- ההתקדמות הבולטת ביותר בביולוגיה בשלושים השנים האחרונות
- הפרעות RNA
- יונק בוגר ראשון משובט
- מיפוי הגנום האנושי
- תאי גזע מתאי עור
- איברי גוף רובוטיים הנשלטים על ידי המוח
- עריכת בסיס גנום
- חיסון תרופתי חדשני נגד סרטן
- טיפול גנטי
- אינסולין אנושי באמצעות טכנולוגיית DNA רקומביננטית
- צמחים טרנסגניים
- גילוי האיבר ה -79 בגוף האדם
- תרומת איברים תפנה את מקומה להדפסת תלת מימד
- הפניות
הביולוגיה עשתה צעדים גדולים בשלושים השנים האחרונות. התקדמות אלה בעולם המדעי מתעלות על כל התחומים המקיפים את האדם, ומשפיעים ישירות על רווחתה והתפתחותה של החברה בכלל.
כענף של מדעי הטבע, הביולוגיה ממקדת את העניין שלה בחקר כל האורגניזמים החיים. בכל יום, חידושים טכנולוגיים מאפשרים חקירות ספציפיות יותר של המבנים המרכיבים את המין של חמש הממלכות הטבעיות: בעלי חיים, צמח, מונרה, פרוטיסטה ופטריות.
גנום אנושי. מקור: באדיבות: המכון הלאומי לחקר הגנום האנושי, באמצעות ויקימדיה
באופן זה, הביולוגיה משפרת את מחקריה ומציעה אלטרנטיבות חדשות למצבים השונים הפוגעים ביצורים חיים. באותו אופן הוא מגלה תגליות של מינים חדשים ומינים שכבר נכחדו, המסייעים להבהרת כמה שאלות הקשורות להתפתחות.
אחד ההישגים העיקריים של התקדמות זו הוא שהידע הזה התפשט מעבר לגבולות החוקר והגיע לסביבה היומיומית.
נכון לעכשיו, מונחים כמו מגוון ביולוגי, אקולוגיה, נוגדן וביוטכנולוגיה אינם מיועדים לשימוש בלעדי של המומחה; השימוש והידע שלו בנושא הוא חלק מחיי היומיום של אנשים רבים שלא מוקדשים לעולם המדעי.
ההתקדמות הבולטת ביותר בביולוגיה בשלושים השנים האחרונות
הפרעות RNA
בשנת 1998 פורסמה סדרת חקירות הקשורות ל- RNA. אלה קובעים כי ביטוי גנים נשלט על ידי מנגנון ביולוגי, הנקרא הפרעות RNA.
באמצעות RNAi זה ניתן להשתיק גנים ספציפיים של גנום באופן שלאחר התמלול. זה מושג על ידי מולקולות RNA קטנות עם גדילים.
מולקולות אלה פועלות על ידי חסימת התרגום והסינתזה של חלבונים, המתרחשים בגנים של ה- mRNA. בדרך זו, תישלטנה על הפעולה של כמה פתוגנים הגורמים למחלות קשות.
RNAi הוא כלי שתרם רבות בתחום הטיפולי. נכון לעכשיו טכנולוגיה זו מיושמת לזיהוי מולקולות שיש להן פוטנציאל טיפולי כנגד מחלות שונות.
יונק בוגר ראשון משובט
העבודה הראשונה בה שיבוט יונק בוצעה בשנת 1996, ובוצעה על ידי מדענים על כבשה נקבה מבויתת.
לביצוע הניסוי שימשו תאים סומטיים מבלוטות החלב שהיו במצב בוגר. התהליך בו נעשה שימוש היה העברת גרעין. הכבשה שהתקבלה, בשם דולי, צמחה והתפתחה, והייתה מסוגלת להתרבות באופן טבעי ללא שום אי נוחות.
מיפוי הגנום האנושי
התקדמות ביולוגית גדולה זו נמשכה למעלה מעשר שנים להתממש, שהושגה הודות לתרומותיהם של מדענים רבים ברחבי העולם. בשנת 2000 הציגה קבוצת חוקרים מפה כמעט מוחלטת של הגנום האנושי. הגרסה הסופית של היצירה הושלמה בשנת 2003.
מפה זו של הגנום האנושי מציגה את מיקומו של כל אחד מהכרומוזומים, המכילים את כל המידע הגנטי של האדם. בעזרת נתונים אלה, מומחים יכולים לדעת את כל הפרטים של מחלות גנטיות וכל היבט אחר שהם רוצים לחקור.
