Enormi quantità di denaro vengono ora investite nella ricerca scientifica su CRISPR-Cas e nella coltivazione di organi dalle cellule staminali.
1. Sequenziamento
Da quando gli scienziati hanno scoperto che il DNA è il principale custode delle informazioni ereditarie, il compito più interessante e importante è stato quello di "leggere" il suo messaggio.
Questa opportunità è stata fornita agli scienziati dall'aspettotecnologie di sequenziamento - determinazione della sequenza del DNA. Dal suo inizio alla fine degli anni '70, la conoscenza in questo campo è progredita notevolmente. Attualmente è arrivata la terza generazione di metodi e tecnologie di sequenziamento, ma l'obiettivo di tutti questi metodi è lo stesso: "leggere" la catena del DNA. E conoscendo la sequenza del DNA, puoi imparare tutto sui vantaggi e gli svantaggi del corpo, le sue capacità e potenzialità. In altre parole, oggi è possibile redigere un passaporto genetico completo. Tuttavia, dopo aver decifrato la sequenza del DNA, è ancora necessario capire esattamente come i cambiamenti in essa influenzino la forma / il lavoro / la quantità della proteina e le proprietà dell'organismo. È questa comprensione che darà un salto di qualità alla ricerca genetica.
2. Modifica del genoma: CRISPR-Cas
In generale, tutta l'ingegneria genetica varrebbeclassificata come una svolta nelle biotecnologie. Oggi ha una serie di tecniche nel suo arsenale. Ma uno di loro attira un'attenzione speciale. Come si è scoperto, i batteri hanno la loro "immunità" ai virus (più precisamente, ai fagi - così vengono chiamati i virus batterici). Un sistema speciale costituito dalla proteina caspasi (o più proteine) e sequenze di DNA ("cassette") CRISPR combatte contro gli intrusi nei batteri. Questo sistema riconosce e "taglia fuori" il virus dal DNA del batterio in modo abbastanza accurato. Vere forbici per il DNA. Già ai nostri tempi, gli scienziati hanno trovato un modo per far funzionare questo sistema a beneficio dell'uomo. Ad esempio, con l'aiuto di questa proteina, è possibile modificare intenzionalmente i geni con grande precisione. In futuro, questo potrebbe essere un passo avanti nel trattamento delle malattie geneticamente determinate e dell'oncologia. Per dare le proprietà desiderate e sbarazzarsi di quelle indesiderate nelle piante e negli animali agricoli - e qui CRISPR-Cas troverà applicazione.
3. Cellule staminali
Le cellule staminali sono quelle cellule che possono farlodanno origine e si sviluppano in altri tipi cellulari più altamente specializzati. Nel processo di crescita, sviluppo e vita del corpo, le cellule subiscono un processo di differenziazione, cioè una ristretta specializzazione nella struttura e nella funzione: eritrocita (globuli rossi che trasportano ossigeno), neurone (cellula nervosa che trasmette un segnale in il cervello), cellula beta pancreatica (quella che produce insulina) e altri. Tuttavia, le cellule staminali sono i progenitori di cellule speciali. Se impari a controllare il processo di differenziazione, puoi ottenere qualsiasi tipo di cellula. Questo, a sua volta, consentirà di far crescere organi (e persino interi organismi) in una provetta da una singola cellula prelevata dalla persona stessa. Ad esempio, un organo per il trapianto potrebbe essere ottenuto utilizzando le cellule del paziente stesso. Tali organi saranno, come si suol dire, "come parenti".
4. Protesi bioniche
Star Wars, Fullmetal Alchemist e altro ancoraaltri film di fantascienza ci mostrano le meraviglie delle protesi (quando un braccio o una gamba meccanica ne sostituisce con successo uno perduto). Alcuni di loro sono abbastanza reali qui e ora. Le moderne protesi bioniche o bioelettriche sono in grado di leggere il segnale dai nostri muscoli e nervi, trasmetterlo alle parti mobili della protesi e quindi farle muovere secondo le esigenze del loro proprietario. Cioè, la protesi è controllata e si muove quasi allo stesso modo di una normale mano umana, è mobile e molto più comoda del solito. Inoltre, le protesi moderne possono essere semplici, consentendo solo di stringere e aprire tutte le dita contemporaneamente, ad esempio le mani, o più complesse, consentendo movimenti delle dita più diversi separatamente. Con una tale protesi è possibile l'attività motoria più completa. Quindi ora le persone che hanno perso un braccio o una gamba (o parte di esse) a causa di un incidente hanno la possibilità di risarcire la perdita e, come si suol dire, tornare in servizio.
5. Computer del DNA
In effetti, utilizzando il circuito del DNA, si può anche farlorisolvere molti problemi matematici. Ricordiamo che il DNA è una molecola a catena molto lunga composta da soli quattro tipi di unità, che possono essere convenzionalmente designate A, T, G e C (con le prime lettere dei loro nomi). La sequenza di queste “lettere” codifica informazioni sulle proteine (e non solo) e, quindi, sull'intero corpo umano, che vengono lette e implementate ulteriormente. E con l'aiuto di proteine speciali, queste informazioni possono anche essere modificate in modo mirato. Cosa succede se codifichiamo altre informazioni in questo modo? Nel 2019 è stato creato il primo disco rigido DNA. Sono in fase di sviluppo speciali algoritmi molecolari per la programmazione. Un computer a DNA di questo tipo può memorizzare un'enorme quantità di informazioni ed eseguire contemporaneamente un numero molto elevato di operazioni computazionali ad alta velocità.
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