به گزارش ایسنا، گروه مشاغل نشریه نیچر از دانشمندان پرسید که یک روز خوب در علم از نظر آنها چه روزی است. روزهای خوب علمی در اشکال و اندازههای مختلفی وجود دارند؛ از یافتن مکانی رویایی برای انجام یک آزمایش طبیعی گرفته تا برانگیختن کنجکاوی دانشآموزان.
راکل پیکسوتو: یافتن بستر آزمایش ایدهآل
زیستشناس صخرههای مرجانی در دانشگاه علم و فناوری ملک عبدالله در عربستان سعودی
پیکسوتو میگوید: وقتی برای اولین بار به عربستان سعودی نقل مکان کردم، میخواستم آزمایش کنم که آیا استفاده از میکروارگانیسمهای مفید روی سطح مرجانها میتواند سلامت صخرهها را در این منطقه بهبود بخشد یا خیر. در ذهنم، طرح ایدهآل برای یک منظره صخرهای تجربی ایدهآل و طبیعی را داشتم.
میخواستم مجموعهای از صخرههای چند بخشی با کف شنی باشد، به طوری که هر بخش بتواند برای تکرار آزمایشهای من مفید باشد. همچنین باید در آب کمعمق باشد، اما محافظت شده باشد تا من و همکارانم نگران جریانها نباشیم و تنوع گستردهای از گونههای مرجانی داشته باشیم. ما سه ماه را صرف کاوش در نقاط مختلف کردیم و به دنبال بهترین مکان بودیم. در یک مقطع، حتی آنچه را که در ذهن داشتم برای همکارانم ترسیم کردم. یک روز، چند نفر از ما در جستجوی مکان آزمایشی با هم غواصی میکردیم. دو گروه از جهات مختلف کاوش میکردند، اما در مکانی ملاقات کردیم که دقیقا همان چیزی بود که در ذهنم داشتم. وقتی به سطح آب رسیدیم، همه به یکدیگر نگاه کردیم و میدانستیم که این همان مکانی است که به آن نیاز داریم. لحظهای جادویی بود. در پنج سال گذشته، ما آزمایشهای زیادی را در جایی که اکنون دهکده پروبیوتیکهای مرجانی نامیده میشود، انجام دادهایم، از جمله آزمایش اینکه چگونه یک قرص با رهایش آهسته میتواند به طور پیوسته میکروبهای مفید را آزاد کند. این به نظر شبیه به یک شهر زیر آب است و ما حتی نامهای خیابانی مانند شقایق و دکتر اختاپوس را نیز به آن دادهایم.
مونیکا موگنیر: همکاری برای گرفتن یک تغییر شکلدهنده
محقق بهداشت عمومی در دانشگاه جان هاپکینز در بالتیمور، مریلند
موگنیر میگوید: در آزمایشگاه من، ما یک انگل به نام ترایپانوسوما بروسی (Trypanosoma brucei) را مطالعه میکنیم که باعث بیماری خواب آفریقایی میشود. این یک مشکل بزرگ در کشورهای جنوب صحرای آفریقا است، جایی که به دلیل بار انگلی نمیتوان از بخشهای بزرگی از زمینهای حاصلخیز برای کشاورزی استفاده کرد. این انگل به دلیل اینکه یک تغییر شکلدهنده واقعی است، در ایجاد ویرانی فوقالعاده عمل میکند. سطح آن به طور متراکم با 10 میلیون نسخه از یک پروتئین واحد پوشانده شده است، اما هنگامی که سیستم ایمنی میزبان شروع به پاکسازی آن میکند، ژنوم انگل به یکی از هزاران ژن دیگر تغییر شکل میدهد تا یک پوشش بیرونی جدید را بیان کند. ما میدانستیم که انگل با استفاده از فرآیندی به نام نوترکیبی، ژنهای منفرد را به هم میدوزد تا گونههای جدیدی ایجاد کند، اما به دلایل مختلف، فهمیدن چگونگی انجام این دوخت واقعا دشوار بود. این شامل کیفیت نسبتا پایین توالی ژنوم مرجع به دلیل تکرارپذیری بسیار بالا بود که مونتاژ دقیق آن را دشوار میکند.
