12 AVANSURI ÎN BIOLOGIE ÎN ULTIMII 30 DE ANI - BIOLOGIE - 2025

Biologia a făcut pași mari în ultimii 30 de ani. Aceste progrese în lumea științifică transcend toate domeniile care înconjoară omul, afectând direct bunăstarea și dezvoltarea societății în general.

Ca ramură a științelor naturale, biologia își concentrează interesul asupra studiului tuturor organismelor vii. În fiecare zi, inovațiile tehnologice fac posibile investigații mai specifice ale structurilor care alcătuiesc speciile celor cinci regate naturale: animal, plantă, monera, protista și ciuperci.

Genomul uman. Sursa: Curtoazie: National Human Genome Research Institute, prin Wikimedia Commons

În acest fel, biologia își îmbunătățește cercetarea și oferă alternative noi la diferitele situații care afectează ființele vii. În același mod, face descoperiri de specii noi și specii deja dispărute, care ajută la clarificarea unor întrebări legate de evoluție.

Una dintre principalele realizări ale acestor progrese este aceea că această cunoaștere s-a răspândit dincolo de granițele cercetătorului, ajungând în mediul cotidian.

În prezent, termeni precum biodiversitate, ecologie, anticorpi și biotehnologie nu sunt destinate exclusiv utilizării specialistului; Utilizarea și cunoștințele sale pe această temă fac parte din viața de zi cu zi a multor persoane care nu sunt dedicate lumii științifice.

Cele mai importante progrese în biologie din ultimii 30 de ani

Interferență ARN

În 1998 a fost publicată o serie de investigații legate de ARN. Acestea afirmă că expresia genelor este controlată de un mecanism biologic, numit interferență ARN.

Prin acest RNAi este posibilă tăcerea genelor specifice ale unui genom într-un mod post-transcripțional. Acest lucru este realizat de molecule mici de ARN dublu-catenare.

Aceste molecule acționează prin blocarea traducerii și sintezei proteinelor, care apare în genele mARN. În acest fel, acțiunea unor agenți patogeni care provoacă boli grave ar fi controlată.

ARN este un instrument care a avut contribuții mari în zona terapeutică. În prezent această tehnologie este aplicată pentru a identifica molecule care au potențial terapeutic împotriva diferitelor boli.

Primul mamifer adult clonat

Prima lucrare în care a fost clonat un mamifer a fost realizată în 1996, efectuată de oamenii de știință la o oaie feminină domesticită.

Pentru efectuarea experimentului s-au folosit celule somatice din glandele mamare care se aflau într-o stare adultă. Procesul utilizat a fost transferul nuclear. Oile rezultate, numite Dolly, au crescut și s-au dezvoltat, putând să se reproducă în mod natural, fără niciun inconvenient.

Cartografierea genomului uman

Acest mare avans biologic a durat mai mult de 10 ani pentru a se materializa, ceea ce a fost obținut datorită contribuțiilor multor oameni de știință din întreaga lume. În 2000, un grup de cercetători a prezentat o hartă aproape definitivă a genomului uman. Versiunea definitivă a lucrării a fost finalizată în 2003.

Această hartă a genomului uman arată locația fiecăruia dintre cromozomi, care conțin toate informațiile genetice ale individului. Cu aceste date, specialiștii pot cunoaște toate detaliile bolilor genetice și orice alt aspect pe care doresc să îl investigheze.

Celulele stem din celulele pielii

Înainte de 2007, informațiile au fost gestionate conform cărora celulele stem pluripotente s-au găsit numai în celulele stem embrionare.

În același an, două echipe de cercetători americani și japonezi au efectuat un studiu în care au reușit să inverseze celulele adulte ale pielii, pentru a putea acționa ca celule stem pluripotente. Acestea se pot diferenția, putând deveni orice alt tip de celulă.

Descoperirea noului proces, în care „programarea” celulelor epiteliale este schimbată, deschide o cale către zona cercetării medicale.

Membre robotice ale corpului controlate de creier

În 2000, oamenii de știință de la Duke Medical Medical Center au implantat mai mulți electrozi în creierul unei maimuțe. Scopul era ca acest animal să poată controla o membră robotizată, permițându-i astfel să își colecteze hrana.

În 2004, a fost dezvoltată o metodă non-invazivă cu intenția de a capta undele care provin din creier și de a le folosi pentru a controla dispozitivele biomedicale. În 2009, Pierpaolo Petruzziello a devenit prima ființă umană care, cu o mână robotizată, a putut efectua mișcări complexe.

Acest lucru a fost capabil să obțină folosind semnale neurologice din creierul său, care au fost primite de nervii din braț.

Editarea bazelor genomului

Oamenii de știință au dezvoltat o tehnică mai precisă decât editarea genelor, reparând segmente mult mai mici ale genomului: bazele. Datorită acestui fapt, ADN și baze ARN pot fi înlocuite, rezolvând unele mutații specifice care ar putea fi legate de boli.

CRISPR 2.0 poate substitui una dintre baze fără a modifica structura ADN-ului sau ARN-ului. Specialiștii au reușit să schimbe adenina (A) pentru o guanină (G), „trucându-și” celulele în repararea ADN-ului.

În acest fel, bazele AT au devenit o pereche GC. Această tehnică rescrie erorile din codul genetic, fără a fi necesară tăierea și înlocuirea zonelor întregi de ADN.

