12 ความก้าวหน้าทางชีววิทยาในช่วง 30 ปีที่ผ่านมา - ชีววิทยา - 2026

ชีววิทยามีความก้าวหน้าอย่างมากในช่วง 30 ปีที่ผ่านมา ความก้าวหน้าเหล่านี้ในโลกวิทยาศาสตร์อยู่เหนือทุกพื้นที่ที่อยู่รอบตัวมนุษย์ส่งผลโดยตรงต่อความเป็นอยู่และการพัฒนาของสังคมโดยทั่วไป

ในฐานะที่เป็นสาขาหนึ่งของวิทยาศาสตร์ธรรมชาติชีววิทยามุ่งเน้นความสนใจไปที่การศึกษาสิ่งมีชีวิตทั้งหมด ทุกวันนวัตกรรมทางเทคโนโลยีทำให้การตรวจสอบโครงสร้างที่ประกอบเป็นสิ่งมีชีวิตของอาณาจักรธรรมชาติทั้ง 5 ชนิดมีความเฉพาะเจาะจงมากขึ้น ได้แก่ สัตว์พืชโมเนอราโปรติสตาและเชื้อรา

จีโนมของมนุษย์ ที่มา: ความอนุเคราะห์: สถาบันวิจัยจีโนมมนุษย์แห่งชาติผ่าน Wikimedia Commons

ด้วยวิธีนี้ชีววิทยาช่วยเพิ่มการวิจัยและเสนอทางเลือกใหม่ ๆ ให้กับสถานการณ์ต่าง ๆ ที่ทำให้สิ่งมีชีวิตทุกข์ทรมาน ในทำนองเดียวกันการค้นพบสิ่งมีชีวิตชนิดใหม่และสิ่งมีชีวิตที่สูญพันธุ์ไปแล้วซึ่งช่วยชี้แจงคำถามบางอย่างที่เกี่ยวข้องกับวิวัฒนาการ

หนึ่งในความสำเร็จหลักของความก้าวหน้าเหล่านี้คือความรู้นี้แพร่กระจายไปไกลเกินขอบเขตของนักวิจัยไปถึงสภาพแวดล้อมในชีวิตประจำวัน

ปัจจุบันคำศัพท์ต่างๆเช่นความหลากหลายทางชีวภาพนิเวศวิทยาแอนติบอดีและเทคโนโลยีชีวภาพไม่ได้มีไว้สำหรับการใช้งานเฉพาะของผู้เชี่ยวชาญ การใช้และความรู้ในเรื่องนี้เป็นส่วนหนึ่งของชีวิตประจำวันของผู้คนจำนวนมากที่ไม่ได้อุทิศตนเพื่อโลกวิทยาศาสตร์

ความก้าวหน้าทางชีววิทยาที่โดดเด่นที่สุดในช่วง 30 ปีที่ผ่านมา

การรบกวน RNA

ในปี 1998 มีการเผยแพร่ชุดการสืบสวนที่เกี่ยวข้องกับ RNA สถานะเหล่านี้ที่การแสดงออกของยีนถูกควบคุมโดยกลไกทางชีววิทยาที่เรียกว่าการรบกวนอาร์เอ็นเอ

ด้วย RNAi นี้เป็นไปได้ที่จะปิดกั้นยีนเฉพาะของจีโนมด้วยวิธีหลังการถอดเสียง สิ่งนี้ทำได้โดยโมเลกุล RNA แบบเกลียวคู่ขนาดเล็ก

โมเลกุลเหล่านี้ทำหน้าที่โดยการปิดกั้นการแปลและการสังเคราะห์โปรตีนซึ่งเกิดขึ้นในยีนของ mRNA ด้วยวิธีนี้การกระทำของเชื้อโรคบางชนิดที่ก่อให้เกิดโรคร้ายแรงจะได้รับการควบคุม

RNAi เป็นเครื่องมือที่มีส่วนช่วยอย่างมากในด้านการรักษา ปัจจุบันเทคโนโลยีนี้ถูกนำไปใช้เพื่อระบุโมเลกุลที่มีศักยภาพในการรักษาโรคต่างๆ

โคลนสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมตัวแรกที่โตเต็มวัย

งานชิ้นแรกที่โคลนสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมได้ดำเนินการในปี 2539 โดยนักวิทยาศาสตร์ดำเนินการกับแกะตัวเมียในบ้าน