در سال ۲۰۲۳، ژاکلین اسمیت، دانشجوی دکترا در گروه من، از ابزار ویرایش ژن کریسپر-کَس9 (CRISPR–Cas9) برای شروع مصنوعی فرآیند نوترکیبی استفاده کرد و آن را با یک رویکرد توالییابی هدفمند همراه کرد تا ببیند چگونه ژنها در انگل نوترکیب میشوند. این آزمایشها به تأیید این موضوع کمک کرد که ابزار توالییابی، سیگنال واقعی را در انگلهای عفونی اندازهگیری میکند. در حالی که ژاکلین در یک کنفرانس بود، گروه دیگری را دید که نتایج مشابهی ارائه میدادند، اما مکانیسم خاصی برای توضیح آنها در نظر نداشتند.
ژاکلین و آن محققان با هم دادهها و توالیهای ژنوم خود را بررسی کردند تا مشخص کنند که گروه دیگر نیز پوششهای سطحی جدیدی را که از طریق نوترکیبی ایجاد میشوند، مشاهده میکنند. ما قطعا نگران لو رفتن اطلاعاتمان بودیم، اما او میدانست که این کار درستی است. ما با آزمایشگاه دیگری هماهنگ کردیم تا مقالات را همزمان روی سرور پیشچاپ bioRxiv قرار دهیم. با درک فرآیند نوترکیبی، ممکن است بتوانیم اهداف دارویی یا استراتژیهای درمانی جدیدی را شناسایی کنیم. این یک همکاری سازنده بود. همه برنده شدند.

نیکول اکرمنز: لذت بردن از لحظه کشف
محقق آسیبهای مغزی تروماتیک در دانشگاه آلاباما در توسکالوسا که در رسانههای اجتماعی با نام دکتر هدبات نیز شناخته میشود
اکرمنز میگوید: برای مطالعه آسیبهای مغزی تروماتیک، من روی گاوهای نر (Ovibos moschatus) و گوسفندان بزرگشاخ (Ovis canadensis) کار میکنم. گونههایی که از چند ساعت پس از تولد، در ابتدا به عنوان بازی و بعدا برای ایجاد تسلط در بین نرها و مادهها، شروع به کوبیدن سرشان به سر دیگری میکنند. من با این فکر که این گونهها برای محافظت از مغز خود در برابر آسیب تکامل یافتهاند، وارد دوره پسادکتری خود در دانشکده پزشکی ایکان در مونت سینای در شهر نیویورک شدم.
برای این کار، برشهایی از مغز آنها را زیر میکروسکوپ بررسی کردم تا ببینم واقعا چه اتفاقی میافتد. بیش از یک سال، هر روز سلولها را با یک نشانگر رنگآمیزی میکردم تا نورونهای در حال تخریب یا در حال مرگ را پیدا کنم. نشانههایی که نشان میدهد این حیوانات دچار آسیبهای مغزی میشوند یا خیر. اگر نورونها سالم باشند، رنگ نمیگیرند. مطمئن نبودم که پروتکل من در مورد گاوها کار میکند یا خیر. سپس، یک روز، یک نورون بزرگ و رنگآمیزی شده را دیدم که تمام صفحه را اشغال کرده بود. این اولین نشانه بود که در مسیر درست قرار دارم.
وقتی برای اولین بار آن را دیدم، برای لحظاتی مکث کردم. هیچ کس به جز من در آزمایشگاه نبود، زیرا ساعت ۵ بعد از ظهر در طول همهگیری کووید-۱۹ بود. متوجه شدم که من تنها کسی هستم که تا به حال این را دیدهام. این حیوانات آسیب مغزی دارند و خودشان باعث آن میشوند. برای مدت کوتاهی، این آگاهی را فقط من داشتم. دست کم برای چند ساعت، پیش از اینکه در مورد آن به سرپرستم بگویم. پس از آن، با رنگآمیزیهای بیشتر تأیید کردیم که این شبیه آنسفالوپاتی تروماتیک مزمن اولیه یا CTE است، همان وضعیتی که بازیکنان فوتبال آمریکایی را تحت تأثیر قرار میدهد. الگوی آسیب به طور واضح ناشی از تأثیر مکرر است. مطالعه ما در سال ۲۰۲۲ ثابت کرد که این حیوانات آسیب مغزی میبینند و آنطور که فکر میکردیم جادویی یا محافظت شده نیستند. به همین دلیل است که من علم را دوست دارم. شادیهای کوچک کشف و کشف اسرار.

