- أبرز التطورات في علم الأحياء خلال الثلاثين عامًا الماضية
- تدخل الحمض النووي الريبي
- استنساخ أول حيوان ثديي بالغ
- رسم خرائط الجينوم البشري
- الخلايا الجذعية من خلايا الجلد
- أطراف الجسم الروبوتية التي يتحكم فيها الدماغ
- تحرير قاعدة الجينوم
- علاج مناعي جديد ضد السرطان
- العلاج الجيني
- الأنسولين البشري من خلال تقنية الحمض النووي المؤتلف
- النباتات المعدلة وراثيا
- اكتشاف العضو رقم 79 في جسم الإنسان
- التبرع بالأعضاء سيفسح المجال للطباعة ثلاثية الأبعاد
- المراجع
خطى علم الأحياء خطوات كبيرة في الثلاثين عامًا الماضية. هذه التطورات في العالم العلمي تتجاوز كل المجالات التي تحيط بالإنسان ، وتؤثر بشكل مباشر على رفاهية المجتمع وتطوره بشكل عام.
كفرع من العلوم الطبيعية ، يركز علم الأحياء اهتمامه على دراسة جميع الكائنات الحية. كل يوم ، تتيح الابتكارات التكنولوجية إجراء تحقيقات أكثر تحديدًا للهياكل التي تتكون منها أنواع الممالك الطبيعية الخمس: الحيوانات والنباتات والمونيرا والبروتيستا والفطريات.
الجينات البشرية. المصدر: بإذن من المعهد القومي لبحوث الجينوم البشري ، عبر ويكيميديا كومنز
وبهذه الطريقة ، يعزز علم الأحياء بحثه ويقدم بدائل جديدة للمواقف المختلفة التي تصيب الكائنات الحية. بالطريقة نفسها ، يقوم باكتشاف أنواع جديدة وأنواع منقرضة بالفعل ، مما يساعد على توضيح بعض الأسئلة المتعلقة بالتطور.
ومن الإنجازات الرئيسية لهذه التطورات أن هذه المعرفة انتشرت خارج حدود الباحث ووصلت إلى البيئة اليومية.
حاليًا ، لا تُستخدم مصطلحات مثل التنوع البيولوجي والبيئة والجسم المضاد والتكنولوجيا الحيوية حصريًا للمتخصص ؛ يعد استخدامه ومعرفته بالموضوع جزءًا من الحياة اليومية لكثير من الأشخاص غير المكرسين للعالم العلمي.
أبرز التطورات في علم الأحياء خلال الثلاثين عامًا الماضية
تدخل الحمض النووي الريبي
في عام 1998 تم نشر سلسلة من التحقيقات المتعلقة بـ RNA. تنص هذه على أن التعبير الجيني يتم التحكم فيه بواسطة آلية بيولوجية تسمى تداخل الحمض النووي الريبي.
من خلال هذا RNAi ، من الممكن إسكات جينات معينة من الجينوم بطريقة ما بعد النسخ. يتم تحقيق ذلك عن طريق جزيئات RNA صغيرة مزدوجة الشريطة.
تعمل هذه الجزيئات عن طريق منع ترجمة وتركيب البروتينات ، والتي تحدث في جينات الرنا المرسال. بهذه الطريقة ، يمكن السيطرة على عمل بعض مسببات الأمراض التي تسبب أمراضًا خطيرة.
RNAi هي أداة لها مساهمات كبيرة في المجال العلاجي. يتم تطبيق هذه التقنية حاليًا لتحديد الجزيئات التي لها إمكانات علاجية ضد الأمراض المختلفة.
استنساخ أول حيوان ثديي بالغ
تم تنفيذ أول عمل تم فيه استنساخ حيوان ثديي في عام 1996 ، بواسطة علماء على أنثى شاة مستأنسة.
تم استخدام الخلايا الجسدية من الغدد الثديية التي كانت في حالة البالغين لإجراء التجربة. كانت العملية المستخدمة هي النقل النووي. نمت الأغنام الناتجة ، المسمى دوللي ، وتطورت ، بحيث أصبحت قادرة على التكاثر بشكل طبيعي دون أي إزعاج.
رسم خرائط الجينوم البشري
استغرق هذا التقدم البيولوجي العظيم أكثر من 10 سنوات حتى يتحقق ، والذي تحقق بفضل مساهمات العديد من العلماء في جميع أنحاء العالم. في عام 2000 ، قدمت مجموعة من الباحثين خريطة شبه نهائية للجينوم البشري. تم الانتهاء من النسخة النهائية للعمل في عام 2003.
