دستاوردهای علمی یک دهه

از آنجا که زمان کمی تا شروع سال میلادی ۲۰۲۰ باقی مانده است فرصتی به دست آورده‌ایم تا بتوانیم پنج کشف مهم علمی که پژوهشگران طی ۱۰ سال گذشته(۲۰۱۰ تاکنون) انجام داده‌اند را برایتان شرح دهیم.

در سال ۲۰۱۲ ، یک ذره ابتدایی جدید در "سازمان اروپایی پژوهش‌های هسته‌ای"(CERN) کشف شد که توجه جهان را به خود جلب کرد زیرا این یک ذره معمولی نبود این ذره "بوزون هیگز" (بوزون هیگز) نام داشت. سال ۲۰۱۲ آزمایشگاه "سرن" از کشف ذره ابتدایی جدیدی به نام "ذره هیگز" خبر داد که به کسب جایزه نوبل فیزیک منتهی شد. بوزون هیگز برگرفته از نام پیتر هیگز، معروف به ذرّهٔ خدا، یک ذره بنیادی اولیه دارای جرم است. مشاهده تجربی این ذره باعث شد دانشمندان بتوانند دربارهٔ چگونگی جرم‌دار شدن ماده توسط ذرات بنیادی بدون جرم دیگر، توضیح دهند. به‌ طور خاص، بوزون هیگز، می‌تواند دلایلی برای تفاوت‌های بین فوتون که بدون جرم است و بوزون‌های W و Z که نسبتاً پرجرم هستند، ارائه کند. جرم ذرات بنیادی، تفاوت‌های بین الکترومغناطیس و نیروی هسته‌ای ضعیف در ساختار میکروسکوپیک ماده موثر هستند، بنابراین، بوزون هیگز یک مولفه بسیار مهم در دنیای ماده‌ است. این مشاهدات یک حمایت مهم از "مدل استاندارد"(Standard Model) ذرات بنیادی است. مدل استاندارد فیزیک ذرات بنیادی نام نظریه‌ای مربوط به نیروهای الکترومغناطیس، هسته‌ای قوی، هسته‌ای ضعیف و همچنین طبقه‌بندی ذرات زیراتمی ‌است. این مدل در نیمه دوم قرن بیستم در نتیجه تلاش‌های مشارکت‌آمیز دانشمندان در عرصه جهانی شکل گرفت.

شفقی

ویرایش ژن "کریسپر"، اصلاح ژن است که حرف اصلی را در آینده نزدیک در دنیای پزشکی خواهد زد. یک فناوری موسوم به "کریسپر"(CRISPR) با توانایی برش، جابجایی و تنظیم ژن‌های بدن انسان به منظور درمان بیماری‌ها و افزایش طول عمر و شاید حتی جاودانگی نوع بشر کار بزرگی را انجام خواهد داد.

فناوری "کریسپر" اخیراً جامعه علمی را دچار تحول کرده است. با این حال، این تکنولوژی هنوز به آن درجه از جلب توجه، شهرت و محبوبیت در خارج از جامعه علمی که مستحق آن است، نرسیده است. بسیاری از مردم دنیا نمی‌دانند که فناوری کریسپر چیست و چه کاری انجام می‌دهد. بنابراین در این مقاله نگاه عمیق‌تری به آن خواهیم داشت.

"CRISPR" مخفف "تناوب‌های کوتاهِ پالیندرومِ فاصله‌دارِ منظمِ خوشه‌ای" و یک تکنولوژی است که دانشمندان را قادر می‌سازد "دی‌ان‌ای"(DNA) هر ژنوم را ویرایش کنند. دانشمندان با ویرایش DNA می‌توانند ویژگی‌های خاصی از یک ارگانیسم را تغییر دهند.

تناوب‌هایِ کوتاهِ پالیندرومِ فاصله‌دارِ منظمِ خوشه‌ای(Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats) یا به اختصار کریسپر بخشی از دی‌.ان‌.ایِ پروکاریوت هستند که حاوی تناوب‌های کوتاهِ توالی‌های بنیادین هستند.

