12 NAPREDEK BIOLOGIJE V ZADNJIH 30 LETIH - BIOLOGIJA - 2025

Biologija je v zadnjih 30 letih močno napredovala. Ta napredek v znanstvenem svetu presega vsa področja, ki obkrožajo človeka in neposredno vplivajo na počutje in razvoj družbe na splošno.

Kot veja naravoslovnih znanosti se biologija osredotoča na proučevanje vseh živih organizmov. Tehnološke inovacije vsak dan omogočajo natančnejše raziskave struktur, ki sestavljajo vrste petih naravnih kraljestev: živali, rastlin, monera, protista in gliv.

Človeški genom. Vir: Z dovoljenjem: Nacionalni inštitut za raziskovanje človeškega genoma, prek Wikimedia Commons

Na ta način biologija krepi svoje raziskave in ponuja nove alternative različnim situacijam, ki prizadenejo živa bitja. Na enak način naredi odkritje novih vrst in že izumrlih vrst, ki pomagajo razjasniti nekatera vprašanja, povezana z evolucijo.

Eden glavnih dosežkov tega napredka je, da se je to znanje razširilo zunaj meja raziskovalca in doseglo vsakdanje okolje.

Trenutno izrazi, kot so biotska raznovrstnost, ekologija, protitelesa in biotehnologija, niso za izključno uporabo specialista; Njegova uporaba in znanje o tej temi je del vsakdanjega življenja mnogih ljudi, ki ni posvečen znanstvenemu svetu.

Najpomembnejši napredek biologije v zadnjih 30 letih

RNA motnje

Leta 1998 je bila objavljena vrsta raziskav, povezanih z RNA. Ti navajajo, da ekspresijo genov nadzira biološki mehanizem, imenovan interference RNA.

S pomočjo te RNAi je mogoče utišati specifične gene genoma na post-transkripcijski način. To dosežejo majhne dvoverižne molekule RNA.

Te molekule delujejo tako, da blokirajo prevajanje in sintezo beljakovin, kar se dogaja v genih mRNA. Na ta način bi nadzorovali delovanje nekaterih patogenov, ki povzročajo resne bolezni.

RNAi je orodje, ki je močno prispevalo na terapevtskem področju. Trenutno se ta tehnologija uporablja za prepoznavanje molekul, ki imajo terapevtski potencial proti različnim boleznim.

Kloniran prvi odrasli sesalec

Prvo delo, kjer je bil kloniran sesalec, so izvedli leta 1996, izvedli pa so ga znanstveniki na udomačeni samici.

Za izvedbo poskusa so bile uporabljene somatske celice iz mlečnih žlez, ki so bile v odraslem stanju. Uporabljen postopek je bil jedrski prenos. Ovce, poimenovane Dolly, so rasle in se razvijale in se lahko razmnoževale po naravni poti brez neprijetnosti.

Kartiranje človeškega genoma

Ta velik biološki napredek je trajal več kot 10 let, da se je uresničilo zaradi prispevkov številnih znanstvenikov po vsem svetu. Leta 2000 je skupina raziskovalcev predstavila skoraj dokončen zemljevid človeškega genoma. Dokončna različica dela je bila dokončana leta 2003.

Ta zemljevid človeškega genoma prikazuje lokacijo vsakega od kromosomov, ki vsebujejo vse genetske informacije posameznika. S temi podatki lahko strokovnjaki poznajo vse podrobnosti genetskih bolezni in kateri koli drug vidik, ki ga želijo raziskati.

Matične celice iz kožnih celic

Pred letom 2007 so bili obravnavani podatki, da pluripotentne matične celice najdemo le v embrionalnih matičnih celicah.

Istega leta sta dve skupini ameriških in japonskih raziskovalcev izvedli študijo, v kateri jim je uspelo obrniti kožne celice odraslih, da bi lahko delovale kot pluripotentne matične celice. Te se lahko razlikujejo in lahko postanejo katere koli druge vrste celic.

Odkritje novega procesa, kjer se spreminja »programiranje« epitelijskih celic, odpira pot na področje medicinskih raziskav.

Robotične okončine telesa, ki jih nadzirajo možgani

Med letom 2000 so znanstveniki v Univerzitetnem medicinskem centru Duke vsadili več elektrod v možgane opice. Namen tega je bil, da bi ta žival lahko nadzorovala robotski ud, s čimer bi mu omogočila zbiranje hrane.

Leta 2004 je bila razvita neinvazivna metoda z namenom zajeti valove, ki prihajajo iz možganov, in jih uporabljati za nadzor biomedicinskih naprav. Bilo je leta 2009, ko je Pierpaolo Petruzziello postal prvi človek, ki je z robotsko roko lahko izvajal zapletene gibe.

To je uspel doseči z uporabo nevroloških signalov iz svojih možganov, ki so jih prejeli živci v roko.

Urejanje baze genoma

Znanstveniki so razvili natančnejšo tehniko kot urejanje genov in popravili veliko manjše segmente genoma: podlage. Zahvaljujoč temu lahko baze DNK in RNK nadomestimo in rešimo nekatere specifične mutacije, ki bi lahko bile povezane z boleznimi.

CRISPR 2.0 lahko nadomesti eno od podlag brez spreminjanja strukture DNK ali RNK. Specialistom je uspelo spremeniti adenin (A) za gvanin (G), ki je "prevaril" njihove celice v popravljanje DNK.

Tako so baze AT postale GC par. Ta tehnika prepisuje napake v genetskem zapisu, ne da bi bilo treba rezati in nadomeščati celotna področja DNK.

