10 Kemajuan dalam biologi dalam 30 tahun terakhir

Biologi telah membuat kemajuan besar dalam 30 tahun terakhir. Kemajuan-kemajuan di dunia ilmiah ini melampaui semua bidang yang mengelilingi manusia, yang secara langsung memengaruhi kesejahteraan dan perkembangan masyarakat secara umum.

Sebagai cabang ilmu alam, biologi memfokuskan minatnya pada studi semua organisme hidup. Setiap hari, inovasi teknologi memungkinkan penyelidikan lebih spesifik dari struktur yang membentuk spesies dari lima kerajaan alami: hewan, sayuran, monera, protista, dan salah satu jamur.

Dengan cara ini, biologi memperkuat penelitiannya dan menawarkan alternatif baru untuk berbagai situasi yang menimpa makhluk hidup. Dengan cara yang sama, ia membuat penemuan spesies baru dan spesies yang punah, yang berkontribusi untuk mengklarifikasi beberapa pertanyaan terkait dengan evolusi.

Salah satu pencapaian utama dari kemajuan ini adalah bahwa pengetahuan ini telah menyebar di luar batas peneliti, mencapai ruang lingkup harian.

Saat ini, istilah-istilah seperti keanekaragaman hayati, ekologi, antibodi, dan bioteknologi bukan untuk penggunaan spesialis secara eksklusif; pekerjaan dan pengetahuannya tentang masalah ini adalah bagian dari kehidupan sehari-hari banyak orang yang tidak mengabdi pada dunia ilmiah.

Kemajuan biologi yang paling luar biasa dalam 30 tahun terakhir

RNA interferensi

Pada tahun 1998, serangkaian penelitian terkait dengan RNA diterbitkan. Dalam hal ini mereka menegaskan bahwa ekspresi gen dikendalikan oleh mekanisme biologis, yang disebut RNA of interferensi.

Melalui RNAi ini, gen spesifik untuk genom dapat dibungkam setelah transkripsi. Ini dicapai oleh molekul kecil RNA untai ganda.

Molekul-molekul ini bertindak dengan menghalangi penerjemahan dan sintesis protein tepat waktu, yang terjadi pada gen mRNA. Dengan cara ini, aksi beberapa patogen yang menyebabkan penyakit serius akan dapat dikendalikan.

RNAi adalah alat yang memiliki kontribusi besar dalam bidang terapi. Saat ini teknologi ini diterapkan untuk mengidentifikasi molekul yang memiliki potensi terapeutik terhadap berbagai penyakit.

Mamalia dewasa pertama dikloning

Pekerjaan pertama di mana mamalia dikloning dilakukan pada tahun 1996, dilakukan oleh para ilmuwan pada seekor domba betina jinak.

Untuk melakukan percobaan, sel somatik dari kelenjar susu yang berada dalam keadaan dewasa digunakan. Proses yang digunakan adalah transfer nuklir. Domba yang dihasilkan, disebut Dolly, tumbuh dan berkembang, mampu bereproduksi secara alami tanpa ketidaknyamanan.

Memetakan genom manusia

Terobosan biologis ini membutuhkan waktu lebih dari 10 tahun untuk terwujud, yang dicapai berkat kontribusi banyak ilmuwan di seluruh dunia. Pada tahun 2000, sekelompok peneliti menyajikan garis besar peta genom manusia yang hampir pasti. Versi definitif dari pekerjaan ini selesai pada tahun 2003.

Peta genom manusia ini menunjukkan lokasi masing-masing kromosom, yang berisi semua informasi genetik individu. Dengan data ini, spesialis dapat mengetahui semua detail penyakit genetik dan aspek lain yang ingin Anda selidiki.

Sel induk dari sel kulit

Sebelum 2007, informasi ditangani bahwa sel-sel batang berpotensi majemuk hanya ditemukan dalam sel-sel induk embrionik.

Pada tahun yang sama, dua tim peneliti Amerika dan Jepang, melakukan pekerjaan di mana mereka berhasil membalikkan sel-sel kulit dewasa, sehingga mereka dapat bertindak sebagai sel induk berpotensi majemuk. Ini bisa dibedakan, bisa menjadi jenis sel lainnya.

Penemuan proses baru, di mana "pemrograman" sel epitel diubah, membuka jalan menuju area penelitian medis.

Anggota tubuh robot dikendalikan oleh otak

Selama tahun 2000, para ilmuwan di Pusat Medis Universitas Duke menanamkan beberapa elektroda di otak monyet. Tujuannya agar hewan ini dapat mengendalikan robot, memungkinkannya mengumpulkan makanannya.

Pada 2004, metode non-invasif dikembangkan dengan maksud menangkap gelombang yang datang dari otak dan menggunakannya untuk mengendalikan perangkat biomedis. Itu pada tahun 2009 ketika Pierpaolo Petruzziello menjadi manusia pertama yang, dengan tangan robot, dapat melakukan gerakan kompleks.

Ini dapat dicapai dengan menggunakan sinyal neurologis dari otaknya, yang diterima oleh saraf lengan.

