Зараз величезні кошти вкладаються в дослідження CRISPR-Cas і культивування органів стовбурових рослин
1. Секвенування
З тих пір, як вчені виявили, що ДНК є основним сховищем спадкової інформації, найцікавішим і найважливішим завданням стало «прочитання» її послання.
Таку можливість надала вченим появатехнології секвенування – визначення послідовності ДНК. З моменту появи наприкінці 1970-х років у цій галузі знання пішли дуже вперед. В даний час прийшло вже третє покоління методів і технологій секвенування, але ціль усіх цих методик одна: «прочитати» ланцюжок ДНК. А знаючи послідовність ДНК, можна дізнатися все про переваги і недоліки організму, його здібності та потенціал. Іншими словами, вже сьогодні можна скласти повний генетичний паспорт. Тим не менш, після розшифрування послідовності ДНК потрібно ще зрозуміти, як саме зміни в ній впливають на форму/роботу/кількість білка та властивості організму. Саме це розуміння і дасть якісний стрибок у генетичних дослідженнях.
2. Редагування геному: CRISPR-Cas
Взагалі всю генетичну інженерію варто було бвіднести до розряду прориву в біотеху. На сьогодні в її арсеналі є ціла низка методик. Але одна з них привертає особливу увагу. Як виявилося, бактерії мають свій «імунітет» до вірусів (точніше, до фагів — так називають віруси бактерій). З непроханими гостями в бактеріях бореться спеціальна система, що складається з каспази білка (або декількох білків) і послідовностей ДНК (касет) CRISPR. Ця система дізнається і досить точно "вирізає" вірус із ДНК бактерії. Справжні ножиці для ДНК. Вже нашого часу вчені знайшли спосіб змусити працювати цю систему на благо людини. Наприклад, за допомогою цього білка можна цілеспрямовано змінювати гени з великою точністю. Надалі це може стати проривом у лікуванні генетично обумовлених захворювань та онкології. Надавати бажані властивості та позбавлятися небажаних у сільськогосподарських рослин та тварин — і тут CRISPR-Cas знайде застосування.
3. Стовбурові клітини
Стовбуровими називають такі клітини, які можутьдати початок і розвинутися інші більш вузькоспеціалізовані типи клітин. У процесі зростання, розвитку та життя організму клітини зазнають процес диференціювання, тобто вузької спеціалізації по будові та функції: еритроцит (червона клітина крові, яка переносить кисень), нейрон (нервова клітина, що передає сигнал у мозку), бета-клітина підшлункової залози ( та сама, яка виробляє інсулін) та інші. Проте прабатьківницями спеціальних клітин є саме стовбурові. Якщо навчитися керувати процесом диференціювання, можна отримати будь-які типи клітин. Це, своєю чергою, дозволить вирощувати органи (і навіть цілі організми) у пробірці з однієї клітини, взятої від самої людини. Наприклад, орган для пересадки можна буде одержати, використовуючи власні клітини пацієнта. Такі органи будуть, як то кажуть, «як рідні».
4. Біонічні протези
«Зоряні війни», «Сталевий алхімік» та багатоінші фантастичні фільми демонструють нам дива протезування (коли механічна рука чи нога успішно замінює втрачену власну). Деякі їх цілком реальні тут і зараз. Сучасні біонічні або біоелектричні протези здатні зчитувати сигнал від наших м'язів і нервів, передавати їх у рухомі частини протеза і таким чином змушувати їх рухатися так, як потрібно їхньому власнику. Тобто протез управляється і рухається майже так само, як і нормальна людська рука, він рухливий і набагато комфортніший за звичайний. Причому сучасні протези можуть бути як прості, що дозволяють тільки стискати і розтискати відразу всі пальці, наприклад, руки, так і більш складні, що дозволяють більш різноманітні рухи пальців окремо. З таким протезом можлива повноцінна рухова активність. Тож тепер люди, внаслідок нещасного випадку втратили руки або ноги (або їхні частини), мають шанс компенсувати втрачене і, що називається, повернутися в стрій.
5. ДНК-комп'ютер
Насправді, використовуючи схему ДНК, можна такожвирішувати безліч математичних завдань. Нагадаємо, що ДНК - це дуже довга молекула-ланцюжок, що складається всього з чотирьох типів ланок, які умовно можна позначити А, Т, Г і Ц (за першими літерами їх назв). У послідовності цих «літер» закодована інформація про білки (і не тільки), а, отже, і все тіло людини, яка зчитується і реалізується далі. А за допомогою спеціальних білків ця інформація може також цілеспрямовано змінюватись. Що, якщо так закодувати будь-яку іншу інформацію? У 2019 році було створено перший ДНК-жорсткий диск. Розробляються спеціальні молекулярні алгоритми програмування. Такий ДНК-комп'ютер може зберігати величезну кількість інформації і одночасно робити дуже велику кількість операцій-обчислень з високою швидкістю.
Читати далі:
Чи існує наука в екстремальних умовах? Відповідаємо у цифрах
Супервулкан Йеллоустоун виявився в рази небезпечнішим, ніж вважали вчені
Яйце скинули з космосу: подивіться, що сталося з ним.