برایان دبلیو. جونز: میخواهید چیزی جالب ببینید؟
متخصص علوم اعصاب شبکیه در دانشگاه پیتسبورگ در پنسیلوانیا
یک روز صبح در سال ۲۰۲۰، ربکا فایفر که در آن زمان دانشجوی فوق دکترا بود و اکنون محقق دانشگاه پیتسبورگ، پنسیلوانیا است، وارد دفتر من شد و پرسید که آیا میخواهم چیزی جالب ببینم. گفتم: «همیشه آمادهام».
ما در مورد چگونگی سیمکشی شبکیه و چگونگی قطع این سیمکشی توسط بیماری زوال شبکیه تحقیق میکنیم. سه دسته اصلی سلولهای دوقطبی شبکیه به نامهای میلهای، مخروطی روشن و مخروطی خاموش به چشمان ما کمک میکنند تا اطلاعات بصری را پردازش کنند. معمولا، انتقالدهنده عصبی گلیسین فقط میتواند در سلولهای دوقطبی مخروطی روشن ظاهر شود، زیرا آنها از طریق اتصالات شکافی که اتصالات بین سلولی هستند که به مولکولهای کوچک مانند گلیسین اجازه عبور بین دو نوع سلول را میدهند، به سلولهای دیگری متصل میشوند که بینایی در نور کم را ممکن میسازند.
یک روز صبح وقتی ربکا به دفتر من آمد، علاوه بر سلولهای مخروطی روشن، اتصالات شکافی را در سلولهای دوقطبی دیگر نیز تشخیص داده بود. این اتصالات شکافی که بین انواع سلولهای اشتباه تشکیل شده بودند، به عنوان مشخصه اولیه بیماری شبکیه شناخته شدند. از آنجا که گلیسین از طریق اتصالات شکافی جریان مییابد، یافته او همچنین توضیح داد که چرا ما قبلا گلیسین را در تمام انواع سلولهای دوقطبی در اوایل زوال شبکیه پیدا کرده بودیم. نکته جالب این است که این ممکن است مکانیسمهای اساسی را که از طریق آنها همه سیستمهای عصبی شروع به از هم پاشیدن میکنند، آشکار کند. اگر این درست باشد، ممکن است بتوانیم اهداف درمانی بالقوهای را برای برخی از بیماریهای وحشتناک شناسایی کنیم. اگر بتوانیم حتی کمی سرعت روند زوال را کاهش دهیم، میتوانیم سالهای زیادی از زندگی کارآمدتر را برای افراد فراهم کنیم.
من واقعا احساس حسادت کردم. ما وارد این بازی میشویم تا کشف کنیم، اما با سختتر شدن تأمین بودجه علمی، محققان اصلی در دفتر خود مشغول نوشتن درخواست برای کمکهای مالی هستند، در حالی که کارآموزان میتوانند کارهای جالبی انجام دهند.
آیشیک گوش: دانشجویان فرضیه دیرینه را رد میکنند
فیزیکدان بنیادی در موسسه فناوری جورجیا در آتلانتا
من از سال ۲۰۱۵ روی فیزیک ذرات تجربی کار کردهام و در آزمایشگاه فیزیک ذرات اروپا در نزدیکی ژنو، سوئیس، به دنبال بوزونهای هیگز بودهام و اکنون نیز روی آزمایش نوترینوی زیرزمینی عمیق (DUNE) در ایالات متحده کار میکنم. برای این تحقیق، یک آزمون آماری وجود دارد که ما دهههاست برای تأیید وجود یک ذره جدید از آن استفاده میکنیم و نام آن آزمون نسبت درستنمایی تعمیمیافته (GLRT) است. این آزمون، دو مدل را مقایسه میکند. یک فرضیه صفر ساده که شامل کشف نشدن هیچ ذره یا ماده جدیدی میشود و یک مدل جایگزین پیچیدهتر که شامل یک ذره جدید با احتمال وجود مقادیر متفاوت زیادی از قدرت است.
