ruimtevaart

In 2020 veranderde de race naar de ruimte van versnelling. De Mei lancering van de SpaceX voertuig bemanning Dragon was de eerste keer dat een prive-voertuig astronauten had geleverd aan het International Space Station (ISS)., Het was zeer indrukwekkend, maar ook karakterloos… slanke, witte binnenwanden vervingen de complexe instrumentenpanelen van vroeger, en het was duidelijk dat de twee testpiloten aan boord voornamelijk passagiers waren, zonder directe controle over de vlucht. In November werd Crew Dragon Het eerste privé-ruimtevaartuig dat volledig door Nasa werd gecertificeerd om mensen naar het ISS te vervoeren en later die maand leverde hij vier astronauten aan het baanstation. Deze taxi is misschien niet goedkoop, maar hij is hier om te blijven en het is een game-changer.

de vraag wie eigenaar is van de skies is ook op een kritiek moment., In April 2020 waren er 2666 satellieten in een baan rond de aarde. Maar het tijdperk van de Mega-constellatie breekt aan. Elon Musk ‘ s Starlink project bereikte 955 satellieten dit jaar, met ofwel 11.000 of 41.000 meer te wijten in de komende zes jaar. Deze megaconstellaties bieden grote voordelen: betere internetconnectiviteit op afgelegen plaatsen, gelijkmatiger toegankelijke datadiensten en meer., Maar als dit net van satellieten de aarde omringt, zullen we te maken krijgen met een steeds groter risico op botsingen, ruimteafval, bandbreedteinterferentie die aardse telescopen en lichtvervuiling zal beïnvloeden. Een van de meest opvallende winnaars van dit jaar Royal Observatory Greenwich Astronomy Photographer of the Year competitie heette de gevangenis van technologie, met een prachtige nachtelijke hemel bedekt door satelliet tracks. De vraag wie beslist en of de regelgeving de realiteit kan bijhouden, zal in 2021 steeds luider worden., Helen Czerski

Helen Czerski is een natuurkundige, oceanograaf en televisiepresentator

Eiwitvoorspellers

stel je voor dat je bladmuziek leest en weet hoe een melodie klinkt, maar niet veel weet hoe je de instrumenten moet bespelen., Dat is waar we in de biologie waren, tot vorige maand, toen kunstmatige intelligentie bedrijf DeepMind binnenstormde en, door pure rekenkracht, een anders hardnekkig probleem aanpakte.

de bladmuziek hier is de basis van genetica. Genen zijn gemaakt van DNA, en coderen eiwitten, en al het leven is gemaakt van of door eiwitten. We kunnen de genetische code gemakkelijk lezen, en we kunnen een gen vertalen in het basiseiwit. Maar eiwitten werken in drie dimensies, precies opgevouwen tot klontjes en klodders., Dit zijn de enzymen die verteren, de structuren die bot en spieren en hersenen opbouwen-dat is de prestatie. Deze cruciale stap is degene die we worstelden met-begrijpen hoe u ambachtelijke een 2D-eiwit in zijn 3D functionele versie. Het alphafold-programma van DeepMind werd in November gevalideerd en versloeg alle andere bekende technieken voor het voorspellen van eiwitstructuren.

Het is verbluffend werk. Als het gaat om het ontwerpen van medicijnen, of gewoon begrijpen hoe een eiwit werkt – of fout gaat bij een ziekte – het begrijpen van het eiwit in drie dimensies is essentieel., Houd in gedachten dat omdat dit een AI-oplossing is, we het proces nog steeds niet echt begrijpen, maar we kunnen in ieder geval voorspellen hoe het zich zal ontvouwen. Mijn voorspelling is dat dit de eerste Nobelprijs wordt voor een AI. Adam Rutherford is de presentator van Radio 4 ‘S Inside Science en de auteur van How To argument With a Racist

