「Shaping 2021」、Natureが選んだこれらの科学ニュースについて、あなたはどれくらい知っていますか？

現地時間14日、英誌ネイチャーのウェブサイトのニュース編集者が「2021年を形作る科学ニュース」を選んだ。以下は抜粋です。感染症の継続的な拡大から各国の「火星探査」の旅、アルツハイマー病治療薬の承認からグラスゴー気候変動会議の行方まで、今年科学と研究の分野で起こった多くの「決定的瞬間」について、あなたはどれだけ知っていますか？

新たなコロナウイルス変異株がワクチンによる防御力を低下させる

この疫病はもう1年も続いている。研究者たちは今年一年を通じて、コロナウイルスの変異体についてさらに詳しく知るために競争してきた。新型コロナウイルスワクチンは、ウイルスの変異体であるアルファ、ベータ、ガンマにほぼ耐性があるが、その後デルタが「出現」した。今年3月、デルタ変異株が驚くべき速度でインド全土に広がり始めた。ワクチン接種キャンペーンがあまり進んでいない国では、デルタ変異株によって死亡者数と入院者数が増加している。そこから世界中に広がり、より深刻な感染拡大とロックダウンを引き起こした。データは引き続き、ワクチンは一般的にデルタ変異株に感染した人々をCOVID-19の最悪の結果から守るものの、他の変異株に比べてデルタ変異株に対するワクチンの防御力は低いことを示しています。 11月下旬、最新の「懸念される変異株」であるオミクロンが出現した。初期のデータではワクチンの免疫が著しく低下することが示唆されていたが、追加接種により改善された。

南アフリカの医師らは、新型コロナウイルスの新たなオミクロン変異株により感染者数が急増していると述べている。画像出典: Nature ウェブサイト

火星探査が「三国志演義」を演出

NASAの火星探査車「パーサヴィアランス」が2月18日に火星に着陸し、火星探査の新たな時代の幕開けとなった。着陸後、パーセベランスは小型ヘリコプターを展開し、火星での初の動力飛行を完了した。今年9月、パーセベランスは地球に持ち帰ることができる最初の岩石サンプルの採取に成功し、科学者らが火星の生命の兆候を分析するのに役立つだろう。 5月15日、中国の火星探査車「珠容」が火星への着陸に成功した。これまで未踏だった地域から豊富な地質学的データを収集しました。今年2月、UAEは火星探査車「ホープ」を火星軌道に送り込み、火星の「オーロラ」の写真を撮影した。

2月にNASAの火星探査車「パーサヴィアランス」が火星の表面に降下した際、ロケット推進の「スカイクレーン」がこの画像を撮影した。画像出典: Nature ウェブサイト

異常ミューオンは物理学の革命への扉を開くかもしれない

4月7日、フェルミ国立加速器研究所のミューオンg-2実験の研究者らは、ミューオン（巨大で不安定な電子のような粒子）が当初の予想よりも磁性が強いと報告した。数十年前、この実験の初期バージョンでは、ミューオンが標準モデルの理論的予測と一致しない方法で動作することが示唆されていました。研究者たちは現在、今年の計算を精査している。もしそれが真実であり、理論と実験の食い違いが続くなら、それは50年も前の素粒子物理学の標準モデルの予測が失敗したことを意味するかもしれない。

この貯蔵リング磁石は、米国のフェルミ国立加速器研究所のミューオン g-2 実験で使用されました。画像出典: Nature ウェブサイト

論争だらけ！ FDAが初のアルツハイマー病治療薬を承認

現地時間6月7日、米国食品医薬品局（FDA）は18年ぶりにアルツハイマー病治療の新薬を承認した。このことは、この病気に苦しむ人々を興奮させたが、一部の研究者を怒らせた。この薬の開発者であるマサチューセッツ州ケンブリッジに本拠を置くバイオテクノロジー企業バイオジェンは、この抗体薬は脳からベータアミロイドタンパク質の塊を除去できると述べた。一部の科学者は、ベータアミロイドがアルツハイマー病の根本的な原因であると考えています。しかし、この薬は「臨床的効果に関して不確実性を抱えている」。 FDAは、この薬を承認しないよう諮問委員会から強く勧告されていたにもかかわらず、承認を決定し、その結果、諮問委員会の辞任につながった。その後、米国連邦政府はこの決定を調査した。

脳からアミロイドプラークを除去することは、アルツハイマー病治療の目標の一つです。画像出典: Nature ウェブサイト

CRISPR遺伝子編集療法が初めて人間に効果があることが証明された

遺伝子編集技術CRISPRは、登場以来、病気の治療における「ゲームチェンジャー」として宣伝されてきた。しかし、その夢を現実のものにするためには、研究者はCRISPR-Cas9を人間に移植することに成功し、それが標的遺伝子のみを安全かつ効果的に編集することを証明する必要がある。これは、6月26日にインテリア・ファーマシューティカルズ（NTLA）とリジェネロンが発表した臨床試験の結果によって証明された。科学者らは、体内の臓器や組織に誤って折り畳まれたタンパク質の異常な蓄積を引き起こすトランスサイレチンアミロイドーシスと呼ばれる希少疾患の患者6名を対象に、治療法をテストした。結果は、参加者全員の奇形タンパク質のレベルが減少し、最も高い用量を投与された2人のレベルは平均87％減少したことを示した。

