Ogromne količine novca sada se ulažu u znanstvena istraživanja CRISPR-Cas i uzgoj organa iz matičnih stanica.
1. Sekvenciranje
Otkako su znanstvenici otkrili da je DNK glavni čuvar nasljednih informacija, najzanimljiviji i najvažniji zadatak bio je "pročitati" njegovu poruku.
Ovu priliku znanstvenicima je pružio izgledtehnologije sekvenciranja – određivanje sekvence DNA. Od svog osnutka kasnih 1970-ih, znanje na ovom području je jako napredovalo. Trenutačno je došla treća generacija metoda i tehnologija sekvenciranja, ali cilj svih ovih metoda je isti: "čitati" lanac DNK. A poznavajući DNK sekvencu, možete saznati sve o prednostima i nedostacima tijela, njegovim sposobnostima i potencijalima. Drugim riječima, danas je moguće izraditi kompletnu genetsku putovnicu. Unatoč tome, nakon dešifriranja sekvence DNA, još uvijek je potrebno razumjeti kako točno promjene u njoj utječu na oblik / rad / količinu proteina i svojstva organizma. To je razumijevanje koje će dati kvalitativni skok u genetskom istraživanju.
2. Uređivanje genoma: CRISPR-Cas
Općenito, sav bi genetski inženjering bio vrijedanklasificiran kao proboj u biotehnologiji. Danas u svom arsenalu ima niz tehnika. No jedan od njih privlači posebnu pozornost. Kako se pokazalo, bakterije imaju svoj "imunitet" na viruse (točnije, na fage - tako se zovu bakterijski virusi). Protiv uljeza u bakterijama bori se poseban sustav koji se sastoji od proteina kaspaze (ili nekoliko proteina) i DNK sekvenci („kazete“) CRISPR. Ovaj sustav vrlo precizno prepoznaje i "izrezuje" virus iz DNK bakterije. Prave škare za DNK. Već u naše vrijeme znanstvenici su pronašli način da ovaj sustav djeluje na dobrobit čovjeka. Na primjer, uz pomoć ovog proteina moguće je namjerno mijenjati gene s velikom preciznošću. U budućnosti bi to mogao biti pomak u liječenju genetski uvjetovanih bolesti i onkologije. Dati željena svojstva i riješiti se neželjenih u poljoprivrednim biljkama i životinjama - i ovdje će CRISPR-Cas naći primjenu.
3. Matične stanice
Matične stanice su one stanice koje mogunastaju i razvijaju se u druge visoko specijalizirane vrste stanica. U procesu rasta, razvoja i života organizma stanice prolaze kroz proces diferencijacije, odnosno uske specijalizacije u građi i funkciji: eritrocit (crveno krvno zrnce koje prenosi kisik), neuron (živčana stanica koja prenosi signal u mozak), beta stanice gušterače (one koje proizvode inzulin) i druge. Međutim, matične stanice su preci posebnih stanica. Ako naučite kontrolirati proces diferencijacije, možete dobiti bilo koju vrstu stanice. To će pak omogućiti uzgoj organa (pa čak i cijelih organizama) u epruveti iz jedne stanice uzete od same osobe. Na primjer, organ za transplantaciju mogao bi se dobiti pomoću vlastitih stanica pacijenta. Takvi će organi biti, kako kažu, "poput rodbine".
4. Bioničke proteze
Star Wars, Fullmetal Alchemist i višedrugi filmovi znanstvene fantastike pokazuju nam čuda protetike (kada mehanička ruka ili noga uspješno zamjenjuje izgubljenu). Neki od njih su sasvim stvarni ovdje i sada. Suvremene bioničke ili bioelektrične proteze sposobne su čitati signale iz naših mišića i živaca, prenositi ih na pomične dijelove proteze i tako ih tjerati da se pokreću prema potrebi vlasnika. Odnosno, proteza se kontrolira i pomiče na gotovo isti način kao normalna ljudska ruka, pokretna je i puno udobnija nego inače. Štoviše, moderne proteze mogu biti jednostavne, omogućujući samo stiskanje i otpuštanje svih prstiju odjednom, na primjer, ruke, ili složenije, omogućujući više različitih pokreta prstiju zasebno. S ovakvom protezom moguća je najpotpunija motorička aktivnost. Tako sada ljudi koji su u nesreći izgubili ruku ili nogu (ili dio njih) imaju priliku nadoknaditi izgubljeno i, kako kažu, vratiti se na dužnost.
5. DNK računalo
Zapravo, korištenjem DNK kruga također se možeriješiti mnoge matematičke probleme. Podsjetimo se da je DNK molekula vrlo dugog lanca koja se sastoji od samo četiri vrste jedinica, koje se konvencionalno mogu označiti s A, T, G i C (po prvim slovima njihovih naziva). Niz ovih "slova" kodira informacije o proteinima (i ne samo), a time i cijelom ljudskom tijelu, koje se čitaju i implementiraju dalje. A uz pomoć posebnih proteina, te se informacije također mogu namjerno mijenjati. Što ako na ovaj način kodiramo bilo koju drugu informaciju? Godine 2019. napravljen je prvi DNA tvrdi disk. Razvijaju se posebni molekularni algoritmi za programiranje. Takvo DNK računalo može pohraniti ogromnu količinu informacija i istovremeno velikom brzinom obavljati vrlo velik broj računskih operacija.
Čitaj više:
Postoji li znanost u ekstremnim uvjetima? Odgovaramo u brojkama
Pokazalo se da je supervulkan Yellowstone višestruko opasniji nego što su znanstvenici mislili
Jaje je ispušteno iz svemira: pogledajte što mu se dogodilo