10 Εξελίξεις στη βιολογία τα τελευταία 30 χρόνια

Η βιολογία έχει σημειώσει μεγάλη πρόοδο τα τελευταία 30 χρόνια. Αυτές οι προόδους στον επιστημονικό κόσμο ξεπερνούν όλα τα πεδία που περιβάλλουν τον άνθρωπο, επηρεάζοντας άμεσα την ευημερία και την ανάπτυξη της κοινωνίας εν γένει.

Ως κλάδος των φυσικών επιστημών, η βιολογία εστιάζει το ενδιαφέρον της στη μελέτη όλων των ζωντανών οργανισμών. Κάθε μέρα, οι τεχνολογικές καινοτομίες καταστεί δυνατή η ειδικότερη έρευνα δομές είδη των πέντε φυσικών βασιλείων που αποτελούν: ζωικό, φυτικό, Monera, πρώτιστα και μύκητες.

Με αυτόν τον τρόπο, η βιολογία ενισχύει την έρευνά της και προσφέρει νέες εναλλακτικές λύσεις στις διαφορετικές καταστάσεις που πλήττουν τα ζωντανά όντα. Κατά τον ίδιο τρόπο, κάνει ανακαλύψεις νέων ειδών και εξαφανισμένων ειδών, τα οποία συμβάλλουν στην αποσαφήνιση ορισμένων ζητημάτων που σχετίζονται με την εξέλιξη.

Ένα από τα κύρια επιτεύγματα αυτών των προόδων είναι ότι αυτή η γνώση έχει εξαπλωθεί πέρα ​​από τα σύνορα του ερευνητή, φτάνοντας στο καθημερινό πεδίο εφαρμογής.

Επί του παρόντος, όροι όπως η βιοποικιλότητα, η οικολογία, τα αντισώματα και η βιοτεχνολογία δεν χρησιμοποιούνται αποκλειστικά για τον ειδικό. η απασχόλησή του και η γνώση αυτού του θέματος είναι μέρος της καθημερινής ζωής πολλών ανθρώπων που δεν είναι αφιερωμένοι στον επιστημονικό κόσμο.

Οι περισσότερες σημαντικές προόδους στη βιολογία τα τελευταία 30 χρόνια

RNA παρεμβολής

Το 1998, δημοσιεύθηκε μια σειρά από έρευνες σχετικές με το RNA. Σε αυτά επιβεβαιώνουν ότι η γονιδιακή έκφραση ελέγχεται από έναν βιολογικό μηχανισμό, που ονομάζεται RNA παρεμβολής.

Μέσα από αυτό το RNAi, γονίδια ειδικά για ένα γονιδίωμα μπορούν να σιγήσουν μετά την μεταγραφή. Αυτό επιτυγχάνεται με μικρά μόρια δίκλωνου RNA.

Αυτά τα μόρια δρουν μπλοκάροντας εγκαίρως τη μετάφραση και τη σύνθεση των πρωτεϊνών, η οποία εμφανίζεται στα γονίδια mRNA. Με αυτόν τον τρόπο, η δράση ορισμένων παθογόνων που προκαλούν σοβαρές ασθένειες θα ελέγχεται.

Το RNAi είναι ένα εργαλείο που έχει μεγάλη συμβολή στον θεραπευτικό τομέα. Επί του παρόντος, αυτή η τεχνολογία εφαρμόζεται για την αναγνώριση μορίων που έχουν θεραπευτικό δυναμικό έναντι διαφόρων ασθενειών.

Το πρώτο θηλαστικό ενήλικα κλωνοποιήθηκε

Το πρώτο έργο όπου κλωνοποιήθηκε ένα θηλαστικό πραγματοποιήθηκε το 1996, πραγματοποιήθηκε από επιστήμονες σε ένα θηλυκό πρόβατο.

