trong Kinh thánh, làm rõ danh tính của những người Anglo-Saxon và Hy Lạp đầu tiên ở châu Âu, cũng như những xác ướp đầu tiên ở Trung Quốc và Ai Cập.

Ảnh: “Anglo Saxon Helmet, Sutton Hoo, Suffolk”, EccyLad | CC BY-ND 2.0

SỨC KHỎE CỘNG ĐỒNG: Thanh toán thương tật do vắc xin bị thắt chặt

Quỹ 4 tỷ đô la của chính phủ Mỹ để bồi thường cho những người bị chấn thương do tiêm vắc xin sẽ thắt chặt đầu ra hơn trong tháng này. Những thay đổi mới này được đề xuất bởi chính quyền Trump có thể sẽ có hiệu lực vào giữa tháng Một, khiến việc nhận đền bù của người dân phức tạp và tốn thời gian hơn nếu họ bị chấn thương vai sau khi bị tiêm các loại vắc-xin như cúm, uốn ván … sai cách. Lo ngại dấy lên sau các đợt tiêm chủng cúm mở rộng và đặc biệt là sau một thông báo của chính chủ lần đầu tiên nhắc đến “chấn thương vai liên quan đến việc sử dụng vắc-xin”. Tuy nhiên các quy định mới này sẽ không ảnh hưởng đến những người tiêm vắc-xin COVID-19 vì việc này thuộc về một chương trình bồi thường khác. 

Y SINH: Thuốc điều trị ung thư sắp được phê duyệt

Trong hơn 3 thập kỷ, các nhà khoa học đã mơ ước thu nhỏ các khối u bằng cách nhắm đến/ức chế một protein gọi là KRAS mà sự tăng trưởng của nó dẫn đến nhiều loại ung thư. Ban đầu việc này được coi là không khả thi một phần vì các chất ức chế khó có thể nhắm đến KRAS. Nhưng nhiều công ty hiện đã phát triển các hợp chất phù hợp với rãnh trên một số protein KRAS đột biến thúc đẩy ung thư và hạn chế tín hiệu của chúng. Các loại thuốc đã cho thấy những kết quả đầy hứa hẹn, đầu tiên là ở loài gặm nhấm và sau đó là ở bệnh nhân ung thư.

Vào tháng 12 năm 2020, tập đoàn Amgen đã yêu cầu Cục Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm kiểm định loại thuốc KRAS của họ tên là sotorasib, tạo tiền đề cho việc phê duyệt thành viên đầu tiên của nhóm thuốc mới này trong năm nay. Trước tiên, loại thuốc này có thể được cấp phép sử dụng cho một số bệnh nhân ung thư phổi. Một công ty khác cũng dự kiến sẽ nộp thuốc KRAS của mình để được phê duyệt trong năm nay.

Ánh Nguyệt dịch

Nguồn

Science News Staff. (December 31 2020). The science stories likely to make headlines in 2021. Science.

Đăng ký Nhận bản tin

Bài viết liên quan

error: Content is protected !!

Để lại thông tin để nhận tư vấn