10 Napredek v biologiji v zadnjih 30 letih

Biologija je v zadnjih 30 letih dosegla velik napredek. Ta napredek v znanstvenem svetu presega vsa področja, ki obkrožajo človeka in neposredno vplivajo na blaginjo in razvoj družbe na splošno.

Biologija se kot veja naravoslovja osredotoča na proučevanje vseh živih organizmov. Tehnološke inovacije vsak dan omogočajo bolj specifične raziskave struktur, ki tvorijo vrsto petih naravnih kraljestev: živalske, rastlinske, monera, protista in glivične..

Na ta način biologija krepi svoje raziskave in ponuja nove alternative za različne situacije, ki prizadenejo živa bitja. Na enak način dajejo odkritja novih vrst in izumrlih vrst, ki prispevajo k razjasnitvi nekaterih vprašanj, povezanih z evolucijo..

Eden glavnih dosežkov teh napredkov je, da se je to znanje razširilo preko meja raziskovalca in doseglo dnevno področje.

Trenutno izrazi, kot so biotska raznovrstnost, ekologija, protitelesa in biotehnologija, niso namenjeni izključno strokovnjakom; njegova zaposlitev in znanje na tem področju je del vsakdanjega življenja mnogih ljudi, ki niso posvečeni znanstvenemu svetu.

Najbolj izstopajoč napredek v biologiji v zadnjih 30 letih

Interferenca RNA

Leta 1998 je bila objavljena vrsta raziskav, povezanih z RNA. V njih potrjujejo, da gensko izražanje nadzira biološki mehanizem, imenovan RNA interference.

S tem RNAi se geni, specifični za genom, lahko utišajo post-transkripcijsko. To se doseže z majhnimi molekulami dvoverižne RNA.

Te molekule pravočasno blokirajo prevajanje in sintezo beljakovin, ki se pojavljajo v genih mRNA. Na ta način bi nadzorovali delovanje nekaterih patogenov, ki povzročajo resne bolezni.

RNAi je orodje, ki je veliko prispevalo na terapevtskem področju. Trenutno se ta tehnologija uporablja za identifikacijo molekul, ki imajo terapevtski potencial proti različnim boleznim.

Kloniran prvi odrasli sesalec

Prvo delo, na katerem je bil kloniran sesalec, je bilo opravljeno leta 1996, ki so ga izvedli znanstveniki pri udomačenih ženskih ovcah.

Za izvedbo poskusa smo uporabili somatske celice mlečnih žlez, ki so bile v odraslem stanju. Uporabljen proces je bil prenos jedrskega orožja. Nastajajoča ovca, imenovana Dolly, je rasla in se razvijala, tako da se je lahko naravno razmnoževala brez neprijetnosti.

Kartiranje človeškega genoma

Ta biološki prodor je trajal več kot 10 let, kar je bilo doseženo s prispevki številnih znanstvenikov po vsem svetu. Leta 2000 je skupina raziskovalcev predstavila skoraj dokončen pregled zemljevida človeškega genoma. Dokončna različica dela je bila končana leta 2003.

Ta zemljevid človeškega genoma prikazuje lokacijo vsakega kromosoma, ki vsebuje vse genetske informacije posameznika. S temi podatki lahko strokovnjaki poznajo vse podrobnosti o genetskih boleznih in vse druge vidike, ki jih želite raziskati.

Matične celice iz celic kože

Pred letom 2007 so obdelali informacije, da so pluripotentne matične celice najdene le v embrionalnih matičnih celicah.

Istega leta sta dve ekipi ameriških in japonskih raziskovalcev opravili delo, kjer sta uspeli obrniti odrasle celice kože, da bi lahko delovali kot pluripotentne matične celice. Te je mogoče razlikovati, tako da lahko postanejo katere koli druge vrste celic.

Odkritje novega procesa, kjer se "programiranje" epitelijskih celic spremeni, odpira pot na področje medicinskih raziskav.

Robotski člani telesa, ki jih nadzorujejo možgani

V letu 2000 so znanstveniki na Medicinskem centru Univerze Duke vsadili več elektrod v možgane opice. Namen je bil, da bi ta žival lahko izvajala nadzor nad robotskim krakom in mu omogočila, da pobere hrano.

Leta 2004 je bila razvita neinvazivna metoda z namenom, da se zajamejo valovi, ki prihajajo iz možganov in jih uporabljajo za nadzor biomedicinskih naprav. Bilo je leta 2009, ko je Pierpaolo Petruzziello postal prvi človek, ki je z robotsko roko lahko izvajal kompleksne premike.

To lahko dosežemo z uporabo nevroloških signalov iz njegovih možganov, ki so jih prejeli roki.

Urejanje baz genoma

Znanstveniki so razvili natančnejšo tehniko kot urejanje genov, popravljanje veliko manjših segmentov genoma: baze. Zahvaljujoč temu se lahko nadomestijo baze DNA in RNA, ki rešujejo specifične mutacije, ki so lahko povezane z boleznimi.