เซลล์ร่างกายจากต่อมน้ำนมที่อยู่ในสภาพโตเต็มวัยถูกนำมาใช้ในการทดลอง กระบวนการที่ใช้คือการถ่ายเทนิวเคลียร์ แกะที่ได้ชื่อว่าดอลลี่เติบโตและมีพัฒนาการสามารถสืบพันธุ์ได้ตามธรรมชาติโดยไม่เกิดความไม่สะดวก

การทำแผนที่จีโนมของมนุษย์

ความก้าวหน้าทางชีววิทยาที่ยิ่งใหญ่นี้ใช้เวลานานกว่า 10 ปีในการเป็นจริงซึ่งประสบความสำเร็จด้วยการมีส่วนร่วมของนักวิทยาศาสตร์จำนวนมากทั่วโลก ในปีพ. ศ. 2543 นักวิจัยกลุ่มหนึ่งได้นำเสนอแผนผังของจีโนมมนุษย์ที่เกือบจะสรุปได้ งานฉบับสุดท้ายเสร็จสมบูรณ์ในปี 2546

แผนผังของจีโนมมนุษย์นี้แสดงตำแหน่งของโครโมโซมแต่ละตัวซึ่งมีข้อมูลทางพันธุกรรมทั้งหมดของแต่ละบุคคล ด้วยข้อมูลเหล่านี้ผู้เชี่ยวชาญสามารถทราบรายละเอียดทั้งหมดของโรคทางพันธุกรรมและด้านอื่น ๆ ที่ต้องการตรวจสอบ

สเต็มเซลล์จากเซลล์ผิวหนัง

ก่อนปี 2550 มีการจัดการข้อมูลว่าเซลล์ต้นกำเนิดจำนวนมากพบได้ในเซลล์ต้นกำเนิดจากตัวอ่อนเท่านั้น

ในปีเดียวกันนั้นทีมนักวิจัยชาวอเมริกันและญี่ปุ่นสองทีมได้ทำการศึกษาซึ่งพวกเขาสามารถย้อนเซลล์ผิวของผู้ใหญ่เพื่อให้สามารถทำหน้าที่เป็นเซลล์ต้นกำเนิดที่มีศักยภาพ สิ่งเหล่านี้สามารถแยกความแตกต่างสามารถกลายเป็นเซลล์ประเภทอื่นได้

การค้นพบกระบวนการใหม่ที่มีการเปลี่ยนแปลง "การเขียนโปรแกรม" ของเซลล์เยื่อบุผิวเปิดเส้นทางสู่การวิจัยทางการแพทย์

แขนขาของหุ่นยนต์ควบคุมโดยสมอง

ในช่วงปี 2000 นักวิทยาศาสตร์ของ Duke University Medical Center ได้ปลูกถ่ายอิเล็กโทรดหลายตัวในสมองของลิง จุดประสงค์คือสัตว์ชนิดนี้สามารถควบคุมแขนขาของหุ่นยนต์ได้ดังนั้นจึงช่วยให้สามารถรวบรวมอาหารได้

ในปี 2547 วิธีการแบบไม่รุกรานได้รับการพัฒนาโดยมีจุดประสงค์เพื่อจับคลื่นที่มาจากสมองและใช้เพื่อควบคุมอุปกรณ์ทางชีวการแพทย์ ในปี 2009 เมื่อ Pierpaolo Petruzziello กลายเป็นมนุษย์คนแรกที่มีมือหุ่นยนต์สามารถเคลื่อนไหวที่ซับซ้อนได้

สิ่งนี้เขาสามารถทำได้โดยใช้สัญญาณประสาทจากสมองซึ่งได้รับจากเส้นประสาทที่แขนของเขา

การแก้ไขฐานจีโนม

นักวิทยาศาสตร์ได้พัฒนาเทคนิคที่แม่นยำยิ่งขึ้นกว่าการแก้ไขยีนโดยซ่อมแซมส่วนที่เล็กกว่าของจีโนม: ฐาน ด้วยเหตุนี้ฐาน DNA และ RNA จึงสามารถทดแทนกันได้โดยแก้ปัญหาการกลายพันธุ์เฉพาะบางอย่างที่อาจเกี่ยวข้องกับโรค

CRISPR 2.0 สามารถแทนที่ฐานใดฐานหนึ่งได้โดยไม่ต้องเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของ DNA หรือ RNA ผู้เชี่ยวชาญสามารถเปลี่ยนอะดีนีน (A) ให้กับกัวนีน (G) โดย "หลอก" ให้เซลล์ซ่อมแซมดีเอ็นเอ

ด้วยวิธีนี้ฐาน AT จึงกลายเป็นคู่ GC เทคนิคนี้เขียนข้อผิดพลาดในรหัสพันธุกรรมใหม่โดยไม่จำเป็นต้องตัดและแทนที่พื้นที่ทั้งหมดของ DNA

