10 Ontwikkelingen in de biologie in de afgelopen 30 jaar

Biologie heeft de afgelopen 30 jaar grote vooruitgang geboekt. Deze vooruitgang in de wetenschappelijke wereld overstijgt alle velden rondom de mens en heeft direct invloed op het welzijn en de ontwikkeling van de maatschappij in het algemeen.

Als tak van de natuurwetenschappen richt de biologie haar aandacht op de studie van alle levende organismen. Elke dag laten de technologische innovaties meer specifiek onderzoek toe naar de structuren die de soort vormen van de vijf natuurlijke rijken: dier, plant, monera, protista en die van de schimmels.

Op deze manier versterkt de biologie haar onderzoek en biedt ze nieuwe alternatieven voor de verschillende situaties die levende wezens treffen. Op dezelfde manier maakt het ontdekkingen van nieuwe soorten en van de uitgestorven soorten, die bijdragen aan het verhelderen van enkele vragen met betrekking tot evolutie.

Een van de belangrijkste verworvenheden van deze vooruitgang is dat deze kennis zich buiten de grenzen van de onderzoeker heeft verspreid en de dagelijkse reikwijdte heeft bereikt.

Momenteel zijn termen als biodiversiteit, ecologie, antilichaam en biotechnologie niet exclusief voor de specialist; zijn tewerkstelling en kennis over het onderwerp maakt deel uit van het dagelijks leven van veel mensen die zich niet op de wetenschappelijke wereld toeleggen.

Meest opmerkelijke vooruitgang in de biologie in de afgelopen 30 jaar

Interferentie RNA

In 1998 werd een reeks onderzoek met betrekking tot RNA gepubliceerd. Hierin bevestigen ze dat de genexpressie wordt gecontroleerd door een biologisch mechanisme, RNA van interferentie.

Via dit RNAi kunnen genen die specifiek zijn voor een genoom post-transcriptioneel tot zwijgen worden gebracht. Dit wordt bereikt door kleine moleculen dubbelstrengs RNA.

Deze moleculen werken door de translatie en synthese van eiwitten tijdig te blokkeren, wat voorkomt in de mRNA-genen. Op deze manier zou de werking van sommige pathogenen die ernstige ziekten veroorzaken, worden beheerst.

RNAi is een hulpmiddel dat grote bijdragen heeft geleverd op therapeutisch gebied. Momenteel wordt deze technologie toegepast om moleculen te identificeren die therapeutisch potentieel hebben tegen verschillende ziekten.

Eerste volwassen zoogdier gekloond

Het eerste werk waarbij een zoogdier werd gekloond, werd in 1996 uitgevoerd door wetenschappers van een gedomesticeerd vrouwelijk schaap.

Om het experiment uit te voeren, werden somatische cellen van de melkklieren gebruikt die in volwassen toestand waren. Het gebruikte proces was de nucleaire overdracht. Het resulterende schaap, Dolly genaamd, groeide en groeide en kon zich op natuurlijke wijze reproduceren zonder enig ongemak.

Het menselijk genoom in kaart brengen

Deze biologische doorbraak duurde meer dan 10 jaar om te materialiseren, wat werd bereikt dankzij de bijdragen van vele wetenschappers over de hele wereld. In het jaar 2000 presenteerde een groep onderzoekers een bijna definitieve schets van de kaart van het menselijk genoom. De definitieve versie van het werk werd in 2003 voltooid.

Deze kaart van het menselijk genoom toont de locatie van elk van de chromosomen, die alle genetische informatie van het individu bevatten. Met deze gegevens kunnen specialisten alle details van genetische ziekten en elk ander aspect dat u wilt onderzoeken kennen.

Stamcellen uit huidcellen

Vóór 2007 werd de informatie behandeld dat pluripotente stamcellen alleen in embryonale stamcellen werden gevonden.

In datzelfde jaar deden twee teams van Amerikaanse en Japanse onderzoekers een klus waarbij ze de volwassen cellen van de huid konden omkeren, zodat ze als pluripotente stamcellen konden werken. Deze kunnen worden gedifferentieerd en elk ander type cel kunnen worden.

De ontdekking van het nieuwe proces, waarbij het "programmeren" van epitheliale cellen wordt veranderd, opent een pad naar het gebied van medisch onderzoek.

Robotic body-leden gecontroleerd door de hersenen

In het jaar 2000 implanteerden wetenschappers van het Duke University Medical Center verschillende elektroden in het brein van een aap. Het doel was dat dit dier controle kon uitoefenen over een robotledemaat, waardoor het zijn voedsel kon verzamelen.

In 2004 werd een niet-invasieve methode ontwikkeld met de bedoeling de golven uit de hersenen op te vangen en deze te gebruiken om biomedische apparaten te beheersen. Het was in 2009 toen Pierpaolo Petruzziello de eerste mens werd die met een robothand complexe bewegingen kon uitvoeren.

Dit kon worden bereikt door de neurologische signalen uit zijn hersenen te gebruiken, die werden ontvangen door de zenuwen van de arm.