توضح هذه الخريطة للجينوم البشري موقع كل كروموسومات تحتوي على جميع المعلومات الجينية للفرد. باستخدام هذه البيانات ، يمكن للمتخصصين معرفة جميع تفاصيل الأمراض الوراثية وأي جانب آخر يريدون التحقيق فيه.
الخلايا الجذعية من خلايا الجلد
قبل عام 2007 ، تم التعامل مع المعلومات التي تفيد بأن الخلايا الجذعية متعددة القدرات لا توجد إلا في الخلايا الجذعية الجنينية.
في نفس العام ، أجرى فريقان من الباحثين الأمريكيين واليابانيين دراسة تمكنوا من خلالها من عكس خلايا جلد البالغين ، حتى يتمكنوا من العمل كخلايا جذعية متعددة القدرات. يمكن أن تتمايز ، وتكون قادرة على أن تصبح أي نوع آخر من الخلايا.
إن اكتشاف العملية الجديدة ، حيث يتم تغيير "برمجة" الخلايا الظهارية ، يفتح الطريق إلى مجال البحث الطبي.
أطراف الجسم الروبوتية التي يتحكم فيها الدماغ
خلال عام 2000 ، زرع العلماء في المركز الطبي بجامعة ديوك عدة أقطاب كهربائية في دماغ قرد. كان الغرض من ذلك هو أن هذا الحيوان يمكن أن يمارس السيطرة على طرف آلي ، مما يسمح له بجمع طعامه.
في عام 2004 ، تم تطوير طريقة غير جراحية بهدف التقاط الموجات القادمة من الدماغ واستخدامها للتحكم في الأجهزة الطبية الحيوية. كان ذلك في عام 2009 عندما أصبح Pierpaolo Petruzziello أول إنسان يمكنه ، باستخدام يد آلية ، أداء حركات معقدة.
تمكن من تحقيق ذلك باستخدام الإشارات العصبية من دماغه ، والتي تلقتها الأعصاب في ذراعه.
تحرير قاعدة الجينوم
طور العلماء تقنية أكثر دقة من تحرير الجينات ، لإصلاح أجزاء أصغر بكثير من الجينوم: القواعد. بفضل هذا ، يمكن استبدال قواعد الحمض النووي والحمض النووي الريبي ، وحل بعض الطفرات المحددة التي قد تكون مرتبطة بالأمراض.
يمكن لـ CRISPR 2.0 استبدال أحد القواعد دون تغيير بنية الحمض النووي أو الحمض النووي الريبي. تمكن المتخصصون من تغيير الأدينين (A) إلى الجوانين (G) ، و "خداع" خلاياهم لإصلاح الحمض النووي.
بهذه الطريقة أصبحت قواعد AT زوجًا من GC. هذه التقنية تعيد كتابة الأخطاء في الشفرة الجينية ، دون الحاجة إلى قطع واستبدال مناطق كاملة من الحمض النووي.
علاج مناعي جديد ضد السرطان
يعتمد هذا العلاج الجديد على مهاجمة الحمض النووي للعضو الذي يحتوي على خلايا سرطانية. الدواء الجديد يحفز جهاز المناعة ويستخدم في حالات سرطان الجلد.
ويمكن استخدامه أيضًا في الأورام التي تعاني خلاياها السرطانية من ما يسمى "نقص الإصلاح غير المتطابق". في هذه الحالة ، يتعرف الجهاز المناعي على هذه الخلايا على أنها غريبة ويقضي عليها.
تمت الموافقة على الدواء من قبل إدارة الغذاء والدواء الأمريكية (FDA).
العلاج الجيني
يعد ضمور العضلات الشوكي من النوع الأول أحد الأسباب الجينية الأكثر شيوعًا لوفاة الرضع ، حيث يفتقر هؤلاء الأطفال حديثي الولادة إلى بروتين في الخلايا العصبية الحركية في النخاع الشوكي. هذا يسبب ضعف العضلات وتوقف التنفس.
الأطفال المصابون بهذا المرض لديهم خيار جديد لإنقاذ حياتهم. إنها تقنية تتضمن الجين المفقود في الخلايا العصبية الشوكية. المرسال هو فيروس غير ضار يسمى الفيروس المرتبط بالغدة (AAV).
يتم إعطاء العلاج الجيني AAV9 ، الذي يحتوي على جين بروتيني غائب عن الخلايا العصبية في الحبل الشوكي ، عن طريق الوريد. في نسبة عالية من الحالات التي تم فيها تطبيق هذا العلاج ، كان الأطفال قادرين على تناول الطعام والجلوس والتحدث وحتى الركض.
الأنسولين البشري من خلال تقنية الحمض النووي المؤتلف
يمثل إنتاج الأنسولين البشري من خلال تقنية الحمض النووي المؤتلف تقدمًا مهمًا في علاج مرضى السكري. بدأت أولى التجارب السريرية على الأنسولين البشري المؤتلف في عام 1980.
