Det investeres nå enorme mengder penger i vitenskapelig forskning på CRISPR-Cas og dyrking av organer fra stamceller.
1. Sekvensering
Siden forskere oppdaget at DNA er hovedbeholderen av arvelig informasjon, har den mest interessante og viktigste oppgaven vært å "lese" budskapet.
Denne muligheten ble gitt til forskere av utseendetsekvenseringsteknologier - bestemme DNA-sekvensen. Siden oppstarten på slutten av 1970-tallet har kunnskapen på dette feltet utviklet seg kraftig. Foreløpig har tredje generasjon av sekvenseringsmetoder og teknologier kommet, men målet med alle disse metodene er det samme: å "lese" DNA-kjeden. Og når du kjenner DNA-sekvensen, kan du lære alt om fordeler og ulemper ved kroppen, dens evner og potensial. I dag er det med andre ord mulig å lage et komplett genetisk pass. Likevel, etter å ha dechiffrert DNA-sekvensen, er det fortsatt nødvendig å forstå nøyaktig hvordan endringer i den påvirker formen / arbeidet / mengden av proteinet og egenskapene til organismen. Det er denne forståelsen som vil gi et kvalitativt sprang i genetisk forskning.
2. Genomredigering: CRISPR-Cas
Generelt vil all genteknologi være verdtklassifisert som et gjennombrudd innen bioteknologi. I dag har den en rekke teknikker i sitt arsenal. Men en av dem vekker spesiell oppmerksomhet. Som det viste seg, har bakterier sin egen "immunitet" mot virus (mer presist mot fager - det er det bakterielle virus kalles). Et spesielt system bestående av kaspaseproteinet (eller flere proteiner) og DNA-sekvenser («kassetter») CRISPR bekjemper inntrengere i bakterier. Dette systemet gjenkjenner og "kutter ut" viruset fra bakteriens DNA ganske nøyaktig. Ekte saks for DNA. Allerede i vår tid har forskere funnet en måte å få dette systemet til å fungere til fordel for mennesket. For eksempel, ved hjelp av dette proteinet er det mulig å målbevisst endre gener med stor presisjon. I fremtiden kan dette bli et gjennombrudd i behandlingen av genetisk betingede sykdommer og onkologi. For å gi de ønskede egenskapene og bli kvitt uønskede i landbrukets planter og dyr - og her vil CRISPR-Cas finne anvendelse.
3. Stamceller
Stamceller er de cellene som kangi opphav til og utvikle seg til andre mer høyt spesialiserte celletyper. I prosessen med vekst, utvikling og liv i kroppen gjennomgår cellene en differensieringsprosess, det vil si en smal spesialisering i struktur og funksjon: erytrocytt (rød blodcelle som bærer oksygen), nevron (nervecelle som overfører et signal i hjernen), betacellen i bukspyttkjertelen (den som produserer insulin) og andre. Imidlertid er stamceller stamceller til spesielle celler. Hvis du lærer å kontrollere prosessen med differensiering, kan du få hvilken som helst type celle. Dette vil igjen gjøre det mulig å dyrke organer (og til og med hele organismer) i et reagensrør fra en enkelt celle tatt fra personen selv. For eksempel kan et organ for transplantasjon fås ved bruk av pasientens egne celler. Slike organer vil være, som de sier, "som slektninger."
4. Bioniske proteser
Star Wars, Fullmetal Alchemist og merandre science fiction-filmer viser oss underverkene til proteser (når en mekanisk arm eller et ben erstatter en tapt en). Noen av dem er ganske ekte her og nå. Moderne bioniske eller bioelektriske proteser er i stand til å lese signalet fra musklene og nervene våre, overføre dem til de bevegelige delene av protesen og dermed få dem til å bevege seg etter behov. Det vil si at protesen er kontrollert og beveger seg på nesten samme måte som en vanlig menneskehånd, den er mobil og mye mer komfortabel enn vanlig. Moderne proteser kan dessuten enten være enkle, slik at de bare kan klemme og løsne alle fingrene på en gang, for eksempel hender, eller mer komplekse, noe som tillater flere forskjellige fingerbevegelser separat. Med en slik protese er den mest komplette motoriske aktiviteten mulig. Så nå har folk som har mistet en arm eller et ben (eller deler av dem) som følge av en ulykke en sjanse til å kompensere for det tapte og, som de sier, komme tilbake til tjeneste.
5. DNA-datamaskin
Faktisk kan man også bruke DNA-kretsenløse mange matematiske problemer. La oss huske at DNA er et veldig langkjedet molekyl som består av bare fire typer enheter, som konvensjonelt kan betegnes A, T, G og C (med de første bokstavene i navnene deres). Sekvensen til disse "bokstavene" koder for informasjon om proteiner (og ikke bare), og derfor hele menneskekroppen, som leses og implementeres videre. Og ved hjelp av spesielle proteiner kan denne informasjonen også målrettet endres. Hva om vi koder annen informasjon på denne måten? I 2019 ble den første DNA-harddisken laget. Spesielle molekylære algoritmer for programmering er under utvikling. En slik DNA-datamaskin kan lagre en enorm mengde informasjon og samtidig utføre et veldig stort antall beregningsoperasjoner i høy hastighet.
Les mer:
Finnes vitenskap under ekstreme forhold? Vi svarer i tall
Supervulkanen Yellowstone viste seg å være mange ganger farligere enn forskerne trodde
Egget ble sluppet fra verdensrommet: se hva som skjedde med det