12 НАПРЕДЪКА НА БИОЛОГИЯТА ПРЕЗ ПОСЛЕДНИТЕ 30 ГОДИНИ - БИОЛОГИЯ - 2025

През последните 30 години биологията постигна голям напредък. Тези постижения в научния свят надхвърлят всички области, които заобикалят човека, пряко засягайки благосъстоянието и развитието на обществото като цяло.

Като клон на естествените науки, биологията фокусира своя интерес върху изучаването на всички живи организми. Всеки ден технологичните иновации правят възможно по-конкретни проучвания на структурите, съставляващи видовете от петте природни царства: животно, растение, монера, протиста и гъби.

Човешки геном. Източник: С любезното съдействие: Национален изследователски институт за човешкия геном, чрез Wikimedia Commons

По този начин биологията засилва своите изследвания и предлага нови алтернативи на различните ситуации, които засягат живите същества. По същия начин прави открития на нови видове и вече изчезнали видове, които помагат да се изяснят някои въпроси, свързани с еволюцията.

Едно от основните постижения на тези постижения е, че тези знания са се разпространили извън границите на изследователя, достигайки до ежедневната среда.

В момента термини като биоразнообразие, екология, антитела и биотехнологии не са за изключителна употреба на специалиста; Използването и знанията му по темата са част от ежедневието на много хора, неотдадени на научния свят.

Най-забележителният напредък в биологията през последните 30 години

РНК интерференция

През 1998 г. е публикувана поредица от изследвания, свързани с РНК. Те казват, че генната експресия се контролира от биологичен механизъм, наречен РНК интерференция.

Чрез тази RNAi е възможно да се заглушат специфични гени на геном по пост-транскрипционен начин. Това се постига от малки двуверижни РНК молекули.

Тези молекули действат, като блокират транслацията и синтеза на протеини, което се случва в гените на тРНК. По този начин ще се контролира действието на някои патогени, които причиняват сериозни заболявания.

RNAi е инструмент, който има голям принос в терапевтичната област. В момента тази технология се прилага за идентифициране на молекули, които имат терапевтичен потенциал срещу различни заболявания.

Клониран е първият възрастен бозайник

Първата работа, при която е бил клониран бозайник, е извършена през 1996 г., извършена от учените върху опитомена женска овца.

За провеждането на експеримента са използвани соматични клетки от млечните жлези, които са били в възрастно състояние. Използваният процес беше ядрен трансфер. Получените овце, на име Доли, растат и се развиват, като могат да се възпроизвеждат естествено, без никакви неудобства.

Картографиране на човешкия геном

Този голям биологичен напредък отне повече от 10 години, за да се материализира, което беше постигнато благодарение на приноса на много учени по целия свят. През 2000 г. група изследователи представиха почти окончателна карта на човешкия геном. Окончателната версия на работата е завършена през 2003 г.

Тази карта на човешкия геном показва местоположението на всяка от хромозомите, които съдържат цялата генетична информация на индивида. С тези данни специалистите могат да знаят всички подробности за генетичните заболявания и всеки друг аспект, който искат да изследват.

Стволовите клетки от кожните клетки

Преди 2007 г. беше обработена информацията, че плурипотентни стволови клетки се намират само в ембрионални стволови клетки.

През същата година два екипа от американски и японски изследователи извършиха проучване, в което те успяха да обърнат кожните клетки на възрастните, за да могат да действат като плюрипотентни стволови клетки. Те могат да се диференцират, като могат да се превърнат във всеки друг тип клетки.

Откриването на новия процес, при който се променя „програмирането“ на епителните клетки, отваря път към областта на медицинските изследвания.

Роботизирани крайници на тялото, контролирани от мозъка

През 2000 г. учени от медицинския център на университета Дюк имплантираха няколко електрода в мозъка на маймуна. Целта беше това животно да упражнява контрол върху роботизиран крайник, като по този начин му позволява да събира храната си.

През 2004 г. е разработен неинвазивен метод с намерение да улавят вълните, идващи от мозъка и да ги използват за контрол на биомедицински устройства. Беше през 2009 г., когато Пиерпаоло Петрузиело стана първият човек, който с роботизирана ръка можеше да извършва сложни движения.

Това той успя да постигне, използвайки неврологични сигнали от мозъка си, които бяха получени от нервите в ръката му.

Редактиране на базата на генома

Учените са разработили по-прецизна техника от редактирането на гени, поправяйки много по-малки сегменти от генома: основите. Благодарение на това базите на ДНК и РНК могат да бъдат заменени, решавайки някои специфични мутации, които биха могли да бъдат свързани с болести.

CRISPR 2.0 може да замести една от основите, без да променя структурата на ДНК или РНК. Специалистите успяха да променят аденин (А) за гуанин (G), "прокарвайки" клетките си, за да поправят ДНК.

По този начин базите АТ станаха двойка GC. Тази техника пренаписва грешки в генетичния код, без да е необходимо да се режат и заменят цели области на ДНК.