تم ذلك عن طريق إنتاج السلاسل A و B من جزيء الأنسولين بشكل منفصل ، ثم دمجها باستخدام التقنيات الكيميائية. الآن ، كانت عملية إعادة الارتباط مختلفة منذ عام 1986. يتم إدخال الترميز الجيني البشري للبرونسولين في خلايا الإشريكية القولونية.
ثم يتم زراعتها عن طريق التخمير لإنتاج البرونسولين. يتم شق الببتيد الرابط إنزيميًا من البرونسولين لإنتاج الأنسولين البشري.
تتمثل ميزة هذا النوع من الأنسولين في أنه يعمل بشكل أسرع ومناعة أقل من تلك الموجودة في لحم الخنزير أو لحم البقر.
النباتات المعدلة وراثيا
في عام 1983 نمت أولى النباتات المحورة جينيا.
بعد 10 سنوات ، تم تسويق أول مصنع معدل وراثيًا في الولايات المتحدة ، وبعد عامين دخل معجون الطماطم المنتج من مصنع معدّل وراثيًا إلى السوق الأوروبية.
من تلك اللحظة فصاعدًا ، يتم تسجيل التعديلات الجينية سنويًا في النباتات حول العالم. يتم إجراء هذا التحول للنباتات من خلال عملية التحول الجيني ، حيث يتم إدخال مادة وراثية خارجية
أساس هذه العمليات هو الطبيعة العالمية للحمض النووي ، التي تحتوي على المعلومات الجينية لمعظم الكائنات الحية.
تتميز هذه النباتات بواحدة أو أكثر من الخصائص التالية: تحمل مبيدات الأعشاب ، ومقاومة الآفات ، والأحماض الأمينية المعدلة أو تركيبة الدهون ، أو عقم الذكور ، أو تغير اللون ، أو النضج المتأخر ، أو إدخال علامة اختيار ، أو مقاومة العدوى الفيروسية.
اكتشاف العضو رقم 79 في جسم الإنسان
على الرغم من أن ليوناردو دافنشي وصفها بالفعل منذ أكثر من 500 عام ، إلا أن علم الأحياء والتشريح يعتبران المساريق بمثابة طية بسيطة من الأنسجة ، دون أي أهمية طبية.
ومع ذلك ، في عام 2017 ، اعتبر العلم أن المساريق يعتبر العضو رقم 79 ، لذلك تمت إضافته إلى جرايز أناتومي ، الدليل المرجعي لعلماء التشريح.
والسبب هو أن العلماء يعتبرون الآن أن المساريق هي عضو يشكل ثنية مزدوجة من الصفاق ، كونه الرابط بين الأمعاء وجدار البطن.
بمجرد تصنيفها كعضو ، حان الوقت الآن لإجراء المزيد من الأبحاث حول أهميتها الحقيقية في تشريح الإنسان وكيف يمكن أن تساعد في تشخيص بعض الأمراض أو إجراء عمليات جراحية أقل توغلاً.
التبرع بالأعضاء سيفسح المجال للطباعة ثلاثية الأبعاد
تعد الطباعة ثلاثية الأبعاد من أهم التطورات العلمية في العقود الأخيرة ، خاصة على المستوى العملي ، كونها أداة غيرت العديد من القطاعات الاقتصادية وجزءًا كبيرًا من البحث العلمي.
أحد الاستخدامات التي يتم النظر فيها بالفعل هو التطور الهائل للأعضاء ، حيث يمكن أن تسمح التطورات بتكاثر الأنسجة البشرية المعقدة لزرعها جراحيًا.
المراجع
- SINC (2019) عشرة تطورات علمية لعام 2017 والتي غيرت العالم en
- برونو مارتن (2019). جائزة لعالم الأحياء الذي اكتشف التعايش البشري مع البكتيريا. البلد. تعافى من elpais.com.
- ماريانو أرتيجاس (1991). تطورات جديدة في علم الأحياء الجزيئي: الجينات الذكية. جماعة العلم والعقل والإيمان. جامعة نافارا. تعافى من.unav.edu.
- كيتلين جودريتش (2017). 5 اختراقات مهمة في علم الأحياء من آخر 25 عامًا. سكيب الدماغ. تعافى من brainscape.com
- الأكاديمية الوطنية للعلوم والهندسة والطب (2019). التطورات الحديثة في علم الأحياء التنموي. تعافى من nap.edu.
- إميلي مولين (2017). يمكن لـ CRISPR 2.0 ، القادر على تعديل قاعدة DNA واحدة ، علاج عشرات الآلاف من الطفرات. مراجعة MIT Technology. تعافى من technologyreview.es.