(1) Objetivos del Proyecto Genoma Humano
El Proyecto Genoma Humano es un proyecto de investigación internacional. Su objetivo es completar el mapeo del genoma y el análisis completo de la secuencia de ADN de los 24 cromosomas humanos en unos 15 años a través de la cooperación internacional global, principalmente en los Estados Unidos, e identificar y analizar los genes. El Proyecto Internacional del Genoma Humano, en el que participan Estados Unidos, Gran Bretaña, Japón, Alemania, Francia y China, es una de las mayores innovaciones científicas en la historia de la civilización humana. Su contenido principal es determinar la secuencia completa de ADN del genoma humano, obteniendo así la información biológica más importante para que los humanos se comprendan completamente a sí mismos. China se unió oficialmente al proyecto el 65 de junio de 1999 y el 1 de septiembre de 1999, y emprendió la tarea de secuenciar el 1% del genoma humano (aproximadamente 30 millones de bases).
(2) Contenidos de la investigación del genoma humano.
A. Establecer un mapa genético
Un mapa genético, también conocido como mapa de ligamiento, se refiere a la posición relativa y la distancia genética de los genes o marcadores de ADN en los cromosomas. La distancia genética suele expresarse como la frecuencia con la que los genes o fragmentos de ADN se separan (cM) cuando se intercambian cromosomas. 1 mmol significa que la frecuencia de recombinación de cada meiosis es del 1%. Cuanto mayor sea el valor de fricción, mayor será la distancia entre los dos puntos, menor será el valor de fricción y más cercana será la distancia entre los dos puntos.
B. Establecer un mapa físico
El mapa físico se refiere a la distancia real entre dos puntos en la secuencia de ADN, generalmente compuesta por fragmentos de endonucleasa de restricción de ADN o fragmentos de ADN clonados. orden. El mapa físico refleja la distancia real entre dos puntos de la secuencia de ADN, mientras que el mapa genético refleja la relación de vinculación entre los dos puntos. En áreas donde el intercambio de ADN es frecuente, dos genes o fragmentos de ADN físicamente cercanos pueden tener una gran distancia genética, mientras que dos genes o fragmentos de ADN físicamente distantes pueden estar muy cerca debido al poco intercambio durante el proceso genético.
Secuenciación de C.DNA
El Proyecto Genoma Humano determinará eventualmente la secuencia completa del genoma humano. Esta determinación de secuencia difiere del trabajo anterior que solo realizó análisis de secuencia de ADN en regiones de interés específicas. Requiere una secuenciación a una escala más eficiente, con cada fragmento de ADN detectado alineado con precisión según su ubicación cromosómica. De este modo, se obtiene una imagen completa de la disposición de las bases de la secuencia del ADN del genoma humano.
D. Identificación y análisis de genes
Identificar cada gen y estudiar su estructura, características y funciones es otro de los contenidos importantes del Proyecto Genoma Humano. A lo largo
Al determinar todas las secuencias de ADN del genoma humano, podemos utilizar computadoras para encontrar todos los posibles genes codificadores de proteínas distribuidos en dos hebras complementarias de ADN.
(3) La investigación china sobre el genoma humano.
China ha construido una serie de poderosos laboratorios nacionales clave en ciencias de la vida y ha establecido los Centros de Investigación del Genoma Humano de Beijing y Shanghai. Con las condiciones y los fundamentos para estudiar el genoma humano, se introdujeron y establecieron una serie de nuevas tecnologías para la investigación del genoma. El PGH de mi país ha logrado resultados satisfactorios en la investigación comparativa sobre la preservación de genes multiétnicos y la diversidad del genoma, y también ha logrado grandes avances en la investigación de genes de susceptibilidad a la leucemia, el cáncer de esófago, el cáncer de hígado y el cáncer de nasofaringe. China es el país más poblado del mundo, con 56 grupos étnicos y recursos de enfermedades extremadamente ricos. Debido al aislamiento social a largo plazo, en algunas zonas se han formado grupos étnicos y genéticamente aislados extremadamente raros. Algunas familias numerosas e individuos con muchas generaciones tienen rasgos genéticos típicos y son materiales valiosos para la clonación de genes relacionados. Sin embargo, debido al inicio tardío de la investigación del PGH en mi país, la base débil, la inversión financiera insuficiente y la falta de una fuerza estable de jóvenes de alta calidad, en comparación con la asombrosa velocidad de desarrollo de los países extranjeros en los últimos años, el PGH de mi país La investigación todavía está muy retrasada y el peligro ha aumentado aún más. Si no podemos mantener nuestra posición en esta guerra genética, estaremos en una posición pasiva en la competencia del siglo XXI: no podemos aplicar libremente el poder del diagnóstico genético y la terapia genética, no podemos producir y desarrollar libremente productos biofarmacéuticos, no podemos promover libremente el desarrollo de otras industrias relacionadas con los genes.
