10 Postępy w biologii w ciągu ostatnich 30 lat

Biologia osiągnęła wielki postęp w ciągu ostatnich 30 lat. Te postępy w świecie naukowym wykraczają poza wszystkie dziedziny, które otaczają człowieka, wpływając bezpośrednio na dobrobyt i rozwój społeczeństwa w ogóle.

Jako gałąź nauk przyrodniczych biologia koncentruje swoje zainteresowanie na badaniu wszystkich żywych organizmów. Każdego dnia innowacje technologiczne pozwalają na bardziej szczegółowe badania struktur, które tworzą gatunki pięciu królestw naturalnych: zwierzęce, roślinne, monera, protista i jedno z grzybów.

W ten sposób biologia wzmacnia swoje badania i oferuje nowatorskie alternatywy dla różnych sytuacji, które dotykają żyjące istoty. W ten sam sposób dokonuje odkryć nowych gatunków i wymarłych gatunków, które przyczyniają się do wyjaśnienia niektórych kwestii związanych z ewolucją.

Jednym z głównych osiągnięć tych postępów jest to, że wiedza ta rozprzestrzeniła się poza granice badacza, osiągając dzienny zakres.

Obecnie terminy takie jak bioróżnorodność, ekologia, przeciwciała i biotechnologia nie są przeznaczone do wyłącznego użytku specjalisty; jego zatrudnienie i wiedza na ten temat jest częścią codziennego życia wielu ludzi, którzy nie poświęcają się nauce.

Najwybitniejsze postępy w biologii w ciągu ostatnich 30 lat

Interferencyjny RNA

W 1998 r. Opublikowano serię badań związanych z RNA. W nich potwierdzają, że ekspresja genu jest kontrolowana przez mechanizm biologiczny, zwany RNA interferencji.

Dzięki temu RNAi geny specyficzne dla genomu można wyciszyć po transkrypcji. Osiągają to małe cząsteczki dwuniciowego RNA.

Cząsteczki te działają na czas blokując translację i syntezę białek, które występują w genach mRNA. W ten sposób kontrolowane byłoby działanie niektórych patogenów powodujących poważne choroby.

RNAi to narzędzie, które ma wielki wkład w dziedzinie terapeutycznej. Obecnie ta technologia jest stosowana do identyfikacji cząsteczek, które mają potencjał terapeutyczny przeciwko różnym chorobom.

Sklonowano pierwszego dorosłego ssaka

Pierwszą pracę, w której sklonowano ssaka, przeprowadzono w 1996 r., Przeprowadzoną przez naukowców udomowionych owiec.

Do przeprowadzenia eksperymentu wykorzystano komórki somatyczne gruczołów mlecznych w stanie dorosłym. Zastosowano proces transferu jądrowego. Powstała w ten sposób owca, zwana Dolly, rosła i rozwijała się, zdolna do naturalnego rozmnażania się bez żadnych niedogodności.

Mapowanie ludzkiego genomu

Ten biologiczny przełom trwał ponad 10 lat, co udało się osiągnąć dzięki wkładowi wielu naukowców na całym świecie. W roku 2000 grupa naukowców przedstawiła niemal ostateczny zarys mapy ludzkiego genomu. Ostateczna wersja pracy została ukończona w 2003 roku.

Ta mapa ludzkiego genomu pokazuje położenie każdego z chromosomów, które zawierają wszystkie informacje genetyczne danej osoby. Dzięki tym danym specjaliści mogą znać wszystkie szczegóły dotyczące chorób genetycznych i wszelkich innych aspektów, które chcesz zbadać.

Komórki macierzyste z komórek skóry

Przed 2007 r. Prowadzono informacje, że pluripotencjalne komórki macierzyste znaleziono tylko w embrionalnych komórkach macierzystych.

W tym samym roku dwie drużyny amerykańskich i japońskich naukowców wykonały pracę, w której udało im się odwrócić dorosłe komórki skóry, aby mogły działać jako pluripotencjalne komórki macierzyste. Można je różnicować, stając się dowolnym innym typem komórki.

Odkrycie nowego procesu, w którym zmieniono „programowanie” komórek nabłonkowych, otwiera drogę do obszaru badań medycznych.

Robotyczne elementy ciała kontrolowane przez mózg

W roku 2000 naukowcy z Duke University Medical Center wszczepili kilka elektrod do mózgu małpy. Celem było, aby zwierzę mogło sprawować kontrolę nad robotem, pozwalając mu na zbieranie żywności.

W 2004 r. Opracowano nieinwazyjną metodę z zamiarem przechwycenia fal pochodzących z mózgu i wykorzystania ich do sterowania urządzeniami biomedycznymi. Było to w 2009 r., Kiedy Pierpaolo Petruzziello stał się pierwszym człowiekiem, który dzięki robotycznej ręce mógł wykonywać skomplikowane ruchy.

Można to osiągnąć dzięki wykorzystaniu neurologicznych sygnałów z jego mózgu, które zostały odebrane przez nerwy ręki.

