12 POKROKY V BIOLÓGII ZA POSLEDNÝCH 30 ROKOV - BIOLÓGIE - 2026

Biológia za posledných 30 rokov zaznamenala veľký pokrok. Tieto pokroky vo vedeckom svete presahujú všetky oblasti, ktoré obklopujú človeka, a priamo ovplyvňujú blahobyt a rozvoj spoločnosti všeobecne.

Ako odvetvie prírodných vied sa biológia zameriava na štúdium všetkých živých organizmov. Technologické inovácie každý deň umožňujú špecifickejšie skúmať štruktúry, ktoré tvoria druh piatich prírodných kráľovstiev: zviera, rastlina, monera, protista a huby.

Ľudský genóm. Zdroj: S láskavým dovolením: Národný inštitút pre výskum ľudského genómu, prostredníctvom Wikimedia Commons

Biológia tak rozširuje svoj výskum a ponúka nové alternatívy k rôznym situáciám, ktoré postihujú živé bytosti. Rovnako prináša objavy nových druhov a už zaniknutých druhov, ktoré pomáhajú objasniť niektoré otázky súvisiace s evolúciou.

Jedným z hlavných úspechov týchto pokrokov je to, že tieto znalosti sa rozšírili za hranice výskumného pracovníka a dostali sa do každodenného prostredia.

V súčasnosti nie sú pojmy ako biodiverzita, ekológia, protilátky a biotechnológie určené výhradne pre špecialistu; Jeho využitie a znalosti v tejto oblasti sú súčasťou každodenného života mnohých ľudí, ktorí sa nezaoberajú vedeckým svetom.

Najvýznamnejšie pokroky v biológii za posledných 30 rokov

RNA interferencia

V roku 1998 bola uverejnená séria vyšetrovaní týkajúcich sa RNA. Tieto stavy uvádzajú, že génová expresia je riadená biologickým mechanizmom nazývaným RNA interferencia.

Prostredníctvom tohto RNAi je možné umlčať špecifické gény genómu post-transkripčným spôsobom. Toto je dosiahnuté malými dvojreťazcovými molekulami RNA.

Tieto molekuly pôsobia tak, že blokujú transláciu a syntézu proteínov, ktoré sa vyskytujú v génoch mRNA. Týmto spôsobom by sa kontrolovalo pôsobenie niektorých patogénov, ktoré spôsobujú vážne choroby.

RNAi je nástroj, ktorý má veľký prínos v terapeutickej oblasti. V súčasnosti sa táto technológia používa na identifikáciu molekúl, ktoré majú terapeutický potenciál proti rôznym chorobám.

Klonovaný bol prvý dospelý cicavec

Prvá práca, v ktorej bol cicavec klonovaný, bola vykonaná v roku 1996 a bola vykonaná vedcami domácej ovce.

Na uskutočnenie experimentu sa použili somatické bunky z mliečnych žliaz, ktoré boli v dospelom stave. Použitým procesom bol prenos jadrového materiálu. Výsledná ovca, pomenovaná Dolly, rástla a vyvíjala sa, dokázala sa prirodzene rozmnožovať bez akýchkoľvek nepríjemností.

Mapovanie ľudského genómu

Dosiahnutie tohto veľkého biologického pokroku trvalo viac ako 10 rokov, čo sa dosiahlo vďaka príspevkom mnohých vedcov z celého sveta. V roku 2000 predstavila skupina vedcov takmer definitívnu mapu ľudského genómu. Definitívna verzia diela bola dokončená v roku 2003.

Táto mapa ľudského genómu ukazuje umiestnenie každého z chromozómov, ktoré obsahujú všetky genetické informácie jednotlivca. Vďaka týmto údajom môžu odborníci poznať všetky podrobnosti o genetických chorobách a akékoľvek ďalšie aspekty, ktoré chcú vyšetriť.

Kmeňové bunky z kožných buniek

Pred rokom 2007 sa spracovalo, že pluripotentné kmeňové bunky sa nachádzajú iba v embryonálnych kmeňových bunkách.