Για να εκτελεστεί το πείραμα, χρησιμοποιήθηκαν σωματικά κύτταρα των μαστικών αδένων που ήταν σε ενήλικη κατάσταση. Η διαδικασία που χρησιμοποιήθηκε ήταν η μεταφορά πυρηνικών. Τα προερχόμενα πρόβατα, που ονομάζονται Dolly, αναπτύχθηκαν και αναπτύχθηκαν, έχοντας τη δυνατότητα αναπαραγωγής φυσικά χωρίς οποιαδήποτε ταλαιπωρία.

Χαρτογράφηση του ανθρώπινου γονιδιώματος

Αυτή η βιολογική ανακάλυψη χρειάστηκε περισσότερα από 10 χρόνια για να υλοποιηθεί, κάτι που επιτεύχθηκε χάρη στις συμβολές πολλών επιστημόνων παγκοσμίως. Το 2000, μια ομάδα ερευνητών παρουσίασε ένα σχεδόν οριστικό περίγραμμα του χάρτη του ανθρώπινου γονιδιώματος. Η τελική έκδοση του έργου ολοκληρώθηκε το 2003.

Αυτός ο χάρτης του ανθρώπινου γονιδιώματος δείχνει τη θέση καθενός από τα χρωμοσώματα, τα οποία περιέχουν όλες τις γενετικές πληροφορίες του ατόμου. Με αυτά τα δεδομένα, οι ειδικοί μπορούν να γνωρίζουν όλες τις λεπτομέρειες των γενετικών ασθενειών και κάθε άλλη πτυχή που θέλετε να διερευνήσετε.

Βλαστικά κύτταρα από κύτταρα του δέρματος

Πριν από το 2007, χειρίστηκε η πληροφορία ότι πολυδύναμα βλαστικά κύτταρα βρέθηκαν μόνο σε εμβρυϊκά βλαστοκύτταρα.

Κατά το ίδιο έτος, δύο ομάδες των ΗΠΑ και της Ιαπωνίας ερευνητές πραγματοποίησαν μια δουλειά όπου μπορείτε να αντιστρέψει ενήλικα κύτταρα του δέρματος, ώστε να μπορεί να λειτουργήσει ως πολυδύναμα βλαστικά κύτταρα. Αυτά μπορεί να διαφοροποιηθούν, να μπορούν να γίνουν οποιοδήποτε άλλο είδος κυττάρου.

Η ανακάλυψη της νέας διαδικασίας, όπου αλλάζει ο "προγραμματισμός" των επιθηλιακών κυττάρων, ανοίγει μια πορεία προς τον τομέα της ιατρικής έρευνας.

Ρομποτικά μέλη του σώματος που ελέγχονται από τον εγκέφαλο

Κατά τη διάρκεια του έτους 2000, επιστήμονες στο Ιατρικό Κέντρο του Πανεπιστημίου Duke εμφύτευαν διάφορα ηλεκτρόδια στον εγκέφαλο ενός πιθήκου. Ο σκοπός ήταν ότι αυτό το ζώο θα μπορούσε να ασκήσει έλεγχο πάνω σε ένα ρομποτικό άκρο, επιτρέποντάς του να συλλέξει το φαγητό του.

Το 2004, αναπτύχθηκε μια μη επεμβατική μέθοδος με στόχο την καταγραφή των κυμάτων που προέρχονται από τον εγκέφαλο και τη χρήση τους για τον έλεγχο των βιοϊατρικών συσκευών. Ήταν το 2009 όταν ο Pierpaolo Petruzziello έγινε ο πρώτος άνθρωπος ο οποίος, με ένα ρομποτικό χέρι, μπορούσε να εκτελέσει σύνθετες κινήσεις.

Αυτό θα μπορούσε να επιτευχθεί με τη χρήση των νευρολογικών σημάτων από τον εγκέφαλο του, τα οποία ελήφθησαν από τα νεύρα του βραχίονα.

