Otras ciencias de la vida. Las áreas más prometedoras de la investigación científica Médica y biotecnologías.

11 de julio de 2008

Ciencias de la vida(ciencias de la vida) combinan una variedad de ramas de la biología, la biotecnología y la medicina. En los últimos años, ésta ha sido una de las prioridades de la ciencia y la economía mundiales. La elección de las ciencias de la vida como área prioritaria de desarrollo se explica por varias razones. Estas ciencias son la base para satisfacer las necesidades primarias de la humanidad.

En primer lugar, se trata de asistencia sanitaria. Para cuidar la salud es necesario comprender qué le sucede a una persona sana y qué sucede en la patología. Las ciencias de la vida están adquiriendo especial importancia a medida que aumenta la esperanza de vida: la necesidad de proporcionar a los miembros mayores de la sociedad una vejez sana y activa plantea nuevos desafíos para la biología y la medicina. En segundo lugar, la creciente población mundial y la creciente prosperidad requieren el desarrollo de nuevas formas de aumentar la productividad agrícola, nuevas variedades de plantas, no sólo más productivas, sino también con mejores propiedades de consumo. En tercer lugar, la creciente presión ejercida por la humanidad sobre la naturaleza requiere un estudio cada vez más profundo de la ecología y la adopción de medidas para reducir esta carga, por ejemplo, mediante métodos de producción de biocombustibles, plásticos biodegradables, prácticas agrícolas avanzadas, reducción de la contaminación ambiental y biorremediación. – restauración de biocenosis contaminadas o destruidas.

El vínculo central que une las ciencias de la vida es la biotecnología en el sentido más amplio del término.

Prioridad de los sistemas vivos.

La identificación personal y el diagnóstico fiable de enfermedades, el cultivo de órganos humanos y la creación de cultivos con un alto contenido de vitaminas, grasas y proteínas, nuevas vacunas y medicamentos: estas y muchas otras tecnologías pertenecen legítimamente al espacio más amplio llamado "sistemas vivos".

Crear una economía desarrollada en una sociedad postindustrial es imposible sin actualizar la estructura tecnológica y las formas de actividad científica que corresponden al sistema económico saliente. Por tanto, una de las tareas clave de nuestro Estado es la formación de un sector de ciencia e innovación eficaz y competitivo. El principal instrumento del Estado en el ámbito del desarrollo de la ciencia y la tecnología es el programa objetivo federal "Investigación y desarrollo en áreas prioritarias para el desarrollo del complejo científico y técnico de Rusia para el período 2007-2012". En el marco de este programa, el Estado financia trabajos que corresponden a prioridades estatales científicas y científico-técnicas seleccionadas, una de las cuales es "Sistemas Vivos".

Ayuda de strf.ru:
El trabajo en el área prioritaria "Sistemas vivos" también se lleva a cabo en el marco del programa objetivo federal "Investigación y desarrollo en áreas prioritarias de desarrollo del complejo científico y tecnológico de Rusia para 2007-2012". En el marco de esta dirección, en 2008 se desarrollaron, en particular, las siguientes tecnologías críticas:
– tecnologías biomédicas y veterinarias para el mantenimiento de la vida y la protección de personas y animales;
– tecnologías biocatalíticas, biosintéticas y de biosensores;
– tecnologías genómicas y posgenómicas para la creación de medicamentos;
– tecnologías celulares;
– tecnologías de bioingeniería.

Concepto "Ciencias de la vida" Llegó a reemplazar el concepto habitual de "ciencias biológicas" y dio un nombre común a todas las ciencias relacionadas con los seres vivos: zoología y genética, botánica y biología molecular, fisiología y bioquímica, ecología y medicina. Todo aquel que trabaja en estos campos se ocupa de sistemas vivos, es decir, de organismos vivos, ya sea una persona o una flor, un virus o una bacteria. Podemos decir que los sistemas vivos son todo aquello que se reproduce, respira, se alimenta y se mueve.

Sin embargo, no se trata sólo de cambiar el nombre. El término “sistemas vivos” es más activo, más estructurado. Refleja un enfoque sistemático de este campo interdisciplinario de la ciencia y el conocimiento, en el que trabajan biólogos, químicos, físicos y matemáticos. Además, el término “Sistemas Vivos” es muy tecnológico. Implica no sólo el conocimiento y descubrimiento de los principios de organización de los seres vivos, sino también el uso de este conocimiento en forma de nuevas tecnologías. Este enfoque invita a diferentes especialistas a pasar juntos de una idea científica a su implementación práctica y uso en interés de las personas.

La identificación personal y el diagnóstico fiable de enfermedades, el cultivo de órganos humanos y la creación de cultivos con un alto contenido de vitaminas, grasas y proteínas, nuevas vacunas y medicamentos: estas y muchas otras tecnologías pertenecen legítimamente al espacio más amplio llamado "sistemas vivos". La investigación y el desarrollo realizados en este ámbito llenarán nuestra industria de tecnologías de alta tecnología, mejorarán la salud y aumentarán la seguridad de los ciudadanos rusos. Es por eso que los sistemas vivos son una de las principales prioridades del gobierno en el campo de la ciencia y la tecnología, y cuentan con el apoyo activo de programas federales específicos.

Esta colección presentará brevemente al lector el concepto de plataformas tecnológicas y biotecnologías, así como algunos desarrollos de los principales equipos científicos rusos que trabajan en la dirección prioritaria "Sistemas Vivos".

