skip to main content
Technologie

Přelomové vakcíny i dotek Slunce. Co přinesl rok 2021 ve vědě a technice

Pokud se na svět podíváme očima vědy, i přes pandemii, která lidstvo sužuje poslední dva roky, žijeme v úžasné době. Stačí věnovat pozornost věčné honbě za poznáním a neuvěřitelným objevům a vynálezům vědců a vědkyň po celém světě. Věda rozptyluje temnotu a přináší naději.

Co nového nám přinesla uplynulý rok?

Vakcíny fungují

Rok 2021 byl pro medicínu velmi úspěšným. Kromě nové vakcíny proti rakovině prsu, která zkraje prosince vstoupila do stadia testování na dobrovolnících, se potvrdila i funkčnost mRNA vakcín vyvinutých pro boj s covidem-19.

Ačkoliv se pandemie onemocnění covid-19 stala globální katastrofou, rychlost reakce, vývoje a distribuce vakcín byla obdivuhodná. A i když téma vakcinace stále budí kontroverzi a v určité míře rozděluje společnost, úspěch medicínského zázraku je při pohledu do statistik nezpochybnitelný.

Stačí se podívat na čísla hospitalizovaných v České republice. V úterý 23. listopadu padl smutný rekord v počtu pozitivních testů na onemocnění covid-19 – 25 864 osob. Šlo o dvojnásobná čísla oproti listopadu loňskému, ale počty hospitalizovaných na jednotkách intenzivní péče zůstaly zhruba stejné. Proočkovanost činila před měsícem necelých devětapadesát procent.

A jak mRna vakcíny fungují? Laicky řečeno: uvnitř buněk lidského těla se nachází ribozomy, jakési „dílny“, skládající aminokyseliny do výsledných proteinů. Prostřednictvím vakcíny se do této dílny dostane recept na výrobu spike proteinu, který je sám o sobě neškodný. Ribozomy tento protein vytvoří a naučí buňky škodlivé viry rozeznávat, bránit se proti nim a zároveň je likvidovat.

Umělá inteligence a proteiny

A u proteinů zůstaneme. Americký biochemik Christian Anfinsen ve své řeči při přebírání Nobelovy ceny za chemii v roce 1972 nastínil vizi, že jednoho dne bude možné předpovědět strukturu jakéhokoliv proteinu pouze ze sekvence stavebních bloků aminokyselin.

Je to, jako kdybyste najednou věděli, jak z hromady šrotu sestavit tisíce různých funkčních nástrojů tak, jako to s  „recepty“ na proteiny dělají ribozomy. Se stovkami tisíc proteinů v samotném lidském těle by měl takový pokrok rozsáhlé aplikace a otevřel by nové možnosti v oblasti farmacie.

Tehdy Anfinsenova vize působila jako sci-fi, ale téměř po padesáti letech výzkumníci prokázali, že software řízený umělou inteligencí dokáže chrlit přesné proteinové struktury po tisících. Jde o pokrok, který splní Anfinsenův sen a který časopis Science považuje za vědecký průlom roku 2021.

Program AlphaFold2 vyvinutý sesterskou společností Google DeepMind letos vyřešil podobu struktur 350 tisíc proteinů nalezených v lidském těle, tedy 44 procent všech známých lidských proteinů. V nadcházejících měsících se má jeho databáze rozrůst na 100 milionů proteinů napříč všemi druhy.

Já, xenobot

Již před dvěma lety tým vědců z americké Univerzity ve Vermontu představil svého miniaturního robota z žabích kmenových buněk, který byl schopen reprodukce. Devět těchto strojů poskládaných z tisíců buněk zvládlo společnými silami a pomocí svých řasinek vršit buňky na hromádky, ze kterých se posléze stali jeden či dva slabší potomci schopni pohybu.

Ti tehdy další reprodukci nezvládali – to se změnilo. Vědci nechali umělou inteligencí navrhnout nový tvar xenobotů, schopnějších efektivnější reprodukce. Superpočítač vytvořil design podobný hernímu Pac-Manovi.

„Je to docela jednoduchý kruhový objekt, do něhož je vyříznutý malý klín. A když se těchto devět Pac-Manů pohybuje v misce, neúmyslně se jim do pomyslných úst dostávají buňky,“ popsal proces pro Reuters informatik a vedoucí týmu tvůrců xenobotů Josh Bongard.

„Ty buňky pak tlačí do větších hromádek a z těch se stávají větší a silnější a rychleji se pohybující potomci, z nichž vznikají větší vnoučata a pravnoučata. S těmito rodičovskými xenoboty navrženými umělou inteligencí jsme se dostali až k prapravnoučatům,“ upřesňuje celý postup.

Tvůrci xenobotů věří, že v budoucnosti by mohli podobní umělí tvorečkové například z lidských kmenových buněk najít využití v medicíně. Přemýšlí se také o funkci využití xenobotů pro čištění vody od mikroplastů.