2. Introducción al proyecto del genoma del arroz híbrido de China.
El arroz es uno de los cultivos alimentarios más importantes del mundo. Es el principal alimento de la mitad de la población mundial. También es una parte importante de la economía, la cultura, la tradición y la historia de China. de 7.000 años.
El valor de la producción anual de arroz supera los 100 mil millones de yuanes y es el alimento más importante de mi país relacionado con la economía nacional y el sustento de la población. El arroz híbrido del académico Yuan Longping ha tenido un gran impacto en el mejoramiento del arroz en China y los países del Sudeste Asiático. El proyecto "Proyecto del Genoma del Arroz Híbrido de China" se centra en el arroz índica, la principal variedad alimentaria de mi país, y el arroz híbrido con arroz índica como base genética. Su importancia en la agricultura es comparable a la del Proyecto Genoma Humano en la salud humana.
Analizando la secuencia completa del genoma del arroz, se puede obtener una gran cantidad de información genética y genes funcionales relacionados con la fertilidad, el alto rendimiento, la calidad, la resistencia a enfermedades, la resistencia al estrés y la madurez del arroz. Puede promover la mejora de las variedades de arroz y generar nuevas variedades mejores con alta calidad y alto rendimiento. También puede ayudar a comprender los genes relevantes en los genomas de otros cultivos importantes como el trigo y el maíz, impulsando así la investigación básica y aplicada en su conjunto; cultivos de cereales; también se pueden proteger mediante patentes. Los excelentes recursos de germoplasma favorecen el desarrollo sostenible de la agricultura.
Como todos sabemos, el académico Yuan Longping es el inventor y fundador más importante de la línea de arroz masculino estéril en China. Es conocido mundialmente como el padre del arroz y el pionero de la revolución verde. La elección de esta planta de arroz como punto de entrada para el análisis de secuenciación tiene implicaciones políticas, científicas y económicas positivas. La investigación sobre el genoma del arroz súper híbrido está estrechamente relacionada con las prácticas de producción industrial; científicamente es un complemento y un desarrollo de la investigación internacional sobre el genoma del arroz; en tareas nacionales, promoverá y ayudará a completar el mapa de secuencia del genoma del cromosoma 4 del arroz en curso en China.
El arroz híbrido de China ocupa una posición de liderazgo en el mundo y es uno de los recursos importantes para la seguridad alimentaria y el desarrollo agrícola sostenible de China. El arroz súper híbrido cultivado por el académico Yuan Longping y otros es el orgullo y tesoro nacional de China. El estudio del mecanismo genético molecular del arroz híbrido es una cuestión que se plantea en la práctica de producción y también es la única manera de lograr un alto rendimiento y una alta calidad del arroz. Al secuenciar el genoma del arroz súper híbrido, hemos descubierto sus secretos genéticos; hemos promovido la investigación de aplicaciones del arroz y el desarrollo industrial a través de la informatización y hemos solicitado la correspondiente protección de patentes para sentar una base sólida para el desarrollo sostenible; y llevar nuestra disciplina a la vanguardia internacional.
El Proyecto del Genoma del Arroz Híbrido de China se basa en la secuenciación del genoma del arroz, centrándose en la investigación sobre genómica comparativa y genómica funcional del arroz, centrándose en la exploración y aplicación de importantes genes funcionales con derechos de propiedad intelectual independientes en mi país. Se determinó el marco completo de la secuencia del genoma de los dos padres Pei'ai 64S y 9311 del arroz súper híbrido Liangyoupeijiu creado por el académico Yuan Longping. Pei'ai 64S es una variedad nuclear estéril fototermosensible. Su genoma contiene arroz indica, japónica y melón, y es el padre femenino del arroz híbrido. 9311 es una variedad típica de arroz índica que actúa como padre masculino.
La secuencia del genoma del arroz, al igual que la secuencia del genoma humano, es la base para estudiar la variación, el desarrollo y la evolución genética del arroz. Especialmente como cultivo, es la base para cultivar variedades deliciosas, de alta calidad y de alto rendimiento. Su importancia es evidente, razón por la cual existen tres "Proyectos del Genoma del Arroz" en el mundo:
(1) El Grupo Internacional de Colaboración sobre el Genoma del Arroz, establecido formalmente entre 1992 y 1997, ha anunciado los 200 Clon de Mb BAC. Datos y secuencia completa de un cromosoma;
(2) En abril de 2000, la empresa Monsanto anunció el "mapa del marco de trabajo" del arroz;
③2006 54 febrero 38. +0, otra empresa, Syngenta, también anunció la finalización de un "diagrama marco de trabajo" para el arroz.