תאי גזע מתאי עור
לפני 2007 טופל המידע כי תאי גזע פלוריפוטנטים נמצאו רק בתאי גזע עובריים.
באותה שנה, שני צוותים של חוקרים אמריקאים ויפנים ביצעו מחקר בו הצליחו להפוך תאי עור בוגרים, על מנת שיוכלו לשמש כתאי גזע פלוריפוטנטיים. אלה יכולים להבדיל, היכולת להפוך לכל סוג אחר של תא.
גילוי התהליך החדש, בו משתנה "תכנות" תאי האפיתל, פותח דרך לתחום המחקר הרפואי.
איברי גוף רובוטיים הנשלטים על ידי המוח
במהלך שנת 2000, שתלו מדענים במרכז הרפואי של אוניברסיטת דיוק כמה אלקטרודות במוחו של קוף. המטרה הייתה שחיה זו תוכל להפעיל שליטה בגפה רובוטית ובכך לאפשר לה לאסוף את מזונה.
בשנת 2004 פותחה שיטה לא פולשנית מתוך כוונה לתפוס את הגלים המגיעים מהמוח ולהשתמש בהם לשליטה במכשירים ביו-רפואיים. זה היה ב -2009 כאשר פיירפאולו פטרוציאלו הפך לבן האנוש הראשון שיכול היה, ביד רובוטית, לבצע תנועות מורכבות.
את זה הוא הצליח להשיג באמצעות אותות נוירולוגיים ממוחו, שהתקבלו על ידי העצבים בזרועו.
עריכת בסיס גנום
מדענים פיתחו טכניקה מדויקת יותר מאשר עריכת גנים, ותיקנו חלקים קטנים בהרבה מהגנום: הבסיסים. הודות לכך, ניתן להחליף בסיסי DNA ו- RNA, ולפתור כמה מוטציות ספציפיות שיכולות להיות קשורות למחלות.
CRISPR 2.0 יכול להחליף את אחד הבסיסים מבלי לשנות את מבנה ה- DNA או RNA. המומחים הצליחו להחליף אדנין (A) לגואנין (G), "מרמה" את התאים שלהם לתיקון DNA.
באופן זה בסיסי ה- AT הפכו לזוג GC. טכניקה זו כותבת שגיאות בקוד הגנטי, ללא צורך לחתוך ולהחליף אזורים שלמים של DNA.
חיסון תרופתי חדשני נגד סרטן
טיפול חדש זה מבוסס על תקיפת ה- DNA של האיבר שיש בו תאים סרטניים. התרופה הרומן מגרה את מערכת החיסון ומשמשת במקרים של מלנומה.
זה יכול לשמש גם בגידולים, שלתאי הסרטן שלהם יש מה שמכונה "מחסור בתיקון אי התאמה". במקרה זה, מערכת החיסון מכירה בתאים אלה כזרים ומבטלת אותם.
התרופה אושרה על ידי מנהל המזון והתרופות האמריקני (FDA).
טיפול גנטי
אחד הגורמים הגנטיים השכיחים ביותר למוות של תינוקות הוא ניוון שרירים בעמוד השדרה 1. ילודים אלה חסרי חלבון בנוירונים המוטוריים של חוט השדרה. זה גורם לשרירים להיחלש ולהפסיק לנשום.
לתינוקות עם מחלה זו אפשרות חדשה להציל את חייהם. זוהי טכניקה המשלבת גן חסר בנוירוני עמוד השדרה. המסנג'ר הוא וירוס לא מזיק הנקרא וירוס הקשור לאדנו (AAV).
טיפול גנטי AAV9, אשר הגן החלבוני נעדר מהנוירונים בחוט השדרה, מועבר תוך ורידי. באחוז גבוה מהמקרים בהם הוחל טיפול זה, התינוקות הצליחו לאכול, לשבת, לדבר וחלקם אפילו לרוץ.
אינסולין אנושי באמצעות טכנולוגיית DNA רקומביננטית
ייצור האינסולין האנושי באמצעות טכנולוגיית DNA רקומביננטית מייצג התקדמות חשובה בטיפול בחולי סוכרת. הניסויים הקליניים הראשונים עם אינסולין אנושי רקומביננטי בבני אדם החלו בשנת 1980.