Ayuda de strf.ru:
Distribución de fondos en la dirección de "Sistemas Vivos" en el marco del Programa Federal Objetivo en 2008 por región (millones de rublos):
FEFD – 9 contratos, presupuesto 116,5
Distrito Federal del Volga: 17 contratos, presupuesto 140,1
Distrito Federal Noroeste: 32 contratos, presupuesto 156,0
Distrito Federal de Siberia: 34 contratos, presupuesto 237,4
Distrito Federal de los Urales – 1 contrato, presupuesto 50
Distrito Federal Central - 202 contratos, presupuesto 2507,8
Distrito Federal Sur - 4 contratos, presupuesto 34,85

El conocimiento como tecnología.

En las conversaciones sobre el desarrollo de avances fundamentales y aplicados en el campo de los sistemas vivos, el concepto de "tecnología" aparece cada vez más. En una economía postindustrial moderna, la tecnología se entiende como un conjunto de conocimientos documentados para actividades con un propósito que utilizan medios técnicos (por ejemplo, tecnologías organizativas, tecnologías de consumo, tecnologías sociales, tecnologías políticas). Cabe señalar que en una economía de mercado la tecnología, como tipo de conocimiento, es una mercancía. El conjunto de conocimientos que denota este concepto plantea preguntas no sólo sobre lo que hacemos, sino también sobre cómo y, lo más importante, por qué lo hacemos.

A la hora de determinar estrategias para el desarrollo del complejo científico y técnico a escala nacional se utiliza el concepto de “plataforma tecnológica”. Aún no existe una definición clara de este término. Sin embargo, ya es obvio que este concepto incluye un conjunto de conocimientos, métodos, base material y técnica y personal calificado, que varía según las órdenes externas para el trabajo científico y tecnológico. La dirección prioritaria “Sistemas Vivos” puede considerarse como una combinación de varias plataformas tecnológicas.

Secretos revelados

De los sistemas vivos derivamos tecnologías que son la norma de vida para la naturaleza. Los utiliza durante el nacimiento, desarrollo y muerte de cualquier organismo vivo. Además, en cada nivel de la jerarquía de un sistema vivo (genético, celular, orgánico) existe un conjunto diferente de soluciones tecnológicas.

Cualquier sistema vivo comienza con la molécula principal de la vida, el ADN, que almacena y transmite información hereditaria de generación en generación. El ADN se puede dividir a grandes rasgos en secciones semánticas: genes. Envían órdenes para sintetizar determinadas proteínas que forman las características del organismo y aseguran su vida. Los científicos estiman que el número de genes en los seres humanos es de 20 a 25 mil. Si ocurren fallas en los genes, llamadas mutaciones, una persona desarrolla enfermedades graves. El volumen de texto “grabado” en el genoma es idéntico al archivo del diario Izvestia durante 30 años.

El ADN vive y trabaja en la célula. Una célula viva es la perfección misma. Sabe transformar sustancias inútiles en útiles, sintetizar medicamentos internos para el cuerpo, materiales de construcción y mucho más. Cada minuto tienen lugar millones de reacciones químicas en una célula viva en las condiciones más normales: en un entorno acuático, sin altas presiones ni temperaturas.

Una célula vive sola sólo en organismos unicelulares: las bacterias, pero la mayoría de los sistemas vivos son multicelulares. El cuerpo humano adulto contiene una media de 10 14 células. Nacen, se transforman, hacen su trabajo y mueren. Pero al mismo tiempo viven en armonía y cooperación, construyendo sistemas colectivos de defensa (sistema inmunológico), adaptación (sistema regulatorio) y otros.

Paso a paso revelamos los secretos de los sistemas vivos y, en base a este conocimiento, creamos biotecnología.

Biotecnología

La biotecnología puede definirse como procesos en los que sistemas vivos o sus componentes se utilizan para producir sustancias u otros sistemas vivos. Los seres vivos son “fábricas” originales que procesan materias primas (nutrientes) en una amplia variedad de productos necesarios para sustentar su vida. Y además, estas fábricas son capaces de reproducirse, es decir, generar otras “fábricas” muy similares.

Hoy en día ya sabemos mucho sobre cómo están estructurados y funcionan los "trabajadores" de las fábricas vivas: el genoma, las estructuras celulares, las proteínas, las células mismas y el cuerpo en su conjunto.

Gracias a estos conocimientos, aunque todavía incompletos, los investigadores han aprendido a manipular elementos individuales de los sistemas vivos - genes (tecnologías genómicas), células (tecnologías celulares) - y a crear organismos vivos genéticamente modificados con características útiles para nosotros (ingeniería genética). Sabemos cómo adaptar las “fábricas” naturales para producir el producto que necesitamos (biotecnología industrial). Y además, modificar genéticamente estas fábricas para que sinteticen lo que necesitamos.

Así es como creamos biotecnologías, de lo que hablaremos más adelante. Pero antes de presentarles ejemplos de tecnologías que ya se han puesto al servicio del hombre, es necesario decir algunas palabras sobre una solución elegante que hoy ayuda a los científicos a penetrar los misterios de la vida y comprender los mecanismos de los sistemas vivos. Después de todo, los procesos que ocurren en una célula son invisibles y la investigación científica requiere tecnologías con las que puedan verse y comprenderse. Por cierto, esta solución es biotecnología en sí misma.

Ardillas resplandecientes

Para saber cómo funcionan los genes, es necesario ver el resultado de su trabajo, es decir, las proteínas que se sintetizan bajo sus órdenes. ¿Cómo podemos detectar exactamente los que estamos buscando? Los científicos han encontrado un método que hace que las proteínas sean visibles y brillen con luz ultravioleta.