Edytowanie podstaw genomu

Naukowcy opracowali bardziej precyzyjną technikę niż edytowanie genów, naprawiając znacznie mniejsze segmenty genomu: podstawy. Dzięki temu można zastąpić zasady DNA i RNA, rozwiązując specyficzne mutacje, które mogą być związane z chorobami.

CRISPR 2.0 może zastąpić jedną z zasad bez zmiany struktury DNA lub RNA. Specjaliści zdołali zmienić adeninę (A) na guaninę (G), „oszukując” swoje komórki, aby naprawić DNA.

W ten sposób bazy AT stały się parą GC. Ta technika przepisuje błędy przedstawione przez kod genetyczny, bez potrzeby wycinania i zastępowania całych obszarów DNA.

Nowa immunoterapia przeciw nowotworom

Ta nowa terapia opiera się na ataku na DNA narządu, który przedstawia komórki nowotworowe. Nowy lek stymuluje układ odpornościowy i jest stosowany w przypadkach czerniaka.

Może być również stosowany w guzach, których komórki rakowe mają tak zwany „niedobór naprawy niedoboru”. W tym przypadku układ odpornościowy rozpoznaje te komórki jako obce i usuwa je.

Lek został zatwierdzony przez Amerykańską Agencję ds. Żywności i Leków (FDA).

Terapia genowa

Jedną z najczęstszych przyczyn genetycznych śmierci dzieci jest rdzeniowy zanik mięśni typu 1. Noworodkom brakuje białka w neuronach ruchowych rdzenia kręgowego. To powoduje, że mięśnie osłabiają się i przestają oddychać.

Dzieci cierpiące na tę chorobę mają nową opcję ratowania życia. Jest to technika, która zawiera brakujący gen w neuronach kręgosłupa. Posłaniec to nieszkodliwy wirus o nazwie wirus związany z adenowirusami (AAV).

Terapia genowa AAV9, która ma gen białka nieobecny w neuronach rdzenia kręgowego, jest podawana dożylnie. W dużym odsetku przypadków, w których zastosowano tę terapię, dzieci mogły jeść, siedzieć, rozmawiać, a niektóre nawet biegać.

Insulina ludzka dzięki technologii rekombinacji DNA

Wytwarzanie insuliny ludzkiej za pomocą technologii rekombinacji DNA stanowi ważny postęp w leczeniu pacjentów z cukrzycą. Pierwsze próby kliniczne z ludzką rekombinowaną insuliną rozpoczęły się w 1980 roku.

Dokonano tego poprzez oddzielne wytwarzanie łańcuchów A i B cząsteczki insuliny, a następnie łączenie ich za pomocą technik chemicznych. Jednak proces rekombinacji był inny od 1986 r. Ludzkie kodowanie genetyczne proinsuliny wprowadza się do komórek Escherichia coli.

Są one następnie hodowane przez fermentację w celu wytworzenia proinsuliny. Peptyd łączący jest enzymatycznie rozszczepiany z proinsuliny w celu wytworzenia insuliny ludzkiej.

Zaletą tego typu insuliny jest to, że ma szybsze działanie i niższą immunogenność niż wieprzowina lub wołowina..

Rośliny transgeniczne

W 1983 r. Hodowano pierwsze rośliny transgeniczne.

Po 10 latach pierwsza komercjalizowana genetycznie roślina została skomercjalizowana w Stanach Zjednoczonych, a dwa lata później na rynek europejski wszedł produkt z pasty pomidorowej rośliny GM (zmodyfikowanej genetycznie).

Od tego momentu modyfikacje genetyczne są rejestrowane co roku w roślinach na całym świecie. Ta transformacja roślin jest przeprowadzana w procesie transformacji genetycznej, w której wprowadzany jest egzogenny materiał genetyczny  

Podstawą tych procesów jest uniwersalny charakter DNA, zawierający informację genetyczną większości żywych organizmów.

Rośliny te charakteryzują się jedną lub większą liczbą następujących właściwości: tolerancja na herbicydy, odporność na szkodniki, zmodyfikowane aminokwasy lub skład tłuszczu, męskosterylność, zmiana koloru, późne dojrzewanie, wstawienie markera selekcyjnego lub odporność na infekcje wirusowe.

Referencje

1. SINC (2019) Dziesięć postępów naukowych w 2017 r., Które zmieniły świat
2. Bruno Martín (2019). Nagroda dla biologa, który odkrył ludzką symbiozę z bakteriami. Kraj. Pobrane z elpais.com.
3. Mariano Artigas (1991). Nowe postępy w biologii molekularnej: inteligentne geny. Nauka grupowa, rozum i wiara. Uniwersytet Nawarry Odzyskane de.unav.edu.
4. Kaitlin Goodrich (2017). 5 ważnych przełomów w biologii z ostatnich 25 lat. Scape mózgu Źródło z brainscape.com
5. National Academy of Sciences Engineering Medicine (2019). Najnowsze postępy w biologii rozwojowej. Pobrane z nap.edu.
6. Emily Mullin (2017). CRISPR 2.0, zdolny do edycji pojedynczej bazy DNA, może wyleczyć dziesiątki tysięcy mutacji. Przegląd technologii MIT. Odzyskane z technologyreview.es.