Genome-editing technology

dit jaar werd uiteindelijk de Nobelprijs voor chemie toegekend aan Emmanuelle Charpentier en Jennifer a Doudna voor hun ontdekking van de Crispr/Cas9 genoom-editing technologie. Crispr / Cas9 was oorspronkelijk een bacterieel immuunsysteem, die specifieke genetische opeenvolgingen ontdekken en vernietigen die door virussen worden overgebracht die bacteriën besmetten., na de eerste beschrijving door Charpentier en Doudna in 2012, realiseerden onderzoekers over de hele wereld zich snel het revolutionaire potentieel van dit systeem: in plaats van zich te richten op viraal DNA, kon Crispr/Cas9 worden hergebruikt om elke locatie in het genoom van bijna elk organisme precies te huisvesten, met name om het genoom te snijden en te wijzigen voor een steeds gevarieerder scala van toepassingen., De veelzijdigheid en het gebruiksgemak van deze technologie maakten het mogelijk om genetisch organismen te ontwikkelen die al lang ontoegankelijk waren voor de traditionele instrumenten voor genetische manipulatie.

dit jaar is bijvoorbeeld de Crispr / Cas9 toolbox uitgebreid om zeer nauwkeurige genoommodificatie van gewassen zoals rijst en tarwe mogelijk te maken., Aangezien Crispr-gebaseerde methoden geen littekens of vreemd genetisch materiaal in het plantengenoom achterlaten, is deze aanpak optimaal voor het introduceren van gunstige eigenschappen, bijvoorbeeld met behulp van sequenties van traditionele variëteiten om droogte-tolerante, insect-resistente en andere high-performance gewassen te produceren.

natuurlijk heeft Crispr / Cas9 ook zijn weg gevonden naar de kliniek voor de behandeling van ziekten bij de mens. Bijvoorbeeld, heeft 2020 de eerste klinische proeven voor Crispr-gebaseerd het herprogrammeren van menselijke bloedcellen gezien om anders onbehandelbare kanker te bestrijden.,

en tenslotte is de Crispr/Cas9-technologie de cirkel rond, terug naar zijn wortels als een immuunrespons voor virusvernietiging: meerdere onderzoeksgroepen onderzoeken de mogelijkheid om een Crispr/Cas9-systeem in menselijke cellen in te voeren, met name in de epitheliale bekleding van de longen, om het genetische materiaal van binnendringende ademhalingsvirussen te vernietigen. Eriko Takano

Eriko Takano is hoogleraar synthetische biologie aan de Universiteit van Manchester

armoede aanpakken, ontbossing verminderen

tientallen jaren ervaring hebben degenen onder ons die werkzaam zijn in het behoud van tropische bossen sceptisch gemaakt over” win-wins ” (waar het redden van het milieu ook bijdraagt aan het verminderen van armoede). Uit een verrassend nieuw onderzoek is gebleken dat een armoedebestrijdingsprogramma als neveneffect de ontbossing aanzienlijk heeft teruggedrongen.,

veel landen met een lager en middelgroot inkomen stellen uitkeringen aan arme huishoudens afhankelijk van de voorwaarde dat zij ervoor zorgen dat hun kinderen naar school gaan, gezondheidscontroles bijwonen, enz. Het idee is dat deze “conditional cash transfers” niet alleen de inkomens verhogen, maar ook helpen om de armoedecyclus te doorbreken.

onderzoekers keken naar de invoering van Indonesia ‘ s conditional cash transfer scheme in meer dan 7.000 bosrijke dorpen op het platteland. Zij stelden vast dat de betalingen (die niets met milieudoelstellingen te maken hebben) de ontbossing met ongeveer 30% hebben verminderd., Dit zou een indrukwekkend resultaat zijn als de regeling was gericht op het voorkomen van ontbossing.het aanpakken van de wereldwijde armoede en het vertragen van tropische ontbossing zijn twee van de grootste uitdagingen waar we voor staan. Hoewel dit geen wondermiddel is, biedt dit onderzoek hoop dat, althans in sommige omstandigheden, armoedebestrijding kan bijdragen tot het vertragen van de ontbossing – van vitaal belang als we catastrofale klimaatverandering willen voorkomen en het verlies aan biodiversiteit willen verminderen., Julia PG Jones is hoogleraar conservation science aan de Universiteit van Bangor

