12 BIOLÓGIAI ELŐRELÉPÉS AZ ELMÚLT 30 ÉVBEN - BIOLÓGIA - 2026

A biológia nagy előrelépéseket tett az elmúlt 30 évben. Ezek a tudományos világban elért eredmények túlmutatnak minden olyan területen, amely körülveszi az embert, és közvetlenül érinti a társadalom jólétét és fejlődését.

A természettudományok egyik ágaként a biológia az összes élő szervezet tanulmányozására összpontosítja érdeklődését. A technológiai újítások minden nap lehetővé teszik az öt természetes királyság fajait alkotó struktúrák pontosabb vizsgálatát: állati, növényi, monéra, protista és gombás.

Emberi genom. Forrás: jóvoltából: Nemzeti Humán Genom Kutató Intézet, a Wikimedia Commonson keresztül

Ily módon a biológia tovább fokozza kutatását és új alternatívákat kínál az élőlényeket sújtó különféle helyzetekre. Ugyanígy felfedezi az új és a már kihalt fajokat, amelyek segítenek tisztázni az evolúcióval kapcsolatos néhány kérdést.

Ezen fejlődés egyik fő eredménye, hogy ez a tudás a kutató határain túlterjedt, elérve a mindennapi környezetet.

Jelenleg az olyan fogalmak, mint a biológiai sokféleség, az ökológia, az ellenanyagok és a biotechnológia, nem kizárólag a szakember használatát szolgálják; Használata és ismerete a témában sok ember mindennapi életének része, amelyet nem a tudományos világ szentel.

A biológia kiemelkedő eredményei az elmúlt 30 évben

RNS interferencia

1998-ban sor került az RNS-sel kapcsolatos vizsgálatok közzétételére. Ezek állítják, hogy a gén expresszióját egy biológiai mechanizmus vezérli, az úgynevezett RNS interferenciát.

Ezen RNSi-en keresztül el lehet némítani egy genom specifikus géneit poszt-transzkripciós módon. Ezt kis kettős szálú RNS-molekulák valósítják meg.

Ezek a molekulák úgy blokkolják a fehérjék transzlációját és szintézisét, amelyek az mRNS géneiben fordulnak elő. Ilyen módon ellenőrizni lehet néhány olyan súlyos betegséget okozó kórokozó fellépését.

Az RNAi olyan eszköz, amelynek nagy szerepe volt a terápiás területen. Jelenleg ezt a technológiát alkalmazzák a különféle betegségek elleni terápiás potenciállal rendelkező molekulák azonosítására.

Az első felnőtt emlős klónozva

Az első emlős klónozását 1996-ban végezték, amelyet tudósok végeztek egy háziasított nőivarú juhon.

A kísérlet elvégzéséhez felnőtt állapotban lévő emlőmirigyek szomatikus sejtjeit használtuk. Az alkalmazott eljárás nukleáris transzfer volt. Az így nyert, Dolly nevű juh nőtt és fejlődött, természetesen szaporodva, bármilyen kellemetlenség nélkül.

Az emberi genom feltérképezése

Ez a nagy biológiai fejlődés több mint tíz évet igényelt a megvalósulásra, amelyet sok tudós hozzájárulása révén értek el világszerte. 2000-ben egy kutatói csoport szinte végleges térképet mutatott be az emberi genomról. A munka végleges változata 2003-ban készült el.

Az emberi genom ezen térképe mutatja az egyes kromoszómák helyét, amelyek az egyén összes genetikai információját tartalmazzák. Ezekkel az adatokkal a szakemberek megismerhetik a genetikai betegségek minden részletét és minden egyéb szempontot, amelyet kivizsgálni akarnak.

Őssejtek a bőrsejtekből

2007 elõtt kezelték azt az információt, hogy a pluripotens őssejteket csak az embrionális őssejtekben találták meg.

