Svijet DNK je doslovno zečja rupa. Svaki korak vodi nas do novih, pa čak i strašnih otkrića. Što više znanstvenici istražuju i poštuju te molekule života, to su „naučniji i čudniji“to postaju znanstveni potezi. Linije između biologije i tehnologije zamućuju se, ponekad i na gore. Ali DNK nam samo daje jednostavne odgovore o tome kako liječiti složene bolesti, pohranjivati informacije i čak kako izgleda zločinac.
Živi mikro krugovi
Kad su znanstvenici sanjali o novom načinu gledanja molekula i procesa u stanicama, na putu im se našla jedna prepreka. Željeli su stvoriti uređaj temeljen na DNK koji će djelovati poput jednog čipa, uključivati i isključivati. Problem je bio u tome što je prekidač trebao biti električno aktiviran.
Napokon, znanstvenici su uspjeli riješiti taj problem istiskivanjem antrakinona (takve tvari) između malih komada DNK. Ovaj prirodni spoj srećom se prilagodio implantaciji i bio je sposoban proizvesti redoks reakcije.
Tijekom redox procesa, elektroni naelektrišu određene molekule dok ostavljaju druge. Rezultat je električni impuls. Kad su stimulirani vrhom elektrode, antrakinoni su to uradili izvrsno. Ovisno o tome koliko elektrona su hvatali, sklopovi su ili provodili struju ili ne.
Prekidači, svaki tisuću puta tanji od dlake, otvorili su put za mikroskopske molekularne uređaje. Prilagođavanja ovog izmijenjenog genetskog koda mogla bi nam omogućiti proučavanje kemijskih reakcija u stanicama kao nikada do sada, s posebnim naglaskom na one povezane s bolešću.
Promotivni video:
Injekcija DNA liječi jadnoću
Konji trkaćih konja suočavaju se s eutanazijom, često s velikim financijskim gubicima za vlasnika. Često se pojavljuje kod konja koji padaju ili stare, ali konvencionalni tretmani su predugi da bi jamčili kvalitetan život u budućnosti.
Ne tako davno, ovaj užasni problem riješen je jednostavnom štrcaljkom. Znanstvenici su uzeli dva gena i ugradili ih u noge hromih konja. Rezultati su bili nevjerojatni. Ozljede nisu samo zacijeljene, već su se konji dva mjeseca kasnije vratili na trkalište, gdje su se natjecali.
Revolucionarni geni VEGF164 i BMP2 ubrizgavaju se izravno u oštećene ligamente i tetive. DNK je potaknuo razvoj novih krvnih žila, kostiju i hrskavice, koji su svi imali izvrsno tkivo. Ova metoda liječenja još nije glavna, ali obećava da će se puno promijeniti i u veterinarskim klinikama i u bolnicama za ljude. Testni konji ostali su u svom vrhunskom stanju godinu dana nakon primanja liječenja, što daje nadu da će jednog dana ova metoda pomoći ljudima koji imaju problema s tetivama, puknućim ligamentima, pa čak i ozljedama kralježnice.
Kuka po osobi
Ljudski rodovnik ostaje nepotpun unatoč desetljećima istraživanja. Antropolozi mogu ispitati samo ono što je dostupno, a nema toliko mnogo kostura prvih ljudi i drugih hominida. Međutim, nove metode omogućuju pronalazak drevne DNK bez tijela.
U Belgiji, Hrvatskoj, Francuskoj, Rusiji i Španjolskoj skupljala se prljavština i prosijala ljudska DNK. Da bi se povećali izgledi, svih 85 uzoraka uzeto je s arheoloških nalazišta starih između 14 000 i 550 000 godina. Rezultati ispitivanja bili su preplavljeni genima.
U jednoj žličici pijeska pronađeni su trilijuni fragmenata DNA. Vunasti nosorozi, mamuti, pećinski medvjedi, drevne hijene - svi su otežavali pronalazak hominida. Da bi uklonili ovu genetsku buku, istraživači su pribjegli ribolovu. Stvorili su neku vrstu kuke iz moderne DNK mitohondrija. Budući da je pripadao osobi, samo je pokupio sličnu DNK iz gomile gena.