การบำบัดด้วยภูมิคุ้มกันแบบใหม่เพื่อต่อต้านมะเร็ง

การบำบัดแบบใหม่นี้ขึ้นอยู่กับการโจมตีดีเอ็นเอของอวัยวะที่มีเซลล์มะเร็ง ยาใหม่ช่วยกระตุ้นระบบภูมิคุ้มกันและใช้ในกรณีของเนื้องอก

นอกจากนี้ยังสามารถใช้ในเนื้องอกซึ่งเซลล์มะเร็งมีสิ่งที่เรียกว่า "การขาดการซ่อมแซมที่ไม่ตรงกัน" ในกรณีนี้ระบบภูมิคุ้มกันจะรับรู้ว่าเซลล์เหล่านี้เป็นสิ่งแปลกปลอมและกำจัดออกไป

ยาได้รับการรับรองจากสำนักงานคณะกรรมการอาหารและยาแห่งสหรัฐอเมริกา (FDA)

ยีนบำบัด

สาเหตุทางพันธุกรรมที่พบบ่อยที่สุดอย่างหนึ่งของการเสียชีวิตของทารกคือการฝ่อของกล้ามเนื้อกระดูกสันหลังชนิดที่ 1 ทารกแรกเกิดเหล่านี้ขาดโปรตีนในเซลล์ประสาทของไขสันหลัง สิ่งนี้ทำให้กล้ามเนื้ออ่อนแอและหยุดหายใจ

ทารกที่เป็นโรคนี้มีทางเลือกใหม่ในการช่วยชีวิต เป็นเทคนิคที่รวมยีนที่ขาดหายไปในเซลล์ประสาทกระดูกสันหลัง ผู้ส่งสารเป็นไวรัสที่ไม่เป็นอันตรายเรียกว่า adeno-related virus (AAV)

ยีนบำบัด AAV9 ซึ่งมียีนโปรตีนที่ขาดจากเซลล์ประสาทในไขสันหลังจะถูกส่งเข้าเส้นเลือดดำ ในกรณีที่มีการใช้การบำบัดนี้เป็นจำนวนมากทารกสามารถกินนั่งพูดคุยและบางคนก็วิ่งได้

อินซูลินของมนุษย์ผ่านเทคโนโลยี recombinant DNA

การผลิตอินซูลินของมนุษย์ด้วยเทคโนโลยีรีคอมบิแนนท์ดีเอ็นเอแสดงให้เห็นถึงความก้าวหน้าที่สำคัญในการรักษาผู้ป่วยโรคเบาหวาน การทดลองทางคลินิกครั้งแรกกับอินซูลินของมนุษย์ในมนุษย์เริ่มขึ้นในปีพ. ศ. 2523

ทำได้โดยการผลิตโซ่ A และ B ของโมเลกุลอินซูลินแยกกันจากนั้นรวมเข้าด้วยกันโดยใช้เทคนิคทางเคมี ตอนนี้กระบวนการรีคอมบิแนนต์แตกต่างออกไปตั้งแต่ปี 1986 การเข้ารหัสทางพันธุกรรมของมนุษย์สำหรับโปรอินสุลินถูกแทรกเข้าไปในเซลล์เอสเชอริเชียโคไล

จากนั้นนำไปเพาะเลี้ยงโดยการหมักเพื่อผลิตโปรอินสุลิน ลิงค์เกอร์เปปไทด์ถูกแยกออกจากเอนไซม์โปรอินซูลินเพื่อผลิตอินซูลินของมนุษย์

ข้อดีของอินซูลินประเภทนี้คือออกฤทธิ์เร็วกว่าและมีภูมิคุ้มกันต่ำกว่าเนื้อหมูหรือเนื้อวัว

พืชดัดแปลงพันธุกรรม

ในปีพ. ศ. 2526 ได้มีการปลูกพืชดัดแปลงพันธุกรรมชนิดแรก

หลังจากผ่านไป 10 ปีพืชดัดแปลงพันธุกรรมแห่งแรกได้รับการจำหน่ายในสหรัฐอเมริกาและอีกสองปีต่อมามะเขือเทศวางที่ผลิตจากพืช GM (ดัดแปลงพันธุกรรม) ได้เข้าสู่ตลาดยุโรป

นับจากนั้นเป็นต้นมาการดัดแปลงพันธุกรรมทุกปีจะถูกบันทึกไว้ในพืชทั่วโลก การเปลี่ยนแปลงของพืชนี้ดำเนินการโดยกระบวนการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมซึ่งมีการใส่สารพันธุกรรมจากภายนอกเข้าไป

