過去30年間の生物学における12の進歩 - 生物学 - 2025

生物学は過去30年間で大きな進歩を遂げました。科学の世界におけるこれらの進歩は、人間を取り巻くすべての領域を超越し、社会全体の幸福と発展に直接影響を与えます。

自然科学の一分野として、生物学はすべての生物の研究に重点を置いています。毎日、技術革新により、動物、植物、モネラ、原生生物、真菌の5つの自然界の種を構成する構造のより具体的な調査が可能になっています。

ヒトゲノム。出典：礼儀：国立人間ゲノム研究所、ウィキメディア・コモンズ経由

このようにして、生物学はその研究を強化し、生物を苦しめるさまざまな状況に対する新しい代替手段を提供します。同様に、それは新種およびすでに絶滅した種の発見を行い、進化に関連するいくつかの質問を明確にするのに役立ちます。

これらの進歩の主な成果の1つは、この知識が研究者の境界を越えて広がり、日常の環境に到達していることです。

現在、生物多様性、生態学、抗体、バイオテクノロジーなどの用語は、専門家だけが使用するものではありません。主題に関するその使用と知識は、科学の世界に専念していない多くの人々の日常生活の一部です。

過去30年間の生物学における最も顕著な進歩

RNA干渉

1998年に、RNAに関する一連の調査が発表されました。これらは、遺伝子発現がRNA干渉と呼ばれる生物学的メカニズムによって制御されていると述べています。

このRNAiを介して、転写後の方法でゲノムの特定の遺伝子をサイレンシングすることが可能です。これは、小さな二本鎖RNA分子によって達成されます。

これらの分子は、mRNAの遺伝子で発生するタンパク質の翻訳と合成をブロックすることによって作用します。このようにして、深刻な病気を引き起こすいくつかの病原体の作用が制御されます。

RNAiは、治療分野で多大な貢献をしたツールです。現在この技術は、さまざまな疾患に対して治療効果のある分子を特定するために応用されています。

クローンされた最初の成体哺乳類

哺乳類がクローンされた最初の研究は、家畜化された雌ヒツジの科学者によって行われた1996年に行われました。

実験は、成体の乳腺の体細胞を用いて行った。使用されたプロセスは核移植でした。その結果、ドーリーと名付けられた羊は成長し、発達し、不都合なく自然に繁殖することができました。

ヒトゲノムのマッピング

この大きな生物学的進歩が実現するまでに10年以上かかりました。これは、世界中の多くの科学者の貢献のおかげで達成されました。2000年に、研究者のグループがヒトゲノムのほぼ決定的なマップを発表しました。作業の決定版は2003年に完成しました。

人間のゲノムのこのマップは、個人のすべての遺伝情報を含む各染色体の場所を示しています。これらのデータを使用して、専門家は遺伝病の詳細や調査したいその他の側面をすべて知ることができます。

皮膚細胞からの幹細胞

2007年以前は、多能性幹細胞は胚性幹細胞でのみ見られるという情報が取り扱われていました。

同じ年に、アメリカと日本の研究者の2つのチームが、多能性幹細胞として機能できるように、成体の皮膚細胞を逆転させる研究を実施しました。これらは分化することができ、他のタイプの細胞になることができます。

上皮細胞の「プログラミング」が変更される新しいプロセスの発見は、医学研究の領域への道を開きます。

脳によって制御されるロボットの手足

2000年に、デューク大学医療センターの科学者たちは、サルの脳にいくつかの電極を埋め込みました。目的は、この動物がロボットの手足を制御して、餌を収集できるようにすることでした。

2004年、非侵襲的な方法が開発され、脳からの波を捕捉し、それを使用して生物医学装置を制御することを目的としています。Pierpaolo Petruzzielloがロボットの手で複雑な動きを実行できる最初の人間になったのは2009年のことです。

これは、彼の腕の神経によって受け取られた彼の脳からの神経学的信号を使用することによって達成することができました。

ゲノムベース編集

科学者たちは遺伝子編集よりも正確な手法を開発し、ゲノムのはるかに小さなセグメントである塩基を修復しました。このおかげで、DNAとRNAの塩基を置き換えることができ、病気に関連している可能性のある特定の突然変異を解決できます。

CRISPR 2.0は、DNAまたはRNAの構造を変えることなく、いずれかの塩基を置換できます。スペシャリストたちは、アデニン（A）をグアニン（G）に変更し、細胞をだましてDNAを修復させました。