در ماه دسامبر سال ۲۰۲۴، چند دانشجوی دکترا که با همکارم، آن لی، دانشمند داده در دانشگاه کارنگی ملون در پیتسبورگ، پنسیلوانیا، کار میکردند، مطمئن بودند که میتوانند فرض بهینه بودن آزمون نسبت درستنمایی تعمیمیافته را رد کنند. در گوشهای از ذهنم، امیدوار بودم که آنها اشتباه ما را ثابت کنند. من یکی از معروفترین مجموعه دادههای بوزون هیگز را به آنها دادم تا با آن کار کنند. تا اوایل ۲۰۲۵، آنها نشان دادند که اگرچه نتایج فیزیک قبلی ما اشتباه نبود، اما استفاده ما از آزمون نسبت درستنمایی تعمیمیافته ایدهآل نبود، زیرا فرض میکرد که همیشه حجم نمونههای بزرگی تولید میشود که اغلب اینطور نیست. در عوض، این آزمایش اطلاعات ارزشمندی را روی میز گذاشت. آن روز خاص بود. من هنوز به نتایج آنها شک داشتم و مجموعهای از بررسیها را انجام دادم، زیرا باید از کار دانشجویان دکترا دفاع میکردم، اما همه چیز درست بود. این مقاله در حال حاضر در حال بررسی است و بررسیهای زیادی روی آن انجام میشود.
ما با هم، یک آزمون آماری ایجاد کردیم که توانایی ما را در اکتشافات در فیزیک ذرات، به عنوان مثال در جستجو برای ذره جدیدی مانند ماده تاریک که در بهترین حالت انتظار دیدن تنها چند رویداد سیگنال را داریم، به طرز چشمگیری بهبود میبخشد. من به عنوان یک دانشمند، میخواهم به باورهای عمیق شک کنیم.
این یک شوک واقعی برای جامعه فیزیک ذرات بود. جوانان آن را هیجانانگیز میدانند. اعضای ارشد هنوز هم بسیار بدبین هستند، همانطور که باید باشند، اما دارند به این موضوع توجه میکنند. با آنلاین شدن آزمایش نوترینوی زیرزمینی عمیق، با این مدل آماری جدید، امیدواریم اندازهگیریهای دقیقی در مورد نوترینوها خیلی زودتر از آنچه پیشبینی میشد، انجام دهیم.
چند سال پیش، پس از یک روز باران شدید، آب در ساحل کارائیب کلمبیا کاملا شفاف بود و دانشجوی کارشناسی ارشد من، خورخه مارنو، موفق شد از مرجانهایی عکس بگیرد که هیچکس نمیدانست اینجا وجود دارند. ما هیچ گزارش علمی از مرجانها در این منطقه پیدا نکردیم. معمولا آب بسیار کدر است، زیرا رودخانه مگدالنا که از جنوب کشور به دریای کارائیب جاری است، مواد شیمیایی و آلایندهها را با خود میآورد. این یک چالش اکولوژیکی و اجتماعی مداوم است، اما این مرجانها باید با این شرایط سازگار شوند. ما یک کمپین نمونهبرداری را در طول سه روز با یک قایق انجام دادیم و با استفاده از دیانای محیطی، مناطقی را پیدا کردیم که مرجانها، اسفنجها و ماهیها با موفقیت در این شرایط زنده میمانند. بیشتر دادهها در مورد این منطقه، کاملا جدید هستند. این بسیار خوشحالکننده است.