Estas proteínas luminosas se encuentran en la naturaleza, por ejemplo, en los crustáceos marinos y las medusas. Durante la Segunda Guerra Mundial, los japoneses utilizaron como fuente de luz local el polvo de la “luciérnaga marina”, un crustáceo con caparazón bivalvo. Cuando se sumergió en agua, brilló intensamente. De estas luciérnagas y medusas marinas O. Shimomura (Japón) aisló por primera vez proteínas luminosas a finales de los años 50 del siglo XX. Este fue el comienzo de la historia de la ahora famosa GFP: la proteína verde fluorescente. Y en 2008, O. Shimomura, M. Chelfi y R. Tsien (EE.UU.) recibieron el Premio Nobel de Química por sus proteínas fluorescentes. Con la ayuda de estas proteínas, se puede hacer brillar una amplia variedad de objetos vivos, desde estructuras celulares hasta un animal entero. Una linterna fluorescente, que podía unirse a las proteínas deseadas mediante manipulación genética, permitió ver dónde y cuándo se sintetiza esta proteína y a qué partes de la célula se envía. Fue una revolución en biología y medicina.

Pero las proteínas rojas fluorescentes fueron descubiertas por primera vez en corales y otros organismos marinos por dos investigadores rusos: Mikhail Mats y Sergei Lukyanov. Ahora disponemos de proteínas fluorescentes en todos los colores del arco iris y sus aplicaciones son muy amplias: desde la vanguardia de la biología y la medicina, incluida la oncología, y la detección de sustancias venenosas y explosivas, hasta los peces de acuario que brillan intensamente.

Bajo la dirección del miembro correspondiente de la Academia de Ciencias de Rusia, S. Lukyanov (Instituto de Química Bioorgánica de la Academia de Ciencias de Rusia), se creó la empresa biotecnológica rusa Evrogen, que suministra a científicos de todo el mundo etiquetas fluorescentes multicolores. Hoy en día, Evrogen es uno de los líderes en el mercado mundial de proteínas fluorescentes para la investigación biológica.

Identificación genética

Todos somos muy diferentes. Apariencia, carácter, habilidades, susceptibilidad a los medicamentos, aversión a tal o cual alimento: todo esto está determinado genéticamente. La singularidad del genoma de cada uno de nosotros lo convierte en una herramienta confiable para identificar la identidad. Esencialmente, nuestros genes son las mismas huellas dactilares, sólo que de diferente naturaleza. El método de identificación del ADN fue introducido en la práctica forense por el investigador británico Alik Jeffreys en los años 80 del siglo pasado. Hoy en día este ya es un procedimiento común y familiar en todo el mundo.

También se utiliza en Rusia. Sin embargo, compramos reactivos para análisis en el extranjero. En el Instituto de Genética General de la Academia de Ciencias de Rusia, bajo la dirección del miembro correspondiente de la Academia de Ciencias de Rusia, Nikolai Yankovsky, se está creando un conjunto de reactivos para la identificación del ADN humano. La aparición de una herramienta nacional de este tipo es muy oportuna, ya que el 1 de enero de 2009 entrará en vigor la Ley "Sobre el registro genómico", aprobada por la Duma Estatal de la Federación de Rusia el 19 de noviembre de 2008. El desarrollo de nuestros científicos no sólo nos permitirá rechazar las importaciones, sino que también brindará a los criminólogos una herramienta más avanzada que, a diferencia de sus homólogos occidentales, funciona con ADN muy dañado. Y este es un caso común en medicina forense.

Con la ayuda de esta herramienta se resolverá otra tarea social importante: la creación de un banco de datos genéticos de infractores de la ley, lo que aumentará la detección de delitos y reducirá el tiempo de investigación. En el Reino Unido, la base de datos genética de personas que de una forma u otra están relacionadas con el mundo criminal ya cuenta con varios millones de personas.

El método de identificación por ADN es especialmente bueno para identificar personas que murieron en guerras, desastres y otras circunstancias. Hoy también se utiliza en Rusia. El caso más famoso es la identificación de los restos de la última familia real. La etapa final de este gran trabajo, la identificación de los restos del hijo y la hija del emperador, fue realizada por el profesor Evgeniy Rogaev, jefe del departamento de genómica del Instituto de Genética General de la Academia de Ciencias de Rusia.

Finalmente, otro campo de aplicación del método de identificación por ADN es el establecimiento de la paternidad. Las investigaciones muestran que varios por ciento de los padres legales no son biológicos. Durante mucho tiempo, la paternidad se establecía analizando la sangre del niño y de los padres: se determinaba el tipo de sangre y el factor Rh y se comparaban los datos. Sin embargo, este método era inherentemente poco confiable, como ahora entienden los investigadores, y produjo muchos errores que resultaron en tragedias personales. El uso de la identificación del ADN ha aumentado la precisión del análisis hasta casi el 100%. Hoy en día, esta técnica para establecer la paternidad está disponible en Rusia.

Diagnóstico genético

Hacer un análisis completo del genoma de una persona cuesta actualmente una enorme cantidad de dinero: dos millones de dólares. Es cierto que dentro de diez años, a medida que la tecnología mejore, se prevé que el precio baje a mil dólares. Pero es posible no describir todos los genes. A menudo es suficiente evaluar el trabajo de solo ciertos grupos de genes que son críticos para la aparición de diversas dolencias.

El diagnóstico genético requiere dispositivos especiales, en miniatura, rápidos y precisos. Estos dispositivos se llaman biochips. La primera patente mundial de biochips para determinar la estructura del ADN pertenece a Rusia: el equipo del académico Andrei Mirzabekov del Instituto de Biología Molecular que lleva su nombre. V. A. Engelhardt RAS. Luego, a finales de los años 80 del siglo pasado, el equipo de Mirzabekov desarrolló la tecnología de micromatriz. Posteriormente comenzaron a llamarse biochips.