Važno je napomenuti da su molekuli alata na neandertalcima ugrabili lance na mjestima gdje nisu pronađene njihove kosti ni oruđe. Čak je i DNK pronađen od izuzetno rijetkog predstavnika predaka, iz Denisovana. Tehnika udice gena mogla bi odgovoriti na dugogodišnja pitanja koja mjesta i artefakti pripadaju ljudima, a koja neandertalcima ili potpuno nepoznatim hominidima.
Čvrsti geni
Kada su znanstvenici tražili složeni DNK odgovoran za prekrasna krila leptira, bili su u potrazi za iznenađenjem. Umjesto očekivane genske mreže, pronašli su samo dvoje. WntA i optix geni ponašaju se poput olovke koja crta obrise slika i boje koja obrisa ove obrise.
Prethodne su studije uključivale ovaj par umjetnika i povezale su optix s crvenim i narančastim. No njihov je izniman utjecaj došao tek kad su znanstvenici počeli eksperimentirati s tim „kistim genima“.
Kad je WntA isključena, naredba je nestala. Linije su izblijedjele, boje se spojile jedna s drugom, crteži su nestali. Onemogućavanje optixa imalo je zanimljivijih rezultata. Leptiri su postali sivi ili crni, i to ne samo u krilima.
Neočekivani zaokret dogodio se u slučaju običnog "leptirastog" leptira Junonia koenia. Mrlje u plavom šarenici iskrivile su krila tamo gdje nikada nisu bili. To je pokazalo da optix također utječe na pigmentaciju na fizičkoj razini.
Čini se da su oba gena dovela do velikih evolucijskih promjena i sposobnosti, uključujući mimikriju kao obranu.
Embrionalna kirurgija
U pokušaju izliječenja opasnog poremećaja krvi, kineski su znanstvenici stvorili ljudske embrije u laboratoriju. U 2017. godini projekt je uključivao klonirane embrije i tkiva pacijenta oboljelog od beta talasemije.
Kao i mnoge genetske bolesti, beta talasemija nastaje zbog kvara u bazama DNK osobe. Ljudski genetski kod sastoji se od četiri baze - adenina, citozina, gvanina i timina (A, C, G i T). Sadrže sve smjernice za oblikovanje osobe i kontrolu tijela.
Nenormalna baza naziva se točka mutacija. Oduvijek je bila povezana s dvije trećine genetskih bolesti. Da bi pronašli točkovnu mutaciju beta talasemije, znanstvenici su skenirali tri milijarde "slova" genetskog koda.
Pokazalo se da jedan Gs nije na mjestu. Osnovna metoda uređivanja zamijenila ga je s A i izliječila bolest na razini DNK. U budućnosti sustav za uređivanje baza može dati pozitivne rezultate za ostale nasljedne bolesti.
Žrtvena koža
Ljubitelji sunca uskoro će se moći sunčati bez brige o oštećenju kože. Sunčeve ultraljubičaste zrake mogu uništiti DNK, a rizik od raka povezan sa opeklinama već je dugo poznat.
U 2017. godini, znanstvenici su došli do sjajne ideje. Sunčeva krema napravljena od DNK sperme lososa apsorbira UV svjetlost na isti način kao i druga koža. Što duže je izložena sunčevoj svjetlosti, to bolje. Oni koji vole pržiti satima više se neće brinuti zbog dehidrirane kože. Film ribe zadržava vlagu.
Primjene koje uključuju vodu i etanol mogu biti popularnije od samo kreme za sunčanje. Ova bezbojna tvar može se koristiti kao hitno ili hitno previjanje. Njegova kristalna priroda također će omogućiti liječnicima da paze na ozdravljenje bez uklanjanja obloga.
DNA može pohraniti glazbu
U nastojanju da pomognu svijetu u rješavanju problema skladištenja, znanstvenici su se okrenuli DNK. Željeli su dokazati da nijedan drugi medij ne može ga usporediti s obzirom na kapacitet skladištenja ili pouzdanost.
Nedavno su dvije skladbe - Smoke on the Water (Deep Purple) i Tutu (Miles Davis) - postale DNK datoteke. Njihov binarni kod, digitalni jezik jednih i nula, pretvoren je u genetske baze (A, C, G i T).
