Dalam sains, laju inovasi tidak pernah melambat, kapan pun tahunnya—atau pandemi global yang belum pernah terjadi sebelumnya. Saat kita merenungkan pencapaian pribadi kita di bulan mendatang, mari kita lihat beberapa pencapaian profesional para ilmuwan tahun ini. Daftar ini sama sekali tidak komprehensif, melainkan kumpulan kemajuan yang menarik bagi para pembaca Peralatan Laboratorium dan rekan ilmuwan dalam 365 hari terakhir.

1. AI melompati lompatan dan batas

ChatGPT dan platform AI lainnya memulai debutnya dan segera menarik perhatian global yang besar. Sistem kecerdasan buatan dengan cepat menyusup ke setiap arena, tidak terkecuali sains. Sepanjang tahun, berita utama secara konsisten membahas pencapaian ChatGPT dan AI lainnya dalam pengujian penelitian. Berikut ini beberapa di antaranya:

Model pembelajaran mendalam, ZFDesign, untuk desain jari seng memungkinkan pemrograman ulang faktor transkripsi. (Januari)
Para peneliti menunjukkan model bahasa besar, ProGen, dapat menghasilkan rangkaian protein fungsional dengan fungsi yang dapat diprediksi, dengan masukan termasuk tag yang menentukan sifat protein. (Januari)
ChatGPT terbukti mengungguli dokter manusia dalam menanggapi pertanyaan medis online jika diukur dari kualitas dan empati. (April)
Alat kecerdasan buatan berhasil mengidentifikasi orang-orang yang berisiko tertinggi terkena kanker pankreas hingga tiga tahun sebelum diagnosis hanya menggunakan rekam medis pasien. (Mungkin)
AI digunakan untuk mengembangkan antibiotik eksperimental yang disebut abaucin, yang terbukti efektif melawan bakteri super A. baumannii. (Mungkin)
Sistem otonom yang dibuat di NC State University mengidentifikasi cara mensintesis bahan “terbaik di kelasnya” untuk aplikasi tertentu dalam hitungan jam atau hari, dibandingkan dengan waktu bertahun-tahun yang biasanya dibutuhkan manusia untuk menyelesaikan tugas tersebut. (November)

2. Peta pengkabelan pertama otak serangga

Pada bulan Maret, para peneliti di Universitas Cambridge berhasil membuat peta pertama yang menunjukkan setiap neuron dan bagaimana mereka terhubung dalam otak larva lalat buah. Peta dari 3.016 neuron dan 548.000 sinapsis adalah penghubung otak lengkap terbesar yang pernah dipetakan. Ini merupakan kemajuan besar dibandingkan penelitian sebelumnya yang memetakan struktur otak yang sangat sederhana termasuk cacing gelang C. elegans, yang hanya memiliki beberapa ratus neuron. Penelitian ini akan membantu para ilmuwan memahami prinsip dasar perjalanan sinyal melalui otak pada tingkat saraf dan mengarah pada perilaku dan pembelajaran.

3. Embrio manusia sintetik yang dibuat dari sel induk

Para ilmuwan di Universitas Cambridge dan Institut Teknologi California menciptakan embrio manusia sintetis menggunakan sel induk dalam sebuah kemajuan inovatif yang mengabaikan kebutuhan akan sel telur atau sperma. Model embrio, yang menyerupai embrio pada tahap awal perkembangan manusia, dapat memberikan gambaran penting mengenai dampak kelainan genetik dan penyebab biologis dari keguguran berulang. Namun, pekerjaan ini juga menimbulkan masalah etika dan hukum yang serius karena entitas yang dikembangkan di laboratorium berada di luar peraturan yang berlaku di sebagian besar negara. Strukturnya tidak memiliki jantung yang berdetak atau permulaan otak, tetapi mencakup sel-sel yang biasanya membentuk plasenta, kantung kuning telur, dan embrio itu sendiri.

