Most hatalmas összegeket fektetnek be a CRISPR-Cas tudományos kutatásába és az őssejtekből származó szervek termesztésébe.
1. Sorrend
Amióta a tudósok felfedezték, hogy a DNS az örökletes információk fő őrzője, a legérdekesebb és legfontosabb feladat az üzenet „felolvasása”.
Такую возможность предоставило ученым появление szekvenálási technológiák – a DNS szekvencia meghatározása. Az 1970-es évek végén történt megalakulása óta a tudás ezen a területen nagyot fejlődött. Jelenleg a szekvenálási módszerek és technológiák harmadik generációja jött el, de ezeknek a módszereknek ugyanaz a célja: a DNS-lánc „beolvasása”. A DNS-szekvencia ismeretében pedig mindent megtudhat a test előnyeiről és hátrányairól, képességeiről és lehetőségeiről. Más szóval, ma már lehetőség van teljes genetikai útlevél elkészítésére. Mindazonáltal a DNS-szekvencia megfejtése után még mindig meg kell érteni, hogy az abban bekövetkező változások hogyan befolyásolják a fehérje alakját / munkáját / mennyiségét és a szervezet tulajdonságait. Ez a megértés az, amely minőségi ugrást tesz a genetikai kutatásban.
2. Genomszerkesztés: CRISPR-Cas
Általában minden géntechnológia megérnéa biotechnológia áttörésének minősül. Ma már számos technika van a fegyvertárában. De egyikük különös figyelmet vonz. Mint kiderült, a baktériumoknak megvan a maguk "immunitása" a vírusokkal (pontosabban a fágokkal – így hívják a bakteriális vírusokat) szemben. A CRISPR kaszpázfehérjéből (vagy több fehérjéből) és DNS-szekvenciákból ("kazettákból") álló speciális rendszer küzd a baktériumokba behatolók ellen. Ez a rendszer egészen pontosan felismeri és "kivágja" a vírust a baktérium DNS-éből. Igazi olló a DNS-hez. A tudósok már napjainkban is megtalálták a módját, hogy ez a rendszer az ember javára működjön. Ennek a fehérjének a segítségével például célirányosan, nagy pontossággal lehet géneket változtatni. A jövőben ez áttörést jelenthet a genetikailag meghatározott betegségek és az onkológia kezelésében. A kívánt tulajdonságok megadása és a nem kívánt tulajdonságok megszabadulása a mezőgazdasági növényekben és állatokban - és itt a CRISPR-Cas alkalmazást talál.
3. Őssejtek
Az őssejtek azok a sejtek, amelyek képesekmás, speciálisabb sejttípusokat hoznak létre és fejlődnek azzá. A test növekedése, fejlődése és élete során a sejtek differenciálódási folyamaton mennek keresztül, vagyis egy szűk szerkezetű és funkciós szakosodáson megy keresztül: eritrocita (oxigént szállító vörösvérsejt), neuron (idegsejt, amely jelet továbbít a szervezetben). az agy), a hasnyálmirigy béta-sejtje (az inzulint termelő) és mások. Az őssejtek azonban a speciális sejtek elődei. Ha megtanulja irányítani a differenciálódás folyamatát, bármilyen típusú sejtet kaphat. Ez pedig lehetővé teszi szervek (sőt egész organizmusok) kémcsőben történő növesztését egyetlen, magától az embertől vett sejtből. Például egy szervet átültetésre a páciens saját sejtjeinek felhasználásával lehet megszerezni. Az ilyen szervek, ahogy mondják, „olyanok, mint a rokonok”.
4. Bionikus protézisek
Star Wars, Fullmetal Alchemist és még sok másmás tudományos-fantasztikus filmek a protetika csodáit mutatják be (amikor egy mechanikus kar vagy láb sikeresen pótolja az elveszett karokat vagy lábakat). Némelyikük egészen valóságos itt és most. A modern bionikus vagy bioelektromos protézisek képesek leolvasni az izmainkból, idegeinkből érkező jeleket, továbbítani a protézis mozgó részeihez, és így a tulajdonos igényei szerint mozgatni azokat. Vagyis a protézis szinte ugyanúgy vezérelt és mozog, mint egy normál emberi kéz, mozgékony és sokkal kényelmesebb a szokásosnál. Sőt, a modern protézisek lehetnek egyszerűek, amelyek csak az összes ujj összenyomását és kioldását teszik lehetővé, például a kezek, vagy összetettebbek, amelyek külön-külön többféle ujjmozgást tesznek lehetővé. Egy ilyen protézissel a legteljesebb motoros tevékenység lehetséges. Így most azoknak, akik egy baleset következtében elveszítették a karjukat vagy lábukat (vagy annak egy részét), lehetőségük van kárpótolni a veszteséget, és ahogy mondani szokás, visszatérni a szolgálatba.
5. DNS számítógép
Valójában a DNS-áramkör használatával ez is lehetségessok matematikai feladatot megoldani. Emlékezzünk vissza, hogy a DNS egy nagyon hosszú láncú molekula, amely mindössze négyféle egységből áll, amelyeket hagyományosan A, T, G és C (nevük első betűivel) jelölhetünk. Ezeknek a „betűknek” a szekvenciája a fehérjékről (és nem csak), és így az egész emberi testről kódol információkat, amelyeket tovább olvasunk és alkalmazunk. A speciális fehérjék segítségével pedig ezek az információk is célirányosan változtathatók. Mi van, ha bármilyen más információt is így kódolunk? 2019-ben elkészült az első DNS merevlemez. A programozáshoz speciális molekuláris algoritmusokat fejlesztenek ki. Egy ilyen DNS-számítógép hatalmas mennyiségű információt képes tárolni, és egyidejűleg nagyon sok számítási műveletet hajt végre nagy sebességgel.
Olvass tovább:
Létezik a tudomány extrém körülmények között? Számokban válaszolunk
A Yellowstone-i szupervulkán sokszor veszélyesebbnek bizonyult, mint azt a tudósok gondolták
A tojást leejtették az űrből: nézd, mi történt vele