10 thời khắc quan trọng trong nghiên cứu khoa học năm 2021

1. Biến thể SARS-CoV-2 làm giảm hiệu quả vaccine

Năm 2021 bắt đầu và sẽ kết thúc với việc các nhà nghiên cứu tập trung tìm hiểu về các biến thể của SARS-CoV-2 đang lây lan nhanh trên toàn cầu. Vaccine COVID-19 có hiệu quả cao trong việc chống lại các biến thể xuất hiện vào cuối năm 2020 và đầu năm 2021 (Alpha, Beta và Gamma). Nhưng vào tháng 3/2021, biến thể Delta xuất hiện, lây lan ở Ấn Độ và nhiều nơi trên thế giới với tốc độ nhanh, khả năng gây bệnh nặng hơn và đặc biệt là khả năng né tránh miễn dịch hiệu quả hơn so với những biến thể trước. Số ca tử vong và nhập viện trên khắp thế giới tăng nhanh.

Dữ liệu thu được cho thấy vaccine vẫn có khả năng bảo vệ những người bị nhiễm Delta khỏi bệnh nặng – nhưng hiệu quả bảo vệ nhìn chung đã suy yếu so với các biến thể trước đây.

Tình trạng tương tự xảy ra vào cuối tháng 11 với sự xuất hiện của biến thể Omicron. Dữ liệu ban đầu cho thấy biến thể này lây lan nhanh, gây tái nhiễm nhiều hơn so với các biến thể trước, và làm suy giảm đáng kể khả năng miễn dịch do vaccine.

2. Hoài nghi về COP26

Các chính trị gia tại Hội nghị các bên về biến đổi khí hậu của Liên Hợp Quốc lần thứ 26 (COP26) đã công bố các cam kết mới nhằm hạn chế phát thải khí nhà kính. 196 chính phủ đã ký kết Hiệp ước Khí hậu Glasgow kêu gọi giảm 45% lượng khí thải carbon-dioxide toàn cầu vào năm 2030, so với mức năm 2010. Tại COP26, các nhà lãnh đạo thế giới cũng đã đưa ra những lời hứa về việc chấm dứt nạn phá rừng, cắt giảm lượng khí methane và loại bỏ dần điện than.

Mặc dù vậy, các nhà nghiên cứu nói rằng các cam kết, nếu được thực hiện đầy đủ, vẫn sẽ đưa nhiệt độ Trái đất ấm thêm 2,4°C so với mức tiền công nghiệp.

3. Công cụ AI của DeepMind dự đoán hàng loạt cấu trúc protein

Công ty con của Google, DeepMind, vào tháng bảy đã sử dụng hệ thống trí tuệ nhân tạo (AI) để dự đoán cấu trúc của hầu hết mọi protein do con người biểu hiện, cũng như dự đoán các bộ protein gần như hoàn chỉnh của 20 sinh vật khác. AI này, AlphaFold, đã từng giành chiến thắng một cuộc thi dự đoán cấu trúc protein vào năm 2020 với độ chính xác chưa từng có.

Trước đây, các nhà nghiên cứu tìm hiểu về cấu trúc protein thường sử dụng các kỹ thuật hiển vi khác nhau hoặc mô phỏng mô hình, tuy nhiên không phải lúc nào các kỹ thuật này cũng cho kết quả. Các nhà nghiên cứu protein nói rằng việc DeepMind công bố hơn 350.000 cấu trúc protein vào năm 2021 – nhiều trong số đó chưa từng được giải cấu trúc – có thể cách mạng hóa ngành khoa học sự sống, bởi vì những cấu trúc protein này nắm giữ bí mật của bệnh tật và là mục tiêu cho thuốc điều trị. Demis Hassabis, đồng sáng lập và giám đốc điều hành của DeepMind, nói với Nature: “Đây là đóng góp lớn nhất của một hệ thống AI cho đến nay trong việc nâng cao kiến thức khoa học”.

AlphaFold có thể dự đoán các cấu trúc 3D của protein, bao gồm cấu trúc này, mô tả protein interleukin-12 của con người.

4. Sao Hỏa là điểm đến mới

Tàu thám hiểm Perseverance của NASA hạ cánh xuống hành tinh đỏ vào ngày 18/2, khởi động một kỷ nguyên thám hiểm sao Hỏa mới. Vào tháng chín, sau một lần thất bại ban đầu, Perseverance đã khoan và lưu trữ nhiều mẫu đá từ sao Hỏa – vật liệu quan trọng để tìm dấu hiệu của sự sống trong quá khứ.