4. Transplantasi ginjal tikus fungsional pertama yang berhasil dikriopreservasi

Untuk pertama kalinya, para peneliti di Universitas Minnesota menunjukkan bahwa ginjal tikus dapat disimpan secara kriogenik hingga 100 hari, berhasil dihangatkan kembali menggunakan pendekatan inovatif baru, dibersihkan dari cairan krioprotektif dan nanopartikel, dan kemudian berhasil ditransplantasikan ke tikus untuk memulihkan ginjal secara penuh. fungsi. Proses pemanasan nano khusus menghangatkan organ dengan cepat dan seragam dari dalam, bukan hanya dari permukaannya saja. Para peneliti telah menunjukkan bahwa semua aspek dari pendekatan ini dapat diperluas ke organ yang lebih besar dan selanjutnya akan menunjukkan prosesnya menggunakan ginjal babi. Meskipun diperlukan waktu beberapa tahun sebelum organ kriopreservasi dapat ditransplantasikan ke manusia, tim yakin hal ini dapat berhasil dilakukan di masa depan. Saat ini, sekitar 20% ginjal yang didonorkan untuk transplantasi setiap tahunnya tidak dapat digunakan, seringkali karena organ-organ tersebut tidak dapat disimpan lebih lama dari beberapa jam dan tidak dapat sampai ke penerima tepat pada waktunya.

5. Vaksinasi pertama bagi ibu hamil untuk mencegah RSV pada bayi

Pada bulan Agustus, FDA menyetujui vaksin pertama yang digunakan pada individu hamil untuk mencegah RSV pada bayi sejak lahir hingga usia 6 bulan. Abrysvo disetujui untuk digunakan pada usia kehamilan 32 hingga 36 minggu. Ini diberikan sebagai suntikan dosis tunggal ke dalam otot. Dalam uji klinis, Abrysvo mengurangi risiko penyakit saluran pernapasan bawah (LRTD) yang parah sebesar 81,8% dalam waktu 90 hari setelah kelahiran, dan 69,4% dalam waktu 180 hari setelah kelahiran. Dalam waktu 180 hari setelah kelahiran, Abrysvo mengurangi risiko penyakit saluran pernafasan bagian bawah sebesar 57,3% dan sebesar 76,5% untuk LRTD parah, jika dibandingkan dengan plasebo. Keamanan Abrysvo dievaluasi dalam dua penelitian, dan efek samping yang paling sering dilaporkan adalah nyeri di tempat suntikan, sakit kepala, nyeri otot, dan mual.

6. Bumi mempunyai cukup bahan mentah untuk beralih ke energi terbarukan

Pada bulan Januari, tim ilmuwan menerbitkan studi baru yang menunjukkan bahwa dunia memiliki cukup mineral tanah jarang dan bahan mentah penting lainnya untuk beralih dari bahan bakar fosil ke energi terbarukan guna menghasilkan listrik dan membatasi pemanasan global. Sebuah tim ilmuwan mengamati material tersebut—banyak yang jarang ditambang secara besar-besaran di masa lalu—dan 20 sumber energi yang berbeda. Mereka menghitung pasokan dan polusi dari pertambangan jika pembangkit listrik ramah lingkungan meningkat guna memenuhi tujuan global untuk mengurangi emisi karbon yang memerangkap panas dari bahan bakar fosil. Dibutuhkan lebih banyak penambangan, namun terdapat cukup mineral untuk ditambang dan pengeboran untuk mineral tersebut tidak akan memperburuk pemanasan secara signifikan.

7. Kepunahan massal keenam akan segera terjadi

Sebuah tim di Universitas Hawaii di Manoa menghitung bahwa genera hewan akan mengalami kepunahan dengan kecepatan 35x lebih cepat dari perkiraan selama jutaan tahun terakhir. Hal ini menunjukkan bahwa planet ini sedang mengalami peristiwa kepunahan massal keenam yang dipicu oleh aktivitas manusia. mempercepat. Dengan mengekstrapolasi perkiraan yang diperoleh untuk siput darat dan siput, tim memperkirakan bahwa sejak tahun 1500, Bumi mungkin telah kehilangan antara 7,5 dan 13% dari 2 juta spesies yang diketahui—yaitu 150.000 hingga 260.000 spesies yang diketahui. Sejarah kehidupan di Bumi telah lima kali ditandai oleh peristiwa kepunahan keanekaragaman hayati secara massal, dan para peneliti mengatakan kepunahan keenam sedang berlangsung—sepenuhnya disebabkan oleh aktivitas manusia.