تیم کوران: پیشبینیهای سوختگی
بومشناس آتشسوزی در دانشگاه لینکلن در نیوزیلند
کوران میگوید: در گروه من، ما قابلیت اشتعال گونههای گیاهی را با استفاده از باربیکیو آزمایش میکنیم. نتایج میتواند به سیاستهای کاهش آتشسوزی و درک تکامل قابلیت اشتعال کمک کند. به عنوان بخشی از یک فعالیت ترویجی، ما میزبان دانشآموزانی در دانشگاه هستیم که قبلاً در معرض فضای دانشگاهی زیادی نبودهاند. از بچهها میخواهیم پیشبینی کنند که یک گونه گیاهی خاص چگونه رفتار خواهد کرد، برای مقال چه ویژگیهایی باعث میشود که کمتر یا بیشتر بسوزد و سپس میبینیم چه کسی درست میگوید. بچهها واقعا درگیر این موضوع میشوند. آنها سؤالات شگفتانگیزی میپرسند، همان نوع سؤالاتی که داوران از ما پرسیدهاند، از جمله زیر سوال بردن فرضیات روششناختی ما، مانند این سوال که چرا فقط 10 ثانیه آنها را در معرض آتش قرار میدهید؟
بیشتر روزهای واقعا خوب انجام علم با لحظهای از روشن شدن ذهن دانشآموزان جوان همراه بوده است. در وضعیت نسبتا ناامیدکنندهای که علم در حال حاضر در سراسر جهان در آن قرار دارد، دیدن ذهنهای پرسشگر که روشن میشوند و مجذوب جهان میشوند، بسیار خوب است.
آنا سول پینتی: پشتکار پاداش میگیرد
شیمیدان دانشگاه بوئنوس آیرس در آرژانتین
آزمایشگاه من حسگرهای زیستی را برای نظارت بر آلایندههای آب، مانند یونهای سرب، توسعه میدهد. در آبراههای بوئنوس آیرس، از حسگرهای فلورسنت مختلفی برای آزمایش سرب استفاده شده بود، اما آنها همیشه قابل اعتماد نیستند. در طول همهگیری کووید-۱۹، دانشمندان به سرعت آزمایشهای جریان جانبی را اتخاذ کردند که از جریان مویرگی برای انتقال نمونهها در امتداد نوار آزمایش استفاده میکنند و هر آنتیژن کووید-۱۹ را که به آن متصل میشود، شناسایی میکنند و یک خط مرئی ایجاد میکنند. ما این رویکرد را برای تشخیص سرب در آبراهها تطبیق دادیم. در آزمایش ما، اگر یونهای سرب در نمونه وجود داشته باشند، رونویسی یک توالی دیانای خاص را آغاز میکنند که سپس به پروبها متصل میشود و یک سیگنال مرئی ایجاد میکند.
او میگوید که اولین تلاش حتی در شرایط مطلوب هم جواب نداد. ساعت ۸ شب بود و دانشجوی انجام دهنده آزمایش، کارولینا سیلوا، آماده رفتن به خانه بود. از او خواستم یک بار دیگر تلاش کند و برخلاف انتظار، نمونه را رقیق کند. همه ما خسته بودیم، اما وقتی سیگنال ضعیف را دیدیم، شگفتانگیز بود. من شخصا و به عنوان یک مربی احساس خوبی داشتم. این یکی از آن لحظاتی بود که هیجان و کنجکاوی شما را به ادامه کار ترغیب میکند. روش جدید ۱۰۰۰ برابر حساستر از سایر روشهای تشخیص قابل حمل است و میتواند به سرعت سرب را در منابع آب کشور آزمایش کند.

