مهمترین شانس‌های نوبل ۲۰۲۱/از فناوری mRNA تا متا ماده شدن طلا

به گزارش خبرگزاری مهر به نقل از اینساید ساینس، فاصله زیادی تا اعلام اسامی برندگان جوایز نوبل پزشکی، فیزیک و شیمی در سال ۲۰۲۱ میلادی باقی نمانده است.

این درحالی است که شیوع همه گیری ویروس کرونا بیش از پیش توجهات عمومی را به نقش علم در جامعه معطوف کرده است. هرچند پیش بینی برندگان نوبل کار چالش برانگیزی است و فهرست نامزدها نیز مخفی است، اما هر ساله نشریات مختلف و کارشناسان تخمین‌های خود از برندگان احتمالی این جوایز را منتشر می‌کنند.

در سال جاری با توجه به پاندمی کرونا کارشناسان معتقدند دستاوردهای علمی که در این زمینه به توسعه واکسن‌ها کمک کرده‌اند، احتمالاً یکی از برندگان نوبل باشند. علاوه بر آن تحقیق درباره سرطان، دانش کوانتومی، فناوری‌های توالی ژنتیک، ساختار سیستم ایمنی بدن و متا ماده شانس دریافت نوبل را دارند. در همین راستا نشریه اینساید ساینس نیز پیش بینی‌های خود از برندگان احتمالی این جوایز در سال جاری میلادی را منتشر کرده است.

مهمترین شانس‌های نوبل پزشکی

هماهنگ سازی قدرت فناوری mRNA

کاتالین کاریکو و درو وایسمن از دانشگاه پنسیلوانیا: فناوری استفاده از پیام رسان هایRNA به عنوان یک ابزار ایمن سازی نخستین بار در تحقیقی در سال ۲۰۰۵ میلادی منتشر شد. این تحقیق نشان داد ارسال mRNA به سلول‌ها می‌تواند آنها را وادار کند پروتئین‌هایی بسازند که به پاتوژن ها حمله می‌کنند. کاریکو از دهه ۹۰ میلادی روی این پروژه فعالیت می‌کرد. هنگامیکه او و وایسمن یافته‌هایشان را منتشر کردند هیچ توجهی به آن نشد. اما ۱۵ سال بعد تحقیق مداوم آنها تغییرات بزرگی در تولید واکسن ایجاد کرد.

با توجه به تحقیقات آنها شرکت‌های بزرگی از فناوری mRNA برای تولید واکسن‌های مقابله با کووید ۱۹ استفاده کردند.

تحقیقات درباره وراثت سرطان سینه

‏مری کلر کینگ دانشگاه واشنگتن: در اوایل دهه ۱۹۷۰ میلادی تحقیقات سرطان به طور کلی روی بررسی نظریه‌های عفونت ویروسی متمرکز بود. اما کینگ تحقیقات خود را به تحقیق درباره این نظریه اختصاص داد که سرطان سینه ممکن است به دلیل جهش‌های ژنتیکی ایجاد شود. او با استفاده از مدل ریاضی و مخزن عظیمی از داده‌های انستستو ملی سرطان آمریکا توانست شواهد قابل توجهی از این امر بیابد که سرطان سینه از والدین به فرزندان منتقل می‌شود.

او در سال ۱۹۹۰ میلادی توانست ژنی که به وراثت این سرطان منجر می‌شود را بیاید. این ژن BRCA1 در کروموزوم ۱۷ بود. او در سال ۲۰۱۶ میلادی برنده مدال ملی آمریکا برای فعالیت‌ها و تحقیقاتش درباره BRCA1 شد.

ساختار دو طرفه سیستم ایمنی بدن

مکس دی کوپر، دانشکده پزشکی دانشگاه امروی و ژاک میلر از انستیتو والتر و الیزا هال: سیستم ایمنی بدن انسان در وهله اول به شدت به سلول‌هایی به نام لنفوسیت و گلبول‌های سفید که در مغز استخوان ساخته می‌شود و در سال‌های بعدی عمر به تیموس اتکا دارد. این سلول‌ها در سراسر خون و بافت لنف بدن گسترده می‌شوند. کوپر و میلر در اوایل فعالیت خود روی ژنتیک و عملکرد سلول‌های ایمنی در بدن حیوانات تحقیقاتی انجام دادند. با گذشت زمان آنها متوجه شدند حذف برخی اندام‌ها طی فرایند رشد فقط بخشی از سیستم ایمنی بدن را مختل می‌کند.

بعداً کوپر با توجه به مطالعات پیشین میلر مقاله‌ای را منتشر کرد که نشان می‌داد سیستم ایمنی دو بخشی متشکل از دو نوع لنفوسیت است. این دو بخش عبارتند از سلول‌های B تولید کننده آنتی بادی و سلول‌های T که واسطه پاسخ هستند. این کشف ایمونولوژی سلولی را متحول کرد و راه را برای تقریباً تمام درمان‌های جدید سرطان در دهه‌های گذشته هموار کرد.

مهمترین شانس‌های نوبل فیزیک

اطلاعات کوانتومی

آلان اسپکت از انستیتو دی اوپتیک، جان کلوزر، جی اف کلوزر و همکاران و آنتون زیلینگر از دانشگاه وین: این روزها سروصدای زیادی درباره فناوری اطلاعات کوانتومی وجود دارد و بسیاری از کارشناسان معتقدند این حوزه به سرعت در حال رشد است. این بدان معنا است که یک رایانه کوانتومی می‌تواند یک چالش دنیای واقعی را سریع‌تر از رایانه‌های معمول حل کند. علاوه بر آن این فناوری نوظهور می‌تواند در آینده به توسعه ابزارهای تشخیص پزشکی حساس‌تر و گسترش شبکه‌های ارتباطی ایمن تر منجر شود.

