Acum sunt investite sume uriașe de bani în cercetarea științifică asupra CRISPR-Cas și în creșterea organelor din celule stem.
1. Secvențiere
De când oamenii de știință au descoperit că ADN-ul este principalul păstrător al informațiilor ereditare, cea mai interesantă și importantă sarcină a fost să îi „citească” mesajul.
Această oportunitate a fost oferită oamenilor de știință prin aspecttehnologii de secvențiere – determinarea secvenței ADN. De la începuturile sale la sfârșitul anilor 1970, cunoștințele în acest domeniu au avansat foarte mult. În prezent, a venit a treia generație de metode și tehnologii de secvențiere, dar scopul tuturor acestor metode este același: „să citească” lanțul ADN. Și cunoscând secvența ADN-ului, puteți afla totul despre avantajele și dezavantajele corpului, abilitățile și potențialul său. Cu alte cuvinte, astăzi este posibil să se întocmească un pașaport genetic complet. Cu toate acestea, după descifrarea secvenței ADN, este încă necesar să înțelegem exact cum modificările acesteia afectează forma / lucrul / cantitatea proteinei și proprietățile organismului. Această înțelegere va da un salt calitativ în cercetarea genetică.
2. Editarea genomului: CRISPR-Cas
În general, toată ingineria genetică ar meritaclasificat drept o descoperire în biotehnologie. Astăzi, are o serie de tehnici în arsenalul său. Dar una dintre ele atrage o atenție deosebită. După cum sa dovedit, bacteriile au propria lor „imunitate” la viruși (mai precis, la fagi - așa se numesc virușii bacterieni). Un sistem special format din proteina caspază (sau mai multe proteine) și secvențe de ADN („casete”) CRISPR luptă împotriva intrușilor din bacterii. Acest sistem recunoaște și „decupează” virusul din ADN-ul bacteriei destul de precis. Foarfece adevărate pentru ADN. Deja în timpul nostru, oamenii de știință au găsit o modalitate de a face acest sistem să funcționeze în beneficiul omului. De exemplu, cu ajutorul acestei proteine, este posibilă schimbarea intenționată a genelor cu mare precizie. În viitor, aceasta ar putea fi o descoperire în tratamentul bolilor determinate genetic și al oncologiei. Pentru a da proprietățile dorite și a scăpa de cele nedorite în plantele și animalele agricole - și aici CRISPR-Cas își va găsi aplicație.
3. Celulele stem
Celulele stem sunt acele celule care potdau naștere și se dezvoltă în alte tipuri de celule mai înalt specializate. În procesul de creștere, dezvoltare și viață al organismului, celulele suferă un proces de diferențiere, adică o specializare îngustă în structură și funcție: eritrocitul (globul roșu care transportă oxigenul), neuron (celulă nervoasă care transmite un semnal în creierul), celula beta pancreatică (cea care produce insulină) și altele. Cu toate acestea, celulele stem sunt progenitorii celulelor speciale. Dacă înveți să controlezi procesul de diferențiere, poți obține orice tip de celulă. Acest lucru, la rândul său, va face posibilă creșterea organelor (și chiar a organismelor întregi) într-o eprubetă dintr-o singură celulă luată de la persoana însăși. De exemplu, un organ pentru transplant ar putea fi obținut folosind celulele proprii ale pacientului. Astfel de organe vor fi, după cum se spune, „ca rudele”.
4. Proteze bionice
Star Wars, Fullmetal Alchemist și multe altelealte filme științifico-fantastice ne arată minunile protezelor (când un braț sau un picior mecanic înlocuiesc cu succes unul pierdut). Unele dintre ele sunt destul de reale aici și acum. Protezele bionice sau bioelectrice moderne sunt capabile să citească semnalul de la mușchii și nervii noștri, să le transmită părților mobile ale protezei și astfel să le facă să se miște după cum are nevoie proprietarul lor. Adică proteza este controlată și se mișcă aproape în același mod ca o mână umană normală, este mobilă și mult mai confortabilă decât de obicei. În plus, protezele moderne pot fi fie simple, permițând doar strângerea și desfacerea tuturor degetelor simultan, de exemplu, mâinile, fie mai complexe, permițând mișcări mai diverse ale degetelor separat. Cu o astfel de proteză este posibilă cea mai completă activitate motrică. Așa că acum oamenii care și-au pierdut un braț sau un picior (sau o parte din ele) în urma unui accident au șansa de a compensa cei pierduti și, după cum se spune, să revină la serviciu.
5. Calculator ADN
De fapt, folosind circuitul ADN, se poate șirezolva multe probleme matematice. Să ne amintim că ADN-ul este o moleculă cu lanț foarte lung constând din doar patru tipuri de unități, care pot fi denumite convențional A, T, G și C (prin primele litere ale numelui lor). Secvența acestor „litere” codifică informații despre proteine (și nu numai) și, prin urmare, întregul corp uman, care este citit și implementat în continuare. Și cu ajutorul proteinelor speciale, aceste informații pot fi, de asemenea, modificate intenționat. Ce se întâmplă dacă codificăm alte informații în acest fel? În 2019, a fost creat primul hard disk DNA. Se dezvoltă algoritmi moleculari speciali pentru programare. Un astfel de computer ADN poate stoca o cantitate imensă de informații și poate efectua simultan un număr foarte mare de operații de calcul la viteză mare.
Citeste mai mult:
Există știința în condiții extreme? Raspundem in cifre
Supervulcanul Yellowstone s-a dovedit a fi de multe ori mai periculos decât credeau oamenii de știință
Oul a fost aruncat din spațiu: uite ce s-a întâmplat cu el