Ugyanebben az évben két amerikai és japán kutatócsoport végzett egy tanulmányt, amelyben sikerült visszafordítani a felnőttkori bőrsejteket annak érdekében, hogy pluripotens őssejtekként működhessenek. Ezek megkülönböztethetők, és bármilyen más típusú sejtré válhatnak.

Az új eljárás felfedezése, amely során megváltozott az epiteliális sejtek "programozása", utat nyit az orvosi kutatás területére.

Az agy által irányított robottest végtagok

2000 folyamán a Duke Egyetemi Orvosi Központ tudósai több elektródát ültettek be a majom agyába. A cél az volt, hogy ez az állat ellenőrzést gyakoroljon egy robot végtag felett, ezáltal lehetővé téve az élelem összegyűjtését.

2004-ben nem invazív módszert fejlesztettek ki az agyból származó hullámok megragadására és felhasználására az orvosbiológiai eszközök vezérlésére. Ez volt 2009-ben, amikor Pierpaolo Petruzziello lett az első olyan ember, aki robotikus kézzel bonyolult mozdulatokat tudott végrehajtani.

Ezt sikerült elérnie az agyának neurológiai jeleinek felhasználásával, amelyeket a kar idegei fogadtak.

A genom alap szerkesztése

A tudósok pontosabb technikát dolgoztak ki, mint a génszerkesztés, javítva a genom sokkal kisebb szegmenseit: az alapokat. Ennek köszönhetően a DNS- és RNS-bázisok helyettesíthetők, megoldva néhány specifikus mutációt, amelyek összefüggésben lehetnek a betegségekkel.

A CRISPR 2.0 helyettesítheti az egyik bázist anélkül, hogy megváltoztatná a DNS vagy az RNS szerkezetét. A szakembereknek sikerült cserélni egy adenint (A) guaninná (G), és "becsapják" a sejteket a DNS helyreállításába.

Ily módon az AT bázisok GC párvá váltak. Ez a módszer átírja a genetikai kód hibáit anélkül, hogy a DNS teljes területét kivágni és cserélni kellene.

Új immunterápia a rák ellen

Ez az új terápia azon szerv DNS-ének támadására épül, amelyben rákos sejtek vannak. Az új gyógyszer stimulálja az immunrendszert, és melanoma esetén alkalmazható.

Használható olyan daganatokban is, amelyek rákos sejtjei úgynevezett "eltérés-javítási hiányosságokkal" rendelkeznek. Ebben az esetben az immunrendszer ezeket a sejteket idegennek ismeri fel és kiküszöböli őket.

A gyógyszert az Egyesült Államok Élelmezési és Gyógyszerügynöksége (FDA) hagyta jóvá.

Génterápia

A csecsemők halálának egyik leggyakoribb oka az 1. típusú gerincizom atrófiája, ezekben az újszülöttekben nincs fehérje a gerincvelő motoros idegsejtjeiben. Ez az izmokat gyengíti és leállítja a légzést.

Az ezzel a betegséggel küzdő csecsemőknek új lehetőségük van életük megmentésére. Ez egy olyan technika, amely beépíti a hiányzó gént a gerinc neuronokba. A messenger egy ártalmatlan vírus, úgynevezett adeno-associate virus (AAV).

Az AAV9 génterápiát, amelynek a gerincvelő neuronjaiból hiányzik a fehérjegén, intravénásan adják be. A terápiát alkalmazó esetek nagy részében a csecsemők képesek voltak enni, ülni, beszélni és néhányan még futni is.

Humán inzulin rekombináns DNS technológián keresztül

A humán inzulin rekombináns DNS-technológiával történő előállítása fontos előrelépést jelent a cukorbetegek kezelésében. Az első rekombináns humán inzulinnal végzett első klinikai vizsgálatok emberben 1980-ban kezdődtek.

Ezt úgy végeztük, hogy az inzulinmolekula A és B láncait külön állítottuk elő, majd kémiai technikákkal kombináltuk. A rekombináns eljárás 1986 óta különbözik. A proinsulint kódoló humán genetikai kódot Escherichia coli sejtekbe helyezzük.