El “mapa del marco de trabajo” del arroz híbrido de China proporcionará información para la investigación y el mejoramiento mundial del arroz, y promoverá la investigación sobre los genomas del arroz y otros genomas de cultivos. La investigación sobre el genoma del arroz híbrido y sus padres índicos no sólo puede centrarse en la producción real de arroz híbrido en mi país, sino también compensar las deficiencias del proyecto internacional del genoma del arroz.
En septiembre de 2001, completamos el "mapa del marco de trabajo" internacionalmente avanzado y la base de datos del genoma del arroz híbrido chino (indica), y publicaremos los datos para su disfrute mundial gratuito.
Según los resultados del ensamblaje y el análisis de datos, el "diagrama de marco de trabajo" y la base de datos del genoma híbrido del arroz de mi país se encuentran en una posición de liderazgo en el mundo, lo que marca la transición de los siguientes proyectos de clase mundial (1% proyectos) hasta realizar investigaciones de clase mundial de forma independiente.
3. Tecnología de clonación de células somáticas
Clon es la transliteración del inglés CLone, que significa reproducción asexual. La replicación y expansión de células o moléculas en un grupo de células o moléculas idénticas es un proceso biológico y característico. La clonación a nivel individual es común en la reproducción de plantas, y los descendientes producidos mediante injertos de corte, que se utilizan ampliamente en la agricultura, son todos clones.
También es común la clonación de árboles y flores a nivel celular mediante el uso de células vegetales, al igual que el adelgazamiento de frutas y verduras. Sin embargo, es mucho más complicado y difícil empalmar genes, copiarlos, expresarlos y clonarlos a nivel molecular.
En la década de 1950, los científicos utilizaron el núcleo dérmico del intestino delgado del renacuajo y lo trasplantaron a células de Xenopus no enucleadas, demostrando la totipotencia de los núcleos de células somáticas diferenciadas. Pero en los mamíferos esta técnica nunca ha tenido éxito.
En la década de 1980, la gente recurrió al uso de células embrionarias para clonar mamíferos. En primer lugar, los blastómeros de las células embrionarias tempranas se separan para que se conviertan en óvulos con múltiples genes idénticos, produciendo así descendencia genéticamente idéntica de una raza. En 1986, científicos británicos clonaron una oveja a partir de células embrionarias. Desde mediados de la década de 1980, los científicos chinos han clonado con éxito ratones, cabras, conejos, cerdos y vacas a partir de células embrionarias. Así como la oveja clonada en Gran Bretaña sacudió a la opinión pública mundial como un torbellino, los científicos estadounidenses anunciaron que el año pasado habían clonado con éxito a dos parientes cercanos de los humanos: los monos a partir de células embrionarias.
Pero toda esta brillantez no se puede comparar con las ovejas clonadas por científicos británicos utilizando células somáticas.
Esta notable oveja recibió el nombre de su creador de Dolly, una popular cantante de country británica. Su experiencia de vida no tiene precedentes. Tiene tres madres pero ningún padre. Su desarrollo embrionario y proceso de nacimiento están controlados por el Grupo Wilmot del Instituto Rowling. Primero utilizaron medicamentos para inducir la ovulación en la oveja A y luego vaciaron todos los cromosomas del óvulo no fertilizado, convirtiéndolo en una "cáscara de huevo" activa sin material genético. Luego tomaron una célula ordinaria de la glándula mamaria de una oveja Ewe B de 6 años y combinaron el núcleo de la célula mamaria con la "cáscara del huevo" mediante estimulación eléctrica para formar un óvulo que contenía nuevo material genético. Después de que el óvulo se convierte en un embrión en un tubo de ensayo, se implanta. En julio de 1996, Dolly vino al mundo con ansiedad por los científicos. Lo emocionante es que hasta ahora esta inocente "Señorita Jiao" está bien. La han parido tres ovejas, pero sólo la oveja B de 6 años que le proporcionó el núcleo es su verdadera "madre biológica". Dolly ha heredado todo su ADN. En otras palabras, Dolly es una copia 100% de Ewe B.
El nacimiento de Dolly marcó la magnífica pausa de la tecnología de la bioingeniería a finales de este siglo, y también marcó un sonoro triplete para esta tecnología que la gente del siglo XXI espera unánimemente y a la que concede importancia. Una vez que la tecnología de clonación madure, significa que cualquier célula somática de mamífero puede convertirse en material donante para la clonación. Se estima que un cuerpo humano adulto tiene aproximadamente 40 mil millones de células. Para usar esto como referencia, basta con pensar en cuántas células hay en un pequeño trozo de carne. Es casi interminable. La mayor ventaja de la clonación es que puedes copiar al 100% todas las características de tus padres. Por lo tanto, la tecnología de clonación ha abierto una manera única de resolver problemas espinosos en los campos de la medicina básica, la medicina y la producción ganadera, y de proteger la diversidad biológica de la Tierra.