Zauzvrat, stvorene su sintetičke baze, raspoređene u skladu s binarnim nastavcima glazbe. Pjesme su zauzele 140 MB prostora na tvrdom disku. No, kad su pretvoreni u DNK, oni su jedva bili i više od mrlje prašine. Datoteke su oporavljene procesnim okretanjem i nijedan segment nije oštećen.
Univerzalna priroda DNA znači da se na ovaj način može pohraniti više od glazbe. Ostale informacije koje su znanstvenici pretvorili u genetiku obuhvaćali su film, računalni virus, pa čak i cijeli računalni operativni sustav.
Gustina takvog sustava jednog dana omogućila bi pohranjivanje svih podataka Zemlje u jednu prostoriju. Pod određenim uvjetima, genetske datoteke se mogu pohraniti tisućama godina.
Identificiranje prijestupnika prema genima
Zločinci s genetskim informacijama pohranjenim u bazama podataka imaju svaki razlog da mrze DNK koji su ostavili na mjestima zločina. Usporedba će brzo dovesti do njihovog uvjerenja ili uhićenja. Problem je bio optužiti krivca bez ikakvih prethodnih zapisa. Ako je mjesto zločina zasuto anonimnim genima, slučaj je riskirao da postane "gluh".
Nova forenzička tehnika mogla bi sastaviti lice kriminalca na temelju njegovih genetskih ostataka. Takozvana fenotipizacija DNA može istraživačima otkriti stvarnu boju čovjekove kose, očiju i kože, zemljopisno porijeklo i sitnije detalje poput pjega.
Geni mogu reći puno o fizičkom izgledu osobe. Da bi poboljšali tehniku i poboljšali točnost crta lica, znanstvenici su skenirali lica i DNK dobrovoljaca. Softver traži točke sjecišta genetskih točaka i oblika čeljusti, obraza i nosa.
Identificirani uzorci učinili su fenotipiziranje sposobnim pružiti dovoljno informacija za sastavljanje digitalnih slika. S druge strane, on se može koristiti za dodavanje detalja lubanjama neidentificiranih žrtava.
Krađa gena
Vodeni organizam tardigrada odlikuje se monstruoznom vitalnošću i čudnim genima. Genom ovog stvorenja sekvenciran je tako da možemo saznati više o njegovim supersilama. Ti mikroskopski beskralježnjaci mogu preživjeti u svemiru, pri temperaturama smrzavanja i vrenja, nevjerojatnom tlaku, zračenju i desetljećima bez hrane ili vode.
To može biti posljedica sposobnosti tardigrada da kradu gene iz drugih životnih oblika. Životinje i ljudi prolaze kroz taj proces - horizontalni prijenos gena - uglavnom putem virusa. Većina vrsta sadrži 1% vanzemaljske DNK, dok su naslage vanzemaljskih gena u tardigradama jednostavno kolosalne - do 17,5%.
Prema različitim procjenama, 6000 ukradenih gena pripada bakterijama, gljivicama, biljkama i arheama. Tardigrade imaju mehanizam preživljavanja u kojem se riješe vode. To uništava njihov DNK. Tijekom rehidratacije, genom se ponovno sastavlja i, po mogućnosti, apsorbira strane dijelove.
One koje se prenose na sljedeće generacije čine tardigrade otpornijima. Konkretno, bakterijski geni su otporniji u ekstremnim uvjetima od životinjskih gena.
DNA može hakirati računala
Na prvi pogled može se činiti da je ovaj naslov preuzet iz zapleta filma o špijunima. No, 2017. znanstvenici sa Sveučilišta u Washingtonu uzeli su malware i kodirali ga u sintetičke baze DNA.
Skok s biološkog u digitalni dogodio se kada je računalo prešlo u lanac. Kad je softver promijenio kombinacije A, C, G i T, pretvorivši ih u računalni kod, virus je pušten i dao je znanstvenicima potpuni daljinski pristup računalu. Iako se ove vrste hakova trenutno ne koriste, dat će im vrijeme.
Ilya Khel