Net zero greenhouse gas emissions

in juni 2019, toen de Britse regering haar 2050 netto zero greenhouse gas emission target in wet heeft omgezet, zou het je vergeven zijn je af te vragen of deze laatste-gasp wetgeving van Theresa May ‘ s regering een verschil zou maken. Toch deed het dat. Bestuurskamers, burgemeesters en regeringen begonnen niet alleen doelen te stellen, maar maakten ook plannen om daar te komen. In Februari toonde analyse aan dat bijna de helft van het mondiale BBP gedekt was door netto nuldoelstellingen., Toen, afgelopen September, verklaarde China een netto nuldoel, met Japan en Zuid-Korea volgen hot op zijn hielen. Deze doelstellingen zijn gebaseerd op de meest recente klimaatwetenschap, die in dezelfde periode de voorspellingen van de toekomstige opwarming heeft kunnen onderbouwen en de steeds toenemende risico ‘ s die we lopen als de wereld opwarmt, in detail heeft kunnen beschrijven. Dit heeft net zero tot een wereldwijde imperatief gemaakt: het is niet langer een kwestie van als, het is een kwestie van wanneer. De volgende strijd zal zijn met onze auto ‘s; we zullen niet winnen door te vechten tegen de benzine hoofden, we moeten gewoon om kleine elektrische auto’ s en fietsen de geaccepteerde norm., Het is een strijd die de wereld zich niet kan veroorloven te verliezen, en deze keer is het persoonlijk. Piers Forster

Piers Forster is hoogleraar fysische klimaatverandering en directeur van het Priestley International Centre for Climate aan de Universiteit van Leeds

New hope for PTSS treatment

kindermishandeling is slecht voor de geestelijke gezondheid van volwassenen., Maar wat het belangrijkst is: wat gebeurt er met ons als kinderen, of wat we ons herinneren dat er gebeurde? Een longitudinaal onderzoek met een unieke cohort in het Midwesten van de VS leverde in 2020 verrassende bevindingen op: kinderen die werden misbruikt of verwaarloosd, zoals bevestigd door gelijktijdige gerechtelijke verslagen, hadden later pas een slechtere geestelijke gezondheid als ze zich het trauma op volwassen leeftijd herinnerden. En volwassenen die zich herinnerden aan kindermishandeling hadden even hoge risico ‘ s op depressie, angst, PTSS en middelenmisbruik, ongeacht of er objectief bewijs was dat het misbruik of verwaarlozing plaatsvond., De kinderen die mishandeld werden, maar zich dat niet meer herinnerden toen ze dat ongeveer 20 jaar later vroegen, hadden geen groter risico op psychiatrische problemen dan kinderen die nooit misbruikt of verwaarloosd werden.

kan het zich herinneren van kindermishandeling eerder het gevolg zijn dan de oorzaak van een slechte geestelijke gezondheid van volwassenen? Een depressieve persoon kan zich negatief voelen over hun leven en bevooroordeeld zijn om slechte gebeurtenissen te onthouden. De auteurs, professoren Danese en Widom, vonden echter dat hun bevindingen opstonden als ze degenen met psychiatrische problemen op het moment van recall uitsluiten.,

hoewel verrassend, biedt het sterke verband tussen subjectieve herinnering aan mishandeling en een slechte geestelijke gezondheid nieuwe hoop op behandeling. Onze percepties en herinneringen, die vorm geven aan hoe we over onszelf en anderen denken, kunnen zelf worden gevormd – zoals in behandelingen voor PTSS. Uiteindelijk, zegt Professor Danese, laat dit werk zien dat jongeren niet bepaald worden door hun negatieve levenservaringen – een boodschap die vandaag de dag belangrijker is dan ooit., Francesca Happé is hoogleraar cognitieve neurowetenschappen en directeur van het MRC Social, Genetic and Developmental Psychiatry Centre aan het King ‘ s College London Is there life on Venus?