Muchas enfermedades persistentes que devoran la salud humana no pueden aparecer durante mucho tiempo porque sólo muestran un rostro feroz y esconden una misteriosa experiencia de vida. Los científicos prevén introducir genes "sospechosos" en células somáticas que pueden estar relacionados con enfermedades en los genes de animales de experimentación y luego clonar un lote de animales de experimentación transgénicos. Debido a que existen muchas similitudes en la patogénesis de las enfermedades en humanos y animales, si el gen sospechoso importado causa una enfermedad en los animales, se demostrará que ese gen es el culpable; de lo contrario, se eliminará la sospecha. De esta manera, la humanidad podrá encontrar una espada afilada que pueda cortar las garras malignas de la enfermedad.
Si los medicamentos proteicos extraídos de la sangre son costosos y algunos productos sanguíneos pueden contener VIH, hepatitis B y otros virus, la gente sospechará e incluso tendrá miedo al usar estos medicamentos. Si se clona un gran número de animales genéticos con valor medicinal especial, la sangre y la leche de dichos animales se pueden utilizar para producir fármacos proteicos con efectos especiales. "Pedir prestadas flores para ofrecérselas a Buda" no sólo puede mejorar la eficiencia, sino que también le permitirá sentarse y relajarse.
Para cultivar una variedad excelente, se requieren varias generaciones de selección de híbridos. La variación y la degradación a menudo amenazan la estabilidad de la calidad, lo que hace que se desperdicien años de esfuerzos de los investigadores científicos. Utilizando la tecnología de clonación de células somáticas, el problema de este siglo se resolverá fácilmente. Por ejemplo, utilizando una vaca de alto rendimiento como donante, se pueden clonar diez, cien, mil o diez mil vacas de alto rendimiento. Por supuesto, esto debe garantizar que las condiciones de alimentación sean aproximadamente las mismas que las del donante. "Hay un buen caballo pero no hay pasto" no funcionará allí.
Cada año algunas especies se convierten en visitantes permanentes de nuestro planeta. Pandas gigantes, monos dorados... los sollozos y las figuras solitarias de especies en peligro de extinción siempre han tocado los nervios del mundo. Sin duda, la tecnología de clonación ha traído buenas noticias a los descendientes de animales raros y también brinda posibilidades tecnológicas para que los humanos protejan la diversidad biológica de la Tierra.
En la actualidad, las atractivas perspectivas de la tecnología de clonación son sólo la punta del iceberg. Actualmente es necesario mejorar los experimentos reproducibles sobre clonación de células somáticas de un mismo animal, y su aplicación no se conseguirá de la noche a la mañana. La clonación de diferentes tipos de animales será una dirección de investigación más audaz e importante en el futuro. Por ejemplo, el núcleo de una célula somática de oveja se hibrida con un óvulo de vaca y luego el embrión reconstruido se implanta en el útero de un caballo para el embarazo. Pero todavía quedan muchas cuestiones teóricas y técnicas sin resolver que esperan que los científicos exploren.
Pero al mismo tiempo, también podemos ver que, como muchas tecnologías científicas, la tecnología de clonación también es un arma de doble filo. Porque en teoría, dado que las ovejas mamíferos pueden clonarse, la clonación de humanos no será un gran obstáculo. La gente se imagina que ahora que han llegado las ovejas clonadas, ¿la clonación estará lejos de nosotros?
El surgimiento de la clonación humana puede plantear desafíos a la política, la religión, la ley y la ética de la sociedad humana, y tendrá impactos impredecibles en el estilo de vida, la estructura familiar y los patrones matrimoniales y amorosos de la sociedad humana. Por lo tanto, países de todo el mundo han declarado a los clones persona non grata, creando un campo minado insuperable para la investigación de la clonación humana.
El presidente estadounidense Bill Clinton anunció una prohibición federal del uso de fondos gubernamentales para clonar humanos y ordenó el establecimiento de un grupo de trabajo para revisar las implicaciones éticas de los avances en la clonación.
El "Observador Romano" del Vaticano llamó: "Los seres humanos tienen derecho a nacer de forma humana, no en un laboratorio. Cualquier forma antihumana es inaceptable."
El Ministro de Salud chino, Chen Minzhang, anunció que China no aprobará, participará, financiará ni aceptará científicos extranjeros para realizar investigaciones sobre la clonación humana.
El Secretario de Estado francés de Salud declaró: "La clonación humana no es aconsejable", y el Instituto Francés de Investigación Agrícola afirmó: "Nos oponemos firmemente a cualquier tecnología de clonación humana".
