يتم الآن استثمار مبالغ ضخمة في البحث العلمي في تقنية كريسبر-كاس وزراعة الأعضاء من الخلايا الجذعية.
1. التسلسل
منذ أن اكتشف العلماء أن الحمض النووي هو الحافظ الرئيسي للمعلومات الوراثية، أصبحت المهمة الأكثر إثارة للاهتمام والأكثر أهمية هي "قراءة" رسالته.
تم توفير هذه الفرصة للعلماء من خلال المظهرتقنيات التسلسل - تحديد تسلسل الحمض النووي. منذ نشأتها في أواخر السبعينيات ، تقدمت المعرفة في هذا المجال بشكل كبير. في الوقت الحالي ، ظهر الجيل الثالث من طرق وتقنيات التسلسل ، لكن الهدف من كل هذه الأساليب واحد: "قراءة" سلسلة الحمض النووي. ومعرفة تسلسل الحمض النووي ، يمكنك معرفة كل شيء عن مزايا وعيوب الجسم وقدراته وإمكانياته. بمعنى آخر ، من الممكن اليوم إصدار جواز سفر وراثي كامل. ومع ذلك ، بعد فك تشفير تسلسل الحمض النووي ، لا يزال من الضروري فهم بالضبط كيف تؤثر التغييرات فيه على شكل / عمل / كمية البروتين وخصائص الكائن الحي. هذا الفهم هو الذي سيعطي نقلة نوعية في البحث الجيني.
2. تحرير الجينوم: CRISPR-Cas
بشكل عام ، كل الهندسة الوراثية تستحقمصنفة على أنها اختراق في مجال التكنولوجيا الحيوية. اليوم ، لديها عدد من التقنيات في ترسانتها. لكن أحدهم يجذب انتباهًا خاصًا. كما اتضح ، تمتلك البكتيريا "مناعة" خاصة بها ضد الفيروسات (بشكل أكثر دقة ، ضد العاثيات - وهذا ما يسمى بالفيروسات البكتيرية). نظام خاص يتكون من بروتين كاسباس (أو عدة بروتينات) وتسلسلات الحمض النووي ("أشرطة") تحارب كريسبر المتطفلين في البكتيريا. يتعرف هذا النظام على الفيروس و "يقطعه" من الحمض النووي للبكتيريا بدقة تامة. مقص حقيقي للحمض النووي. لقد وجد العلماء بالفعل في عصرنا طريقة لجعل هذا النظام يعمل لصالح الإنسان. على سبيل المثال ، بمساعدة هذا البروتين ، من الممكن تغيير الجينات بشكل هادف وبدقة كبيرة. في المستقبل ، يمكن أن يكون هذا اختراقًا في علاج الأمراض المحددة وراثيًا والأورام. لإعطاء الخصائص المرغوبة والتخلص من الخصائص غير المرغوب فيها في النباتات والحيوانات الزراعية - وهنا ستجد CRISPR-Cas التطبيق.
3. الخلايا الجذعية
الخلايا الجذعية هي تلك الخلايا التي تستطيع ذلكتؤدي إلى وتتطور إلى أنواع خلايا أخرى أكثر تخصصًا. في عملية نمو وتطور وحياة الجسم ، تخضع الخلايا لعملية تمايز ، أي تخصص ضيق في التركيب والوظيفة: كريات الدم الحمراء (خلية الدم الحمراء التي تحمل الأكسجين) ، والخلايا العصبية (الخلية العصبية التي تنقل إشارة في الدماغ) ، وخلية بيتا البنكرياس (التي تنتج الأنسولين) وغيرها. ومع ذلك ، فإن الخلايا الجذعية هي أسلاف خلايا خاصة. إذا تعلمت التحكم في عملية التمايز ، يمكنك الحصول على أي نوع من الخلايا. وهذا بدوره سيجعل من الممكن نمو الأعضاء (وحتى الكائنات الحية الكاملة) في أنبوب اختبار من خلية واحدة مأخوذة من الشخص نفسه. على سبيل المثال ، يمكن الحصول على عضو للزرع باستخدام خلايا المريض نفسه. مثل هذه الأعضاء ستكون ، كما يقولون ، "مثل الأقارب".
4. الأطراف الصناعية الإلكترونية
حرب النجوم ، Fullmetal Alchemist والمزيدتُظهر لنا أفلام الخيال العلمي الأخرى عجائب الأطراف الصناعية (عندما تحل ذراع ميكانيكية أو ساق محل الذراع المفقودة بنجاح). بعضها حقيقي هنا والآن. تستطيع الأطراف الاصطناعية الحديثة أو الكهربائية الحيوية قراءة الإشارة من عضلاتنا وأعصابنا ، ونقلها إلى الأجزاء المتحركة من الطرف الاصطناعي ، وبالتالي جعلها تتحرك حسب احتياجات مالكها. أي أنه يتم التحكم في الطرف الاصطناعي ويتحرك بنفس الطريقة تقريبًا مثل يد الإنسان العادية ، فهو متحرك وأكثر راحة من المعتاد. علاوة على ذلك ، يمكن أن تكون الأطراف الاصطناعية الحديثة إما بسيطة ، حيث تسمح فقط بضغط وفك كل الأصابع مرة واحدة ، على سبيل المثال ، اليدين ، أو أكثر تعقيدًا ، مما يسمح بمزيد من حركات الأصابع المتنوعة بشكل منفصل. مع مثل هذا الطرف الاصطناعي ، يكون النشاط الحركي الأكثر اكتمالًا ممكنًا. لذا فإن الأشخاص الذين فقدوا ذراعهم أو ساقهم (أو جزء منهم) نتيجة لحادث لديهم فرصة للتعويض عن الضياع ، كما يقولون ، العودة إلى الخدمة.
5. DNA الكمبيوتر
في الواقع، باستخدام دائرة الحمض النووي، يمكن للمرء أيضًاحل العديد من المسائل الرياضية. دعونا نتذكر أن الحمض النووي عبارة عن جزيء طويل السلسلة للغاية يتكون من أربعة أنواع فقط من الوحدات، والتي يمكن تسميتها تقليديًا A وT وG وC (بالأحرف الأولى من أسمائها). يقوم تسلسل هذه "الحروف" بتشفير معلومات حول البروتينات (وليس فقط)، وبالتالي، جسم الإنسان بأكمله، والذي يتم قراءته وتنفيذه بشكل أكبر. وبمساعدة البروتينات الخاصة، يمكن أيضًا تغيير هذه المعلومات بشكل هادف. ماذا لو قمنا بتشفير أي معلومات أخرى بهذه الطريقة؟ وفي عام 2019، تم إنشاء أول قرص صلب للحمض النووي. ويجري تطوير خوارزميات جزيئية خاصة للبرمجة. يمكن لكمبيوتر الحمض النووي هذا تخزين كمية هائلة من المعلومات وتنفيذ عدد كبير جدًا من العمليات الحسابية بسرعة عالية في نفس الوقت.
قراءة المزيد:
هل العلم موجود في ظروف قاسية؟ نجيب بالأرقام
تبين أن بركان يلوستون العملاق أكثر خطورة بكثير مما اعتقد العلماء
تم إسقاط البيضة من الفضاء: انظر ماذا حدث لها