V tom istom roku dva tímy amerických a japonských vedcov uskutočnili štúdiu, v ktorej dokázali zvrátiť dospelé kožné bunky, aby mohli pôsobiť ako pluripotentné kmeňové bunky. Tieto sa môžu diferencovať, pretože sa môžu stať akýmkoľvek iným typom bunky.

Objav nového procesu, v ktorom sa mení „programovanie“ epitelových buniek, otvára cestu do oblasti lekárskeho výskumu.

Robotické telesné končatiny ovládané mozgom

Počas roku 2000 vedci z Duke University Medical Center implantovali do mozgu opice niekoľko elektród. Účelom bolo, aby toto zviera mohlo vykonávať kontrolu nad robotickou končatinou, čo mu umožňovalo zbierať jedlo.

V roku 2004 bola vyvinutá neinvazívna metóda s cieľom zachytiť vlny prichádzajúce z mozgu a použiť ich na kontrolu biomedicínskych zariadení. Bolo to v roku 2009, keď sa Pierpaolo Petruzziello stal prvou ľudskou bytosťou, ktorá s robotickou rukou mohla vykonávať zložité pohyby.

To sa mu podarilo dosiahnuť pomocou neurologických signálov z jeho mozgu, ktoré dostali nervy v paži.

Úprava genómovej základne

Vedci vyvinuli presnejšiu techniku ​​ako génové úpravy a opravujú oveľa menšie segmenty genómu: základy. Vďaka tomu môžu byť bázy DNA a RNA nahradené, čím sa vyriešia niektoré špecifické mutácie, ktoré by mohli súvisieť s chorobami.

CRISPR 2.0 môže nahradiť jednu zo zásad bez zmeny štruktúry DNA alebo RNA. Odborníkom sa podarilo zmeniť adenín (A) za guanín (G), ktorý „podviedol“ svoje bunky na opravu DNA.

Týmto spôsobom sa základne AT stali párom GC. Táto technika prepíše chyby v genetickom kóde bez toho, aby bolo potrebné rezať a nahradiť celé oblasti DNA.

Nová imunoterapia proti rakovine

Táto nová terapia je založená na napadnutí DNA orgánu, ktorý má rakovinové bunky. Nové liečivo stimuluje imunitný systém a používa sa v prípadoch melanómu.

Môže byť tiež použitý v nádoroch, ktorých rakovinové bunky majú takzvaný „nedostatočný opravný deficit“. V tomto prípade imunitný systém rozpoznáva tieto bunky ako cudzie a vylučuje ich.

Droga bola schválená Úradom pre potraviny a liečivá (FDA) USA.

Génová terapia

Jednou z najbežnejších genetických príčin smrti dieťaťa je spinálna svalová atrofia typu 1. Týmto novorodencom chýba proteín v motorických neurónoch miechy. To vedie k oslabeniu svalov a zastaveniu dýchania.

Deti s touto chorobou majú novú možnosť, ako zachrániť svoje životy. Je to technika, ktorá zabuduje chýbajúci gén do miechových neurónov. Messenger je neškodný vírus nazývaný adeno-asociovaný vírus (AAV).

Génová terapia AAV9, ktorá má proteínový gén neprítomný v neurónoch v mieche, sa podáva intravenózne. Vo vysokom percentu prípadov, v ktorých bola táto terapia použitá, boli deti schopné jesť, sedieť, hovoriť a niektoré dokonca bežať.

Ľudský inzulín pomocou technológie rekombinantnej DNA

Produkcia ľudského inzulínu pomocou technológie rekombinantnej DNA predstavuje významný pokrok v liečbe pacientov s cukrovkou. Prvé klinické skúšky s rekombinantným ľudským inzulínom u ľudí sa začali v roku 1980.

To sa uskutočnilo oddelenou produkciou reťazcov A a B molekuly inzulínu a ich kombináciou s použitím chemických techník. V súčasnosti je rekombinantný proces odlišný od roku 1986. Ľudské genetické kódovanie proinzulínu sa vkladá do buniek Escherichia coli.