mijn favoriete wetenschapsverhaal van het jaar kwam in September, met de aankondiging van de ontdekking van fosfine, een giftig gas, in de atmosfeer van Venus. Dit veroorzaakte nogal wat beroering buiten de planetaire wetenschapsgemeenschap, omdat fosfine een indicator kan zijn van de aanwezigheid van leven. Niemand had serieus de mogelijkheid van buitenaards leven op Venus vermaakt – het is zo ‘ n verschrikkelijke plek (voor ons aardbewoners toch)., Fosfine hoeft niet per se geproduceerd te zijn door levende organismen – er is immers fosfine op Jupiter, waar de temperatuur en druk hoog genoeg zijn om het te produceren door gewone oude (niet-biologische) chemische processen. Maar Venus is niet massief genoeg voor zulke processen, vandaar de opwinding.

In November werden de initiële gegevens opnieuw geanalyseerd en werd de hoeveelheid fosfine (in delen per miljard) naar beneden bijgesteld, maar het is er nog steeds en het is nog steeds raadselachtig., Ondanks dit, het slimme geld is niet op het wordt geproduceerd door Venusianen, maar meer wereldse uit fosfor-gebaseerde verbindingen gemaakt op het oppervlak door geologische processen, die vervolgens fosfine kan vormen, als ze stijgen in de atmosfeer.

hoewel dit nieuws het bestaan van aliens niet bevestigt, is het waarschijnlijk dat als en wanneer we leven elders in het universum ontdekken, het op deze manier zal zijn: door het analyseren van licht dat door de atmosfeer van exoplaneten heengaat en er interactie plaatsvindt met zogenaamde “biosignatuurstoffen”., Jim Al-Khalili is presentator van The Life Scientific, en hoogleraar theoretische natuurkunde en leerstoel in the public engagement in science aan de Universiteit van Surrey

Black scientists advance

na de dood van George Floyd zal 2020 het jaar zijn dat de wereld de woorden “Black Lives Matter!”Racisme heeft zijn gevolgen., De statistische reuzen Karl Pearson en Ronald Fisher worden wereldwijd door de wetenschappelijke gemeenschap gevierd. Hun werken zijn echter gebaseerd op eugenetica, waarvan de premisse is dat zwarte mensen intellectueel inferieur zijn.sommigen hebben betoogd dat Pearson en Fisher ‘ s racistische opvattingen er niet toe doen, maar de dood van George Floyd dwong de wereld, inclusief de wetenschappelijke gemeenschap, om zichzelf goed te bekijken. Pearson en Fisher ‘ s erfenis is dat zwarte wetenschappers moeten blijven om zichzelf waardig te bewijzen ondanks studies waaruit blijkt dat ze zijn vaak meer innovatief., Bovendien is het gebied van eugenetica het politieke veld binnengegaan, zoals onlangs werd blootgelegd door het ontslag van een adviseur van Boris Johnson die gelooft dat ras en intelligentie met elkaar verbonden zijn.ondanks de uitdagingen en de erfenis van Pearson / Fisher zijn er successen geboekt. Prof Christopher Jackson zal de eerste zwarte wetenschapper worden die de Royal Institution Kerstlezing in bijna 200 jaar geeft. Wat mij betreft, werd ik de eerste zwarte voorzitter van het Instituut voor Wiskunde en de toepassingen ervan. Zeg het luid, Ik ben Zwart en trots., Nira Chamberlain is voorzitter van het Institute of Mathematics and its Applications en een visiting fellow aan de Loughborough University

Lab-grown meat

tegen het midden van de eeuw zullen er 9 miljard mensen op aarde zijn., Hoe kunnen ze goed gevoed worden, zonder afbreuk te doen aan de biodiversiteit en zonder te veel energie te gebruiken? Kippen en kalkoenen hebben nu al meer biomassa dan alle wilde vogels. En de biomassa in de dieren die we eten is meer dan 10 keer zo groot als bij wilde zoogdieren.

