Inzwischen werden riesige Summen in die CRISPR-Cas-Forschung und die Züchtung von Organen aus Stammpflanzen investiert
1. Sequenzierung
Seit Wissenschaftler entdeckt haben, dass die DNA der Hauptspeicher für Erbinformationen ist, besteht die interessanteste und wichtigste Aufgabe darin, ihre Botschaft zu "lesen".
Diese Gelegenheit wurde den Wissenschaftlern durch den Auftritt gebotenSequenzierungstechnologien - Bestimmung der DNA-Sequenz. Seit seiner Gründung in den späten 1970er Jahren hat sich das Wissen auf diesem Gebiet stark weiterentwickelt. Derzeit gibt es die dritte Generation von Sequenzierungsmethoden und -technologien, aber das Ziel all dieser Methoden ist dasselbe: die DNA-Kette zu „lesen“. Und wenn man die DNA-Sequenz kennt, kann man alles über die Vor- und Nachteile des Körpers, seine Fähigkeiten und Potenziale erfahren. Mit anderen Worten, heute ist es möglich, einen vollständigen genetischen Pass zu erstellen. Dennoch ist es nach der Entschlüsselung der DNA-Sequenz immer noch notwendig, genau zu verstehen, wie sich Änderungen darin auf die Form / Arbeit / Menge des Proteins und die Eigenschaften des Organismus auswirken. Es ist dieses Verständnis, das einen qualitativen Sprung in der Genforschung bewirken wird.
2. Genom-Editierung: CRISPR-Cas
Generell würde sich jede Gentechnik lohnenals Durchbruch in der Biotechnologie eingestuft. Heute hat es eine Reihe von Techniken in seinem Arsenal. Aber einer von ihnen zieht besondere Aufmerksamkeit auf sich. Wie sich herausstellte, haben Bakterien eine eigene "Immunität" gegen Viren (genauer gesagt gegen Phagen - so werden bakterielle Viren genannt). Ein spezielles System bestehend aus dem Caspase-Protein (oder mehreren Proteinen) und DNA-Sequenzen („Kassetten“) CRISPR bekämpft Eindringlinge in Bakterien. Dieses System erkennt und "schneidet" das Virus ziemlich genau aus der DNA des Bakteriums heraus. Echte Schere für DNA. Bereits in unserer Zeit haben Wissenschaftler einen Weg gefunden, dieses System zum Wohle des Menschen zum Funktionieren zu bringen. Mit Hilfe dieses Proteins ist es zum Beispiel möglich, Gene gezielt und mit hoher Präzision zu verändern. In Zukunft könnte dies ein Durchbruch in der Behandlung genetisch bedingter Krankheiten und in der Onkologie sein. Nutzpflanzen und Tieren die gewünschten Eigenschaften zu verleihen und unerwünschte zu beseitigen – und hier findet CRISPR-Cas Anwendung.
3. Stammzellen
Stammzellen sind solche Zellen, die es könnenandere, höher spezialisierte Zelltypen hervorbringen und sich zu ihnen entwickeln. Im Prozess des Wachstums, der Entwicklung und des Lebens des Körpers durchlaufen Zellen einen Differenzierungsprozess, dh eine enge Spezialisierung in Struktur und Funktion: Erythrozyten (rote Blutkörperchen, die Sauerstoff transportieren), Neuron (Nervenzelle, die ein Signal weiterleitet des Gehirns), Betazellen der Bauchspeicheldrüse (diejenige, die Insulin produziert) und andere. Stammzellen sind jedoch die Vorläufer spezieller Zellen. Wenn Sie lernen, den Differenzierungsprozess zu kontrollieren, können Sie jeden Zelltyp erhalten. Dies wiederum wird es ermöglichen, Organe (und sogar ganze Organismen) in einem Reagenzglas aus einer einzelnen Zelle zu züchten, die der Person selbst entnommen wurde. Beispielsweise könnte ein Organ für die Transplantation aus den eigenen Zellen des Patienten gewonnen werden. Solche Organe werden, wie sie sagen, "wie Verwandte" sein.
4. Bionische Prothesen
Star Wars, Fullmetal Alchemist und mehrAndere Science-Fiction-Filme zeigen uns die Wunder der Prothetik (wenn ein mechanischer Arm oder ein Bein erfolgreich ein verlorenes ersetzt). Einige von ihnen sind hier und jetzt ziemlich real. Moderne bionische oder bioelektrische Prothesen sind in der Lage, die Signale unserer Muskeln und Nerven zu lesen, an die beweglichen Teile der Prothese weiterzuleiten und sie so in Bewegung zu versetzen, wie es ihr Besitzer braucht. Das heißt, die Prothese wird fast genauso gesteuert und bewegt wie eine normale menschliche Hand, sie ist beweglich und viel komfortabler als sonst. Darüber hinaus können moderne Prothesen entweder einfach sein und nur das gleichzeitige Zusammendrücken und Lösen aller Finger, beispielsweise der Hände, oder komplexere Prothesen ermöglichen, die unterschiedliche Fingerbewegungen separat ermöglichen. Mit einer solchen Prothese ist eine möglichst vollständige motorische Aktivität möglich. So haben jetzt Menschen, die infolge eines Unfalls einen Arm oder ein Bein (oder einen Teil davon) verloren haben, die Möglichkeit, den Verlust zu kompensieren und, wie sie sagen, wieder in den Dienst zurückzukehren.
5. DNA-Computer
Tatsächlich kann man das auch, wenn man den DNA-Schaltkreis nutztviele mathematische Probleme lösen. Erinnern wir uns daran, dass DNA ein sehr langkettiges Molekül ist, das nur aus vier Arten von Einheiten besteht, die herkömmlicherweise mit A, T, G und C (anhand der Anfangsbuchstaben ihrer Namen) bezeichnet werden können. Die Abfolge dieser „Buchstaben“ kodiert Informationen über Proteine (und nicht nur) und damit über den gesamten menschlichen Körper, die gelesen und weiter umgesetzt werden. Und mit Hilfe spezieller Proteine können diese Informationen auch gezielt verändert werden. Was wäre, wenn wir andere Informationen auf diese Weise verschlüsseln? Im Jahr 2019 entstand die erste DNA-Festplatte. Spezielle molekulare Algorithmen zur Programmierung werden entwickelt. Ein solcher DNA-Computer kann eine riesige Menge an Informationen speichern und gleichzeitig sehr viele Rechenoperationen mit hoher Geschwindigkeit ausführen.
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