Nghiên cứu khoa học nổi bật năm 2021

Nhân viên y tế rút vaccine ngừa COVID-19 của Pfizer/BioNTech trong chiến dịch tiêm chủng tại Pháp. Ảnh: AFP

Dưới đây là những sự kiện khoa học nổi bật năm 2021 do AFP và Science bình chọn.

Vaccine ngừa COVID-19

Được tạo ra trong thời gian ngắn "kỷ lục", vaccine ngừa COVID-19 có thể là một trong những thành tựu khoa học và y học vĩ đại nhất của thế kỷ 21.

Chỉ mất 10 tháng phát triển và được thông qua, công nghệ vaccine mRNA - viết tắt của messenger RNA (axit ribonucleic) - đã giúp tạo ra lá chắn chống lại COVID-19. 

Công nghệ mRNA sẽ hướng dẫn các tế bào tạo ra chính xác loại protein nào chúng ta muốn. Ứng dụng vào vaccine, nó sẽ đưa vật liệu di truyền này đến nơi sản sinh ra kháng nguyên để tạo miễn dịch.

Trên lý thuyết, cơ chế đó có thể tạo ra bất kỳ phân tử tự nhiên nào trong cơ thể, ví dụ để chữa lành cơ quan nội tạng hoặc cải thiện tuần hoàn máu. Do đó, nó có ý nghĩa lớn trong việc đối phó với các căn bệnh trên toàn thế giới trong tương lai, gồm cả những căn bệnh hiện hữu và những bệnh sắp xảy ra. 

Nó cũng mở ra hy vọng rằng ngay cả khi các biến thể như Omicron tiếp tục xuất hiện, việc phát triển vaccine để đối phó với các biến thể này sẽ tính bằng tháng chứ không phải năm.

Dù vậy, câu chuyện vaccine của năm 2021 cũng cho thấy 2 vấn đề. Thứ nhất, vaccine giúp ngăn bệnh nặng nhưng không ngăn lây nhiễm và chúng ta cần hành động nhanh để ngăn lây nhiễm trong tương lai, điều có ý nghĩa lớn với nền kinh tế. Thứ hai, vấn đề phân phối vaccine công bằng có ý nghĩa quan trọng trong chiến dịch tiêm ngừa trên toàn cầu.

Cuộc đua không gian của các tỉ phú

Tàu New Shepard của tỉ phú Jeff Bezos được phóng lên ở Texas, Mỹ, ngày 20.7. Ảnh: Blue Origin

Nhiều sự kiện đáng chú ý trong lĩnh vực không gian diễn ra vào năm 2021 như tàu không gian Perseverance của NASA hạ cánh xuống Sao Hỏa, NASA chuẩn bị phóng tàu vũ trụ đâm vào một tiểu hành tinh có nguy cơ va chạm Trái Đất, khám phá gần 200 hành tinh ngoài Hệ Mặt Trời... 

Một thông tin nổi bật không kém là chuyến du hành không gian dài 11 phút của tàu New Shepard vào ngày 20.7.2021 của tỉ phú Jeff Bezos, vài ngày sau chuyến bay tương tự của tỉ phú Richard Branson. Tàu vũ trụ phục vụ 2 chuyến đi đều do công ty của các tỉ phú phát triển.

Tại sao việc những người giàu này bay vào không gian lại đáng quan tâm? Vì nó thể hiện viễn cảnh tương lai: du lịch không gian. Còn nhớ việc các công ty tư nhân tham gia phát triển vệ tinh trong một thập kỷ qua, và giờ đây chúng ta có các công ty như SpaceX của tỉ phú Elon Musk ký hợp đồng thực hiện các vụ phóng với các cơ quan chính phủ. 

Nhưng sự phát triển này cũng mở ra nhiều vấn đề đau đầu cho các chính phủ trong việc kiểm soát tư nhân về hàng không vũ trụ.

Thời tiết cực đoan ngày càng cực đoan

Cháy rừng nghiêm trọng ở Hy Lạp vào tháng 8.2021 - Ảnh: AFP

Những gì diễn ra trong năm 2021 đã được các nhà khoa học về khí hậu cảnh báo từ trước, nhưng đợt nắng nóng khủng khiếp mùa hè vừa qua ở Canada, Mỹ làm hàng trăm người thiệt mạng vẫn khiến các nhà khoa học phải kinh ngạc. 

Không chỉ phá vỡ các kỷ lục, đợt nắng nóng như dấu chỉ của những gì đang và sắp diễn ra. Khi nhiệt độ cao thổi bùng các đám cháy thiêu rụi hàng triệu mẫu rừng, xóa sổ nhiều nhà cửa... thực tế trở nên rõ ràng hơn và đáng sợ hơn.

Các đợt nắng nóng và hỏa hoạn ở phía đông Địa Trung Hải, ngập lụt ở Úc, lũ lụt làm chết hàng trăm người ở khu vực sông Rhine, châu Âu, hay mới nhất là đợt lốc xoáy bất thường xảy ra vào mùa đông ở Mỹ... cho thấy tiền bạc cũng không bảo vệ được con người trước sự giận dữ của thiên nhiên. 

Các hiện tượng thời tiết chỉ ra rằng những tiến bộ trong dự báo thời tiết và lũ lụt cũng vô ích trừ khi các cơ quan chức năng quan tâm đến các cảnh báo và phải hành động nhanh chóng, nhà khoa học Hannah Cloke của Đại học Reading (Anh), cảnh báo trên tờ Guardian.

Giải cấu trúc protein bằng trí tuệ nhân tạo (AI)

Chức năng của protein được thể hiện dưới dạng 3D - Ảnh: DeepMind

Hơn 60 năm kể từ khi khoa học xác định được cấu trúc chi tiết đầu tiên của protein ở cấp độ nguyên tử, đến năm 2020, chúng ta đã làm sáng tỏ cấu trúc của hơn 1/3 tổng số protein được mã hóa bởi bộ gene của con người. 

Năm 2021 đã chứng kiến ​​những bước tiến lớn trong lĩnh vực này với các phương pháp dự đoán cấu trúc được hỗ trợ bởi AI có độ chính xác chưa từng có. Tạp chí Science đã chọn đây là đột phá khoa học của năm.

Vào tháng 7.2021, nhóm DeepMind cho biết thuật toán AlphaFold thế hệ thứ 2 của họ đã giải được cấu trúc của hầu hết protein người, bao gồm hàng chục ngàn cấu trúc quan trọng mà trước đó không có cách nào xác định. 

Điều thú vị là họ quyết định chia sẻ mã nguồn của AI với toàn thế giới. Một tháng sau đó, nhóm nghiên cứu tại Đại học Washington ở Seattle đã nâng cấp AI của AlphaFold, giúp dự đoán chính xác các chi tiết của những tương tác giữa protein với nhau, một bước quan trọng để hiểu hoạt động sinh lý của tế bào người.

Hiện tại, các nhà khoa học nghiên cứu SARS-CoV-2 cũng đang sử dụng AlphaFold để giải mã tác động của các đột biến trong protein gai của biến thể Omicron.

Kết hợp với khả năng giải trình gene rất nhanh hiện nay, các công cụ AI mới này đang nhanh chóng được triển khai trong các phòng thí nghiệm trên toàn thế giới, mở ra các triển vọng nghiên cứu mới. Và câu chuyện ứng dụng AI trong sinh học sẽ chưa dừng lại ở đây, hãy chờ xem vào năm 2022.

Theo Tuổi trẻ