Perseverance chỉ là một trong ba nhiệm vụ hạ cánh xuống hành tinh đỏ vào năm 2021. Tàu thăm dò Zhurong (thuộc nhiệm vụ Tianwen-1) của Trung Quốc hạ cánh vào ngày 15/5. Zhurong đã thu thập một lượng lớn dữ liệu địa chất từ một khu vực trước đây chưa được khám phá, nằm ở bán cầu Bắc của sao Hỏa.

Và vào đầu năm, Các Tiểu vương quốc Ả Rập Thống nhất đã phóng tàu vũ trụ Hope của mình vào quỹ đạo quanh sao Hỏa, chụp được những bức ảnh về ‘cực quang’ của sao Hỏa – sự phát xạ tia cực tím phát sinh từ sự tương tác của gió mặt trời với từ trường của hành tinh.

5. Hạt muon đặt ra những câu hỏi mới trong vật lý

Vào ngày 7/4, các nhà nghiên cứu thuộc thí nghiệm Muon g-2 tại Phòng thí nghiệm Máy gia tốc Quốc gia Mỹ Fermi báo cáo rằng các hạt muon – những hạt giống electron nhưng lớn và không ổn định – có nhiều từ tính hơn so với dự đoán ban đầu. Nhiều thập kỷ trước, một thí nghiệm tương tự đã gợi ý rằng các hạt muon có thể không hoạt động theo cách mà các nhà vật lý dự đoán dựa trên mô hình Chuẩn của vật lý hạt.

Và sau kết quả mới năm nay về hạt muon, các nhà nghiên cứu hiện đang kiểm tra lại các phép tính dự đoán về hạt muon dựa trên mô hình Chuẩn của vật lý hạt. Nếu các phép tính đã được thực hiện đúng, mà vẫn có sự khác biệt giữa lý thuyết và kết quả thực nghiệm, đây sẽ là lần đầu tiên mô hình Chuẩn không khớp với các quan sát thực tế, kể từ khi nó được phát triển cách đây 50 năm.

Các nhà khoa học đang tiếp tục khám phá ý nghĩa của phát hiện mới đối với hiểu biết từ trước đến nay về các hạt cơ bản – và liệu các hiểu biết của chúng ta có hoàn toàn chính xác hay không.

6. CRISPR chỉnh sửa gene trực tiếp bên trong cơ thể

Kể từ khi xuất hiện, kỹ thuật chỉnh sửa gene CRISPR đã được coi là một công cụ bước ngoặt trong điều trị bệnh. Nhưng để điều trị bệnh ở người, trước tiên các nhà nghiên cứu phải đưa thành công bộ máy CRISPR – Cas9 vào cơ thể người và chứng minh rằng nó chỉnh sửa gene mục tiêu một cách an toàn và hiệu quả.

Vào ngày 26/6, Intellia Therapeutics ở Cambridge, Massachusetts và Regeneron ở Tarrytown, New York, đã công bố kết quả thử nghiệm lâm sàng chứng minh điều này. Họ thử nghiệm CRISPR – Cas9 trên sáu người mắc một chứng bệnh hiếm gặp, bệnh amyloidosis transthyretin, gây ra sự tích tụ bất thường của một loại protein bị gấp khúc trong các cơ quan và mô của cơ thể. Sau điều trị, mức protein dị dạng đã giảm ở tất cả những người tham gia.

7. Thuốc điều trị Alzheimer gây tranh cãi

Cơ quan Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ (FDA) đã phê duyệt loại thuốc mới đầu tiên cho bệnh Alzheimer trong 18 năm trở lại đây. Nhà phát triển thuốc, công ty công nghệ sinh học Biogen ở Cambridge, Massachusetts, Mỹ, đã chỉ ra rằng loại thuốc kháng thể này có thể loại bỏ các khối protein amyloid-β tích tụ trong não, một số nhà khoa học cho rằng các khối này là nguyên nhân gốc rễ của bệnh Alzheimer.

Nhưng thuốc mới này không mang lại lợi ích rõ ràng trong các thử nghiệm lâm sàng. Và mặc dù một hội đồng cố vấn của FDA đã có kết quả bỏ phiếu áp đảo – không ủng hộ phê duyệt thuốc mới, FDA vẫn phê duyệt thuốc vào ngày 8/6. Quyết định này khiến nhiều cố vấn từ chức và Mỹ đã mở một cuộc điều tra liên bang về quyết định này.