このようにして、ATベースはGCペアになりました。この手法は、DNAの全領域を切り取って置き換える必要なしに、遺伝暗号のエラーを書き換えます。

癌に対する新しい免疫療法

この新しい治療法は、がん細胞を持つ臓器のDNAを攻撃することに基づいています。新しい薬剤は免疫系を刺激し、黒色腫の場合に使用されます。

それはまた、その癌細胞がいわゆる「ミスマッチ修復欠損症」を有する腫瘍において使用され得る。この場合、免疫系はこれらの細胞を異物として認識し、排除します。

この薬は、米国食品医薬品局（FDA）によって承認されています。

遺伝子治療

乳児死亡の最も一般的な遺伝的原因の1つは、1型脊髄性筋萎縮症です。これらの新生児は、脊髄の運動ニューロンにタンパク質が不足しています。これにより、筋肉が弱まり、呼吸が停止します。

この病気の赤ちゃんには、命を救う新しい選択肢があります。脊髄ニューロンに欠けている遺伝子を組み込む技術です。メッセンジャーは、アデノ随伴ウイルス（AAV）と呼ばれる無害なウイルスです。

AAV9遺伝子治療は、脊髄のニューロンには存在しないタンパク質遺伝子を含み、静脈内投与されます。この治療法が適用されたケースの高い割合で、赤ちゃんは食べたり、座ったり、話したり、場合によっては走ることさえできました。

組換えDNA技術によるヒトインスリン

組換えDNA技術によるヒトインスリンの生産は、糖尿病患者の治療における重要な進歩を表しています。ヒトにおける組換えヒトインスリンを用いた最初の臨床試験は1980年に始まりました。

これは、インスリン分子のA鎖とB鎖を別々に作成し、化学的手法を使用してそれらを結合することによって行われました。現在、組換えプロセスは1986年以来異なっています。プロインシュリンの人間の遺伝暗号は大腸菌細胞に挿入されます。

これらは発酵によって培養され、プロインスリンを生成します。リンカーペプチドは酵素的にプロインスリンから切断され、ヒトインスリンを生成します。

このタイプのインスリンの利点は、豚肉や牛肉よりも作用が速く、免疫原性が低いことです。

トランスジェニック植物

1983年に最初のトランスジェニック植物が栽培されました。

10年後、最初の遺伝子組み換え植物が米国で商品化され、2年後、GM（遺伝子組み換え）植物から生産されたトマトペーストがヨーロッパ市場に参入しました。

その瞬間から、毎年世界中の植物で遺伝子組み換えが記録されています。植物のこの形質転換は、外因性の遺伝物質が挿入される遺伝的形質転換のプロセスを通じて行われます

これらのプロセスの基礎は、ほとんどの生物の遺伝情報を含むDNAの普遍的な性質です。

これらの植物は、除草剤に対する耐性、害虫に対する耐性、改変されたアミノ酸または脂肪組成、雄性不稔性、色の変化、成熟後期、選択マーカーの挿入、またはウイルス感染に対する耐性の1つ以上の特性によって特徴付けられます。

人体の第79器官の発見

レオナルドダヴィンチはすでに500年以上前にそれを説明していましたが、生物学と解剖学は、腸間膜を医学的な重要性のない単純な組織のひだと見なしていました。

しかし、2017年に、科学は腸間膜を79番目の臓器と見なしたため、解剖学者のためのリファレンスマニュアルであるグレイの解剖学に追加されました。

その理由は、今、科学者は腸間膜が腹膜の二重の折り目を形成する器官であり、腸と腹壁の間のリンクであると考えているからです。

臓器として分類されると、人体の解剖学におけるその重要性と、特定の疾患の診断や低侵襲手術の実施にどのように役立つかについて、より多くの研究が行われるようになりました。

臓器提供は3Dプリントに代わる

3Dプリンティングは、ここ数十年、特に実用的なレベルで最も重要な科学的進歩の1つであり、多くの経済セクターと科学研究の大部分を変えるツールとなっています。

進歩が複雑な人間の組織の再生を可能にし、それらを外科的に埋め込むことができるため、すでに検討されている用途の1つは、臓器の大規模な発達です。

参考文献

1. SINC（2019）世界を変えた2017年の10の科学的進歩
2. ブルーノ・マルティン（2019）。バクテリアとの共生を発見した生物学者に贈られる賞。国。elpais.comから回復。
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