Los microchips biológicos son una pequeña placa de vidrio o plástico en cuya superficie hay muchas células. Cada uno de estos pocillos contiene un marcador para una u otra parte del genoma que debe detectarse en la muestra. Si se deja caer la muestra de sangre de un paciente en el biochip, podemos saber si contiene lo que estamos buscando: el pocillo correspondiente brillará gracias a una etiqueta fluorescente.

Al examinar un biochip gastado, los investigadores pueden diagnosticar la predisposición a ciertas enfermedades, así como detectar virus peligrosos en la sangre del paciente, por ejemplo, tuberculosis o hepatitis C. Después de todo, un virus no es más que un fragmento de ADN extraño. en una cubierta proteica. Gracias a la nueva técnica, la duración de complejos análisis de laboratorio de materiales biológicos se ha reducido de varias semanas a un día.

Hoy en día, decenas de empresas de Europa y Estados Unidos están desarrollando microbiochips biológicos. Sin embargo, los biochips rusos resisten con éxito la competencia. Un análisis con el sistema de prueba Biochip-IMB cuesta sólo 500 rublos, mientras que utilizar un análogo extranjero cuesta entre 200 y 500 dólares.

Y el Instituto de Biología Molecular de la Academia de Ciencias de Rusia ha comenzado a certificar biochips que detectan tipos de virus de la hepatitis C en un paciente. El potencial de mercado de la nueva tecnología es enorme. Después de todo, con la ayuda de pruebas tradicionales, en uno de cada tres casos no es posible saber a qué variedad pertenece el virus encontrado. Ahora este problema ha sido resuelto.

Con el diagnóstico de ADN, no solo puede identificar enfermedades y la predisposición a padecerlas, sino también ajustar su dieta diaria. Por ejemplo, si incluir leche entera o no. El caso es que a muchas personas la leche entera les provoca náuseas, diarrea y malestar general. Esto ocurre debido a la falta de una enzima que descompone el azúcar de la leche: la lactosa. Debido a esto, surgen problemas en el cuerpo. Y la presencia de la enzima está determinada genéticamente. Según estudios genéticos, entre un tercio y la mitad de los adultos de nuestro país (según la región) no son capaces de digerir la leche entera. Sin embargo, la dieta escolar sigue exigiendo un vaso de leche al día por cada niño. Utilizando una prueba de diagnóstico de ADN desarrollada en el Instituto de Genética General de la Academia de Ciencias de Rusia, es fácil determinar a quién se le puede recomendar leche entera y a quién no. Este es el objetivo del proyecto "Preservar la salud de las personas sanas", implementado por la Academia de Ciencias de Rusia junto con la administración de la región de Tambov.

Terapia de genes

El diagnóstico genético sienta las bases de la medicina del futuro. Pero la medicina no es sólo un diagnóstico, también es un tratamiento. ¿Podemos corregir genes defectuosos en un organismo vivo o reemplazarlos por otros completos en aquellos casos graves en los que el tratamiento tradicional es impotente? Ésta es precisamente la tarea que se propone la terapia génica.

La esencia de la terapia génica es simple en palabras: es necesario "reparar" un gen roto en las células de aquellos tejidos y órganos donde no funciona, o introducir un gen completo en el cuerpo del paciente, que nosotros puede sintetizar in vitro. Hoy en día, se han desarrollado varios métodos para introducir nuevos genes en las células. Esto incluye la administración de genes mediante virus neutralizados, la microinyección de material genético en el núcleo celular, el disparo de células con una pistola especial con diminutas partículas de oro que transportan genes sanos en su superficie, etc. Hasta ahora, ha habido muy poco éxito en el campo de Terapia génica práctica. Sin embargo, se han hecho descubrimientos brillantes e ingeniosos, incluso en laboratorios rusos.

Una de estas ideas, destinada al tratamiento del cáncer, puede denominarse “caballo de Troya”. Uno de los genes del virus del herpes se introduce en las células cancerosas. Hasta cierto momento, este “caballo de Troya” no se revela. Pero tan pronto como se introduce en el cuerpo del paciente un medicamento ampliamente utilizado para tratar el herpes (ganciclovir), el gen comienza a funcionar. Como resultado, se forma una sustancia extremadamente tóxica en las células que destruye el tumor desde el interior. Otra opción para la terapia génica del cáncer es la entrega de genes a las células cancerosas que desencadenarán la síntesis de las llamadas proteínas "suicidas", lo que provocará el "suicidio" de las células cancerosas.

La tecnología para la introducción de genes en células cancerosas está siendo desarrollada por un gran equipo de científicos del Instituto de Química Bioorgánica que lleva su nombre. M.M. Shemyakin y Yu.A. Ovchinnikov RAS, Centro Ruso de Investigación en Oncología RAMS, Instituto de Genética Molecular RAS, Instituto de Biología Genética RAS. El trabajo está dirigido por el académico Evgeniy Sverdlov. El objetivo principal del proyecto es la creación de medicamentos contra el cáncer de pulmón (primer lugar en mortalidad) y el cáncer de esófago (séptimo lugar). Sin embargo, los métodos y diseños que se están creando serán útiles en la lucha contra cualquier tipo de cáncer, de los que existen más de un centenar. Después de los necesarios ensayos clínicos, si tienen éxito, los medicamentos entrarán en práctica en 2012.