Estamos contentos y orgullosos. Además, frente a la clonación, los seres humanos son más maduros, racionales y previsores que nunca. Si la tecnología de clonación es realmente otra caja de Pandora que Dios ha colocado frente a la humanidad, entonces la humanidad recurrirá a ella con confianza. Por un lado se llama sabiduría o espiritualidad, que hará que la tecnología de la clonación funcione para nosotros y beneficie al mundo. Por el otro, se llama racionalidad, que controlará y evitará que la tecnología de la clonación vaya en la dirección opuesta.
4. Terapia génica:
Con el desarrollo de la genética humana, los investigadores se han dado cuenta de que la unidad genética más básica del ser humano es el gen del cromosoma, que es el "fabricante". " y El modelo que "manipula" el cuerpo humano, dirigiendo a las células a sintetizar proteínas, la base de la vida humana. Pero cuando un gen cambia, la proteína que codifica no puede funcionar correctamente y pueden producirse enfermedades. En los últimos 10 años, la terapia génica, como tecnología para corregir genes defectuosos, se ha convertido en un tema candente de investigación y experimentación en muchos países, especialmente en los países desarrollados occidentales.
Después de años de investigación, los investigadores han descubierto muchas formas de corregir genes defectuosos, la más común de las cuales es insertar un gen normal en una ubicación no específica del genoma para reemplazar el gen defectuoso (también llamado gen ineficaz). o gen causativo) de la enfermedad). En este enfoque, los investigadores suelen utilizar vehículos llamados vectores para administrar genes normales o terapéuticos a las células diana de un paciente. Actualmente, el vector más común es un virus que ha sido modificado artificialmente para transportar ADN humano normal. Durante el largo proceso de evolución, los virus han desarrollado formas únicas de introducir sus genes en las células humanas y causar enfermedades humanas. Los investigadores intentan eliminar genes que causan enfermedades humanas de los genomas virales y agregar genes terapéuticos, luego utilizan la capacidad especial del virus para administrar genes para tratar enfermedades humanas.
Cuando el vector viral llega a una célula diana (como una célula de hígado o pulmón), "descarga" el material genético que lleva para tratar genes humanos y lo deja en la célula diana. Bajo las instrucciones genéticas dadas por el gen terapéutico, las células comienzan a producir proteínas con las funciones correspondientes, restableciendo así las funciones normales de las células diana. Comúnmente, los tipos de virus utilizados como vectores de terapia génica incluyen retrovirus, adenovirus, virus adenoasociados (AAV) y virus del herpes simple. Diferentes virus atacan diferentes objetivos en el cuerpo humano, por lo que cuando sirven como vectores, portan diferentes genes terapéuticos y células objetivo.
Por supuesto, además de utilizar vectores para administrar genes terapéuticos para tratar enfermedades, existen otros métodos de administración de genes no virales disponibles para los investigadores. Uno de los métodos más sencillos consiste en "inyectar" ADN terapéutico directamente en las células diana. Sin embargo, el ámbito de aplicación de este método es muy limitado porque sólo funciona en una pequeña cantidad de tejidos humanos, pero requiere una gran cantidad de ADN. Ahora, los investigadores están experimentando con la inyección de un cromosoma artificial, el cromosoma 47, en las células diana. Este cromosoma artificial coexistirá con 23 pares (46 cromosomas) de células humanas y no afectará su funcionamiento ni provocará que muten, ni serán atacadas por el sistema inmunológico humano. Los investigadores esperan que los cromosomas artificiales puedan servir como grandes vectores para la propagación de enfermedades, al transportar grandes cantidades de código genético. El problema actual con este enfoque es que es difícil introducir moléculas tan grandes en el núcleo de las células diana.
Aunque la terapia génica es factible en teoría, en la práctica encuentra muchas dificultades. El primer ensayo clínico de terapia génica en Estados Unidos comenzó en 1990, pero aún no ha logrado resultados significativos. 1999, Jess, ¿18 años? Mientras Gelsinger recibía terapia genética experimental para la deficiencia de ornitina transferasa, murió al cuarto día de tratamiento cuando múltiples órganos dejaron de funcionar. Se cree que la causa de la muerte de Jace es una fuerte respuesta del sistema inmunológico del cuerpo causada por el adenovirus que actúa como vector de la enfermedad.
El golpe más grave a la investigación en terapia génica fue otro experimento fallido de terapia génica en Francia entre junio y octubre de este año. Un niño con enfermedad de inmunodeficiencia combinada grave ligada al cromosoma X (X-SCID, comúnmente conocida como "síndrome del bebé burbuja") desarrolló una enfermedad similar a la leucemia después de someterse a un experimento de terapia génica. En agosto de 2002, un niño con la misma enfermedad desarrolló la misma afección después de recibir terapia genética experimental. Después de que el segundo ensayo fracasara, por precaución, la Administración de Alimentos y Medicamentos de Estados Unidos (FDA, por sus siglas en inglés) tomó inmediatamente medidas para suspender temporalmente todos los ensayos de terapia génica con células madre sanguíneas que utilizan retrovirus como vectores en Estados Unidos.