8. Rekor baru rendahnya es laut Antartika

Pada 10 September 2023, luas es laut di Antartika mencapai luas maksimum tahunan sebesar 16,96 juta kilometer persegi (6,55 juta mil persegi), yang merupakan rekor maksimum terendah dalam catatan satelit yang dimulai pada tahun 1979. Luas maksimum tahun ini adalah 1,03 juta persegi. kilometer (398.000 mil persegi) di bawah rekor terendah sebelumnya yang tercatat pada tahun 1986. Luas ini juga 1,75 juta kilometer persegi di bawah (676.000 mil persegi) di bawah rata-rata luas maksimum Antartika pada tahun 1981 hingga 2010. Tahun ini menandai rekor terendah yang signifikan dalam luasan es laut Antartika (Gambar 2). Sejak awal April 2023, es laut mempertahankan rekor pertumbuhan es yang rendah. Dari awal hingga pertengahan Agustus, pertumbuhan melambat secara signifikan, mempertahankan selisih hampir 1,5 juta kilometer persegi (579.000 mil persegi) antara tahun 2023 dan 1986, yang merupakan tahun terendah kedua dalam catatan satelit. Setelah periode tersebut, pertumbuhan es semakin cepat dan mempersempit kesenjangan menjadi sekitar 1 juta kilometer persegi (386.000 mil persegi). Ini adalah pertama kalinya luas es laut tidak melampaui 17 juta kilometer persegi (6,56 juta mil persegi), turun lebih dari 1 juta kilometer persegi di bawah rekor luas maksimum terendah yang pernah dicapai pada tahun 1986.

9. Webb melakukan deteksi pertama terhadap molekul karbon penting

Sebuah tim ilmuwan internasional menggunakan Teleskop Luar Angkasa James Webb milik NASA untuk pertama kalinya mendeteksi senyawa karbon baru di luar angkasa. Dikenal sebagai metil kation (CH3+), molekul ini penting karena membantu pembentukan molekul berbasis karbon yang lebih kompleks. Metil kation terdeteksi di sistem bintang muda, dengan piringan protoplanet yang dikenal sebagai d203-506, yang terletak sekitar 1.350 tahun cahaya di Nebula Orion. Senyawa karbon membentuk dasar dari semua kehidupan yang diketahui, dan oleh karena itu sangat menarik bagi para ilmuwan yang berupaya memahami bagaimana kehidupan berkembang di Bumi, dan bagaimana kehidupan berpotensi berkembang di tempat lain di alam semesta kita. Molekul tersebut belum pernah terdeteksi di luar angkasa sebelumnya.

10. Kemajuan Proyek Genom Manusia

Pada bulan Februari, para peneliti Institut Kesehatan Nasional mengembangkan dan merilis perangkat lunak inovatif untuk menyusun rangkaian genom yang benar-benar lengkap (tanpa celah) dari berbagai spesies. Perangkat lunak tersebut, Verkko, berkembang dari penyusunan rangkaian genom manusia tanpa celah pertama pada tahun 2022. Pada bulan Mei, rancangan kasar pangenome manusia diterbitkan, yang terdiri dari 47 genom dari kelompok individu yang beragam secara genetik, termasuk orang-orang dari Afrika, Asia, dan Afrika. Amerika dan Eropa. Pada bulan Agustus, para peneliti di NIST dan banyak organisasi lain berhasil memetakan kromosom Y secara keseluruhan, mengungkapkan penemuan 41 gen tambahan. Kemajuan ini meningkatkan keakuratan pengurutan DNA untuk kromosom reproduksi pria, yang dapat membantu mengidentifikasi kelainan genetik tertentu dan berpotensi mengungkap akar genetik kelainan genetik lainnya.