過去10年間は、ヒッグスボソンの発見からSci-Fi esque遺伝子編集のためのCRISPRの使用まで、科学の真に革新的な進歩をもたらしました。しかし、今後の最大のブレークスルーは何でしょうか？ライブサイエンスは、各分野の専門家に、2020年代にどのような発見、技術、開発が見られるかを知り、興奮していることを尋ねました。
医学：万能インフルエンザワクチン
何十年もの間科学者を避けてきた普遍的なインフルエンザの予防接種は、今後10年間に現れる可能性のある真に画期的な医療の進歩の1つである可能性があります。
ジョンズホプキンスのボルチモアにある健康安全センターの感染症専門医で上級研究者であるアメシュアダリャ博士は、「普遍的なワクチンがたった5〜10年先にあるというのは一種の冗談になっている」と語った。
しかし、今、これは「実際には本当かもしれない」とアダルヤはLive Scienceに語った。 「ユニバーサルインフルエンザワクチンに対するさまざまなアプローチが進んでおり、有望な結果が出始めています。」
理論的には、万能インフルエンザワクチンはインフルエンザに対する長期的な防御を提供し、毎年インフルエンザの予防接種を受ける必要をなくします。
インフルエンザウイルスの一部は絶えず変化していますが、その他の部分は毎年ほとんど変わっていません。普遍的なインフルエンザワクチンへのすべてのアプローチは、変動の少ないウイルスの一部を対象としています。
今年、国立アレルギー感染症研究所（NIAID）は、ユニバーサルインフルエンザワクチンのヒトでの最初の試験を開始しました。予防接種は、血球凝集素（HA）の「幹」として知られるインフルエンザウイルスの可変性の低い部分に対する免疫応答を誘発することを目的としています。このフェーズ1の研究では、実験用ワクチンの安全性と、それに対する参加者の免疫反応を調べます。研究者は、2020年初頭に最初の結果を報告したいと考えています。
イスラエルの会社であるBiondVaxが作成したもう1つのユニバーサルワクチン候補は、現在フェーズ3試験にあります。これは、ワクチンが本当に効果的であるかどうかを調査する高度な研究段階です。つまり、インフルエンザ株からの感染を防ぎます。サイエンティストによると、そのワクチン候補にはインフルエンザウイルスのさまざまな部分からの9つの異なるタンパク質が含まれており、インフルエンザ株間でほとんど違いはありません。同社によると、この調査にはすでに12,000人以上が登録しており、結果は2020年末に見込まれています。
神経科学：大きくて良いミニブレイン
過去10年間、科学者たちは、ニューロンに分化して3D構造に組み立てられるヒト幹細胞から、「オルガノイド」として知られるミニ脳を成功裏に成長させてきました。ペンシルバニア大学のペレルマン医学部の神経科学の教授であるホンジュンソン博士によると、現時点では、胎児の発育初期に脳のオルガノイドを成長させることができるのは、脳の小さな部分に似ているだけです。しかし、それは今後10年で変わる可能性があります。
ソング博士は、「細胞型の多様性だけでなく、細胞構造も実際にモデル化できた」と語った。成熟したニューロンは、脳内の層、列、および複雑な回路に自分自身を配置します。現在、オルガノイドにはこれらの複雑な結合を探索できない未成熟な細胞しか含まれていませんが、ソン博士は、この分野が今後10年間でこの課題を克服できると期待しています。脳のミニチュアモデルが手元にあれば、科学者は神経発達障害がどのように展開するかを推測するのに役立ちます。神経変性疾患がどのように脳組織を分解するか;さまざまな人々の脳がさまざまな薬理学的治療にどのように反応するか。
いつの日か（おそらく10年後ではないかもしれませんが）、科学者たちは神経組織の「機能単位」を成長させて、脳の損傷した領域を置き換えることができるかもしれません。 「損傷した脳にクリックできる、事前に作成された機能ユニットがある場合はどうなりますか？」ソングは言った。現在のところ、この作業は非常に理論的ですが、うまくいくかどうかは「次の10年でわかると思います」と付け加えました。
気候変動：変換されたエネルギーシステム
この10年間で、海面の上昇と極端な気候変動により、美しい地球がいかに脆弱であるかが明らかになりました。しかし、次の10年はどうなるのでしょうか。
ペンシルベニア州立大学の気象学の著名な教授であるマイケル・マン氏は、「気候変動への取り組みに関しては、飛躍的な進歩が見られると思います」と語った。 「しかし、我々はその移行を加速する政策が必要であり、それらの政策を支持する政治家が必要だ」と彼はライブサイエンスに語った。
次の10年で、「エネルギーと輸送システムの再生可能エネルギーへの変換は順調に進んでおり、より早く到達するための新しいアプローチと技術が開発されるでしょう」と、大気科学の教授であるドナルドウェブルズは述べました。イリノイ大学アーバナシャンペーン校。そして、「悪天候やおそらく海面上昇による気候関連の影響の増大は、ようやく人々が人々の注目を集め、私たちは本当に気候変動を真剣に受け止め始めるようになります。」
