12 POKROKY V BIOLOGII ZA POSLEDNÍCH 30 LET - BIOLOGIE - 2024

Biologie zaznamenala v posledních 30 letech velký pokrok. Tyto pokroky ve vědeckém světě přesahují všechny oblasti, které obklopují člověka, přímo ovlivňující pohodu a rozvoj společnosti obecně.

Jako odvětví přírodních věd se biologie zaměřuje na studium všech živých organismů. Technologické inovace každý den umožňují konkrétnější zkoumání struktur, které tvoří druh pěti přirozených království: zvíře, rostlina, monera, protista a houby.

Lidský genom. Zdroj: S laskavým svolením: Národní institut pro výzkum lidského genomu, prostřednictvím Wikimedia Commons

Tímto způsobem biologie rozšiřuje svůj výzkum a nabízí nové alternativy k různým situacím, které postihují živé bytosti. Stejně tak objevuje nové a již zaniklé druhy, které pomáhají objasnit některé otázky související s evolucí.

Jedním z hlavních úspěchů těchto pokroků je to, že se tyto znalosti rozšířily za hranice výzkumného pracovníka a dosáhly každodenního prostředí.

V současné době nejsou pojmy jako biologická rozmanitost, ekologie, protilátky a biotechnologie určeny výlučně pro použití specialistou; Jeho použití a znalosti v této oblasti jsou součástí každodenního života mnoha lidí, kteří se nezajímají o vědecký svět.

Nejvýznamnější pokroky v biologii za posledních 30 let

RNA interference

V roce 1998 byla zveřejněna řada vyšetřování týkajících se RNA. Tito říkají, že genová exprese je řízena biologickým mechanismem, nazývaným RNA interference.

Prostřednictvím tohoto RNAi je možné umlčet specifické geny genomu post-transkripčním způsobem. Toho je dosaženo pomocí malých dvouřetězcových molekul RNA.

Tyto molekuly působí blokováním translace a syntézy proteinů, ke kterým dochází v genech mRNA. Tímto způsobem by byla kontrolována činnost některých patogenů, které způsobují závažná onemocnění.

RNAi je nástroj, který má velký přínos v terapeutické oblasti. V současné době se tato technologie používá k identifikaci molekul, které mají terapeutický potenciál proti různým nemocem.

První dospělý savec klonovaný

První práce, kde byl savec naklonován, byla provedena v roce 1996 a byla provedena vědci na domestikované ženské ovci.

K provedení experimentu byly použity somatické buňky z mléčných žláz, které byly v dospělém stavu. Použitým procesem byl jaderný přenos. Výsledná ovce, pojmenovaná Dolly, rostla a vyvíjela se, dokázala se přirozeně reprodukovat bez jakýchkoli obtíží.

Mapování lidského genomu

Tento velký biologický pokrok trvalo zhmotnění více než 10 let, čehož bylo dosaženo díky příspěvkům mnoha vědců z celého světa. V roce 2000 představila skupina vědců téměř definitivní mapu lidského genomu. Definitivní verze práce byla dokončena v roce 2003.

Tato mapa lidského genomu ukazuje umístění každého z chromozomů, které obsahují všechny genetické informace o jednotlivci. Díky těmto údajům mohou specialisté znát všechny podrobnosti o genetických chorobách a jakýkoli jiný aspekt, který chtějí prozkoumat.

Kmenové buňky z kožních buněk

Před rokem 2007 byla zpracována informace, že pluripotentní kmenové buňky byly nalezeny pouze v embryonálních kmenových buňkách.

Ve stejném roce provedly dva týmy amerických a japonských vědců studii, v níž dokázaly zvrátit dospělé kožní buňky, aby mohly fungovat jako pluripotentní kmenové buňky. Ty se mohou lišit, protože se mohou stát jakýmkoli jiným typem buňky.

Objev nového procesu, kde se změní „programování“ epitelových buněk, otevírá cestu do oblasti lékařského výzkumu.

Robotické tělo končetiny ovládané mozkem

Během roku 2000 vědci z Duke University Medical Center implantovali několik elektrod do mozku opice. Účelem bylo, aby toto zvíře mohlo vykonávat kontrolu nad robotickou končetinou, což mu umožnilo shromažďovat jídlo.

V roce 2004 byla vyvinuta neinvazivní metoda s cílem zachytit vlny přicházející z mozku a použít je k řízení biomedicínských zařízení. Bylo to v roce 2009, kdy se Pierpaolo Petruzziello stal první lidskou bytostí, která s robotickou rukou mohla provádět složité pohyby.

Toho byl schopen dosáhnout pomocí neurologických signálů z jeho mozku, které byly přijaty nervy v jeho paži.

Úprava genomové základny

Vědci vyvinuli přesnější techniku ​​než genovou editaci a opravili mnohem menší segmenty genomu: základy. Díky tomu mohou být DNA a RNA báze nahrazeny a řešit některé specifické mutace, které by mohly souviset s nemocemi.

CRISPR 2.0 může nahradit jednu ze zásad beze změny struktury DNA nebo RNA. Specialistům se podařilo změnit adenin (A) na guanin (G), „oklamat“ jejich buňky do opravy DNA.

Tímto způsobem se základny AT staly párem GC. Tato technika přepisuje chyby v genetickém kódu, aniž by bylo nutné řezat a nahrazovat celé oblasti DNA.