Diagnóstico de cáncer

Un gran número de equipos científicos en Rusia y en todo el mundo están trabajando en el problema del cáncer. Esto es comprensible: cada año, el cáncer produce menos muertes que las enfermedades cardiovasculares. La tarea de los científicos es crear tecnologías que permitan detectar el cáncer en sus primeras etapas y destruir las células cancerosas de forma selectiva, sin efectos secundarios para el organismo. El diagnóstico temprano y rápido, cuando el análisis sólo lleva unas pocas horas, es extremadamente importante para la terapia tradicional contra el cáncer. Los médicos saben que es más fácil destruir la enfermedad de raíz. Por tanto, las clínicas de todo el mundo necesitan tecnologías de diagnóstico que cumplan con estos requisitos. Y aquí es donde la biotecnología ayuda a los investigadores.

Alexander Chetverin, del Instituto de Proteínas de la Academia de Ciencias de Rusia, propuso por primera vez en el mundo un nuevo enfoque para el diagnóstico temprano y rápido del cáncer. La esencia del método es identificar en la sangre aquellas moléculas de ARNm que extraen información de las partes correspondientes del genoma y llevan el comando para la síntesis de proteínas cancerosas. Si tales moléculas están presentes en la muestra de sangre de un paciente, entonces se puede hacer un diagnóstico de cáncer. Sin embargo, el problema es que hay muy pocas de estas moléculas en la muestra de sangre, mientras que hay muchas otras. ¿Cómo encontrar y discernir esos ejemplares únicos que necesitamos? Este problema fue resuelto por un equipo de científicos dirigido por A. Chetverin.

Los investigadores han aprendido a multiplicar las moléculas marcadoras de células cancerosas, tan buscadas pero invisibles, mediante la llamada reacción en cadena de la polimerasa (PCR).

Como resultado, a partir de una molécula invisible, que ya puede verse al microscopio, crecen colonias moleculares enteras. Si la muestra de sangre de un paciente (digamos, un mililitro) contiene al menos una célula cancerosa y una molécula marcadora, entonces se puede detectar la enfermedad incipiente.

El análisis se puede realizar en unas pocas horas y cuesta varios miles de rublos. Pero si lo usa en masa, por ejemplo, durante un examen médico preventivo anual, el precio puede bajar a 300-500 rublos.

Tratamiento para el cáncer

En el campo del tratamiento del cáncer, también existen varios enfoques nuevos que se basan en la biotecnología. Uno de ellos es el uso de anticuerpos específicos como agentes anticancerígenos.

Los anticuerpos son moléculas de proteínas producidas por células del sistema inmunológico. De hecho, se trata de un arma química que nuestro cuerpo utiliza en la lucha contra todo tipo de virus, así como contra las células degeneradas de nuestro propio cuerpo: las células cancerosas. Si el sistema inmunológico por sí solo no puede hacer frente al cáncer, entonces se le puede ayudar.

Los científicos del Laboratorio de Inmunología Molecular (Instituto de Química Bioorgánica de la Academia de Ciencias de Rusia), bajo la dirección del miembro correspondiente de la Academia de Ciencias de Rusia, Sergei Deev, están construyendo una nueva generación de anticuerpos que reconocen el objetivo y lo destruyen. Este enfoque se basa en el principio de la llamada “bala mágica”, que siempre y con precisión encuentra a su víctima. Los anticuerpos son perfectamente adecuados para esta función. Una parte de su molécula sirve como una "antena" que apunta al objetivo: la superficie de la célula cancerosa. Y varios agentes dañinos (toxinas, moléculas orgánicas, isótopos radiactivos) pueden unirse a la cola del anticuerpo. Tienen diferentes efectos, pero en última instancia todos matan el tumor.

Las células cancerosas también pueden destruirse de forma casi natural. Basta con desencadenar el mecanismo de muerte celular programada, una especie de suicidio previsto por la naturaleza. Los científicos lo llaman apoptosis. El mecanismo suicida es desencadenado por enzimas intracelulares que destruyen las proteínas del interior de la célula y el propio ADN. Desafortunadamente, las células cancerosas son sorprendentemente resistentes porque pueden suprimir sus “estados de ánimo” suicidas. El problema es que hay muy pocas de estas enzimas en las células cancerosas, por lo que es difícil desencadenar la apoptosis.

Sin embargo, este problema también se puede solucionar. Para desencadenar el mecanismo del suicidio, los científicos siberianos proponen abrir las membranas de las estructuras celulares, por ejemplo las mitocondrias. Entonces la célula inevitablemente morirá. El Instituto de Química Bioorgánica de la Rama Siberiana de la Academia de Ciencias de Rusia, el Centro Científico Estatal “Vector” (pueblo de Koltsovo), el Hospital Municipal de Cirugía Pulmonar (Novosibirsk), la Fundación Científica y de Producción “Tecnologías Médicas” (Kurgan), En este gran proyecto participan el Instituto de Investigación de Inmunología Clínica y Experimental de la Academia Rusa de Ciencias Médicas (Novosibirsk). Juntos, los investigadores seleccionaron sustancias que pueden abrir las membranas de las estructuras celulares y desarrollaron un método para administrar estas sustancias a la célula cancerosa.

Vacunas

Nuestro conocimiento del sistema inmunológico de los animales puede utilizarse no sólo para tratar el cáncer, sino también cualquier enfermedad infecciosa. Recibimos inmunidad contra la mayoría de las enfermedades “por herencia”; contra otras adquirimos inmunidad al padecer una enfermedad causada por una nueva infección. Pero la inmunidad también se puede entrenar, por ejemplo mediante la vacunación.

La eficacia de la vacunación fue demostrada por primera vez hace más de 200 años por el médico Edward Jenner, quien demostró que una persona que tenía viruela vacuna se volvía inmune a la viruela. Desde entonces, muchas enfermedades han quedado bajo el control de los médicos. Desde la época de Pasteur, se han utilizado virus debilitados o muertos para las vacunas. Pero esto impone limitaciones: no hay garantía de que la vacuna esté completamente libre de partículas virales activas; trabajar con muchas de ellas requiere mucho cuidado; la vida útil de la vacuna depende de las condiciones de almacenamiento.