CRISPR 2.0 lahko nadomesti eno od osnov, ne da bi spremenil strukturo DNA ali RNA. Strokovnjaki so uspeli spremeniti adenin (A) za gvanin (G), "prelisičiti" svoje celice za popravilo DNA.

Tako so baze AT postale GC par. Ta tehnika preoblikuje napake, ki jih predstavlja genetska koda, brez potrebe po rezanju in zamenjavi celotnih območij DNK.

Nova imunoterapija proti raku

Ta nova terapija temelji na napadu na DNK organa, ki predstavlja rakaste celice. Novo zdravilo stimulira imunski sistem in se uporablja v primerih melanoma.

Lahko se uporablja tudi pri tumorjih, katerih rakaste celice imajo tako imenovani "pomanjkljivi popravljalni mehanizem". V tem primeru imunski sistem prepozna te celice kot tuje in jih odstrani.

Zdravilo je odobril Urad za hrano in zdravila Združenih držav (FDA).

Genska terapija

Eden od najpogostejših genetskih vzrokov pri smrti dojenčkov je spinalna mišična atrofija tipa 1. Te novorojenčke nimajo beljakovin v motornih nevronah hrbtenjače. To povzroči, da mišice oslabijo in prenehajo dihati.

Dojenčki, ki trpijo zaradi te bolezni, imajo novo možnost, da rešijo svoja življenja. To je tehnika, ki vključuje manjkajoči gen v spinalnih nevronih. Messenger je neškodljiv virus, imenovan adeno-povezani virus (AAV).

Gensko zdravljenje AAV9, ki ima gen beljakovin odsoten v nevronih hrbtenjače, se daje intravensko. V velikem odstotku primerov, ko je bila ta terapija uporabljena, so lahko dojenčki jedli, sedeli, govorili in nekateri celo tekli.

Človeški insulin s tehnologijo rekombinantne DNA

Proizvodnja humanega insulina s tehnologijo rekombinantne DNA predstavlja pomemben napredek pri zdravljenju bolnikov s sladkorno boleznijo. Prva klinična preskušanja z rekombinantnim humanim insulinom pri ljudeh so se začela leta 1980.

To smo naredili tako, da smo ločeno proizvedli A in B verige molekule insulina in jih nato združili s kemičnimi tehnikami. Vendar je rekombinantni postopek drugačen od leta 1986. V celice Escherichia coli se vnese človeško genetsko kodiranje proinzulina..

Nato jih gojimo s fermentacijo, da dobimo proinzulin. Vezni peptid se encimsko cepi iz proinzulina, da nastane humani insulin.

Prednost te vrste insulina je, da deluje hitreje in ima manjšo imunogenost kot svinjsko ali goveje meso..

Transgenske rastline

Leta 1983 so pridelali prve transgene rastline.

Po desetih letih je bila prva gensko spremenjena rastlina komercializirana v Združenih državah Amerike, dve leti kasneje pa je na evropski trg prišel proizvod iz gensko spremenjene rastline, ki je izdelana iz paradižnikovih past..

Od tega trenutka se vsako leto registrirajo genske spremembe v rastlinah po vsem svetu. Ta transformacija rastlin poteka skozi proces genske transformacije, kjer se vstavi eksogeni genski material  

Osnova teh procesov je univerzalna narava DNK, ki vsebuje genetske informacije večine živih organizmov.

Za te rastline je značilna ena ali več naslednjih lastnosti: toleranca na herbicide, odpornost na škodljivce, spremenjene aminokisline ali sestava maščob, moška sterilnost, sprememba barve, pozno zorenje, vstavitev selekcijskega označevalca ali odpornost na virusne okužbe..

Reference

1. SINC (2019) Deset znanstvenih dosežkov leta 2017, ki so spremenili svet
2. Bruno Martín (2019). Nagrada za biologa, ki je odkril človeško simbiozo z bakterijami. Država. Vzpostavljeno iz elpais.com.
3. Mariano Artigas (1991). Novi napredek v molekularni biologiji: pametni geni. Skupinska znanost, razum in vera. Univerza v Navarri Izterjava de.unav.edu.
4. Kaitlin Goodrich (2017). 5 Pomembni preboji v biologiji iz zadnjih 25 let. Brain scape Vzpostavljeno iz brainscape.com
5. Tehnična medicina Nacionalne akademije znanosti (2019). Nedavni napredki v razvojni biologiji. Vzpostavljeno iz nap.edu.
6. Emily Mullin (2017). CRISPR 2.0, ki je zmožen urejati eno samo bazo DNK, bi lahko pozdravil več deset tisoč mutacij. Pregled tehnologije MIT. Izterjane iz tehnološke preglednosti.