시간 자체는 선형이지만, 산업혁명 이후 기술 전반은 기하급수적인 규모의 발전을 겪었다. 특히 생명공학은 환경에 대한 역효과와 인간의 변형과 싸우기 위해 의학 분야에서 여러 패러다임 변화를 겪었다.
이 모든 것을 나열하는 것은 어리석은 일이므로, 이 기사는 더 큰 인정과 인류의 개선을 위한 유망한 결과를 축적한 진보에 초점을 맞출 것이다. 우리는 더 큰 규모(조직 공학)뿐만 아니라 더 작은 규모의 생화학적 적응(유전자 편집)에 대해 설명할 것이다.
CRISPR을 통한 내인성 유전자 조작
낭포성 섬유증이나 근육 디스트로피와 같은 유전성 질환에 대한 교정 책은 지금까지 손에 잡히지 않았다. 모든 이전의 유전자 조작은 (숙주의 게놈 바깥에서) 생체 외에서 수행되었지만, 클러스터 된 규칙적으로 인터스페이스 된 짧은 간극 반복(CRISPR)의 모드는 전통적인 부위 지향 돌연변이 생성과 유사한 과정을 통해 생체 내 편집을 포함한다.
이를 위해 생물학적 도구는 DNA의 일부를 구성하는데 사용되며, DNA는 플라스미드 내에서 구현되고 세포가 증식과 숙주와의 공생 관계를 겪을 수 있는 생체 내에서 처리된다. CRISPR 위치는 다양한 세그먼트로 구성됩니다(아래 인포그래픽 참조). 먼저, 우리는 tracrRNA를 가지고 있는데, 그 기능은 crRNA의 상보적인 시퀀스로 궤적을 유도하여 기능 가이드 RNA(gRNA)를 형성하는 것이다. 나중에, 우리는 다양한 미리 설치된 Cas 효소를 가지고 있는데, 그중 가장 중추적인 것은 Cas9로, 야생형 DNA와 합성 DNA가 결합되도록 절단 작업을 수행한다. 이러한 Cas 단백질은 RNA 유도 핵산 분해 효소로 기능하며 서열 특이적 gRNA로 복잡한 형성을 수행한다. 이것은 일반적으로 리보핵단백질(RNP)이라고 불리는 Cas-gRNA 복합체를 형성할 것이다. 마지막으로, 도식의 맨 왼쪽에 있는 직접 반복은 이중 DNA의 위치를 정렬하는 데 사용되며, 머리핀을 형성하여 왓슨-크릭 염기쌍의 우선적인 형성을 유발하여 Cas9 결합에 대한 정확한 공간 구성을 유지한다. 이 gRNA가 호스트 플라스미드를 인식하고 컷을 수행하기 위해서는 우선 상류에 위치한 프로토스 페이스 인접 모티브(PAM) 시퀀스에서 지정된 수의 베이스여야 한다. 일단 이 절단이 발생하면, 변형된 공여 DNA는 단대단 결합 또는 상동 재조합을 통해 구현될 수 있으며, 선택의 돌연변이를 달성할 수 있다. 가장 최근에, 중국의 연구원들은 이 CRISPR 기술을 HIV-1과 급성 림프구성 백혈병을 치료하기 위해 적용했고, CRISPR과 관련된 첫 번째 임상 시험에서 C-C 케모카인 수용체 타입 5(CCR5)를 억제했다.
조직공학을 위한 생체재료 제조
많은 사람들이 이식 리스트에 올라 있고, 매년 행해지는 수십만 개의 시술을 지탱할 기증자의 장기의 수는 부족하다. 이 문제에 대한 일반적인 해결책은 동물 모델과 호환되는 전도성 고분자(예: PPY, 폴리티오펜)를 생산하는 바이오프린팅에서 찾을 수 있다. 복잡한 내부 장기를 인쇄하는 것은 아직 초기 단계에 있지만 혈관, 피부 이식 및 기타 관리 가능한 조직에 도달할 수 있습니다. 이러한 고분자를 SWIFT(기능 조직에 대한 희생 쓰기), Drop-Based Bioprinting(Drop-Based Bioprinting), Stereolithographic 3D Bioprinting(Stereolithographic 3D Bioprinting)과 같은 조직 인쇄 기술과 함께 사용하면 복잡한 생화학적 환경 내에서 세포 통합을 촉진할 수 있다. 인쇄 공정에서 폴리(유산-코-글리콜산)(PLGA), 폴리카 프로 락톤(PCL) 등의 인공 조직은 먼저 폴리스티렌 설폰산 및 피롤 DI 물 혼합물과 같은 완충액에 침지된다. 그런 다음, 이러한 전도성 고분자는 인쇄 헤드에 부착된 노즐에서 조직에 따라 1.0 ± 0.4 cm에서 400 ± 4 μm 두께로 나타난다. 컴퓨터화된 이미징은 이러한 조직을 평평한 표면이나 액체 욕조에 유도하여 전통적인 3D 프린팅의 방법과 유사한 방법으로 프러포즈 생화학적 구조를 생성한다. 결과 인쇄는 종종 자외선, 에뮬레이션 혼합물 등과 같은 안정화 후 방법론을 필요로 한다. 일단 이것이 이루어지면, 합성 조직은 유기 조직인 것처럼 행동하면서 숙주와 융합될 것이다. 생체 공학 눈, 방광, 그리고 심지어 심장 조직도 이러한 방법을 사용하여 합성되었다. 조직의 특성과 형태는 매우 복잡하며 이러한 세포 내에서 영양소와 산소를 제공하는 것은 도전적인 업적으로 증명되었다. 세포 행동 조절에 대한 추가 연구는 여전히 요구되지만, 이미 큰 진전이 이루어졌으며, 바이오프린팅을 통한 인명 구조 가능성은 매우 유망하다. 합성 조직의 세포는 유기 조직의 세포와 같이 행동할 것이다. 인쇄된 방광, 쥐와 조직에서 안면 신경 재생. 장기의 복잡한 생화학적 환경을 복제하는 것은 매우 어렵다. 장기의 모든 세포에 영양소와 산소를 공급하는 것은 이 업적으로 가장 어려운 과정으로 증명된다. 그래서 이 분야에서 가장 큰 성공을 거둔 것은 평평하거나 속이 빈 구조입니다. 유전체 편집과 인공조직에 관여할 것인지 여부를 결정하는 것의 도덕적, 사회학적 의미는 그들의 개념 이후 크게 논의된 주제이다. 오늘날 사회의 많은 사람들은 심지어 토론이나 담론에 참여할 때 이러한 주제들을 금기시하고 유동적이라고 여긴다. 그러나 오늘날 우리 세계의 생명윤리학자들과 유전학 자문위원들은 무엇이 우리를 인간으로 만드는지 사라지지 않고 이러한 변화가 윤리적으로 실행되는 것을 보기 위해 노력한다.
댓글