8. Tiêm mũi vaccine COVID-19 thứ ba hay không?

Khi các quốc gia giàu có bắt đầu xem xét tiêm mũi vaccine COVID-19 thứ ba cho những người đã được tiêm đủ hai mũi, các nhà nghiên cứu đã đặt ra câu hỏi về tính cần thiết của mũi tiêm thứ ba tăng cường. Đã có bằng chứng cho thấy miễn dịch vaccine đang suy yếu, thêm vào đó là sự xuất hiện của các biến thể né tránh miễn dịch như Delta, nhưng hai mũi vẫn có hiệu quả bảo vệ khỏi nhập viện và tử vong. Tổ chức Y tế Thế giới kêu gọi các nước giàu không tiêm tăng cường cho đến khi các quốc gia thu nhập thấp đạt tỉ lệ bao phủ vaccine cao hơn.

Nhưng sau khi xuất hiện Omicron, với dữ liệu thực tế từ Israel và các nơi khác cho thấy biến thể này né tránh miễn dịch mạnh hơn nữa, nhiều nhà nghiên cứu sức khỏe cộng đồng đang kêu gọi tiêm mũi tăng cường. Nhưng họ cũng lưu ý rằng các biến thể mới sẽ tiếp tục phát triển ở những nơi độ bao phủ vaccine thấp – mới chỉ có 7% người dân ở các nước thu nhập thấp được tiêm ít nhất một liều. Các nhà nghiên cứu đang kêu gọi các hãng vaccine từ bỏ quyền sở hữu trí tuệ để tăng nguồn cung vaccine trên toàn cầu, để không cần phải đánh đổi giữa tiêm bổ sung và phân phối công bằng vaccine.

9. Các nhà nghiên cứu Afghanistan gặp khó trước một chế độ mới

Vào ngày 15/8, Taliban đã chiếm được Kabul, thủ đô của Afghanistan, giành lại quyền kiểm soát đất nước sau khi Mỹ rút những binh sĩ cuối cùng. Nhiều người trên khắp Afghanistan – đặc biệt là phụ nữ và những người có liên hệ với chính phủ do Mỹ hậu thuẫn – đã tuyệt vọng trước sự trở lại của Taliban vì những vi phạm nhân quyền có hệ thống diễn ra trong thời kỳ cầm quyền trước đây của nhóm này từ năm 1996 đến 2001.

Các học giả lo ngại cho sự an toàn của mình, vì họ có các mối quan hệ quốc tế, có kiến ​​thức chuyên môn trong các lĩnh vực chủ đề nhất định và sẵn sàng dạy phụ nữ. Họ cũng lo lắng về tương lai của các chương trình nghiên cứu và liệu họ có bị mất tự do học thuật dưới chế độ mới hay không. Hiện tại, hơn ba tháng sau khi tiếp quản, cộng đồng quốc tế vẫn chưa công nhận chính phủ do Taliban lãnh đạo và các trường đại học cũng như cơ sở nghiên cứu của đất nước hầu như vẫn đóng cửa. Nhiều nhà nghiên cứu đang cố gắng rời đi, vì họ cảm thấy không được Taliban coi trọng hoặc bị đe dọa.

10. IPCC cảnh báo các hiện tượng thời tiết khắc nghiệt sẽ tiếp diễn

Trong đánh giá toàn diện đầu tiên về khoa học khí hậu trong tám năm trở lại đây, Ủy ban liên chính phủ về biến đổi khí hậu (IPCC) của Liên Hợp Quốc đã vẽ nên một bức tranh tàn khốc nhưng rõ ràng về sức khỏe của Trái đất.

Theo báo cáo, hành tinh đã ấm lên 1,1°C so với mức trung bình trong năm 1850–1900, và có khả năng sẽ ấn lên 1,5°C trong vòng một thập kỷ tới, với mức phát thải hiện tại. Hạn hán, cháy rừng và lũ lụt kỷ lục ngày càng thường xuyên tàn phá các cộng đồng trên toàn thế giới. Nếu hành tinh ấm lên đến 2°C – giới hạn trên của thỏa thuận Paris năm 2015 – các hiện tượng cực đoan trước đây chỉ xảy ra 50 năm một lần sẽ xảy ra vài năm một lần, kéo theo hậu quả tàn phá. Các nhà nghiên cứu cũng đã khẳng định đợt nắng nóng kỷ lục ở Tây Bắc Thái Bình Dương và lũ lụt kinh hoàng ở Đức trong năm nay có liên quan trực tiếp đến biến đổi khí hậu do con người gây ra.

Đồng Xuân (T/h)