Estas dificultades pueden superarse mediante métodos de ingeniería genética. Con su ayuda, es posible producir componentes individuales de bacterias y virus y luego inyectarlos a los pacientes; el efecto protector no será peor que cuando se usan vacunas convencionales. Las primeras vacunas obtenidas mediante ingeniería genética fueron vacunas para animales: contra la fiebre aftosa, la rabia, la disentería y otras enfermedades animales. La primera vacuna genéticamente modificada para humanos fue la vacuna contra la hepatitis B.

Hoy en día, para la mayoría de las infecciones podemos fabricar vacunas, ya sean clásicas o genéticamente modificadas. El principal problema está relacionado con la plaga del siglo XX: el SIDA. La vacunación es buena para él. Después de todo, estimula el sistema inmunológico y obliga al cuerpo a producir más células inmunitarias. En estas células vive y se multiplica el virus de la inmunodeficiencia humana (VIH), causante del SIDA. En otras palabras, le damos aún más oportunidades: células nuevas y sanas del sistema inmunológico para infectar.

La investigación para encontrar vacunas contra el SIDA tiene una larga historia y se basa en un descubrimiento realizado en los años 70 del siglo pasado por los futuros académicos R.V. Petrov, V.A. Kabanov y R.M. Khaitov. Su esencia es que polielectrolitos (moléculas de polímero cargadas que son solubles en agua) interactúan con las células del sistema inmunológico e inducen a estas últimas a producir anticuerpos de forma intensiva. Y si, por ejemplo, una de las proteínas que forman la cubierta del virus se une a una molécula de polielectrolito, se activará una respuesta inmune contra este virus. El mecanismo de acción de esta vacuna es fundamentalmente diferente al de todas las vacunas que se han creado anteriormente en el mundo.

El primero en el mundo y hasta ahora el único polielectrolito al que se le permite introducirse en el cuerpo humano fue polioxidonio. Luego, las proteínas del virus de la influenza se "cosieron" al polímero. El resultado fue la vacuna “Grippol”, que protege a millones de personas en Rusia de la infección viral desde hace casi 10 años.

Hoy en día, la vacuna contra el SIDA se crea con el mismo método. Una proteína característica del virus del SIDA estaba unida a un polielectrolito. La vacuna resultante se probó con éxito en ratones y conejos. Sobre la base de los resultados de las pruebas preclínicas, el Instituto de Inmunología de la Academia de Ciencias de Rusia recibió permiso para realizar ensayos clínicos con la participación de voluntarios. Si todas las etapas de prueba del fármaco tienen éxito, se podrá utilizar no sólo para la prevención de la infección por VIH, sino también para el tratamiento del SIDA.

Medicamentos donados por biotecnologías

Los medicamentos siguen siendo la principal herramienta de la práctica médica. Sin embargo, las capacidades de la industria química, que produce la mayor parte de los medicamentos, son limitadas. La síntesis química de muchas sustancias es compleja y muchas veces imposible, como ocurre con la síntesis de la gran mayoría de las proteínas. Y aquí es donde la biotecnología viene al rescate.

La producción de fármacos utilizando microorganismos tiene una larga historia. El primer antibiótico, la penicilina, se aisló del moho en 1928 y su producción industrial comenzó en 1940. Después de la penicilina, se descubrieron otros antibióticos y comenzó su producción en masa.

Durante mucho tiempo, muchos medicamentos basados ​​en proteínas humanas sólo podían obtenerse en pequeñas cantidades y su producción era muy costosa. La ingeniería genética ha dado esperanzas de que la gama de fármacos proteicos y su número aumentará considerablemente. Y estas expectativas estaban justificadas. Ya han entrado en la práctica médica varias decenas de medicamentos obtenidos por medios biotecnológicos. Según los expertos, el volumen anual del mercado mundial de medicamentos basados ​​en proteínas creadas mediante ingeniería genética está aumentando un 15% y en 2010 ascenderá a 18 mil millones de dólares.

El ejemplo más sorprendente del trabajo de nuestros biotecnólogos en este campo es la insulina humana genéticamente modificada, que se produce en el Instituto de Química Bioorgánica que lleva su nombre. M.M.Shemyakin y Yu.A.Ovchinnikov RAS. La insulina, es decir, una hormona con estructura proteica, regula la descomposición del azúcar en nuestro organismo. Se puede extraer de animales. Eso es lo que hicieron antes. Pero incluso la insulina del páncreas de los cerdos, los animales bioquímicamente más cercanos a nosotros, sigue siendo ligeramente diferente de la insulina humana.

Su actividad en el cuerpo humano es menor que la actividad de la insulina humana. Además, nuestro sistema inmunológico no tolera las proteínas extrañas y hace todo lo posible para rechazarlas. Por lo tanto, la insulina de cerdo inyectada puede desaparecer antes de que tenga tiempo de tener un efecto terapéutico. El problema se resolvió mediante la tecnología de ingeniería genética, que hoy se utiliza para producir insulina humana, incluso en Rusia.

Además de insulina humana genéticamente modificada en el Instituto de Química Bioorgánica. M. M. Shemyakina y Yu. A. Ovchinnikova de la Academia Rusa de Ciencias, Instituto de Química Bioorgánica, Academia Rusa de Ciencias, junto con el Centro de Investigación Hematológica de la Academia Rusa de Ciencias Médicas, crearon una tecnología para la producción de proteínas para combatir masiva pérdida de sangre. La albúmina sérica humana y el factor de coagulación sanguínea son excelentes herramientas de primeros auxilios y reanimación muy solicitadas en la medicina de desastres.