A finales de febrero de 2003, el Comité BRMAC de la Administración de Alimentos y Medicamentos de Estados Unidos celebró una reunión para discutir si algunos tratamientos con genes retrovirales para enfermedades que amenazan la vida humana pueden permitirse bajo la premisa de seguridad experimental. , pero la Administración de Alimentos y Medicamentos aún no ha respondido. Actualmente, la terapia génica aún se encuentra en etapa experimental en los Estados Unidos y la Administración de Alimentos y Medicamentos no ha aprobado la comercialización de ningún producto de terapia génica humana.
Los investigadores han descubierto que hay muchos factores que afectan la eficacia de la terapia génica para enfermedades genéticas, incluida la corta vida útil natural de la terapia génica, la fuerte respuesta del sistema inmunológico humano, los problemas de vectores virales y las enfermedades poligénicas. , etc. Específicamente, el ADN terapéutico no es fácil de "integrar" en el genoma y muchas células se dividen rápidamente, lo que hace que el efecto terapéutico de la terapia génica sea de corta duración y que los pacientes tengan que someterse a múltiples tratamientos debido a la fuerte respuesta del sistema inmunológico del cuerpo al "invasor"; La eficacia de la terapia génica, la respuesta inmune generada por el sistema inmunológico, hace que sea más difícil para los pacientes someterse a terapia génica repetida. Los vectores virales pueden causar daños potenciales a los pacientes, como toxicidad y respuestas inmunes e inflamatorias. Además, existe la preocupación de que los vectores puedan recuperar la actividad patógena después de ingresar al cuerpo humano; la terapia génica es el método más eficaz para tratar enfermedades causadas por mutaciones de un solo gen. Pero, de hecho, muchas enfermedades del cuerpo humano son causadas por múltiples mutaciones genéticas y es difícil que una sola terapia genética sea eficaz.
Aunque la terapia génica está todavía lejos de su aplicación clínica, en los últimos años la investigación en terapia génica ha logrado avances alentadores en algunos aspectos. El 20 de marzo de este año, la revista New Scientist informó que un equipo de investigación de la Universidad de California utilizó con éxito partículas de microlípidos (o liposomas) envueltas con una capa de polímero PEG (polietilenglicol) para administrar genes terapéuticos al cerebro de las personas. Este es un gran avance y logro porque estudios anteriores han demostrado que los vectores virales son demasiado grandes para cruzar la barrera hematoencefálica. Nuevos hallazgos son prometedores para el tratamiento de la enfermedad de Parkinson. Para otro ejemplo, New Scientist también informó el 13 de marzo que algunos investigadores afirmaron que debido a que las células pueden usar ácido ribonucleico bicatenario corto (ARNip) para degradar o degradar el ARN con una secuencia especial, si un ARNip está diseñado para coincidir con la copia de ARN de el gen defectuoso, entonces el gen defectuoso no podrá producir la proteína anormal.
Recientemente, científicos del Hospital Hammersmith de Londres informaron en la versión online de la revista británica "Natural Medicine" que utilizaron inyecciones de ácido ribonucleico (ARN) para tratar ratones experimentales con distrofia muscular de Duchenne y lograron resultados preliminares, si tienen éxito, los efectos pueden durar. tres meses.
Quizás algún día, con la firme convicción y los incansables esfuerzos de los investigadores científicos, la terapia génica pueda aplicarse a la prevención y el tratamiento de enfermedades humanas, de modo que las personas que portan genes defectuosos y vivan bajo la sombra de las enfermedades. En cualquier momento puedes liberarte completamente del dolor.
5. Organismos genéticamente modificados
(1) Cultivos genéticamente modificados
En la reunión anual de la Organización de la Industria de Biotecnología celebrada en el New Convention Center de Washington, DC, el presidente de la organización de la industria biotecnológica, Feldbaum, anunció: "A finales de 2002, 16 países de todo el mundo habían plantado 870 millones de acres de cultivos biotecnológicos. Los Estados Unidos, Argentina, Canadá y China son los cuatro países con más cultivos genéticamente modificados. Sólo en Estados Unidos, hay 55 cultivos biotecnológicos aprobados para su comercialización. Actualmente, los cultivos más modificados genéticamente son la soja (3 variedades), el algodón (6 variedades), el maíz (13 variedades) y la colza (11 variedades). ).”