พื้นฐานของกระบวนการเหล่านี้คือลักษณะสากลของ DNA ซึ่งมีข้อมูลทางพันธุกรรมของสิ่งมีชีวิตส่วนใหญ่

พืชเหล่านี้มีคุณสมบัติอย่างน้อยหนึ่งอย่างต่อไปนี้: ความทนทานต่อสารเคมีกำจัดวัชพืชความต้านทานต่อศัตรูพืชกรดอะมิโนดัดแปลงหรือองค์ประกอบของไขมันการเป็นหมันของตัวผู้การเปลี่ยนสีการเจริญเติบโตช้าการใส่เครื่องหมายเลือกหรือความต้านทานต่อการติดเชื้อไวรัส

การค้นพบอวัยวะที่ 79 ของร่างกายมนุษย์

แม้ว่า Leonardo Da Vinci ได้อธิบายไว้แล้วเมื่อกว่า 500 ปีก่อน แต่ชีววิทยาและกายวิภาคศาสตร์ถือว่า mesentery เป็นเนื้อเยื่อที่พับได้ง่ายโดยไม่มีความสำคัญทางการแพทย์

อย่างไรก็ตามในปี 2560 วิทยาศาสตร์ถือว่า mesentery ถือเป็นอวัยวะที่ 79 ดังนั้นจึงถูกเพิ่มเข้าไปใน Grey's Anatomy ซึ่งเป็นคู่มืออ้างอิงสำหรับนักกายวิภาคศาสตร์

เหตุผลก็คือตอนนี้นักวิทยาศาสตร์พิจารณาแล้วว่า mesentery เป็นอวัยวะที่ก่อตัวเป็นสองเท่าของเยื่อบุช่องท้องซึ่งเป็นตัวเชื่อมระหว่างลำไส้กับผนังหน้าท้อง

เมื่อได้รับการจัดประเภทเป็นอวัยวะแล้วตอนนี้ควรมีการวิจัยเพิ่มเติมเกี่ยวกับความสำคัญที่แท้จริงในกายวิภาคของมนุษย์และจะช่วยวินิจฉัยโรคบางชนิดหรือทำการผ่าตัดที่มีการบุกรุกน้อยลงได้อย่างไร

การบริจาคอวัยวะจะทำให้เกิดการพิมพ์สามมิติ

การพิมพ์ 3 มิติเป็นหนึ่งในความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์ที่สำคัญที่สุดในช่วงไม่กี่ทศวรรษที่ผ่านมาโดยเฉพาะอย่างยิ่งในระดับที่ใช้งานได้จริงซึ่งเป็นเครื่องมือที่เปลี่ยนแปลงภาคเศรษฐกิจจำนวนมากและเป็นส่วนสำคัญของการวิจัยทางวิทยาศาสตร์

การใช้ประโยชน์อย่างหนึ่งที่ได้รับการพิจารณาแล้วคือการพัฒนาอวัยวะขนาดใหญ่เนื่องจากความก้าวหน้าอาจทำให้การสืบพันธุ์ของเนื้อเยื่อมนุษย์ที่ซับซ้อนสามารถปลูกถ่ายได้

อ้างอิง

1. SINC (2019) สิบความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์ของปี 2017 ที่เปลี่ยนแปลงโลก en
2. Bruno Martín (2019). รางวัลสำหรับนักชีววิทยาผู้ค้นพบการอยู่ร่วมกันระหว่างมนุษย์กับแบคทีเรีย ประเทศ. กู้คืนจาก elpais.com.
3. Mariano Artigas (1991). ความก้าวหน้าใหม่ในอณูชีววิทยา: ยีนอัจฉริยะ กลุ่มวิทยาศาสตร์เหตุผลและศรัทธา. มหาวิทยาลัยนาวาร์รา กู้คืนจาก. unav.edu.
4. ไคทลินกู๊ดริช (2017). การพัฒนาที่สำคัญ 5 ประการทางชีววิทยาในช่วง 25 ปีที่ผ่านมา สมอง scape กู้คืนจาก brainscape.com
5. National Academy of Sciences Engineering Medicine (2019). ความก้าวหน้าล่าสุดในชีววิทยาพัฒนาการ หายจาก nap.edu.
6. Emily Mullin (2017). CRISPR 2.0 ซึ่งสามารถแก้ไขฐานดีเอ็นเอเดียวสามารถรักษาการกลายพันธุ์ได้นับหมื่น การทบทวนเทคโนโลยีของ MIT กู้คืนจาก technologyreview.es.