Plantas genéticamente modificadas

Nuestro conocimiento de la genética, que se amplía cada día, nos ha permitido crear no sólo pruebas genéticas para el diagnóstico de enfermedades y proteínas luminosas, vacunas y medicamentos, sino también nuevos organismos. Hoy en día casi no hay persona que no haya oído hablar de los organismos genéticamente modificados o transgénicos (OGM). Se trata de plantas o animales en cuyo ADN se han introducido genes desde el exterior, otorgando a estos organismos nuevas propiedades útiles, desde el punto de vista humano.

El ejército de OGM es grande. Entre sus filas se encuentran microbios beneficiosos que trabajan en fábricas biotecnológicas y producen muchas sustancias útiles para nosotros, cultivos con propiedades mejoradas y mamíferos que producen más carne y más leche.

Una de las subdivisiones más extendidas de los OGM son, por supuesto, las plantas. Después de todo, desde tiempos inmemoriales han servido como alimento para humanos y animales. De las plantas obtenemos fibras para la construcción, sustancias para medicinas y perfumes, materias primas para la industria química y la energía, el fuego y el calor.

Seguimos mejorando la calidad de las plantas y desarrollando nuevas variedades mediante cría selectiva. Pero este proceso minucioso y laborioso lleva mucho tiempo. La ingeniería genética, que nos ha permitido insertar genes útiles en el genoma de las plantas, ha elevado el mejoramiento genético a un nivel fundamentalmente nuevo.

La primera planta transgénica, creada hace un cuarto de siglo, fue el tabaco, y hoy en día se utilizan a escala industrial 160 cultivos transgénicos en el mundo. Entre ellos se encuentran el maíz y la soja, el arroz y la colza, el algodón y el lino, los tomates y la calabaza, el tabaco y la remolacha, las patatas y el clavo, entre otros.

En el Centro de Bioingeniería de la Academia de Ciencias de Rusia, dirigido por el académico K.G. Skryabin. Junto con colegas bielorrusos, crearon el primer cultivo nacional genéticamente modificado: la variedad de papa Elizaveta, resistente al escarabajo de la papa de Colorado.

Los primeros cultivos genéticamente modificados, desarrollados a principios de los años 1980, eran resistentes a los herbicidas y a los insectos. Hoy, con la ayuda de la ingeniería genética, estamos obteniendo variedades que contienen más nutrientes, son resistentes a bacterias y virus, a la sequía y al frío. En 1994 se creó por primera vez una variedad de tomates que no eran susceptibles a pudrirse. Esta variedad apareció en los mercados de alimentos genéticamente modificados en dos años. Otro producto transgénico, el arroz dorado, se ha hecho ampliamente conocido. En él, a diferencia del arroz normal, se forma betacaroteno, un precursor de la vitamina A, que es absolutamente necesaria para el crecimiento del cuerpo. El arroz dorado resuelve en parte el problema de una nutrición adecuada para los habitantes de aquellos países donde el arroz sigue siendo el plato principal de la dieta. Y esto es al menos dos mil millones de personas.

La nutrición y la productividad no son los únicos objetivos que persiguen los ingenieros genéticos. Es posible crear variedades de plantas que contendrán vacunas y medicamentos en sus hojas y frutos. Esto es muy valioso y conveniente: las vacunas elaboradas a partir de plantas transgénicas no pueden contaminarse con virus animales peligrosos y las plantas mismas son fáciles de cultivar en grandes cantidades. Y, por último, se pueden crear vacunas “comestibles” a base de plantas, cuando para la vacunación basta con comer una determinada cantidad de cualquier fruta o verdura transgénica, por ejemplo, patatas o plátanos. Por ejemplo, las zanahorias contienen sustancias que participan en la formación de la respuesta inmune del cuerpo. Estas plantas son creadas conjuntamente por científicos de dos importantes institutos biológicos de Siberia: el Instituto de Citología y Genética de la Rama Siberiana de la Academia de Ciencias de Rusia y el Instituto de Biología Química y Medicina Fundamental de la Academia de Ciencias de Rusia.

No se puede decir que la sociedad desconfíe de las plantas genéticamente modificadas (GMP). Y en la propia comunidad científica hay un debate en curso sobre el posible peligro potencial de la RMG. Por lo tanto, se están realizando investigaciones en todo el mundo para evaluar los riesgos asociados con el uso de GMR: alimentario, agrotécnico y ambiental. Mientras que la Organización Mundial de la Salud afirma lo siguiente: “La experiencia adquirida durante 10 años de uso comercial de cultivos transgénicos, el análisis de los resultados de estudios especiales muestra: hasta la fecha, no hay un solo caso comprobado de toxicidad o efectos adversos de transgénicos registrados. cultivos como fuentes de alimentos o piensos en el mundo”.

Desde 1996, cuando comenzó el cultivo comercial de GMR, hasta 2007, la superficie total sembrada con plantas transgénicas aumentó de 1,7 millones a 114 millones de hectáreas, lo que representa aproximadamente el 9% de toda la superficie cultivable del mundo. Además, el 99% de esta superficie está ocupada por cinco cultivos: soja, algodón, arroz, maíz y colza. Del volumen total de su producción, las variedades genéticamente modificadas representan más del 25%. El líder absoluto en el uso de GMR es Estados Unidos, donde ya en 2002 el 75% del algodón y la soja eran transgénicos. En Argentina, la proporción de soja transgénica fue del 99%, en Canadá el 65% de la colza se produjo de esta manera y en China, el 51% del algodón. En 2007, 12 millones de agricultores se dedicaban al cultivo de hidrocarburos, de los cuales el 90% vive en países en desarrollo. En Rusia, el cultivo industrial de hidrocarburos está prohibido por ley.