Tieto sa potom kultivujú fermentáciou za vzniku proinzulínu. Linkerový peptid sa enzymaticky štiepi z proinzulínu za vzniku ľudského inzulínu.

Výhodou tohto typu inzulínu je, že má rýchlejší účinok a nižšiu imunogenicitu ako má bravčové alebo hovädzie mäso.

Transgénne rastliny

V roku 1983 sa pestovali prvé transgénne rastliny.

Po 10 rokoch bola prvá geneticky modifikovaná rastlina uvedená na trh v USA a o dva roky neskôr sa na európsky trh dostala paradajková pasta vyrobená z geneticky modifikovanej rastliny GM.

Od tohto okamihu sa v rastlinách po celom svete každý rok zaznamenávajú genetické modifikácie. Táto transformácia rastlín sa uskutočňuje prostredníctvom procesu genetickej transformácie, pri ktorom sa vkladá exogénny genetický materiál

Základom týchto procesov je univerzálna povaha DNA, ktorá obsahuje genetické informácie o väčšine živých organizmov.

Tieto rastliny sa vyznačujú jednou alebo viacerými z nasledujúcich vlastností: znášanlivosť voči herbicídom, rezistencia voči škodcom, modifikované aminokyseliny alebo tukové zloženie, samčia sterilita, zmena farby, neskoré dozrievanie, inzercia selekčného markera alebo rezistencia na vírusové infekcie.

Objavenie 79. orgánu ľudského tela

Aj keď to Leonardo Da Vinci opísal už pred viac ako 500 rokmi, biológia a anatómia považovali mezentériu za jednoduchý záhyb tkaniva bez lekárskeho významu.

V roku 2017 však veda považovala mesentériu za 79. orgán, takže bol pridaný do Grayovej anatómie, referenčnej príručky pre anatomistov.

Dôvod je ten, že vedci sa teraz domnievajú, že mezentérium je orgán, ktorý tvorí dvojnásobný záhyb pobrušnice, ktorý je spojivom medzi črevom a brušnou stenou.

Po klasifikácii ako orgán sa teraz musí robiť viac výskumu o jeho skutočnej dôležitosti v anatómii človeka a o tom, ako môže pomôcť diagnostikovať určité choroby alebo vykonávať menej invazívne operácie.

Darcovstvo orgánov ustúpi 3D tlači

3D tlač je jedným z najdôležitejších vedeckých pokrokov v posledných desaťročiach, najmä na praktickej úrovni, pretože je nástrojom, ktorý mení mnohé hospodárske odvetvia a veľkú časť vedeckého výskumu.

Jedným z spôsobov použitia, ktoré sa už zvažuje, je masívny vývoj orgánov, pretože pokrok by mohol umožniť reprodukcii komplexných ľudských tkanív ich implantáciou chirurgicky.

Referencie

1. SINC (2019) Desať vedeckých pokrokov v roku 2017, ktoré zmenili svet en
2. Bruno Martín (2019). Cena pre biológa, ktorý objavil ľudskú symbiózu s baktériami. Krajina. Obnovené z adresy elpais.com.
3. Mariano Artigas (1991). Nové pokroky v molekulárnej biológii: inteligentné gény. Skupina pre vedu, rozum a vieru. Univerzita v Navarre. Získané z.unav.edu.
4. Kaitlin Goodrich (2017). 5 Dôležité objavy v biológii za posledných 25 rokov. Mozgu stúpanie. Obnovené z webu brainscape.com
5. Národná akadémia vied strojárskej medicíny (2019). Posledný pokrok vo vývojovej biológii. Získané z nap.edu.
6. Emily Mullin (2017). CRISPR 2.0, ktorý je schopný editovať jednu bázu DNA, dokáže vyliečiť desiatky tisíc mutácií. Preskúmanie technológie MIT. Obnovené z technologyreview.es.