Επεξεργασία βάσεων γονιδιώματος

Οι επιστήμονες έχουν αναπτύξει μια πιο ακριβή τεχνική από την επεξεργασία γονιδίων, επισκευάζοντας πολύ μικρότερα τμήματα του γονιδιώματος: τις βάσεις. Χάρη σε αυτό, οι βάσεις DNA και RNA μπορούν να αντικατασταθούν, επιλύοντας συγκεκριμένες μεταλλάξεις που μπορεί να σχετίζονται με ασθένειες.

Το CRISPR 2.0 μπορεί να αντικαταστήσει μία από τις βάσεις χωρίς να μεταβάλλει τη δομή του DNA ή του RNA. Οι ειδικοί κατάφεραν να αλλάξουν μια αδενίνη (Α) για μια γουανίνη (G), "εξαγριώνοντας" τα κύτταρα τους για να επισκευάσουν το DNA.

Με αυτό τον τρόπο οι βάσεις AT έγιναν ζεύγος GC. Αυτή η τεχνική επαναγράφει τα σφάλματα που παρουσιάζονται από τον γενετικό κώδικα, χωρίς να χρειάζεται να κόβουμε και να αντικαθιστούμε ολόκληρες περιοχές του DNA.

Νέα ανοσοθεραπεία κατά του καρκίνου

Αυτή η νέα θεραπεία βασίζεται στην επίθεση στο DNA του οργάνου που παρουσιάζει καρκινικά κύτταρα. Το νέο φάρμακο διεγείρει το ανοσοποιητικό σύστημα και χρησιμοποιείται σε περιπτώσεις μελανώματος.

Θα μπορούσε επίσης να χρησιμοποιηθεί σε όγκους, των οποίων τα καρκινικά κύτταρα έχουν τη λεγόμενη «έλλειψη επισκευής αναντιστοιχίας». Σε αυτή την περίπτωση, το ανοσοποιητικό σύστημα αναγνωρίζει αυτά τα κύτταρα ως ξένα και τα αφαιρεί.

Το φάρμακο έχει εγκριθεί από την Υπηρεσία Τροφίμων και Φαρμάκων των Ηνωμένων Πολιτειών (FDA).

Γονιδιακή θεραπεία

Ένα από τα πιο κοινή γενετική αιτία θανάτου νηπίων σε νωτιαία μυϊκή ατροφία είναι τύπου 1. Τα βρέφη αυτά στερούνται μία πρωτεΐνη σε κινητικούς νευρώνες του νωτιαίου μυελού. Αυτό αναγκάζει τους μυς να αποδυναμωθούν και να σταματήσουν την αναπνοή.

Τα μωρά που πάσχουν από αυτή την ασθένεια έχουν μια νέα επιλογή για να σώσουν τη ζωή τους. Είναι μια τεχνική που ενσωματώνει ένα γονίδιο που λείπει στους νευρώνες του νωτιαίου μυελού. Ο αγγελιοφόρος είναι ένας αβλαβής ιός που ονομάζεται adeno-associated virus (AAV).

Η γονιδιακή θεραπεία AAV9, η οποία έχει το γονίδιο πρωτεΐνης που απομακρύνεται από τους νευρώνες του νωτιαίου μυελού, χορηγείται ενδοφλεβίως. Σε ένα μεγάλο ποσοστό των περιπτώσεων κατά τις οποίες εφαρμόστηκε αυτή η θεραπεία, τα μωρά θα μπορούσαν να τρώνε, να κάθονται, να μιλούν και κάποιοι να τρέχουν.

Ανθρώπινη ινσουλίνη μέσω τεχνολογίας ανασυνδυασμένου DNA

Η παραγωγή ανθρώπινης ινσουλίνης μέσω τεχνολογίας ανασυνδυασμένου DNA αντιπροσωπεύει σημαντική πρόοδο στη θεραπεία ασθενών με διαβήτη. Οι πρώτες κλινικές δοκιμές με ανασυνδυασμένη ανθρώπινη ινσουλίνη στους ανθρώπους ξεκίνησαν το 1980.