CRISPR-Cas9 複合体 (白と青) は DNA (緑) を切断し、病気の原因となる遺伝子を無効にすることができます。画像出典: Nature ウェブサイト

DeepMind AlphaFoldは多数のタンパク質構造を予測できる

7月、世界的に有名な人工知能チームDeepMindは、人工知能（AI）システムを使用して、人間が発現するほぼすべてのタンパク質の構造と、他の20種の生物のほぼすべてのプロテオームを予測したと発表した。 AlphaFoldと呼ばれるこのアルゴリズムは2020年に成功を収め、これまで以上に正確にタンパク質構造を予測しました。研究者らによると、2021年に発表された35万以上のタンパク質構造は、病気の秘密を握っており、薬剤のターゲットとして機能し、生命科学に革命を起こす可能性があるという。 「これはAIシステムが科学的知識にもたらした貢献としては史上最大だ」とディープマインドの共同創業者兼CEOのデミス・ハサビス氏はネイチャー誌に語った。

AlphaFold などの機械学習ツールは、ここに示すように、受容体に結合したヒトインターロイキン 12 タンパク質の 3D 構造を予測できます。画像出典: Nature ウェブサイト

追加接種を受けるべきでしょうか?これが、私たちが流行中に直面する問題です。

一部の国では今年半ばから、2回接種で完全接種した人に対して3回目の追加接種を行うことを真剣に検討し始めたが、研究者らもこの措置が必要かどうか疑問視し始めた。非常に感染力の高いコロナウイルスのデルタ変異株に対してワクチン免疫が弱まっているという証拠はあるが、ワクチン接種は依然として全体的には一定の防御効果を発揮している。そして、最新の変異株「オミクロン」の出現により、イスラエルやその他の国々からの実際のデータでは、追加接種により新型コロナウイルス感染リスクが低減することが示されている。多くの公衆衛生研究者は、より多くの成人に追加接種を受けるよう促している。しかし、低所得国ではわずか7%の人がワクチンを1回接種しただけなので、感染者の間で変異株が進化し続けるだろうと研究者らは指摘している。彼らは、ブースターショットと公平性の間でトレードオフする必要がないように、世界的なワクチン供給を増やすために知的財産権の免除やその他のメカニズムを支持しています。

医療従事者がコロンビアのエルサレムの農村部で戸別訪問をして人々にワクチン接種を行っている。画像出典: Nature ウェブサイト

IPCCの気候報告書は、異常気象が続く可能性があると各国に警告している。

国連の気候変動に関する政府間パネル（IPCC）は、2013年以来初の包括的な気候科学評価で、地球の健全性について悲惨かつ明確な見通しを描き出した。政府が温室効果ガスの排出を抑制する行動を取らなければ、すでに世界中で大混乱を引き起こしている記録的な干ばつ、山火事、洪水はさらに悪化するだろう。報告書によれば、地球は1850年から1900年の平均レベルと比較してすでに1.1℃温暖化しており、現在の排出量レベルでは10年以内に1.5℃を超える可能性がある。地球温暖化が2℃に達すると、パリ協定の気温抑制目標が達成できず、これまで50年に1度しか発生していなかった異常気温現象が数年に1度発生するようになり、死者や破壊の可能性が高まります。一方、最新の研究は、増え続ける気候要因に関する研究に新たな一端を担うものとなった。研究者らは、今年北米太平洋岸北西部で発生した記録破りの熱波とドイツで発生した前例のない洪水を、人為的な気候変動と直接結び付けている。

産業革命以前の水準より2℃上昇した世界では、氷河と海氷が危険にさらされています。画像出典: Nature ウェブサイト

相違点の中で合意を模索し、グラスゴー気候協定がCOP26で成立した。

第26回国連気候変動会議（COP26）で、政治家らは温室効果ガスの排出を制限するための新たな公約を発表し、さらなる削減について合意に達した。 197 の締約国 (196 か国と欧州連合) が署名したグラスゴー気候協定は、2010 年レベルと比較して 2030 年までに世界の二酸化炭素排出量を 45% 削減することを求めています。サミットの初期段階で、世界の指導者たちは森林破壊を終わらせ、メタン排出を削減し、石炭火力発電を段階的に廃止するという大きな約束をした。しかし研究者らは、全体として、誓約が完全に実行されたとしても、世界気温は産業革命以前の水準より2.4℃高くなると述べ、各国政府が今後の課題に立ち向かうことができるかどうか疑問視する声が多い。

COP26の会合に出席した欧州委員会のウルズラ・フォン・デア・ライエン委員長、ジョー・バイデン米大統領、ボリス・ジョンソン英首相を含む世界各国の指導者たち。画像出典: Nature ウェブサイト

◎ 科技日報インターン記者 張家新

出典：科技日報

編集者：張其其

レビュー: 岳良

最終レビュー：劉海英