Největší úspěchy vědy v roce 2020: nejen vakcína, ale i slunce v reaktoru

Vakcína proti covidu

Její vývoj probíhal a stále probíhá v překotném tempu. Mezi prvními začaly s očkováním Rusko, Čína, Velká Británie a USA, od víkendu také země Evropské unie včetně Česka. S vývojem vakcín se začalo hned v lednu, kdy se zprávy o koronaviru a posléze i nemoc covid-19 rozšířily z Číny do celého světa. Vývoj očkovací látky běžně trvá několik let. K tomu, že je dostupná už v prosinci, pomohlo předchozí zkoumání. Výrobci mohli využít poznatků z práce na vakcíně proti onemocnění SARS, které patří do stejné skupiny jako nový koronavirus. Zároveň se upravil i jindy dlouhý proces testování látky. Firmy nyní pracují na zdokonalení svých produktů. Jako první měli vakcíny v Rusku a v Číně, lékaři ze západních zemí ale upozorňují, že nemusí být dostatečně probádané jejich vedlejší účinky. Evropa se i proto chce při očkování spolehnout na západní farmaceutické společnosti. Země Evropské unie stejně jako Spojené státy nebo Velká Británie zatím očkují vakcínou od firem Pfizer a BioNTech. Evropská unie se také dohodla na dodávkách vakcín od společnosti AstraZeneca, která ji chystá ve spolupráci s Oxfordskou univerzitou, a biotechnologické firmy Moderna. O vývoj vlastní vakcíny se snažilo i Česko, projekt ale skončil neúspěchem.

Molekulární nůžky

Dokážou zneškodňovat viry, ale hlavně upravit genetickou informaci. Molekulární nůžky známé pod názvem Crispr-Cas9 znají vědci už od roku 2012, letos se ale o nich začalo mluvit výrazně více. Američanka Jennifer Doudnaová a Emmanuelle Charpentierová z Francie, které spolu se svými týmy metodu objevily a pak popsaly v časopise Science, za ni na začátku října dostaly Nobelovu cenu. Nůžky by vedle užitku při šlechtění rostlin mohly sloužit k boji s řadou dědičných chorob. Testují se třeba na pacientech s rakovinou, srpkovou anémií či chorobami očí. Jde o jeden z nejvýznamnějších objevů v biologii a medicíně od 50. let, kdy James Watson popsal strukturu DNA. To dokládá i fakt, že Doudnaová se za posledních osm let stala vědeckou celebritou a její start-up, který má ambici najít zbraň třeba proti rakovině, získal od investorů v přepočtu téměř dvě miliardy korun. S Doudnaovou na vývoji nůžek spolupracoval i Čech Martin Jínek. Rok po publikaci metody se ale přesunul na Univerzitu v Curychu. Jínek si uvědomuje, že využívání nástroje je eticky sporné. Třeba pokusné modifikace na lidských embryích považuje za přijatelné, pokud jde o výzkum, který nejde provést jinak. Odmítá ale využití nůžek například k vytváření silnějších a zdravějších lidí.

Umělá inteligence a léky

Už dvacet let se vědci snaží využít počítače k lepšímu poznání bílkovin. Jejich objevy pomáhají v boji proti rakovině i Alzheimerově chorobě. Letos však došlo v propojení vědy a technologií k zásadnímu průlomu. Google před měsícem představil vylepšení svého systému založeného na umělé inteligenci AlphaFold. Za ním stojí jedna ze společností Googlu s názvem DeepMind, jejíž produkt se v minulosti dokázal třeba naučit šachy na úrovni nejlepších profesionálů. Nyní našel odpověď na jednu z největších biologických otázek posledních desetiletí. AlphaFold dokáže rozpoznat podobu molekuly bílkoviny ve spojení s jednotlivými typy chorob. To by pomohlo například rychlejšímu vývoji léků. U některých bílkovin je snadné jejich podobu nasimulovat, často ale narážejí na problémy, které i moderní počítače překonávají jen velice složitě. Google nyní využil doposud vytvořené trojrozměrné modely bílkovin k tomu, aby AlphaFold naučil předpovídat jejich správný tvar na základě genetické informace. Po dvou letech práce s touto technologií uspěl Google na mezinárodní soutěži CASP. AlphaFold získal 92,4 bodu ze sta a soupeře nechal daleko za sebou. Podíl na průlomové technologii má i Česko. V týmu vědců pracujícím na AlphaFoldu je i Čech Augustin Žídek.

Slunce v reaktoru

Lidé spotřebou energií přispívají ke globálnímu oteplování. Je tu ale jedno elegantní řešení problému: termojaderná fúze. Vědci letos v této oblasti ohlásili hned několik úspěchů. V britském Culhamském centru pro fúzní energii provedli v listopadu první úspěšný test experimentálního reaktoru MAST Upgrade. Uvnitř fúzních reaktorů dochází k napodobování reakcí v nitru Slunce a energie se vyrábí tak, že se slučují lehká protonová jádra typicky vodíku za vzniku těžších jader, nejčastěji pro přírodu neškodného helia. Přitom se uvolní až čtyřikrát více energie než při klasické jaderné reakci. MAST Upgrade je úspěšný v tom, že jeho stavba trvala jen sedm let a vyšla v přepočtu na 1,7 miliardy korun. Oproti francouzskému příbuznému, reaktoru ITER, jde ale o malý projekt. ITER je aktuálně s náklady v přepočtu 540 miliard korun nejdražší vědecké zařízení světa. Staví se už sedm let a dokončen má být za pět let. Letos se ale vědcům podařilo začít s montáží samotného fúzního reaktoru. Pokrok ohlásili i Číňané, kteří začátkem prosince po 14 letech práce spustili reaktor HL-2M, jenž může v nitru dosáhnout teploty až 200 milionů stupňů Celsia. Na skutečný průlom, kdy reaktor vyrobí víc energie, než spotřebuje, ale lidstvo zatím čeká.