Ezeket fermentációval termesztik proinsulin előállítására. A kapcsolópeptidet enzimatikusan lehasítják a proinsulinról, hogy humán inzulint nyerjenek.

Az ilyen típusú inzulin előnye, hogy gyorsabban hat és alacsonyabb immunogenitással rendelkezik, mint a sertéshús vagy a marhahús.

Transzgenikus növények

1983-ban termesztették az első transzgenikus növényeket.

10 év elteltével az első géntechnológiával módosított növényt az Egyesült Államokban forgalmazták, és két évvel később egy GM (géntechnológiával módosított) növényből előállított paradicsompaszta lépett be az európai piacra.

Ettől a pillanattól kezdve minden évben a genetikai módosításokat regisztrálják a növényekben szerte a világon. A növények ezen átalakulását genetikai átalakulás útján hajtják végre, amelybe exogén genetikai anyag kerül beillesztésre

Ezen folyamatok alapja a DNS univerzális jellege, amely a legtöbb élő szervezet genetikai információit tartalmazza.

Ezeket a növényeket a következő tulajdonságok közül egy vagy több jellemzi: herbicid-tolerancia, kártevőkkel szembeni rezisztencia, módosított aminosavak vagy zsírszerkezet, hím-sterilitás, színváltozás, késői érés, szelekciós marker beillesztése vagy vírusfertőzésekkel szembeni rezisztencia.

Az emberi test 79. szervének felfedezése

Noha Leonardo Da Vinci már több mint 500 évvel ezelőtt leírta, a biológia és az anatómia a mesentert egyszerű szövetdarabnak tekintette, orvosi jelentőség nélkül.

2017-ben azonban a tudomány a mesenteriát a 79. szervnek tekintette, ezért hozzátette Grey anatómiájához, az anatómák kézikönyvéhez.

Ennek oka az, hogy a tudósok most úgy ítélik meg, hogy a mesentery olyan szerv, amely a hashártya kétszeres redőjét képezi, és amely összeköttetésben van a bél és a hasi fal között.

Miután szervként osztályozták, most több kutatást kell végezni annak valódi jelentőségéről az emberi anatómiában, és arról, hogy ez hogyan segíthet bizonyos betegségek diagnosztizálásában vagy kevésbé invazív műtétek elvégzésében.

A szervadományozás helyet fog adni a 3D nyomtatáshoz

A 3D nyomtatás az elmúlt évtizedek egyik legfontosabb tudományos előrelépése, különösen gyakorlati szinten, mivel számos gazdasági ágazatot megváltoztat, és a tudományos kutatás nagy részét képezi.

Az egyik felhasználás, amelyet már fontolóra vetnek, a szervek hatalmas fejlődése, mivel az előrelépések lehetővé tehetik az összetett emberi szövetek reprodukcióját, hogy azokat műtétileg implantálják.

Irodalom

1. SINC (2019) Tíz tudományos előrelépés 2017-ben, amelyek megváltoztatták a világot
2. Bruno Martín (2019). Díj annak a biológusnak, aki felfedezte az emberi baktériumokkal való szimbiózist. Az ország. Helyreállítva az elpais.com webhelyről.
3. Mariano Artigas (1991). Új előrelépések a molekuláris biológiában: intelligens gének. Tudomány, ok és hitcsoport. Navarrai Egyetem. Helyreállítva a.unav.edu oldalról.
4. Kaitlin Goodrich (2017). 5 fontos áttörés a biológiában az elmúlt 25 évben. Agy menekülsz. Helyreállítva a brainscape.com webhelyről
5. Nemzeti Tudományos Akadémia Mérnöki Orvostudomány (2019). A fejlődő biológia legújabb fejlesztései. Felépült a nap.edu-tól.
6. Emily Mullin (2017). Az egyetlen DNS-bázist szerkesztni képes CRISPR 2.0 képes több tízezer mutációt gyógyítani. MIT Technology áttekintés. Helyreállítva a technologyreview.es webhelyről.