15.000 empresarios y científicos de 47 estados de Estados Unidos y más de 50 países de todo el mundo participaron en la reunión anual de tres días. Los temas discutidos abarcaron desde las ciencias biológicas y su gestión hasta la bioética y la seguridad nacional. Las sesiones de trabajo incluyen biodefensa, transacciones biotecnológicas globales, descubrimiento y desarrollo de fármacos, obtención de capital y protección de la propiedad intelectual.
A esta reunión anual asistió mucha más gente que en años anteriores. Esto se debe a que los precios de las acciones de biotecnología estadounidenses se han disparado recientemente, y el índice de acciones de biotecnología Nasdaq subió casi un 50% este año. La investigación biotecnológica también ha logrado grandes avances y la Administración de Alimentos y Medicamentos de Estados Unidos ha aprobado la comercialización de varios medicamentos nuevos. "Es bien sabido que la biotecnología y la tecnología de la información están experimentando una importante integración, pero ahora ha habido una tendencia a combinar la biotecnología con otras tecnologías, en particular la nanotecnología, para crear un mundo nuevo y altamente informatizado", dijo Feldbaum.
El llamado "laboratorio seco" significa que una gran cantidad de tecnologías electrónicas, como las computadoras, se utilizan para realizar experimentos en el laboratorio sin el uso de sustancias químicas como solventes y soluciones. Este es un cambio importante en los laboratorios biológicos, ya que permite a las personas realizar miles de experimentos en el laboratorio que en el pasado. En la mesa redonda de la reunión, los periodistas vieron que la biotecnología se ha utilizado ampliamente en la industria. Puede usarse para fabricar plásticos, combustibles, papel y detergentes, por lo que tiene menos impacto en el medio ambiente.
En la Conferencia sobre Biotecnología y Países en Desarrollo celebrada al mediodía del 22 de junio de 2003, el organizador ofreció especialmente un "almuerzo sobre biotecnología" para los periodistas. Desde platos principales hasta snacks de frutas, cada alimento es un producto modificado por biotecnología. El primer aperitivo fueron tomates y papaya biotecnológicos. Después de que el periodista probó este tomate amarillo, sintió que no se diferenciaba de los tomates comunes excepto por ser un poco amargo. Las papayas genéticamente modificadas son resistentes a una enfermedad de la papaya que le costó a la industria de la papaya de Hawái 6.543.807.000 dólares. El plato principal son camarones a la parrilla con arroz, además de ciruelas y maní. El arroz modificado genéticamente es rico en hierro y vitamina A, las ciruelas después de la biotecnología pueden prevenir el virus de la rubéola y las alergias a los camarones y al maní no ocurrirán después de comer camarones y maní, porque los científicos han eliminado completamente los alérgenos mediante la biotecnología.
(2)Los álamos y abedules empezaron a cambiar de rostro. En Rusia se desarrollaron árboles genéticamente modificados.
El Instituto Siberiano de Fisiología Vegetal y Bioquímica de la Academia de Ciencias de Rusia cultivó con éxito álamos transgénicos mediante ingeniería genética. El Instituto de Genética y Mejoramiento Forestal de Vorónezh clonó abedules Kareli de alta calidad. Los investigadores descubrieron mediante experimentos que los árboles genéticamente modificados y los árboles clonados tienen las ventajas de un crecimiento rápido y resistencia a los insectos, al tiempo que garantizan la calidad de la madera.
La ingeniería genética se ha utilizado ampliamente en medicina, alimentos y producción agrícola en el siglo XX, pero la investigación sobre el uso de la ingeniería genética para mejorar la calidad de los árboles y los bosques comenzó tarde. En los últimos años, los científicos han comenzado a prestar atención a la investigación de árboles genéticamente modificados y árboles clonados.
Investigadores del Instituto Siberiano de Fisiología Vegetal y Bioquímica descubrieron que el gen del maíz ugt puede controlar la síntesis de auxinasa. Si se puede aumentar el contenido de auxinas en los árboles, se acelerará la tasa de crecimiento de los árboles. Los investigadores implantaron el gen ugt en álamo temblón, álamo plateado y cedro para obtener álamo temblón, álamo plateado y cedro transgénicos.
Años de experimentos han demostrado que la velocidad de crecimiento de los álamos, álamos plateados y cedros que contienen el gen del maíz ugt mejora considerablemente.
Investigadores del Instituto de Genética y Mejoramiento Forestal de Vorónezh seleccionaron los abedules de Carelia más valiosos para la investigación de clonación. Extrajeron células y callos de los tallos de los abedules con los diseños más bellos, luego cultivaron los abedules a partir de los callos y obtuvieron abedules clonados con éxito. Los experimentos han demostrado que los abedules clonados crecen más rápido: en 3 a 4 años, aparecen rastros de nudos o bordes estampados en los troncos, y en 5 a 8 años, todos los troncos se convierten en hermosos patrones. Sin embargo, los abedules Karelli cultivados con métodos tradicionales suelen tardar entre 65.438+00 y 65.438+02 años en desarrollar carteles de madera estampados.