کریسپر نوعی سیستم ایمنی تطابق پذیر در باکتری‌ها است که آنها را قادر به کشف دی‌.ان‌.ای ویروس و بعد نابودی‌شان می‌کند. بخشی از سیستم کریسپر، پروتئینی به نام "کَس ۹"(Cas۹) است که قابلیت جستجو، برش زدن و سرانجام استحاله دی‌.ان‌.ای ویروس را به روشی خاص دارد. فناوری کریسپر به دانشمندان اجازه می‌دهد، تغییراتی در دی‌.ان‌.ای سلول‌ها ایجاد کنند.

تحقیق در مورد کریسپر و پیشرفت‌های قابل توجه در خصوص عملکرد و ویژگی‌های آن ابتدا توسط یک محقق به نام "فرانسیسکو موهیکا" در سال ۱۹۹۳ آغاز شد.

با گذشت هر سال، دانشمندان شروع به کسب دانش بیشتر و بیشتر در مورد کریسپر کردند و با توجه به تحقیقات متعدد انجام شده در سراسر جهان در سال ۲۰۰۵ به جزئیات قابل توجهی رسیدند که در آن یک محقق به نام "الکساندر بولوتین" پروتئین کشف Cas۹ که یک آنزیم برای برش دی‌.ان‌.ای است و اجازه می‌دهد تا ژنوم در سلول خود ویرایش شود را کشف کرد.

برای روشن شدن وجوه فناوری کریسپر ابتدا باید به زمان قبل از کریسپر نگاه کنیم. زمانی که دانشمندان تلاش می‌کردند DNA را ویرایش کنند و تقریباً به هیچ موفقیتی دست نمی‌یافتند.

اما کریسپر کل این سناریو را تغییر داد. دانشمندان با کریسپر به تمام ابزارهای مناسب مورد نیاز برای برش هرگونه مواد ژنتیکی مجهز شدند و بهترین بخش این است که کریسپر به آنها اجازه می‌دهد تا این قابلیت را آسان‌تر و سریع‌تر از سایر روش‌ها به دست آورند.

با کشف کریسپر، علاقه به این تکنولوژی از بخش‌های مختلف جامعه علمی افزایش چشمگیری داشته است. از آنجایی که کریسپر توانایی تغییر ساختارهای DNA در ارگانیسم را به دانشمندان می‌دهد، طیف گسترده‌ای از کاربردهای آن حتی در انسان نیز قابل بکارگیری است.

شرق

دانشمندان می‌توانند گیاهانی را مهندسی کنند که بتوانند در شرایط سخت زندگی کنند، داروهایی توسعه دهند که بتوانند سرطان را بدون هیچ‌گونه عوارضی درمان کنند، میوه‌هایی تولید کنند که حجم و گوشت بیشتری داشته باشند و غیره.

محققان زیست‌شناس نه تنها به دلیل توانایی‌های شگفت‌انگیز کریسپر، بلکه به دلیل این واقعیت که کریسپر نسبت به سایر روش‌های ویرایش ژنوم بسیار مقرون به صرفه است، شروع به آزمایش کریسپر در مقیاس وسیع کرده‌اند.

در فیزیک، موج گرانشی موجی است که توسط میدان گرانشی تولید می‌شود. وجود این نوع از امواج توسط آلبرت اینشتین در سال ۱۹۱۶ از طریق نظریه نسبیت عام به طور نظری پیش‌بینی شد و صد سال بعد، در سال ۲۰۱۵ و ۲۰۱۶ به کمک تأسیسات لایگو به طور تجربی مشاهده گردید. این امواج برای اولین بار در سپتامبر سال ۲۰۱۵ توسط سیستم‌های رصدخانه امواج گرانشی مشاهده شد. موج گرانشی به طور نظری انرژی تابش گرانشی را منتقل می‌کند. منابع موج‌های گرانشی قابل آشکارسازی شامل سیستم‌های ستاره دوتایی است که یکی از اعضای آن کوتوله سفید، ستاره نوترونی یا سیاه‌چاله باشد. مشاهده چنین امواج گرانشی، پیش بینی قرن بیستم آلبرت انیشتین را به نمایش گذاشت و راهی جدید را برای اکتشافات فضایی باز کرد و سال ۲۰۱۷، سه دانشمندان که در رسیدن به این کشف مهم نقش رهبر و پیشرو را داشتند، جایزه نوبل فیزیک را دریافت کردند.