Genoombasissen bewerken

Wetenschappers hebben een meer precieze techniek ontwikkeld dan het bewerken van genen, waarbij ze veel kleinere segmenten van het genoom repareren: de basissen. Dankzij dit kunnen DNA- en RNA-basen worden vervangen, waarbij specifieke mutaties worden opgelost die mogelijk verband houden met ziekten.

CRISPR 2.0 kan een van de basen vervangen zonder de structuur van DNA of RNA te veranderen. De specialisten slaagden erin om een ​​adenine (A) voor een guanine (G) te veranderen, waarbij ze hun cellen "tricking" om het DNA te repareren.

Op deze manier werden de AT-basen een GC-paar. Deze techniek herschrijft de fouten die door de genetische code worden gepresenteerd, zonder de noodzaak om hele delen van het DNA te knippen en te vervangen.

Nieuwe immunotherapie tegen kanker

Deze nieuwe therapie is gebaseerd op de aanval op het DNA van het orgaan dat kankercellen presenteert. Het nieuwe medicijn stimuleert het immuunsysteem en wordt gebruikt in gevallen van melanoom.

Het kan ook worden gebruikt in tumoren, waarvan de kankercellen de zogenaamde "mismatch repair deficiency" hebben. In dit geval herkent het immuunsysteem deze cellen als vreemd en verwijdert deze deze.

Het medicijn is goedgekeurd door de Food and Drug Administration van de Verenigde Staten (FDA).

Gentherapie

Een van de meest voorkomende genetische oorzaken bij de dood van baby's is spinale spieratrofie type 1. Deze pasgeborenen missen een eiwit in de motorneuronen van het ruggenmerg. Dit zorgt ervoor dat de spieren verzwakken en stoppen met ademen.

Baby's die aan deze ziekte lijden hebben een nieuwe optie om hun leven te redden. Het is een techniek die een ontbrekend gen incorporeert in spinale neuronen. De boodschapper is een onschadelijk virus dat adeno-geassocieerd virus (AAV) wordt genoemd.

Gentherapie AAV9, waarvan het proteïnegen afwezig is in neuronen van het ruggenmerg, wordt intraveneus toegediend. In een hoog percentage van de gevallen waarin deze therapie werd toegepast, konden de baby's eten, zitten, praten en sommige zelfs rennen.

Menselijke insuline door middel van recombinant-DNA-technologie

De productie van humane insuline door recombinante DNA-technologie vertegenwoordigt een belangrijke vooruitgang in de behandeling van patiënten met diabetes. De eerste klinische onderzoeken met recombinant humane insuline bij mensen begonnen in 1980.

Dit werd gedaan door de A- en B-ketens van het insulinemolecuul afzonderlijk te produceren en ze vervolgens te combineren met chemische technieken. Het recombinante proces is echter verschillend sinds 1986. Menselijke genetische codering van proinsuline wordt ingevoegd in Escherichia coli-cellen.

Deze worden vervolgens gekweekt door fermentatie om proinsuline te produceren. Het verbindende peptide wordt enzymatisch gesplitst van proinsuline om humane insuline te produceren.

Het voordeel van dit type insuline is dat het een snellere werking en een lagere immunogeniciteit heeft dan varkensvlees of rundvlees..

Transgene planten

In 1983 werden de eerste transgene planten gekweekt.

Na 10 jaar werd de eerste genetisch gemodificeerde plant gecommercialiseerd in de Verenigde Staten en twee jaar later werd een tomatenpastaproduct van een genetisch gemodificeerde genetisch gemodificeerde plant op de Europese markt gebracht.

Vanaf dat moment worden er jaarlijks genetische modificaties geregistreerd in fabrieken over de hele wereld. Deze transformatie van planten vindt plaats via een genetisch transformatieproces, waarbij exogeen genetisch materiaal wordt ingebracht  

De basis van deze processen is de universele aard van DNA, dat de genetische informatie van de meeste levende organismen bevat.

Deze planten worden gekenmerkt door een of meer van de volgende eigenschappen: tolerantie voor herbiciden, resistentie tegen ongedierte, gemodificeerde aminozuren of vetsamenstelling, mannelijke steriliteit, kleurverandering, late rijping, invoeging van een selectiemarker of resistentie tegen virale infecties.

referenties

1. SINC (2019) Tien wetenschappelijke ontwikkelingen van 2017 die de wereld hebben veranderd
2. Bruno Martín (2019). Prijs voor de bioloog die de menselijke symbiose met bacteriën ontdekte. Het land. Opgehaald van elpais.com.
3. Mariano Artigas (1991). Nieuwe ontwikkelingen in de moleculaire biologie: slimme genen. Groepswetenschap, rede en geloof. Universiteit van Navarra Hersteld de.unav.edu.
4. Kaitlin Goodrich (2017). 5 Belangrijke doorbraken in de biologie van de afgelopen 25 jaar. Hersenen scape Opgehaald van brainscape.com
5. National Academy of Sciences Engineering Medicine (2019). Recente vooruitgang in ontwikkelingsbiologie. Opgehaald van nap.edu.
6. Emily Mullin (2017). CRISPR 2.0, in staat om één enkele DNA-basis te bewerken, zou tienduizenden mutaties kunnen genezen. MIT Technology review. Hersteld van technologyreview.es.