Αυτό έγινε με την παραγωγή των αλυσίδων Α και Β του μορίου της ινσουλίνης ξεχωριστά, και στη συνέχεια συνδυάζοντάς τα με χημικές τεχνικές. Ωστόσο, η ανασυνδυασμένη διαδικασία ήταν διαφορετική από το 1986. Η ανθρώπινη γενετική κωδικοποίηση της προϊνσουλίνης εισάγεται σε κύτταρα Escherichia coli.

Αυτά στη συνέχεια καλλιεργούνται με ζύμωση για την παραγωγή προϊνσουλίνης. Το πεπτίδιο σύνδεσης διασπάται ενζυματικά από προϊνσουλίνη για να παραχθεί ανθρώπινη ινσουλίνη.

Το πλεονέκτημα αυτού του τύπου ινσουλίνης είναι ότι έχει ταχύτερη δράση και χαμηλότερη ανοσογονικότητα από αυτή του χοιρινού ή βοδινού..

Διαγονιδιακά φυτά

Το 1983 καλλιεργήθηκαν τα πρώτα διαγονιδιακά φυτά.

Μετά από 10 χρόνια, η αγορά στις Ηνωμένες Πολιτείες το πρώτο γενετικά τροποποιημένο φυτό, και δύο χρόνια αργότερα ένα προϊόν πάστα ντομάτας από ένα εργοστάσιο της GM (γενετικά τροποποιημένων) εισήλθε στην ευρωπαϊκή αγορά.

Από εκείνη τη στιγμή, οι γενετικές τροποποιήσεις καταγράφονται κάθε χρόνο σε φυτά σε όλο τον κόσμο. Αυτή η μετατροπή των φυτών πραγματοποιείται μέσω μιας διαδικασίας γενετικού μετασχηματισμού, όπου εισάγεται εξωγενές γενετικό υλικό  

Η βάση αυτών των διαδικασιών είναι η καθολική φύση του DNA, που περιέχει τη γενετική πληροφορία των περισσότερων ζωντανών οργανισμών.

Τα φυτά αυτά χαρακτηρίζονται από μία ή περισσότερες από τις ακόλουθες ιδιότητες: ανοχή στα ζιζανιοκτόνα, αντίσταση των παρασίτων, τροποποιημένα αμινοξέα ή σύνθεση λίπους, στειρότητα άρρενος, αλλαγή χρώματος, καθυστερημένη ωρίμανση, εισαγωγή ενός επιλέξιμου δείκτη ή αντίσταση σε ιογενείς λοιμώξεις.

Αναφορές

1. SINC (2019) Δέκα επιστημονικές πρόοδοι του 2017 που έχουν αλλάξει τον κόσμο είναι
2. Bruno Martín (2019). Βραβείο για τον βιολόγο που ανακάλυψε την ανθρώπινη συμβίωση με βακτήρια. Η χώρα. Ανακτήθηκε από το elpais.com.
3. Μαριάνο Αργύγας (1991). Νέες εξελίξεις στη μοριακή βιολογία: έξυπνα γονίδια. Ομάδα επιστήμη, λόγος και πίστη. Πανεπιστήμιο της Ναβάρας Ανακτηθεί de.unav.edu.
4. Kaitlin Goodrich (2017). 5 Σημαντικές ανακαλύψεις στη βιολογία από τα τελευταία 25 χρόνια. Ψέματα εγκεφάλου Ανακτήθηκε από το brainscape.com
5. Εθνική Ακαδημία Επιστημών Μηχανικής Ιατρικής (2019). Πρόσφατες Εξελίξεις στην Αναπτυξιακή Βιολογία. Ανακτήθηκε από τον ιστότοπο.
6. Η Emily Mullin (2017). Το CRISPR 2.0, ικανό να επεξεργαστεί μια ενιαία βάση DNA, θα μπορούσε να θεραπεύσει δεκάδες χιλιάδες μεταλλάξεις. Ανασκόπηση τεχνολογίας MIT. Ανάκτηση από την τεχνολογίαreview.es.