Nová imunoterapie proti rakovině

Tato nová terapie je založena na napadení DNA orgánu, který má rakovinné buňky. Nový lék stimuluje imunitní systém a používá se v případech melanomu.

Může být také použit u nádorů, jejichž rakovinné buňky mají takzvaný „nedostatek opravy chyb v opravě“. V tomto případě imunitní systém rozpoznává tyto buňky jako cizí a vylučuje je.

Droga byla schválena americkým úřadem pro potraviny a léčiva (FDA).

Genová terapie

Jednou z nejčastějších genetických příčin úmrtí kojenců je spinální svalová atrofie typu 1. Tito novorozenci postrádají protein v motorických neuronech míchy. To způsobí, že svaly oslabí a přestane dýchat.

Děti s touto nemocí mají novou možnost, jak zachránit své životy. Je to technika, která inkorporuje chybějící gen v míšních neuronech. Messenger je neškodný virus zvaný adeno-asociovaný virus (AAV).

Genová terapie AAV9, která nemá proteinový gen v neuronech v míše, se podává intravenózně. Ve vysokém procentu případů, kdy byla tato terapie aplikována, byly děti schopny jíst, sedět, mluvit a některé dokonce běžet.

Lidský inzulín pomocí technologie rekombinantní DNA

Produkce lidského inzulínu pomocí technologie rekombinantní DNA představuje významný pokrok v léčbě pacientů s diabetem. První klinické studie s rekombinantním lidským inzulínem u lidí začaly v roce 1980.

To bylo provedeno oddělenou produkcí řetězců A a B molekuly inzulínu a jejich kombinací pomocí chemických technik. Nyní je rekombinantní proces odlišný od roku 1986. Lidské genetické kódování proinzulinu je vloženo do buněk Escherichia coli.

Tito jsou pak kultivováni fermentací k produkci proinsulin. Linkerový peptid se enzymaticky štěpí z proinzulinu za vzniku lidského inzulínu.

Výhodou tohoto typu inzulínu je, že má rychlejší účinek a nižší imunogenitu než vepřové nebo hovězí maso.

Transgenní rostliny

V roce 1983 byly vypěstovány první transgenní rostliny.

Po 10 letech byla první geneticky modifikovaná rostlina uvedena na trh ve Spojených státech a o dva roky později vstoupila na evropský trh rajčatová pasta vyrobená z geneticky modifikované rostliny.

Od té chvíle se v rostlinách po celém světě každý rok zaznamenávají genetické modifikace. Tato transformace rostlin se provádí procesem genetické transformace, kde se vkládá exogenní genetický materiál

Základem těchto procesů je univerzální povaha DNA obsahující genetické informace o většině živých organismů.

Tyto rostliny se vyznačují jednou nebo více z následujících vlastností: tolerance k herbicidům, rezistence vůči škůdcům, modifikované aminokyseliny nebo složení tuku, samčí sterilita, změna barvy, pozdní zrání, vložení selekčního markeru nebo rezistence na virové infekce.

Objev 79. orgánu lidského těla

Ačkoli to Leonardo Da Vinci popsal již před více než 500 lety, biologie a anatomie považovaly mezentérii za jednoduchý záhyb tkáně, bez jakéhokoli lékařského významu.

V roce 2017 však věda považovala mezentérii za 79. orgán, takže byla přidána k Grayově anatomii, referenční příručce pro anatomisty.

Důvod je ten, že vědci nyní považují mezentérii za orgán, který tvoří dvojnásobný záhyb pobřišnice, což je spojení mezi střevem a břišní stěnou.

Jakmile je klasifikován jako orgán, je nyní třeba provést další výzkum týkající se jeho skutečné důležitosti v anatomii člověka a toho, jak může pomoci diagnostikovat určité choroby nebo provádět méně invazivní operace.

Darování orgánů ustoupí 3D tisku

3D tisk je jedním z nejdůležitějších vědeckých poznatků posledních desetiletí, zejména na praktické úrovni, protože je nástrojem, který mění mnoho ekonomických odvětví a velkou část vědeckého výzkumu.

Jedním z využití, o kterém se již uvažuje, je masivní vývoj orgánů, protože pokrok by mohl umožnit reprodukci komplexních lidských tkání k jejich chirurgickému zavedení.

Reference

1. SINC (2019) Deset vědeckých pokroků roku 2017, které změnily svět en
2. Bruno Martín (2019). Cena pro biologa, který objevil lidskou symbiózu s bakteriemi. Země. Obnoveno z elpais.com.
3. Mariano Artigas (1991). Nové pokroky v molekulární biologii: inteligentní geny. Skupina vědy, rozumu a víry. University of Navarra. Obnoveno z.unav.edu.
4. Kaitlin Goodrich (2017). 5 Důležitý průlom v biologii za posledních 25 let. Mozek stvol. Obnoveno z webu brainscape.com
5. Národní akademie věd strojírenské medicíny (2019). Poslední pokroky ve vývojové biologii. Obnoveno z nap.edu.
6. Emily Mullin (2017). CRISPR 2.0, schopný editovat jednu DNA základnu, mohl vyléčit desítky tisíc mutací. Přezkum technologie MIT. Obnoveno z technologyreview.es.