En este sentido, algunos científicos rusos creen que, al igual que otros productos genéticamente modificados, todavía falta una comprensión completa de la estructura y el rendimiento de los árboles genéticamente modificados. Los árboles de rápido crecimiento hacen que el suelo se deteriore prematuramente, y el polen de los árboles genéticamente modificados puede alterar la estructura natural de las poblaciones forestales, dañando así los ecosistemas forestales. Por tanto, la investigación sobre árboles transgénicos requiere una observación a largo plazo.
(3) El tabaco cultivado en Estados Unidos "produce" anticuerpos contra el virus de la rabia.
Por primera vez, científicos estadounidenses han desarrollado un cultivo de tabaco modificado genéticamente que contiene anticuerpos contra el virus de la rabia. Nuevos resultados muestran que los cultivos genéticamente modificados tienen el potencial de convertirse en "plantas de producción" baratas de anticuerpos contra el virus de la rabia.
Investigadores de la Universidad Thomas Jefferson dicen que insertaron genes que codifican anticuerpos contra el virus de la rabia humana en nuevos cultivos de tabaco genéticamente modificados. En la actualidad, 900 acres de tabaco modificado genéticamente pueden cosechar al menos 1.000 gramos de anticuerpos contra el virus de la rabia y producir aproximadamente 654.38 preparados médicos. Los investigadores dicen que después de las mejoras, la productividad de los "talleres de producción" de cultivos puede mejorar aún más. Los experimentos con cultivos celulares muestran que los anticuerpos obtenidos del tabaco modificado genéticamente pueden inhibir el virus de la rabia y su eficacia es similar o incluso más fuerte que la de los anticuerpos contra el virus de la rabia producidos naturalmente en el cuerpo humano. Los experimentos con animales in vivo también muestran que los anticuerpos producidos por el tabaco modificado genéticamente pueden proteger a los hámsteres de la infección por el virus de la rabia.
Más de 50.000 personas mueren a causa de la rabia cada año en el mundo, y el espacio de mercado para los medicamentos y vacunas contra la rabia es bastante grande. Tradicionalmente, los anticuerpos contra el virus de la rabia se han extraído principalmente de humanos y caballos, pero el costo de los primeros es demasiado alto y los anticuerpos obtenidos de caballos pueden causar efectos secundarios alérgicos graves. Actualmente, existe una grave escasez de anticuerpos contra la rabia en todo el mundo. El Dr. Koprowski de la Universidad Thomas Jefferson, líder de la investigación sobre nuevos cultivos de tabaco modificados genéticamente, cree que obtener anticuerpos contra el virus de la rabia a partir de cultivos modificados genéticamente tiene las ventajas de ser más seguro y más barato de producir que otros métodos.
(4) Respuesta:
A principios de la década de 1970, cuando los científicos utilizaron por primera vez tecnología genética recombinante para construir moléculas genéticas recombinantes a partir de virus fagos de E. coli y virus SV40 de simios, hubo una miedo. ¿Creará este método un supercuerpo que los humanos no pueden controlar, causando daños devastadores a los humanos y a la naturaleza? Entonces los científicos comenzaron a prestar atención a la seguridad de la biotecnología moderna, es decir, a la bioseguridad.
Los expertos creen que la biotecnología moderna tiene peligros extensos, potenciales y a largo plazo, que pueden afectar la estructura ecológica de organismos no objetivo en el medio ambiente, cambiar la relación competitiva entre especies y causar el desmalezado de especies genéticamente plantas modificadas y una serie de cuestiones como toxicidad, patogenicidad y alergias de algunos productos.
¿Cómo ve estos peligros potenciales? Wang Guoying, profesor de la Universidad Agrícola de China, cree que se debe prestar atención a los peligros potenciales de la biotecnología y es necesario tomar medidas preventivas, pero no se debe exagerar el daño de la biotecnología. Algunos peligros potenciales previsibles pueden evitarse mediante medidas de bioseguridad y no son tan aterradores como la gente piensa. Por ejemplo, el problema de las malas hierbas causado por plantas genéticamente modificadas. La mayoría de los cultivos existentes han perdido su adaptabilidad y competitividad natural en condiciones naturales después de la domesticación artificial, y la posibilidad de degenerar en malas hierbas es muy pequeña.
Otro de los aspectos implicados en las inspecciones de bioseguridad es la deriva genética. ¿Se producirá deriva genética en cultivos genéticamente modificados, cambiando la estructura ecológica de los organismos no objetivo y la relación competitiva entre especies? Wang Guoying explicó que la deriva genética sólo puede ocurrir entre especies estrechamente relacionadas.