DO CZEGO ZDOLNE SĄ ŻYWE TKANKI?

Jeżeli zastanowimy się nad tym, dojść można do wniosku, że nauka opiera się na naturze. Badacze „kopiują” procesy zachodzące w naturze, a co więcej, wykorzystują żywe organizmy w różnych dziedzinach.

Bios – życie

Życie na ziemi pojawiło się w skutek zachodzących biochemicznych procesów. Fitoplankton żyjący w oceanach zapoczątkował proces fotosyntezy a po kilku miliardach (!) lat w oceanach i atmosferze pojawił się tlen. Proces ten na pewno byłby o wiele szybszy, gdyby w owych czasach żyli naukowcy, którzy, opierając się na biotechnologii, mogliby tego dokonać. Biotechnologia wykorzystuje żywe organizmy do różnych ważnych celów. W ramach tej dziedziny naukowcy opierają się na metodach inżynierii chemicznej, biochemii, mikrobiologii i inżynierii.

Oczywiście nowoczesna biotechnologia jest w stanie zrobić znacznie więcej niż przeprowadzenie „prostego” procesu fotosyntezy. Pojawienie się zmodyfikowanych organizmów żywych dzięki technologiom syntezy komórek oraz DNA otwarło drzwi do wielu nowych perspektyw w świecie nauki. Może to prowadzić do wspaniałych odkryć w dziedzinie medycyny, a także w rolnictwie i przemyśle.

Obserwując bioczujniki

Jednym z najważniejszych osiągnięć biotechnologii jest to, że organizmy albo ich elementy (tkanki, komórki itd.) mogą zostać wykorzystane do różnych procesów detekcji. Te specjalne bioczujniki dają możliwość szybkiego wykrycia ludzkich schorzeń, np. takich jak grypa, mogą również w sposób ciągły monitorować rytm uderzeń serca oraz ciśnienie tętnicze krwi. Mogą także służyć do pomiarów stężenia toksycznych substancji chemicznych i gazów w powietrzu. Bioczujniki również mogą być przydatne w przemyśle żywieniowym – z ich pomocą można zweryfikować „czystość” żywności. Przyczyniają się też do zrewolucjonizowania branży opakowań spożywczych, gdzie mogą posłużyć jako czujniki informujące o tym, że dany produkt nie nadaje się już do spożycia.

Jeżeli chcesz dowiedzieć się więcej na ten temat, przeczytaj ten artykuł!

Hodowanie części zamiennych

Source: BioArticleOrgans.net

Bardzo ważnym celem biotechnologii w dziedzinie medycyny ( w szczególności z korzyścią dla pacjentów) jest możliwość hodowania organów. Może to wydawać się niewiarygodne, ale w tej chwili jest to całkiem realne. Badaczom kilkukrotnie udało się „wyprodukować” ludzkie organy w warunkach laboratoryjnych. Dużym osiągnięciem jest przypadek żołnierza rannego w Afganistanie, którego uszkodzone mięśnie uda zostały odbudowane przy pomocy stymulacji białkami pochodzącymi z komórek świni. Dzięki temu, po długiej rehabilitacji, mógł on znowu normalnie chodzić.

W Instytucie McGowan w Pittsburghu naukowcy od lat pracują nad tzw. wszczepialną macierzą zewnątrzkomórkową , dzięki której możliwa będzie odbudowa uszkodzonych tkanek. W istocie matryca jest „biologiczną ramką”, która zawiera białka i gromadzi komórki macierzyste do leczenia urazów i budowania nowych komórek. Bioinżynierowie z Uniwersytetu Duke’a, działając na podstawie tej samej idei, wyhodowali żywe tkanki mięśniowe serca z zarodkowych komórek macierzystych myszy. Dzięki temu mogliby „załatać” nimi obumarłe w wyniku zawału komórki mięśniowe serca. Ponadto, ludzie mający braki w uzębieniu również mogą już się cieszyć, ponieważ japońscy badacze opracowali metodę hodowli tkanek szkliwa , a w tej chwili pracują nad odbudową całych zębów.

To byłby prawdziwy przełom, gdyby udało się w pełni regenerować narządy mięśni szkieletowych, nerwów i ścięgien, ponieważ pomogłoby to wielu niepełnosprawnym osobom.

A co z żywymi maszynami?

Nie , nie chodzi tu o gigantyczne roboty! Żywe maszyny (ang. Living machines) to system oczyszczania ścieków oparty na biotechnologii, który staje się ostatnio coraz popularniejszy, gdyż jest przyjazny środowisku i stosunkowo tani w utrzymaniu. Tak jak w przypadku tradycyjnych oczyszczalni ścieków opartych na czynnym osadzie, bakterie są wykorzystywane do eliminacji zanieczyszczeń. Natomiast system „living machines”, oprócz bakterii zawiera również 2000-3000 innych gatunków organizmów, takich jak plankton, glony, ślimaki, muszle, kraby, rośliny i ryby, tworząc całą ekologiczną społeczność. Rośliny wyrastają na szczycie reaktora w stojakach, natomiast ich korzenie opadają do zbiornika ze ściekami, gdzie panuje naturalne środowisko dla siedlisk bakterii i organizmów wyższych.

Czy wiesz, że…?

Oczyszczanie wody za pomocą glonów i alg może mieć duże znaczenie dla badań kosmicznych. Z dwóch powodów: z jednej strony glony odżywiające się zanieczyszczeniami mogą być źródłem oleju wykorzystywanym do produkcji paliwa, z drugiej strony rośliny te za pośrednictwem procesu fotosyntezy produkują tlen, który jest niezbędny do przeżycia w kosmosie. NASA przeprowadza już eksperymenty w tym zakresie. Badacze umieścili w wodzie morskiej wzdłuż wybrzeża półprzepuszczalne „worki” wypełnione glonami i ściekami. Glony wykorzystują odpady ściekowe jako źródło pożywienia. Natomiast czysta woda zostaje uwalniana do morza pozostawiając resztki zanieczyszczeń wewnątrz worka. Cykl życiowy tych zespołów wynosi dwa lata, po tym czasie można poddać je procesowi uzyskania oleju.