Wuebbles氏は、最近の証拠に基づくと、恐ろしい、より推測的な可能性があるため、良いこともあり、科学者たちは気候変動が今世紀以降に及ぼした影響を過小評価している可能性があると述べています。十年。」
素粒子物理学：アキシオンを見つける
過去10年間で、非常に小さな世界で最大のニュースは、ヒッグス粒子、他の粒子に質量を与える神秘的な「神の粒子」の発見でした。ヒッグスは、標準モデル、つまり素粒子の動物園を説明する統治理論では、最高の宝石と見なされていました。
しかし、ヒッグスが発見されて、他の多くのあまり有名ではない粒子が中心的なステージを取り始めました.10年間、私たちはこれらのとらえどころのない、まだ仮説的な粒子のもう1つ、アクシオンを見つけるのに合理的なショットを持っていますマサチューセッツ工科大学で受賞。 （1978年、ウィルチェクは最初にアクシオンを提案した）。アキシオンは、必ずしも単一の粒子ではなく、通常の物質とめったに相互作用しない特性を持つ粒子のクラスです。アクシオンは、長年の難問を説明することができます。LiveScienceが以前に報告したように、空間座標が反転しても、物理法則が物質粒子とその反物質パートナーの両方に同じように作用するように見える理由。
そしてアクシオンは、銀河をまとめる見えない物質であるダークマターの主要な候補の1つです。
「アクシオンを見つけることは、特にそれが最も可能性の高い経路、つまり「暗黒物質」を提供する宇宙のアクシオンの背景を観察することによって起こる場合、基本的な物理学において非常に大きな成果となるでしょう」とWilczekは述べた。 「そこに到達する可能性のある野心的な実験的イニシアチブが世界中で花開いているので、今後5〜10年で発生する可能性のある公正なチャンスがあります。私にとって、発見の重要性とそれが発生する可能性の両方を比較検討することは、最高ですベット。"
これらのイニシアチブの中には、これらのとらえどころのない粒子を探している2つの主要な機器であるAxion Dark Matter Experiment（ADMX）とCERN Axion Solar Telescopeがあります。
そうは言っても、他の可能性もあります-宇宙で最も初期の周期から発生する重力波や時空の波紋、または暗黒物質を説明する可能性のある、弱く相互作用する巨大粒子として知られている他の粒子をまだ検出する可能性がある、とウィルツェクは言った。
太陽系外惑星：地球のような大気
1995年10月6日、天文学者のペアが太陽のような星を周回する最初の太陽系外惑星の発見を発表したとき、私たちの宇宙はより大きくなりました。 51ペガシbと呼ばれるこのオーブは、ホストの星の周りに地球4.2日の居心地の良い軌道を示し、質量は木星の軌道の約半分です。 NASAによれば、この発見は「宇宙とその中での私たちの場所の見方」を永遠に変えました。 10年以上後、天文学者たちは現在、太陽系外の星を周回する4,104の世界を確認しています。それは、10年以上前には未知であった多くの世界です。
では、空は次の10年の限界ですよね？マサチューセッツ工科大学のサラシーガーによると、惑星の科学者であり天体物理学者であるシーガーは、「この10年間は、ジェームズウェッブ宇宙望遠鏡の発売が予定されており、天文学と太陽系外惑星の科学にとって大きな年になるでしょう」と語った。ハッブル宇宙望遠鏡の後継であるJWSTは、2021年に打ち上げられる予定です。科学者は初めて、太陽系外惑星を赤外線で「見る」ことができるようになります。つまり、ホスト星から遠く離れた軌道にあるかすかな惑星を発見することができます。
さらに、望遠鏡はこれらの異星人の世界の特徴に新しいウィンドウを開きます。 「正しい惑星が存在すれば、小さな岩の惑星で水蒸気を検出することができます。水蒸気は、液体の水の海を示しています。私たちが知っているように、すべての生命に液体の水が必要であるため、これは非常に大きな問題になります。シーガー氏はライブサイエンスに語った。 「それが、ブレイクスルーへの私の最大の希望です。」 （もちろん、最終的な目標は、NASAによれば、地球と同じような雰囲気の世界、つまり生命を支えることができる条件を持つ惑星を見つけることです。）
そしてもちろん、いくつかの成長する苦痛があるでしょう、とシーガーは指摘しました。 「JWSTと、オンラインになると予想される非常に大規模な地上望遠鏡により、太陽系外惑星のコミュニティは、個人または小さなチームの取り組みから数十人または100人を超える大規模なコラボレーションに変革しようと奮闘しています。 LIGO）だが、それでも難しい」と語った。レーザー干渉計重力波観測所は、世界中の1,000人を超える科学者が関与する巨大なコラボレーションであり、元々はLive Scienceに掲載されている。
