News powiązane z DNA

Na kilogramie nośnika, jakim jest DNA, można teoretycznie zapisać wszystkie wygenerowane na świecie dane. Choć nauka nie znalazła jeszcze sposobu na to, by wykorzystać ten potencjał w aż takim stopniu, to możliwe jest już zapisanie na syntetycznie wytworzonym DNA stosunkowo niewielkich ilości danych, ale za to w sposób, który zapewni ich pełne bezpieczeństwo i trwałość zapisu nawet przez tysiąclecia. Może więc ono posłużyć do przechowywania danych o znaczeniu strategicznym i ściśle poufnym. W dodatku nie wymaga zastosowania energii. Słoweńska firma pracuje obecnie nad urządzeniem, które umożliwi taki zapis przy kosztach porównywalnych do obecnie stosowanych technologii.

Psy, których przodkami były domowe zwierzęta porzucone przez mieszkańców strefy skażonej po awarii reaktora elektrowni jądrowej w Czarnobylu, wykazują różnice genetyczne w porównaniu z innymi wolno żyjącymi psami, wykazał zespół badawczy złożony z naukowców z USA i Polski. Celem badaczy było sprawdzenie, w jaki sposób trudne środowisko determinuje zmiany genomowe prowadzące do przeżycia gatunku. Rozpoczęte w 2017 roku badania mogą też pomóc zrozumieć część mechanizmów wpływających na występowanie chorób nowotworowych.

Dzięki technologii CRISPRoff można wyłączać poszczególne geny w odwracalny sposób, bez trwałej ingerencji w strukturę DNA. Dotychczas stosowany edytor CRISPR-Cas9 przyniósł wprawdzie rewolucyjny postęp w dziedzinie edycji genów, jednak jego użycie wiązało się z trwałą ingerencją w DNA i ryzykiem wystąpienia niepożądanych mutacji. – Możemy teraz wyciszyć dowolną część genomu, dzięki czemu jest to świetne narzędzie do badania jego funkcji – przekonuje Jonathan Weissman, profesor biologii na MIT. Nowa technologia może stanowić klucz do rozwiązania problemu leczenia wielu dziś nieuleczalnych chorób, np. alzheimera.

Naukowcy z Politechniki Poznańskiej tworzą inteligentną bazę danych dotyczących genomów reprezentatywnych dla Polski. Umożliwi ona m.in. zbadanie podatności regionalnej na przebieg choroby COVID-19. Jej opracowanie będzie też stanowiło punkt wyjścia do stworzenia całogenowych testów w kierunku ryzyka wystąpienia chorób takich jak nowotwory. Pomóc ma w tym także sztuczna inteligencja. Genomiczna Mapa Polski będzie jedną z zaledwie kilku tego typu baz, jakie powstały na całym świecie.

Naukowcy z Nvidii oraz Wydziału Komórek Macierzystych i Biologii Regeneracyjnej Uniwersytetu Harvarda opracowali AtacWorks, narzędzie służące do odszumiania danych uzyskanych z sekwencjonowania DNA. Opiera się ono na współdziałaniu uczenia maszynowego i pracy procesorów graficznych GPU. Dzięki niemu analiza próbek może się odbywać nawet trzydziestokrotnie szybciej niż z użyciem tradycyjnych metod. Odkrycie może oznaczać przełom we wczesnym wykrywaniu raka i chorób genetycznych.

Wykorzystanie algorytmów uczenia maszynowego umożliwia wprowadzenie badań nad DNA na nieosiągalny dotychczas poziom. Dzięki rozwiązaniom bioinformatycznym można było w mniej niż dwa dni wytypować potencjalne leki na koronawirusa, a także zwiększyć wiedzę o wirusach zasiedlających ludzkie jelita. Naukowcy testują już nawet komputery bazujące na przesyłaniu informacji z wykorzystaniem ludzkich komórek. Światowy rynek bioinformatyki do 2027 roku zwiększy swoją wartość prawie trzykrotnie.

Dzięki zmianie aktywności poszczególnych genów możliwe będzie przywrócenie pamięci osobom dotkniętym chorobą Alzheimera – twierdzą naukowcy z University of Buffalo. Leczenie poprzez modyfikację wadliwych genów może być przyszłością medycyny. Tymczasem w kodzie DNA już dziś coraz częściej szukamy odpowiedzi na pytania o predyspozycje do zachorowania na określone przypadłości. Badania DNA stają się coraz bardziej dostępne dla zwykłych ludzi z uwagi na ich coraz bardziej przystępną cenę.

Zasoby genetyczne naturalnych ekosystemów na Ziemi mają olbrzymi potencjał jako źródło cennych produktów. Możliwości wykorzystania nieznanych do tej pory enzymów pochodzących z nowych wirusów bakteryjnych z ekstremalnych środowisk są praktycznie nieograniczone. Pozwalają sprawdzić, jak mogą się rozwijać organizmy w skrajnie nieprzyjaznym środowisku. Mogą też pomóc w odpowiedzi na pytania, jak dostosować się do ekstremalnych warunków, będą niezastąpione w rozszerzonej diagnostyce czy laboratoriach kryminalistycznych.

Hakować można już nie tylko komputery. Coraz popularniejszy staje się biohacking, czyli traktowanie ludzi niemal jak urządzenia. Modyfikując własne DNA, być może już niedługo uda się widzieć w ciemności, a może nawet żyć wiecznie. Wszczepiane chipy i zmywalne tatuaże sprawiają, że można otworzyć drzwi tylko machnięciem ręki. Możliwe jest już nawet eksperymentowanie z DNA na poziomie zarodków, choć eksperci wskazują na wątpliwą etykę takich działań. Ryzyko może być jednak ogromne dla całej ludzkości.

Branża rolnicza zwykle kojarzy się z ciągnikami, traktorami, hodowlą bydła i zbieraniem plonów. Tymczasem coraz częściej na polach wykorzystywane są różnego rodzaju innowacje, takie jak drony czy zdjęcia satelitarne, za pomocą których ocenia się jakość upraw z powietrza. Także polskie innowacje na rynku rolniczym są coraz bardziej doceniane na świecie. Polacy budują biotechnologiczne urządzenie, które pozwoli wyeliminować problem pestycydów. Z ich powodu co roku na świecie umiera 200 tys. osób.

Jak pokazują dane Europejskiego Centrum ds. Zapobiegania i Kontroli Chorób (ECDC), niemal wszyscy obywatele Unii Europejskiej chętnie sięgają po antybiotyki w przypadku objawów choroby. Okazuję się jednak, że ich nadmierne stosowanie powoduje uodpornianie się bakterii na leki i ich mutowanie w wersje, które trudno zwalczyć nawet za pomocą nowoczesnej medycyny.