Voedingsinnovaties zijn nodig. Sommige van hen zijn haalbaar zonder “grens” wetenschap: bijvoorbeeld, het omzetten van insecten – zeer voedzaam en eiwitrijk – in smakelijk voedsel, en het maken van kunstmatig vlees van plantaardige eiwitten., Wat de laatste betreft, zijn” beef ” hamburgers (voornamelijk gemaakt van tarwe, kokosnoot en aardappel) sinds 2015 verkocht door een Californisch bedrijf genaamd Impossible Foods. Het zal wel even duren voordat deze hamburgers vleesetende fijnproevers zullen bevredigen voor wie bietensap een slechte vervanging is voor bloed.

maar biochemici hebben doorbraken gemaakt. Het is mogelijk om vlees te “kweken” door het nemen van een paar cellen van een dier en vervolgens het stimuleren van de groei met de juiste voedingsstoffen. Net vorige maand, Singapore food regulatory agency goedgekeurd de verkoop van deze “gekweekte” vlees, ontwikkeld door ons startup eet gewoon., Acceptabele vleesvervangers zorgen voor een goedaardige verandering in de manier waarop we onszelf voeden. Ze zijn een ecologisch voordeel – en, voor velen van ons, ook een ethische vooruitgang; toekomstige generaties zullen met afschuw terugkijken op de “bio-industrie” technieken die vandaag de dag de overhand hebben. We kunnen optimistisch zijn over snelle vooruitgang op dit gebied. Martin Rees

Martin Rees is een astrofysicus en de astronomer royal

de eerste kamer-temperatuur supergeleider

sinds de eerste installatie van elektriciteit is de zoektocht naar een supergeleider bij kamertemperatuur een belangrijke wetenschappelijke Heilige Graal geweest. Supergeleiders zijn materialen die geen elektrische weerstand vertonen, die de deur kunnen openen voor low-loss elektriciteitsleidingen of zwevende Maglev-treinen. Maar deze materialen tonen deze opmerkelijke eigenschap meestal alleen bij extreem koude temperaturen – meer dan 50C onder kamertemperatuur.,in oktober kwam het spannende rapport van de eerste supergeleider voor kamertemperatuur van een team onder leiding van Ranga Dias aan de Universiteit van Rochester in het noorden van New York, voortbouwend op het werk van de groep onder leiding van Mikhail Eremets aan het Max Planck Institute for Chemistry in Mainz.

maar er is een ernstige vangst. Met behulp van een diamant aambeeld cel, extreem hoge druk van ongeveer 270 gigapascal – meer dan 2m keer die van de atmosfeer van de aarde – waren nodig om een verbinding van koolstof, zwavel en waterstof te persen om supergeleiding weer te geven., Hoewel dergelijke extreme druk betekent dat we niet kunnen laten meeslepen met praktische toepassingen, is deze ontdekking nog steeds een belangrijke wetenschappelijke prestatie.

dit onderwerp neemt me terug in de tijd – Ik heb goede herinneringen aan het bestuderen van koperoxide supergeleiders in de late jaren 1980 als een vers gezicht postdoctoraal onderzoeker aan de Eastman Kodak Labs, ook in Rochester. De doorbraak dit jaar is een belangrijke mijlpaal, en de hoop is nu dat er in de nabije toekomst een supergeleider bij kamertemperatuur bij veel lagere druk zal worden gevonden., Saiful Islam

Saiful Islam is hoogleraar materiaalchemie aan de Universiteit van Bath

• Delen op Facebook
• Delen op Twitter
• delen via e-mail
• Delen op LinkedIn
• Delen op Pinterest
• Delen op WhatsApp
• Delen op Messenger