Noua imunoterapie împotriva cancerului

Această nouă terapie se bazează pe atacarea ADN-ului organului care are celule canceroase. Nouul medicament stimulează sistemul imunitar și este utilizat în cazurile de melanom.

Poate fi utilizat și în tumorile, ale căror celule canceroase au așa-numita „deficiență de reparație nepotrivită”. În acest caz, sistemul imunitar recunoaște aceste celule ca străine și le elimină.

Medicamentul a fost aprobat de Food and Drug Administration (FDA) din Statele Unite.

Terapia genică

Una dintre cele mai frecvente cauze genetice ale decesului sugarului este atrofia musculară spinală de tip 1. Acești nou-născuți nu au o proteină în neuronii motori ai măduvei spinării. Acest lucru determină slăbirea mușchilor și încetarea respirației.

Bebelușii cu această boală au o nouă opțiune pentru a-și salva viața. Este o tehnică care încorporează o genă lipsă în neuronii coloanei vertebrale. Mesagerul este un virus inofensiv numit virus adeno-asociat (AAV).

Terapia genică AAV9, care are gena proteică absentă de neuronii din măduva spinării, este livrată intravenos. Într-un procent ridicat din cazurile în care a fost aplicată această terapie, bebelușii au putut să mănânce, să stea, să discute și unii chiar să alerge.

Insulina umană prin tehnologia ADN-ului recombinant

Producția de insulină umană prin tehnologia ADN-ului recombinant reprezintă un avans important în tratamentul pacienților cu diabet. Primele studii clinice cu insulină umană recombinantă la om au început în 1980.

Acest lucru a fost realizat prin producerea lanțurilor A și B ale moleculei de insulină separat, și apoi combinarea acestora folosind tehnici chimice. Acum, procesul recombinant a fost diferit din 1986. Codificarea genetică umană a proinsulinei este introdusă în celulele Escherichia coli.

Acestea sunt apoi cultivate prin fermentare pentru a produce proinsulina. Peptida de legătură este scindată enzimatic de proinsulina pentru a produce insulină umană.

Avantajul acestui tip de insulină este că are o acțiune mai rapidă și o imunogenitate mai mică decât cea a cărnii de porc sau a cărnii de vită.

Plante transgenice

În 1983 au fost cultivate primele plante transgenice.

După 10 ani, prima plantă modificată genetic a fost comercializată în Statele Unite, iar doi ani mai târziu a intrat pe piața europeană o pastă de tomate produsă dintr-o plantă modificată genetic (modificată genetic).

Din acel moment, în fiecare an sunt înregistrate modificări genetice la plantele din întreaga lume. Această transformare a plantelor se realizează printr-un proces de transformare genetică, în care este inserat material genetic exogen

La baza acestor procese stă natura universală a ADN-ului, care conține informațiile genetice ale majorității organismelor vii.

Aceste plante se caracterizează printr-una sau mai multe dintre următoarele proprietăți: toleranță la erbicide, rezistență la dăunători, aminoacizi modificați sau compoziție de grăsimi, sterilitate masculină, schimbare de culoare, maturizare târzie, introducerea unui marker de selecție sau rezistență la infecții virale.

Descoperirea celui de-al 79-lea organ al corpului uman

Deși Leonardo Da Vinci a descris-o deja cu mai bine de 500 de ani în urmă, biologia și anatomia considerau mesenteria ca un simplu pliu de țesut, fără nici o importanță medicală.

Cu toate acestea, în 2017, știința a considerat că mesenteria a fost considerată al 79-lea organ, așa că a fost adăugată la Anatomia lui Grey, manualul de referință pentru anatomiști.

Motivul este că oamenii de știință consideră acum că mezenteria este un organ care formează un dublu pli al peritoneului, fiind legătura dintre intestin și peretele abdominal.

După ce a fost clasificat ca organ, acum trebuie să se facă mai multe cercetări asupra importanței sale reale în anatomia umană și a modului în care poate ajuta diagnosticul anumitor boli sau efectuarea intervențiilor chirurgicale mai puțin invazive.

Donarea de organe va da loc imprimării 3D

Tipărirea 3D este unul dintre cele mai importante progrese științifice din ultimele decenii, mai ales la nivel practic, fiind un instrument care schimbă multe sectoare economice și o mare parte a cercetării științifice.

Una dintre utilizările care sunt deja luate în considerare este cea a dezvoltării masive a organelor, deoarece progresele ar putea permite reproducerea țesuturilor umane complexe pentru a le implanta chirurgical.

Referințe

1. SINC (2019) Zece progrese științifice din 2017 care au schimbat lumea en
2. Bruno Martín (2019). Premiul pentru biologul care a descoperit simbioza umană cu bacteriile. Tara. Recuperat de la elpais.com.
3. Mariano Artigas (1991). Noi progrese în biologia moleculară: gene inteligente. Grup de știință, rațiune și credință. Universitatea din Navarra. Recuperat din.unav.edu.
4. Kaitlin Goodrich (2017). 5 descoperiri importante în biologie din ultimii 25 de ani. Scape creier. Recuperat de pe brainscape.com
5. Academia Națională de Medicină în Științe (2019). Progrese recente în biologia dezvoltării. Recuperat din nap.edu.
6. Emily Mullin (2017). CRISPR 2.0, capabil să editeze o singură bază ADN, ar putea vindeca zeci de mii de mutații. Revizuirea tehnologiei MIT. Recuperat de la technologyreview.es.