آلان اسپکت، جان کلوزر و آنتون زیلینگر، ۳ فیزیکدانی هستند که آزمایش‌های اولیه آنان نشان داد ذرات کوانتوم را می‌توان به یکدیگر وصل کرد یا درهم تنید.

پیتر شور یکی دیگر از محققان حوزه کوانتوم نیز شایسته دریافت نوبل است. شور ریاضیدان است و در سال ۱۹۹۴ میلادی نشان داد رایانه‌های کوانتومی چگونه یک روش استاندارد رمزگذاری را می‌شکنند.

متا ماده

جان پندری از امپریال کالج لندن و دیوید اسمیت از دانشگاه دوک: یک تکه طلا ویژگی‌های متمایز خود را دارد مانند درخشندگی و هاله طلایی. اما تحقیقات نشان داده این ویژگی‌ها تغییر می‌کنند. اگر محققان اتم‌های طلا را به شکل خاصی بچینند، می‌توانند کاری کنند تا این فلز سرخ یا سبز به نظر بیاید و با شیوه‌هایی خاص نسبت به نور واکنش دهد. به عبارت دیگر طلا به نمونه‌ای از متا ماده تبدیل می‌شود. یعنی ماده‌ای با ویژگی‌های غیر معمول و مصنوعی.

پیشروان این حوزه ممکن است امسال شانس دستیابی به نوبل فیزیک را داشته باشند. جان پندری معتقد است با استفاده از مواد متا می‌توان شنل‌های نامرئی واقعی ساخت دیوید اسمیت نیز یکی دیگر از پیشروان این حوزه است.

کاهش سرعت نور

لن هائو دانشگاه هاروارد: یکی دیگر از برندگان احتمالی فیزیک امسال ممکن است لن هائو باشد. یک فیزیکدان برجسته که تیم‌های تحقیقاتی او سرعت نور را کاهش دادند و به حدود ۴۰ مایل برساعت رساندند و حتی در یک پژوهش به طور کامل متوقف کردند. این گروه از محققان در آزمایشی توانستند نور را متوقف و اطلاعات همراه آن را روی اتم‌های سدیم ذخیره کنند. در مرحله بعد آنها این اطلاعات را به نور تبدیل کردند.توانایی انتقال اطلاعات از نور به ماده و برعکس در حوزه فناوری اطلاعات کوانتوم نیز کارآمد است.

برندگان احتمالی نوبل شیمی

توالی ژنوم ها با روشی سریع و ارزان

شانکار بالاسوبرامانیان و دیوید کلنرمن از دانشگاه کمبریج: دی ان ای ارگانیسم‌های زنده حاوی انبوهی از اطلاعات درباره شیوه تکامل آنها، عملکرد ژن‌های داخل ارگانیسم‌ها و وجود بیماری ژنتیک در آنها است. اما میزان استفاده محققان از این اطلاعات بستگی به این دارد که آنها بتواند به طور مؤثر به اطلاعات دسترسی یابند. بیست سال پیش، توالی یک ژنوم انسانی طی فرایندی ۱۰ ساله انجام شد و یک میلیارد دلار هزینه داشت. اما این روند اکنون تغییر کرده است.

جایزه نوبل شیمی در سال ۲۰۲۱ ممکن است به محققانی تعلق گیرد که ابداعات آنها امکان توالی ژنوم انسانی در یک روز با بودجه هزار دلار را فراهم کرده است. این روند سریع، کاربردهای جدید این فناوری را ممکن می‌سازد ، از جمله تشخیص و درمان سرطان و سایر بیماری‌ها ، و همچنین تعیین توالی RNA از COVID-19 برای ردیابی گسترش انواع مختلف در سراسر جهان.

بالاسوبرامانیان و کلنرمن دو شیمیدانی هستند که فناوری برای تحلیل سریع میلیاردها تکه از دی ان ای به طور همزمان را فراهم کرده‌اند. آنها در سال ۲۰۲۰ برنده جایزه میلنیوم تکنولوژی شدند.

انجام فرایندهای شیمیایی در ارگانیسم‌های زنده

کارولین برتوزی دانشگاه استنفورد: برتوزی شیمیدانی است که برای ابداع روش‌های مختلف جهت اصلاح شیمیایی مولکول‌های در ارگانیسم‌های زنده یا سلول‌ها بدون آسیب به آنها مشهور شده است. روش‌ها در شناسایی هدف‌ها جهت انتقال دارو و برچسب زدن سلول‌ها برای تصویربرداری به محققان کمک می‌کند.

رادیکال‌های آزاد آنتی اکسیدان‌ها و سلامت انسان

بری هالی ول دانشگاه ملی سنگاپور: باید در بدن انسان بین رادیکال‌های آزاد توازن وجود داشته باشد. این رادیکال‌ها مولکول‌های حاوی اکسیژن هستند که به آسانی با مولکول‌های دیگر واکنش نشان می‌دهد و آنتی اکسیدان‌ها نیز با آنها واکنش دارند. ۵۰ سال قبل محققان تصور می‌کردند رادیکال‌های آزاد برای بدن بد هستند و آنتی اکسیدان‌ها مواد خوبی هستند. هالی ول به عنوان بیوشیمست، تلاش کرد تا به درک بهتری از رادیکال‌های آزاد و آنتی اکسیدان‌ها دست یابد و نشان دهد این مولکول‌ها و رابطه شأن با ارگانیسم‌ها بسیار پیچیده‌تر است.

تحقیقات هالی ول به شناسایی آسیب‌های دقیق رادیکال‌های آزاد منجر شد و نشان داد چگونه آنها آنتی اکسیدان‌ها با بیماری‌های مغزی از جمله آلزایمر و فراموشی مرتبط هستند.