Нова имунотерапия срещу рак

Тази нова терапия се основава на атака на ДНК на органа, който има ракови клетки. Новото лекарство стимулира имунната система и се използва в случаи на меланом.

Може да се използва и при тумори, чиито ракови клетки имат така наречения „дефицит за възстановяване на несъответствия“. В този случай имунната система разпознава тези клетки като чужди и ги елиминира.

Лекарството е одобрено от Американската администрация по храните и лекарствата (FDA).

Генна терапия

Една от най-честите генетични причини за детска смърт е гръбначна мускулна атрофия тип 1. Тези новородени нямат протеин в моторните неврони на гръбначния мозък. Това кара мускулите да отслабват и да спират дишането.

Бебетата с това заболяване имат нов вариант да спасят живота си. Това е техника, която включва липсващ ген в гръбначните неврони. Пратеникът е безвреден вирус, наречен адено-асоцииран вирус (AAV).

AAV9 генната терапия, при която протеиновият ген отсъства от невроните в гръбначния мозък, се прилага интравенозно. В голям процент от случаите, в които се прилага тази терапия, бебетата са били в състояние да ядат, да седят, да говорят и някои дори да бягат.

Човешки инсулин чрез рекомбинантна ДНК технология

Производството на човешки инсулин чрез рекомбинантна ДНК технология представлява важен напредък в лечението на пациенти с диабет. Първите клинични изпитвания с рекомбинантен човешки инсулин при хора започват през 1980 г.

Това беше направено чрез отделно производство на А и В вериги на молекулата на инсулина и след това комбинирането им с помощта на химични техники. Сега рекомбинантният процес е различен от 1986 г. Човешкото генетично кодиране на проинсулин се вмъква в клетките на Escherichia coli.

След това те се култивират чрез ферментация за получаване на проинсулин. Линкерният пептид се разцепва ензимно от проинсулин за получаване на човешки инсулин.

Предимството на този вид инсулин е, че той има по-бързо действие и по-ниска имуногенност от този на свинско или говеждо месо.

Трансгенни растения

През 1983 г. се отглеждат първите трансгенни растения.

След 10 години първото генетично модифицирано растение е комерсиализирано в Съединените щати, а две години по-късно домашна паста, произведена от ГМ (генетично модифицирано) растение, навлезе на европейския пазар.

От този момент нататък всяка година в растенията по света се регистрират генетични модификации. Тази трансформация на растенията се осъществява чрез процес на генетична трансформация, в който се вмъква екзогенен генетичен материал

Основата на тези процеси е универсалната природа на ДНК, съдържаща генетичната информация на повечето живи организми.

Тези растения се характеризират с едно или повече от следните свойства: толерантност към хербициди, устойчивост на вредители, модифицирани аминокиселини или мастен състав, мъжка стерилност, промяна на цвета, късно съзряване, поставяне на селекционен маркер или устойчивост на вирусни инфекции.

Откриване на 79-ия орган на човешкото тяло

Въпреки че Леонардо Да Винчи вече го е описал преди повече от 500 години, биологията и анатомията считат мезентерията за обикновена гънка на тъканите, без никакво медицинско значение.

Въпреки това, през 2017 г. науката счита мезентерията за 79-и орган, затова е добавена към Анатомията на Грей, референтното ръководство за анатомисти.

Причината е, че сега учените смятат, че мезентерията е орган, който образува двойна гънка на перитонеума, като е връзката между червата и коремната стена.

След като беше класифициран като орган, сега трябва да се направят повече изследвания за истинското му значение в човешката анатомия и как може да помогне за диагностициране на определени заболявания или извършване на по-малко инвазивни операции.

Дарението на органи ще отстъпи място на 3D печат

3D печатът е един от най-важните научни постижения през последните десетилетия, особено на практическо ниво, като инструмент, който променя много икономически сектори и голяма част от научните изследвания.

Едно от употребите, които вече се обсъждат, е използването на масовото развитие на органите, тъй като напредъкът може да позволи възпроизвеждането на сложни човешки тъкани да ги имплантира хирургично.

Препратки

1. SINC (2019) Десет научни постижения за 2017 г., които промениха света en
2. Бруно Мартин (2019). Награда за биолога, открил човешката симбиоза с бактерии. Страната. Възстановена от elpais.com.
3. Мариано Артигас (1991). Нов напредък в молекулярната биология: интелигентни гени. Наука, разум и вяра. Университета в Навара. Възстановена от.unav.edu.
4. Kaitlin Goodrich (2017). 5 важни пробива в биологията от последните 25 години. Мозъчен скандал. Възстановени от brainscape.com
5. Национална академия на науките инженерна медицина (2019). Последни постижения в развитието на биологията. Възстановена от nap.edu.
6. Емили Мълин (2017). CRISPR 2.0, способен да редактира единична ДНК база, може да излекува десетки хиляди мутации. Преглед на MIT Technology. Възстановени от technologyreview.es.