Er worden nu enorme bedragen geïnvesteerd in wetenschappelijk onderzoek naar CRISPR-Cas en het kweken van organen uit stamcellen.
1. Volgorde
Sinds wetenschappers ontdekten dat DNA de belangrijkste bewaarder van erfelijke informatie is, is de meest interessante en belangrijkste taak het ‘lezen’ van de boodschap ervan.
Deze mogelijkheid werd door het uiterlijk aan wetenschappers gebodensequencing-technologieën - het bepalen van de DNA-sequentie. Sinds de start eind jaren zeventig is de kennis op dit gebied enorm vooruitgegaan. Momenteel is de derde generatie sequencing-methoden en -technologieën aangebroken, maar het doel van al deze methoden is hetzelfde: de DNA-keten "lezen". En als je de DNA-sequentie kent, kun je alles leren over de voor- en nadelen van het lichaam, zijn mogelijkheden en potentieel. Met andere woorden, het is vandaag mogelijk om een volledig genetisch paspoort op te stellen. Desalniettemin is het na het ontcijferen van de DNA-sequentie nog steeds nodig om precies te begrijpen hoe veranderingen daarin de vorm / het werk / de hoeveelheid van het eiwit en de eigenschappen van het organisme beïnvloeden. Het is dit inzicht dat een kwalitatieve sprong voorwaarts zal maken in genetisch onderzoek.
2. Genoombewerking: CRISPR-Cas
Over het algemeen zou alle genetische manipulatie de moeite waard zijngeclassificeerd als een doorbraak in de biotech. Tegenwoordig heeft het een aantal technieken in zijn arsenaal. Maar een van hen trekt speciale aandacht. Het bleek dat bacteriën hun eigen "immuniteit" hebben voor virussen (meer precies, voor fagen - zo worden bacteriële virussen genoemd). Een speciaal systeem bestaande uit het caspase-eiwit (of meerdere eiwitten) en DNA-sequenties (“cassettes”) CRISPR bestrijdt indringers in bacteriën. Dit systeem herkent en "knipt" het virus vrij nauwkeurig uit het DNA van de bacterie. Echte schaar voor DNA. Al in onze tijd hebben wetenschappers een manier gevonden om dit systeem te laten werken ten voordele van de mens. Met behulp van dit eiwit is het bijvoorbeeld mogelijk om met grote precisie genen doelbewust te veranderen. In de toekomst zou dit een doorbraak kunnen betekenen in de behandeling van genetisch bepaalde ziekten en oncologie. Om de gewenste eigenschappen te geven en ongewenste eigenschappen te verwijderen in landbouwplanten en -dieren - en hier zal CRISPR-Cas toepassing vinden.
3. Stamcellen
Stamcellen zijn die cellen die dat wel kunnenaanleiding geven tot en zich ontwikkelen tot andere, meer gespecialiseerde celtypen. In het proces van groei, ontwikkeling en leven van het lichaam ondergaan cellen een proces van differentiatie, dat wil zeggen een beperkte specialisatie in structuur en functie: erytrocyt (rode bloedcel die zuurstof transporteert), neuron (zenuwcel die een signaal in de hersenen), bètacel van de pancreas (degene die insuline aanmaakt) en andere. Stamcellen zijn echter de voorlopers van speciale cellen. Als je het differentiatieproces leert beheersen, kun je elk type cel krijgen. Dit zal het op zijn beurt mogelijk maken om organen (en zelfs hele organismen) in een reageerbuis te laten groeien uit een enkele cel die van de persoon zelf is afgenomen. Zo zou een orgaan voor transplantatie kunnen worden verkregen met behulp van de eigen cellen van de patiënt. Dergelijke organen zullen, zoals ze zeggen, "als familieleden" zijn.
4. Bionische prothesen
Star Wars, Fullmetal Alchemist en meerandere sciencefictionfilms laten ons de wonderen van protheses zien (wanneer een mechanische arm of been met succes een verloren arm of been vervangt). Sommigen van hen zijn heel echt hier en nu. Moderne bionische of bio-elektrische prothesen zijn in staat om het signaal van onze spieren en zenuwen te lezen, ze door te geven aan de bewegende delen van de prothese en ze zo te laten bewegen zoals hun eigenaar dat nodig heeft. Dat wil zeggen, de prothese wordt gecontroleerd en beweegt op bijna dezelfde manier als een normale menselijke hand, hij is mobiel en veel comfortabeler dan normaal. Bovendien kunnen moderne prothesen ofwel eenvoudig zijn, waardoor alleen alle vingers tegelijk kunnen worden samengedrukt en losgemaakt, bijvoorbeeld handen, of complexer, waardoor meer verschillende vingerbewegingen afzonderlijk mogelijk zijn. Met zo'n prothese is de meest complete motoriek mogelijk. Dus nu hebben mensen die een arm of been (of een deel daarvan) hebben verloren als gevolg van een ongeval, de kans om het verlorene te compenseren en, zoals ze zeggen, weer aan het werk te gaan.
5. DNA-computer
In feite kan dat ook met behulp van het DNA-circuitveel wiskundige problemen oplossen. Laten we ons herinneren dat DNA een molecuul met een zeer lange keten is dat uit slechts vier soorten eenheden bestaat, die conventioneel kunnen worden aangeduid met A, T, G en C (aan de hand van de eerste letters van hun naam). De volgorde van deze "letters" codeert informatie over eiwitten (en niet alleen), en dus over het hele menselijke lichaam, dat verder wordt gelezen en geïmplementeerd. En met behulp van speciale eiwitten kan deze informatie ook doelbewust worden gewijzigd. Wat als we andere informatie op deze manier coderen? In 2019 werd de eerste DNA-harde schijf gemaakt. Er worden speciale moleculaire algoritmen voor programmeren ontwikkeld. Zo'n DNA-computer kan een enorme hoeveelheid informatie opslaan en tegelijkertijd met hoge snelheid een zeer groot aantal rekenbewerkingen uitvoeren.
Lees verder:
Bestaat wetenschap in extreme omstandigheden? We antwoorden in cijfers
De supervulkaan Yellowstone bleek vele malen gevaarlijker dan wetenschappers dachten
Het ei is uit de ruimte gedropt: kijk wat ermee is gebeurd