現在、CRISPR-Cas と幹細胞からの臓器の成長に関する科学研究に巨額の資金が投資されています。
1. シーケンシング
DNA が遺伝情報の主な管理者であることを科学者が発見して以来、最も興味深く重要な課題は、そのメッセージを「読み取る」ことです。
この機会は、外観によって科学者に提供されました配列決定技術 - DNA 配列の決定。 1970 年代後半の開始以来、この分野の知識は大幅に進歩しました。現在、第 3 世代の配列決定方法と技術が登場しましたが、これらすべての方法の目的は同じで、DNA 鎖を「読み取る」ことです。そして、DNA配列を知ることで、体の長所と短所、その能力と可能性についてすべてを学ぶことができます.言い換えれば、今日では完全な遺伝子パスポートを作成することが可能です。とはいえ、DNA配列を解読した後も、その変化がタンパク質の形・働き・量や生物の性質にどのように影響するのかを正確に理解する必要があります。遺伝子研究に質的な飛躍をもたらすのは、この理解です。
2。 ゲノム編集：CRISPR-Cas
一般に、すべての遺伝子工学には価値がありますバイオテクノロジーのブレークスルーとして分類されます。今日、それはその兵器庫に多くの技術を持っています。しかし、そのうちの1つが特に注目を集めています。結局のところ、バクテリアはウイルスに対して独自の「免疫」を持っています（より正確には、ファージに対して - それがバクテリアウイルスと呼ばれるものです）。カスパーゼタンパク質 (またはいくつかのタンパク質) と DNA 配列 (「カセット」) で構成される特別なシステム CRISPR は、細菌の侵入者と戦います。このシステムは、細菌のDNAからウイルスを非常に正確に認識して「切り取る」. DNA用の本物のはさみ。私たちの時代にはすでに、科学者たちはこのシステムを人間の利益のために機能させる方法を見つけてきました。たとえば、このタンパク質の助けを借りて、意図的に遺伝子を非常に正確に変更することが可能です。将来的には、これは遺伝的に決定された疾患および腫瘍学の治療におけるブレークスルーとなる可能性があります。農業用植物や動物に望ましい特性を与え、不要な特性を取り除くために、ここで CRISPR-Cas が適用されます。
3. 幹細胞
幹細胞は、他のより高度に特殊化された細胞型を生じさせ、発達させます。体の成長、発達、生命の過程で、細胞は分化の過程を経ます。つまり、構造と機能の狭い専門化です：赤血球（酸素を運ぶ赤血球）、ニューロン（信号を伝達する神経細胞）脳）、膵臓ベータ細胞（インスリンを産生する細胞）など。しかし、幹細胞は特殊な細胞の前駆細胞です。分化の過程を制御することを学べば、どんな種類の細胞でも手に入れることができます。これにより、本人から採取した単一の細胞から、試験管内で臓器 (さらには生物全体) を成長させることが可能になります。たとえば、移植用の臓器は、患者自身の細胞を使用して取得できます。そのような臓器は、彼らが言うように、「親戚のように」なるでしょう。
4. バイオニック義足
スター・ウォーズ、鋼の錬金術師など他の SF 映画は、人工装具の素晴らしさを見せてくれます (失われた腕や脚を機械の腕や脚に置き換えることに成功したとき)。それらのいくつかは、今ここで非常に現実的です。最新のバイオニックまたは生体電気プロテーゼは、筋肉や神経からの信号を読み取り、プロテーゼの可動部分に送信して、所有者の必要に応じて動かすことができます。つまり、プロテーゼは通常の人間の手とほぼ同じように制御され、動きます。可動性があり、通常よりもはるかに快適です。さらに、最新のプロテーゼは、たとえば手など、すべての指を一度に握ったり緩めたりすることしかできない単純なものと、より多様な指の動きを別々に可能にするより複雑なもののいずれかです。このようなプロテーゼを使用すると、最も完全な運動活動が可能になります。そのため、事故の結果として腕または脚 (またはその一部) を失った人々は、失ったものを補償し、彼らが言うように、職務に戻るチャンスがあります。
5. DNAコンピューター
実際、DNA 回路を使用すると、次のこともできます。多くの数学的問題を解決します。 DNA は、慣例的に A、T、G、C (名前の最初の文字で) と呼ばれる 4 種類のユニットのみから構成される非常に長い鎖の分子であることを思い出してください。これらの「文字」のシーケンスは、タンパク質（だけではありません）、つまり人体全体に関する情報をコード化しており、さらに読み取られて実行されます。そして、特別なタンパク質の助けを借りて、この情報を意図的に変更することもできます。他の情報をこの方法でエンコードしたらどうなるでしょうか? 2019 年に、最初の DNA ハードドライブが作成されました。プログラミングのための特別な分子アルゴリズムが開発されています。このような DNA コンピューターは、膨大な量の情報を保存し、同時に非常に多くの計算操作を高速で実行できます。
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