Mengedit basis genom

Para ilmuwan telah mengembangkan teknik yang lebih tepat daripada mengedit gen, memperbaiki segmen genom yang jauh lebih kecil: basis. Berkat ini, basis DNA dan RNA dapat diganti, menyelesaikan mutasi spesifik yang mungkin terkait dengan penyakit.

CRISPR 2.0 dapat menggantikan salah satu basis tanpa mengubah struktur DNA atau RNA. Para spesialis berhasil mengubah adenin (A) untuk guanin (G), "menipu" sel mereka untuk memperbaiki DNA.

Dengan cara ini, pangkalan AT menjadi pasangan GC. Teknik ini menulis ulang kesalahan yang disajikan oleh kode genetik, tanpa perlu memotong dan mengganti seluruh area DNA.

Imunoterapi baru terhadap kanker

Terapi baru ini didasarkan pada serangan ke DNA organ yang menghadirkan sel-sel kanker. Obat baru merangsang sistem kekebalan tubuh dan digunakan dalam kasus melanoma.

Ini juga dapat digunakan pada tumor, yang sel kankernya memiliki apa yang disebut "kekurangan perbaikan ketidakcocokan". Dalam hal ini, sistem kekebalan mengenali sel-sel ini sebagai sel asing dan menghilangkannya.

Obat ini telah disetujui oleh Administrasi Makanan dan Obat Amerika Serikat (FDA).

Terapi gen

Salah satu penyebab genetik paling umum dalam kematian bayi adalah atrofi otot tulang belakang tipe 1. Bayi baru lahir ini kekurangan protein dalam neuron motorik sumsum tulang belakang. Ini menyebabkan otot-otot melemah dan berhenti bernapas.

Bayi yang menderita penyakit ini memiliki opsi baru untuk menyelamatkan hidup mereka. Ini adalah teknik yang menggabungkan gen yang hilang di saraf tulang belakang. Messenger adalah virus tidak berbahaya yang disebut adeno-related virus (AAV).

Terapi gen AAV9, yang memiliki gen protein tidak ada di neuron sumsum tulang belakang, diberikan secara intravena. Dalam persentase yang tinggi dari kasus-kasus di mana terapi ini diterapkan, bayi dapat makan, duduk, berbicara dan beberapa bahkan berlari.

Insulin manusia melalui teknologi DNA rekombinan

Produksi insulin manusia melalui teknologi DNA rekombinan merupakan kemajuan penting dalam pengobatan pasien dengan diabetes. Uji klinis pertama dengan insulin manusia rekombinan pada manusia dimulai pada 1980.

Ini dilakukan dengan memproduksi rantai A dan B dari molekul insulin secara terpisah, dan kemudian menggabungkannya dengan teknik kimia. Namun, proses rekombinan telah berbeda sejak 1986. Pengkodean genetik manusia proinsulin dimasukkan ke dalam sel Escherichia coli.

Ini kemudian dikultur dengan fermentasi untuk menghasilkan proinsulin. Peptida penghubung dibelah secara enzimatik dari proinsulin untuk menghasilkan insulin manusia.

Keuntungan dari jenis insulin ini adalah ia memiliki aksi yang lebih cepat dan imunogenisitas yang lebih rendah daripada babi atau sapi..

Tanaman transgenik

Pada tahun 1983 tanaman transgenik pertama dibudidayakan.

Setelah 10 tahun, tanaman yang dimodifikasi secara genetik pertama kali dikomersialkan di Amerika Serikat, dan dua tahun kemudian produk pasta tomat dari tanaman GM (dimodifikasi secara genetik) memasuki pasar Eropa.

Pada saat itu, modifikasi genetik didaftarkan setiap tahun di pabrik di seluruh dunia. Transformasi tanaman ini dilakukan melalui proses transformasi genetik, di mana bahan genetik eksogen dimasukkan  

Dasar dari proses ini adalah sifat universal DNA, yang mengandung informasi genetik dari sebagian besar organisme hidup.

Tumbuhan ini dicirikan oleh satu atau lebih dari sifat-sifat berikut: toleransi terhadap herbisida, ketahanan terhadap hama, asam amino termodifikasi atau komposisi lemak, kemandulan jantan, perubahan warna, pematangan akhir, penyisipan penanda pilihan atau resistensi terhadap infeksi virus.

Referensi

1. SINC (2019) Sepuluh kemajuan ilmiah 2017 yang telah mengubah dunia adalah
2. Bruno Martín (2019). Hadiah untuk ahli biologi yang menemukan simbiosis manusia dengan bakteri. Negara Diperoleh dari elpais.com.
3. Mariano Artigas (1991). Kemajuan baru dalam biologi molekuler: gen pintar. Kelompok ilmu, alasan dan iman. Universitas Navarra Dipulihkan de.unav.edu.
4. Kaitlin Goodrich (2017). 5 Terobosan Penting dalam Biologi dari 25 Tahun Terakhir. Scape otak Diperoleh dari brainscape.com
5. Akademi Kedokteran Ilmu Teknik Nasional (2019). Kemajuan terbaru dalam Biologi Perkembangan. Diperoleh dari nap.edu.
6. Emily Mullin (2017). CRISPR 2.0, yang mampu mengedit basis DNA tunggal, dapat menyembuhkan puluhan ribu mutasi. Ulasan Teknologi MIT. Dipulihkan dari technologyreview.es.