Dotkli jsme se Slunce

Fascinující podívanou nám v polovině prosince přinesla sonda Parker Solar Probe, která se „dotkla Slunce“ – lépe řečeno vstoupila na okraj jeho žhavé atmosféry několik milionů kilometrů od slunečního povrchu a přinesla záběry takzvané sluneční korony.

Reklama

Na videu, které sonda odeslala na Zemi, je zachycen průlet koronou neuvěřitelnou rychlostí půl milionu kilometrů za hodinu. Bílé pruhy, které jsou na záznamu vidět, jsou takzvané „streamers“, tedy stuhy dosud pozorovatelné jen z okolí Země a ideálně při úplném zatmění.

Krátce po začátku videa je krásně vidět i Mléčná dráha. Rychle v popředí proletující bílé tečky jsou nabité částice takzvaného slunečního větru, což jsou ve většině případů elektrony a různé lehčí ionty.

Vrtulník na Marsu

Společně s vozítkem Perseverence, které na Marsu přistálo letos 18. února, se na povrch rudé planety dostal i minivrtulník Ingenuity. 19. dubna poprvé vzlétl a od té doby má na kontě osmnáct letů, více než třicet minut ve vzduchu, 3,6 kilometru nalétané vzdálenosti a vystoupal do dvanáctimetrové výšky.

Ingenuity nenese žádné vědecké vybavení pro experimenty a tak slouží pouze pro ověření možnosti takového pohybu v atmosféře Marsu. Dle NASA je vrtulník ve výborné kondici – původně se počítalo jen s pěti lety a třiceti dny funkčnosti. Marsovský vrtulník tak přesluhuje a v plánu jsou jeho další lety.

Pokus o odklon planetky

24. listopadu vynesla raketa Falcon 9 společnosti SpaceX do vesmíru dlouho očekávanou misi DART. Double Asteroid Redirection Test má za cíl vychýlit malý měsíc Dimorphos z jeho oběžné dráhy kolem planetky Didymos.

Velikost měsíce Dimorphos zhruba odpovídá fotbalovému hřišti. NASA a Evropská vesmírná agentura doufají, že se tímto vesmírným experimentem osvědčí způsob, jak odvrátit případnou srážku podobného tělesa se Zemí. Vychýlení bude dosaženo pomocí pečlivě propočítaného nárazu sondy do povrchu vesmírného tělesa rychlostí zhruba 24 tisíc kilometrů v hodině v prosinci příštího roku.

Vědci celý pokus o odklon zaznamenají pomocí dalekohledů na Zemi a sondy LICIA, která se od DARTu před nárazem oddělí.

Rok vesmírného turismu

Letošní rok byl v rámci dobývání vesmíru přínosný nejen pro vědu, ale také pro vesmírný turismus. Ve svém raketoplánu SpaceShipTwo společnosti Virgin Galactic k výšinám v červenci odstartoval společně s dvěma piloty a dalšími třemi členy posádky britský miliardář Richard Branson.

Raketoplán dosáhl výšky osmdesáti pěti kilometrů, technicky tak nepřesáhl Kármánovu hranici, která je určena výškou 100 kilometrů a představuje tak symbolický začátek vesmírného prostoru. O devět dní později se prvním letem s lidskou posádkou pochlubila společnost Blue Origin, která svým modulem na vrcholu rakety New Shepard stokilometrovou hranici překonala.

Třídenní soukromou misi s názvem Inspiration4 podnikla v září v modulu Crew Dragon společnosti SpaceX čtyřčlenná posádka, která byla poprvé v historii složená z neprofesionálních astronautů. Mise byla součástí charitativní sbírky pro dětskou výzkumnou nemocnici St. Jude v Memphisu, a zaplatil ji podnikatel a letecký nadšenec Jared Isaacman.

8. prosince směrem k Mezinárodní vesmírné stanici odstartoval ve společnosti dvou astronautů na palubě ruské vesmírné lodi Sojuz japonský módní magnát Jusaku Maezawa. Na palubě stanice strávil celkem dvanáct dní a jednalo se o první soukromě financovaný výlet na stanici za posledních deset let.

Nástupce Hubbleova vesmírného dalekohledu

Na Štědrý den za pomoci rakety Ariane 5 z evropského vesmírného centra Guiana ve Francouzské Guayaně odstartoval Vesmírný dalekohled Jamese Webba. Cílem dalekohledu je oběžná dráha kolem jednoho z takzvaných libračních center, kde se gravitační síly Země a Slunce vyrovnávají a dalekohled si tak snadno udrží stálou pozici pro pozorování.

Zásoby pohonných hmot na palubě zařízení pro potřebné korekce dráhy by měly vystačit na deset roků. Dalekohled bude pracovat v oboru infračerveného záření a umožní lépe studovat například molekulární mračna v oblastech rodících se hvězd, což by mělo pomoci poodhalit některá tajemství spojená se vznikem vesmíru.