آنگوس دیویسون: تکامل را در دست دارم
متخصص ژنتیک تکاملی در دانشگاه ناتینگهام، انگلستان
در ماه مارس، رویای مادامالعمرم را برای بازدید از سائوتومه و پرینسیپ، یک کشور جزیرهای در سواحل غربی آفریقای مرکزی، محقق کردم. این جزایر کوچک، کانون حلزونهای چپپیچ هستند، اما هیچکس نمیداند چرا. حلزونها تنها گروه حیوانی هستند که در عدم تقارن خود متفاوت هستند. بیشتر پوستههای حلزون به سمت راست میپیچند، اما حدود پنج درصد از گونههای جهان که در مکانهای خاص یافت میشوند، به سمت چپ میپیچند. بیشتر حلزونها در بریتانیا در جهت پیچش پوسته خود متفاوت نیستند، بنابراین من باید برای مطالعه آن به جای دیگری سفر کنم. در سائوتومه و پرینسیپ، ما سه نوع حلزون با پیچش چپ را نمونهبرداری کردیم، از جمله حلزون غولپیکر اوبو (Archachatina bicarinata) و یک گونه با پیچش چپ و راست که هنوز توصیف نشده است در همان خانواده بزرگ. علاوه بر این، ما تنها دومین دانشمند در ۵۰ سال گذشته بودیم که نمونههای زنده تقریبا افسانهای را پیدا کردیم که شبیه یک سیگار برگ کوبایی بزرگ است. وقتی یکی از این حلزونها را در دست دارید، تکامل در دستان شماست.
در واقع، این حلزونها میتوانند بر تکامل انسان نوری بتابانند. بدن انسان نامتقارن است و قلب ما کمی در سمت چپ قرار دارد. من ژنهایی را که جهت پیچش را تعیین میکنند، مطالعه میکنم که تصور میشود با قرارگیری اندامها در انسان مرتبط هستند.
در آزمایشگاه، من از روشهای ژنومی برای کمک به درک اصول زیستشناسی مشترکمان و حمایت از تلاشها برای حفظ این جانوران شگفتانگیز استفاده میکنم.

رکسان اندرسن: دویدن به خاطر پوده
دانشمند پیتلند در موسسه تحقیقات زیستمحیطی دانشگاه هایلندز و جزایر در تورسو، انگلستان
اندرسن در روز ۱۸ آوریل سال ۲۰۲۵ (روز میراث جهانی)، بیش از ۲۱ ساعت را صرف دویدن ۱۱۴ کیلومتر در سراسر منطقه فلو کانتری در شمال اسکاتلند کرد تا تنها پودهزار جهان را که به عنوان میراث جهانی یونسکو تعیین شده است، قدر بدانم. من این کار را به عنوان یک کمپین جمعآوری کمک مالی برای یک موسسه خیریه در انگلستان، انجام دادم که بزرگترین باتلاق پودهای دستنخورده جهان را که ۴۰۰ میلیون تُن کربن را ذخیره میکند، مدیریت خواهد کرد. برخی از قسمتهای این باتلاق دورافتاده و دیدنی هستند. این یک روش فوقالعاده، البته دردناک، برای تجلیل از پودهزارها و افزایش آگاهی در مورد آنها بود.
پودهزار به مناطق تالابی گفته میشود که در آن گیاهان زنده سازنده پوده وجود دارد. این مناطق به دلیل تجزیه ناقص مواد آلی و پسماندهای گیاهی ناشی از ورود آبهای بیاکسیژن و در نتیجه کمبود اکسیژن بهوجود میآیند.
در سه دهه گذشته، ما شروع به احیای گسترده این باتلاق کردهایم. من شاهد تغییر رویکرد زمینداران از کشاورزی فشرده که خاک شکننده پوده را فشرده و کربن آزاد میکند به کشاورزی احیاکننده بودهام. خشکسالی شدید و آتشسوزی ویرانگر جنگلی در سال ۲۰۱۹ نیز تغییرات اقلیمی را به شدت مورد توجه قرار داد و نشان داد که باتلاقهای خشکشده مستعد سوختن هستند، اما باتلاقهای سالم مقاوم هستند. وقتی برای اولین بار به این منطقه رسیدم و با مردم محلی در مورد اهمیت حفاظت از تالابهای دستنخورده و احیای تالابهای تخریبشده صحبت کردم، گفتگوها گاهی اوقات دشوار بود. فکر میکنم اکنون اعتماد ایجاد شده است، تا حدی به این دلیل که ما به این چشمانداز منحصر به فرد افتخار میکنیم.
انتهای پیام