Nova imunoterapija proti raku

Ta nova terapija temelji na napadu na organ organa, ki ima rakave celice. Novo zdravilo spodbuja imunski sistem in se uporablja v primerih melanoma.

Uporabljajo jo lahko tudi pri tumorjih, katerih rakave celice imajo tako imenovano "pomanjkljivost popravljanja neusklajenosti". V tem primeru imunski sistem te celice prepozna kot tuje in jih izloči.

Zdravilo je odobrilo ameriško upravo za hrano in zdravila (FDA).

Genska terapija

Eden najpogostejših genetskih vzrokov smrti dojenčkov je spinalna mišična atrofija tipa 1. Ta novorojenčka nimata beljakovin v motoričnih nevronih hrbtenjače. Zaradi tega mišice oslabijo in ustavijo dihanje.

Dojenčki s to boleznijo imajo novo možnost, da rešijo življenje. To je tehnika, ki v spinalne nevrone vključuje manjkajoči gen. Glasnik je neškodljiv virus, imenovan virus adeno-asocializiran (AAV).

Genska terapija AAV9, pri kateri je protein proteina odsoten iz nevronov v hrbtenjači, se daje intravensko. V visokem odstotku primerov, v katerih je bila uporabljena ta terapija, so dojenčki znali jesti, sedeti, govoriti in nekateri celo teči.

Človeški inzulin s pomočjo rekombinantne DNA tehnologije

Proizvodnja humanega insulina s pomočjo tehnologije rekombinantne DNA predstavlja pomemben napredek pri zdravljenju bolnikov s sladkorno boleznijo. Prva klinična preskušanja z rekombinantnim človeškim insulinom pri ljudeh so se začela leta 1980.

To smo storili tako, da smo A in B verige molekule insulina izdelali ločeno in jih nato kombinirali z uporabo kemičnih tehnik. Zdaj je rekombinantni postopek različen od leta 1986. V celice Escherichia coli se vstavi človeško genetsko kodiranje proinzulina.

Nato jih gojijo s fermentacijo, da nastane proinsulin. Linker peptid je encimsko cepljen iz proinsulina, da nastane človeški inzulin.

Prednost te vrste insulina je, da ima hitrejše delovanje in nižjo imunogenost kot svinjina ali govedina.

Transgene rastline

Leta 1983 so bile gojene prve transgene rastline.

Po desetih letih so v ZDA prodali prvo gensko spremenjeno rastlino, dve leti pozneje pa je paradižnikova pasta, proizvedena iz gensko spremenjene rastline, vstopila na evropski trg.

Od tega trenutka se v rastlinah po vsem svetu vsako leto zabeležijo genetske spremembe. Ta transformacija rastlin se izvaja s postopkom genetske transformacije, kamor se vstavi eksogeni genetski material

Osnova teh procesov je univerzalna narava DNK, ki vsebuje genetske informacije večine živih organizmov.

Za te rastline je značilna ena ali več naslednjih lastnosti: toleranca na herbicide, odpornost proti škodljivcem, spremenjene aminokisline ali maščobna sestava, moška sterilnost, sprememba barve, pozno zorenje, vstavljanje selekcijskega markerja ali odpornost proti virusnim okužbam.

Odkritje 79. organa človeškega telesa

Čeprav jo je Leonardo Da Vinci že opisal pred več kot 500 leti, je biologija in anatomija mezenterijo štela za preprost pregib tkiva, brez kakršnega koli medicinskega pomena.

Vendar je znanost leta 2017 mezenterijo štela za 79. organ, zato so ji dodali Gray's Anatomy, referenčni priročnik za anatomiste.

Razlog je v tem, da znanstveniki zdaj menijo, da je mezenterij organ, ki tvori dvojno gubo peritoneuma in je vez med črevesjem in trebušno steno.

Ko je bil razvrščen kot organ, je zdaj treba opraviti več raziskav njegovega resničnega pomena v človeški anatomiji in kako lahko pomaga diagnosticirati nekatere bolezni ali izvesti manj invazivne operacije.

Darovanje organov bo prišlo do 3D-tiskanja

3D tiskanje je eden najpomembnejših znanstvenih dosežkov v zadnjih desetletjih, zlasti na praktični ravni, saj je orodje, ki spreminja številne gospodarske sektorje in velik del znanstvenih raziskav.

Ena od načinov, o katerih že razmišljamo, je množičen razvoj organov, saj bi napredek lahko omogočil reprodukcijo kompleksnih človeških tkiv, da bi jih kirurško vsadili.

Reference

1. SINC (2019) Deset znanstvenih dosežkov leta 2017, ki so spremenili svet en
2. Bruno Martín (2019). Nagrada za biologa, ki je odkril človeško simbiozo z bakterijami. Država. Pridobljeno z elpais.com.
3. Mariano Artigas (1991). Novi napredek v molekularni biologiji: pametni geni. Skupina znanosti, razuma in vere. Univerza v Navarri. Pridobljeno od.unav.edu.
4. Kaitlin Goodrich (2017). 5 pomembnih prebojev biologije v zadnjih 25 letih. Možgani. Pridobljeno iz spletnega mesta brainscape.com
5. Nacionalna akademija znanosti inženirska medicina (2019). Nedavni napredek razvojne biologije. Pridobljeno iz nap.edu.
6. Emily Mullin (2017). CRISPR 2.0, ki je sposoben urejanja ene same baze DNA, lahko pozdravi več deset tisoč mutacij. Pregled tehnologije MIT. Pridobljeno iz tehnologijereview.es.