Didžiulės pinigų sumos dabar investuojamos į mokslinius CRISPR-Cas tyrimus ir organų auginimą iš kamieninių ląstelių.
1. Eiliškumas
Nuo tada, kai mokslininkai išsiaiškino, kad DNR yra pagrindinė paveldimos informacijos saugotoja, įdomiausia ir svarbiausia užduotis buvo „perskaityti“ jos žinutę.
Tokią galimybę mokslininkams suteikė išvaizdasekos nustatymo technologijos – DNR sekos nustatymas. Nuo pat įkūrimo 1970-ųjų pabaigoje žinios šioje srityje labai pažengė į priekį. Šiuo metu atėjo trečioji sekos nustatymo metodų ir technologijų karta, tačiau visų šių metodų tikslas yra tas pats: „perskaityti“ DNR grandinę. O žinant DNR seką, galima sužinoti viską apie kūno privalumus ir trūkumus, jo galimybes ir potencialą. Kitaip tariant, šiandien galima surašyti visą genetinį pasą. Nepaisant to, iššifravus DNR seką, dar reikia tiksliai suprasti, kaip jos pokyčiai įtakoja baltymo formą/darbą/kiekį ir organizmo savybes. Būtent toks supratimas duos kokybinį genetinių tyrimų šuolį.
2. Genomo redagavimas: CRISPR-Cas
Apskritai visa genų inžinerija būtų vertaklasifikuojamas kaip biotechnologijų proveržis. Šiandien jos arsenale yra daugybė technikų. Tačiau vienas iš jų pritraukia ypatingą dėmesį. Kaip paaiškėjo, bakterijos turi savo „imunitetą“ virusams (tiksliau, fagams – taip vadinami bakteriniai virusai). Speciali sistema, susidedanti iš kaspazės baltymo (arba kelių baltymų) ir DNR sekų ("kasečių") CRISPR kovoja su įsibrovėliais į bakterijas. Ši sistema gana tiksliai atpažįsta ir „išpjauna“ virusą iš bakterijos DNR. Tikros žirklės DNR. Jau mūsų laikais mokslininkai rado būdą, kaip priversti šią sistemą veikti žmogaus labui. Pavyzdžiui, šio baltymo pagalba galima tikslingai itin tiksliai keisti genus. Ateityje tai gali būti proveržis gydant genetiškai nulemtas ligas ir onkologiją. Suteikti norimas savybes ir atsikratyti nepageidaujamų žemės ūkio augalų ir gyvūnų – čia CRISPR-Cas ras pritaikymą.
3. Kamieninės ląstelės
Kamieninės ląstelės yra tos ląstelės, kurios galisukelti ir vystytis į kitus labiau specializuotus ląstelių tipus. Kūno augimo, vystymosi ir gyvenimo procese ląstelėse vyksta diferenciacijos procesas, tai yra siaura struktūra ir funkcijos specializacija: eritrocitai (raudonieji kraujo kūneliai, pernešantys deguonį), neuronas (nervų ląstelė, perduodanti signalą smegenys), kasos beta ląstelė (kuri gamina insuliną) ir kt. Tačiau kamieninės ląstelės yra specialių ląstelių pirmtakės. Jei išmoksite valdyti diferenciacijos procesą, galite gauti bet kokio tipo ląsteles. Tai savo ruožtu leis iš vienos ląstelės, paimtos iš paties žmogaus, mėgintuvėlyje išauginti organus (ir net ištisus organizmus). Pavyzdžiui, organą transplantacijai galima gauti naudojant paties paciento ląsteles. Tokie organai bus, kaip sakoma, „kaip giminės“.
4. Bioniniai protezai
„Žvaigždžių karai“, „Fullmetal Alchemist“ ir ktkituose mokslinės fantastikos filmuose mums rodomi protezavimo stebuklai (kai mechaninė ranka ar koja sėkmingai pakeičia prarastą). Kai kurie iš jų yra gana tikroviški čia ir dabar. Šiuolaikiniai bioniniai ar bioelektriniai protezai geba nuskaityti signalą iš mūsų raumenų ir nervų, perduoti juos į judančias protezo dalis ir taip priversti juos judėti taip, kaip reikia jų savininkui. Tai yra, protezas yra valdomas ir juda beveik taip pat, kaip ir įprasta žmogaus ranka, yra mobilus ir daug patogesnis nei įprastai. Be to, šiuolaikiniai protezai gali būti arba paprasti, leidžiantys iš karto suspausti ir atspausti visus pirštus, pavyzdžiui, rankas, arba sudėtingesni, leidžiantys atskirai atlikti įvairesnius pirštų judesius. Su tokiu protezu galima maksimaliai išbaigta motorinė veikla. Tad dabar rankos ar kojos (ar dalies) dėl nelaimingo atsitikimo netekę žmonės turi galimybę kompensuoti prarastą ir, kaip sakoma, grįžti į pareigas.
5. DNR kompiuteris
Tiesą sakant, naudojant DNR grandinę, taip pat galimaišspręsti daugybę matematinių uždavinių. Prisiminkime, kad DNR yra labai ilgos grandinės molekulė, susidedanti tik iš keturių tipų vienetų, kurie sutartinai gali būti žymimi A, T, G ir C (pirmomis jų pavadinimų raidėmis). Šių „raidžių“ seka koduoja informaciją apie baltymus (ir ne tik), taigi ir visą žmogaus kūną, kuri yra skaitoma ir įgyvendinama toliau. O specialių baltymų pagalba šią informaciją galima ir tikslingai keisti. O jei tokiu būdu užkoduotume bet kokią kitą informaciją? 2019 m. buvo sukurtas pirmasis DNR kietasis diskas. Kuriami specialūs molekuliniai programavimo algoritmai. Toks DNR kompiuteris gali saugoti didžiulį kiekį informacijos ir vienu metu dideliu greičiu atlikti labai daug skaičiavimo operacijų.
Skaityti daugiau:
Ar mokslas egzistuoja ekstremaliomis sąlygomis? Atsakome skaičiais
Jeloustouno supervulkanas pasirodė daug kartų pavojingesnis, nei manė mokslininkai
Kiaušinis buvo numestas iš kosmoso: pažiūrėkite, kas jam nutiko