Stora summor pengar investeras nu i vetenskaplig forskning kring CRISPR-Cas och odling av organ från stamceller.
1. Sekvensering
Sedan forskare upptäckte att DNA är den huvudsakliga innehavaren av ärftlig information, har den mest intressanta och viktigaste uppgiften varit att "läsa" dess budskap.
Denna möjlighet gavs till forskare genom utseendetsekvenseringsteknologier - bestämma DNA-sekvensen. Sedan starten i slutet av 1970-talet har kunskapen inom detta område utvecklats mycket. För närvarande har den tredje generationen av sekvenseringsmetoder och teknologier kommit, men målet för alla dessa metoder är detsamma: att "läsa" DNA-kedjan. Och genom att känna till DNA-sekvensen kan du lära dig allt om kroppens fördelar och nackdelar, dess förmågor och potential. Det är med andra ord idag möjligt att upprätta ett fullständigt genetiskt pass. Ändå, efter att ha dechiffrerat DNA-sekvensen, är det fortfarande nödvändigt att förstå exakt hur förändringar i den påverkar formen / arbetet / mängden av proteinet och organismens egenskaper. Det är denna förståelse som kommer att ge ett kvalitativt språng i genetisk forskning.
2. Genomredigering: CRISPR-Cas
I allmänhet skulle all genteknik vara värdklassas som ett genombrott inom bioteknik. Idag har den ett antal tekniker i sin arsenal. Men en av dem väcker särskild uppmärksamhet. Som det visade sig har bakterier sin egen "immunitet" mot virus (mer exakt mot fager - det är vad bakterievirus kallas). Ett speciellt system bestående av kaspasproteinet (eller flera proteiner) och DNA-sekvenser (”kassetter”) CRISPR bekämpar inkräktare i bakterier. Detta system känner igen och "klipper ut" viruset från bakteriens DNA ganska exakt. Riktig sax för DNA. Redan i vår tid har forskare hittat ett sätt att få detta system att fungera till gagn för människan. Till exempel, med hjälp av detta protein, är det möjligt att målmedvetet förändra gener med stor precision. I framtiden kan detta bli ett genombrott i behandlingen av genetiskt betingade sjukdomar och onkologi. För att ge önskade egenskaper och bli av med oönskade i jordbrukets växter och djur - och här hittar CRISPR-Cas tillämpning.
3. Stamceller
Stamceller är de celler som kange upphov till och utvecklas till andra mer högspecialiserade celltyper. I kroppens tillväxt, utveckling och liv genomgår celler en differentieringsprocess, det vill säga en snäv specialisering i struktur och funktion: erytrocyt (röda blodkroppar som bär syre), neuron (nervcell som sänder en signal i hjärnan), betacellen i bukspottkörteln (den som producerar insulin) och andra. Stamceller är dock stamceller till speciella celler. Om du lär dig att kontrollera differentieringsprocessen kan du få vilken typ av cell som helst. Detta kommer i sin tur att göra det möjligt att odla organ (och till och med hela organismer) i ett provrör från en enda cell som tas från personen själv. Till exempel kan ett organ för transplantation erhållas med hjälp av patientens egna celler. Sådana organ kommer att vara, som de säger, "som släktingar".
4. Bioniska proteser
Star Wars, Fullmetal Alchemist och merandra science fiction-filmer visar oss protetikens underverk (när en mekanisk arm eller ben framgångsrikt ersätter en förlorad). Vissa av dem är ganska verkliga här och nu. Moderna bioniska eller bioelektriska proteser kan läsa signalen från våra muskler och nerver, överföra dem till de rörliga delarna av protesen och på så sätt få dem att röra sig som ägaren behöver. Det vill säga att protesen är kontrollerad och rör sig på nästan samma sätt som en vanlig mänsklig hand, den är rörlig och mycket bekvämare än vanligt. Dessutom kan moderna proteser antingen vara enkla, vilket bara tillåter att klämma och lossa alla fingrar på en gång, till exempel händer, eller mer komplexa, vilket tillåter fler olika fingerrörelser separat. Med en sådan protes är den mest kompletta motoriska aktiviteten möjlig. Så nu har människor som tappat en arm eller ett ben (eller en del av dem) till följd av en olycka chans att kompensera för det förlorade och, som man säger, återgå till tjänst.
5. DNA-dator
I själva verket kan man också använda DNA-kretsenlösa många matematiska problem. Låt oss komma ihåg att DNA är en mycket långkedjig molekyl som består av endast fyra typer av enheter, som konventionellt kan betecknas A, T, G och C (med de första bokstäverna i deras namn). Sekvensen av dessa "bokstäver" kodar för information om proteiner (och inte bara), och därför hela människokroppen, som läses och implementeras vidare. Och med hjälp av speciella proteiner kan även denna information målmedvetet ändras. Vad händer om vi kodar annan information på detta sätt? 2019 skapades den första DNA-hårddisken. Särskilda molekylära algoritmer för programmering håller på att utvecklas. En sådan DNA-dator kan lagra en enorm mängd information och samtidigt utföra ett mycket stort antal beräkningsoperationer i hög hastighet.
Läs mer:
Finns vetenskap under extrema förhållanden? Vi svarar i siffror
Supervulkanen Yellowstone visade sig vara många gånger farligare än forskarna trodde
Ägget tappades från rymden: se vad som hände med det