זה נעשה על ידי ייצור שרשרות A ו- B של מולקולת האינסולין בנפרד, ואז שילובן בטכניקות כימיות. כעת התהליך הרקומביננטי היה שונה מאז 1986. קידודו הגנטי של האדם לפרולינסולין מוחדר לתאי Escherichia coli.
לאחר מכן מטפחים אותם בתסיסה לייצור פרואינסולין. הפפטיד המקשר נסתק אנזימטית מפרולינסולין לייצור אינסולין אנושי.
היתרון בסוג זה של אינסולין הוא שיש לו פעולה מהירה יותר וחיסון נמוך יותר מזה של חזיר או בקר.
צמחים טרנסגניים
בשנת 1983 גידלו הצמחים המהונדסים הראשונים.
לאחר 10 שנים, צמח בארצות הברית הצמח הראשון שעבר שינוי גנטי, ושנתיים לאחר מכן נכנס רסק עגבניות המיוצר מצמח GM (מהונדס גנטית) לשוק האירופי.
מאותו רגע, כל שנה נרשמים שינויים גנטיים בצמחים ברחבי העולם. טרנספורמציה זו של צמחים מתבצעת בתהליך של טרנספורמציה גנטית, בה מוחדר חומר גנטי אקסוגני
הבסיס לתהליכים אלה הוא הטבע האוניברסאלי של ה- DNA, המכיל את המידע הגנטי של מרבית האורגניזמים החיים.
צמחים אלה מאופיינים באחת או יותר מהתכונות הבאות: סובלנות לקוטלי עשבים, עמידות למזיקים, חומצות אמינו שונה או הרכב שומן, סטריליות גברית, שינוי צבע, התבגרות מאוחרת, הכנסת סמן בחירה, או עמידות לזיהומים נגיפיים.
גילוי האיבר ה -79 בגוף האדם
למרות שלאונרדו דה-וינצ'י כבר תיאר זאת לפני יותר מ -500 שנה, ביולוגיה ואנטומיה התייחסו למזנטריה כקפל רקמות פשוט, ללא חשיבות רפואית.
עם זאת, בשנת 2017, המדע ראה כי המזנטריה נחשבת לאיבר ה -79, כך שנוספה לאנטומיה של גריי, מדריך ההפניה לאנטומיסטים.
הסיבה לכך היא שמדענים רואים כעת כי המזנטריה היא איבר היוצר קפל כפול של הצפק, והוא הקישור בין המעי לדופן הבטן.
לאחר סיווגו כאיבר, כעת צריך לעשות יותר מחקר על חשיבותו האמיתית באנטומיה האנושית וכיצד הוא יכול לעזור באבחון מחלות מסוימות או לבצע ניתוחים פחות פולשניים.
תרומת איברים תפנה את מקומה להדפסת תלת מימד
הדפסת תלת מימד היא אחת ההתקדמות המדעית החשובה בעשורים האחרונים, בעיקר ברמה מעשית, בהיותה כלי שמשנה מגזרים כלכליים רבים וחלק גדול מהמחקר המדעי.
אחד השימושים שנחשבים כבר כיום הוא התפתחות מאסיבית של איברים, שכן ההתקדמות עשויה לאפשר את ההתרבות של רקמות אנושיות מורכבות כדי להשתיל אותן בניתוח.
הפניות
- SINC (2019) עשר התקדמויות מדעיות לשנת 2017 ששנו את העולם ב-
- ברונו מרטין (2019). פרס לביולוג שגילה את הסימביוזה האנושית עם חיידקים. המדינה. התאושש מ- elpais.com.
- מריאנו ארטיגאס (1991). התקדמות חדשה בביולוגיה מולקולרית: גנים חכמים. קבוצת מדע, תבונה ואמונה. אוניברסיטת נווארה. התאושש מ-.unav.edu.
- קייטלין גודריץ '(2017). 5 פריצות דרך חשובות בביולוגיה מ 25 השנים האחרונות. צורת מוח. התאושש מ- brainscape.com
- האקדמיה הלאומית למדעים לרפואה הנדסית (2019). התקדמות אחרונה בביולוגיה התפתחותית. התאושש מ- nap.edu.
- אמילי מולין (2017). CRISPR 2.0, המסוגל לערוך בסיס DNA יחיד, יכול לרפא עשרות אלפי מוטציות. סקירת MIT טכנולוגיה. התאושש מ- technologyreview.es.