Animales genéticamente modificados

Los ingenieros genéticos utilizan una estrategia similar para desarrollar nuevas razas de animales. En este caso, el gen responsable de la manifestación de cualquier rasgo valioso se introduce en el óvulo fertilizado, a partir del cual se desarrolla un nuevo organismo. Por ejemplo, si el conjunto de genes de un animal se complementa con el gen de una hormona estimulante del crecimiento, dichos animales crecerán más rápido con menos alimento consumido. El resultado es una carne más barata.

Un animal puede ser una fuente no solo de carne y leche, sino también de sustancias medicinales contenidas en esta leche. Por ejemplo, las proteínas humanas más valiosas. Ya hemos hablado de algunos de ellos. Ahora esta lista se puede complementar con lactoferrina, una proteína que protege a los recién nacidos de microorganismos peligrosos hasta que se desarrolle su propia inmunidad.

El cuerpo de la mujer produce esta sustancia con las primeras porciones de leche materna. Desafortunadamente, no todas las madres tienen leche, por lo que se debe agregar lactoferrina humana a la alimentación con fórmula para mantener la salud de los recién nacidos. Si hay suficiente proteína protectora en la dieta, la mortalidad de los bebés artificiales por diversas infecciones gastrointestinales se puede reducir diez veces. Esta proteína tiene demanda no sólo en la industria de alimentos para bebés, sino también, por ejemplo, en la industria cosmética.

La tecnología para la producción de leche de cabra con lactoferrina humana se está desarrollando en el Instituto de Biología Genética de la Academia de Ciencias de Rusia y en el Centro Científico y Práctico de la Academia Nacional de Ciencias de Bielorrusia para la Ganadería. Este año nacieron las dos primeras cabras transgénicas. Durante varios años de investigación, se gastaron 25 millones de rublos en la creación de cada uno de ellos. Sólo tenemos que esperar hasta que crezcan, se multipliquen y comiencen a producir leche con valiosa proteína humana.

Ingeniería celular

Hay otra área apasionante de la biotecnología: la tecnología celular. Las células madre, que tienen capacidades fantásticas, viven y trabajan en el cuerpo humano. Reemplazan las células muertas (digamos, un eritrocito, un glóbulo rojo, vive solo 100 días), curan nuestras fracturas y heridas y restauran el tejido dañado.

La existencia de células madre fue predicha por un hematólogo ruso de San Petersburgo, Alexander Maksimov, en 1909. Varias décadas después, su suposición teórica se confirmó experimentalmente: se descubrieron y aislaron células madre. Pero el verdadero auge comenzó a finales del siglo XX, cuando los avances en el campo de las tecnologías experimentales permitieron discernir el potencial de estas células.

Hasta ahora, los avances en medicina asociados con el uso de células madre han sido más que modestos. Sabemos cómo aislar estas células, almacenarlas, multiplicarlas y experimentar con ellas. Pero todavía no entendemos completamente el mecanismo de sus transformaciones mágicas, cuando una célula madre sin rostro se convierte en una célula sanguínea o tejido muscular. Aún no hemos comprendido del todo el lenguaje químico en el que la célula madre recibe la orden de transformarse. Este desconocimiento crea riesgos derivados del uso de células madre y dificulta su implementación activa en la práctica médica. Sin embargo, hay avances en el tratamiento de las fracturas que no cicatrizan en personas mayores, así como en el tratamiento reparador después de infartos y cirugías cardíacas.

En Rusia se ha desarrollado un método para tratar quemaduras de retina utilizando células madre del cerebro humano. Si estas células se introducen en el ojo, se moverán activamente al área de la quemadura, se asentarán en las capas externas e internas de la retina dañada y estimularán la curación de la quemadura. El método fue desarrollado por un grupo de investigación de científicos del Instituto de Investigación de Enfermedades Oculares de Moscú que lleva su nombre. G. Helmholtz Ministerio de Salud de la Federación de Rusia, Instituto de Biología del Desarrollo que lleva su nombre. N.K.Koltsov RAS, Instituto de Biología Genética RAS y Centro Científico de Obstetricia, Ginecología y Perinatología de la Academia Rusa de Ciencias Médicas.

Actualmente nos encontramos en la etapa de acumulación de conocimientos sobre las células madre. Los esfuerzos de los científicos se centran en la investigación, en la creación de infraestructura, en particular bancos de células madre, el primero de los cuales en Rusia fue Gemabank. Cultivar órganos, tratar la esclerosis múltiple y las enfermedades neurodegenerativas son el futuro, aunque no tan lejano.

Bioinformática

La cantidad de conocimiento e información crece como una bola de nieve. Al comprender los principios del funcionamiento de los sistemas vivos, nos damos cuenta de la increíble complejidad de la estructura de la materia viva, en la que una variedad de reacciones bioquímicas están intrincadamente entrelazadas entre sí y forman intrincadas redes. Sólo es posible desentrañar esta “red” de vida utilizando métodos matemáticos modernos para modelar procesos en los sistemas vivos.

Por eso, en la intersección de la biología y las matemáticas, nació una nueva dirección: la bioinformática, sin la cual el trabajo de los biotecnólogos ya no es concebible. La mayoría de los métodos bioinformáticos, por supuesto, funcionan para la medicina, es decir, para la búsqueda de nuevos compuestos medicinales. Se pueden buscar basándose en el conocimiento de la estructura de la molécula responsable del desarrollo de una enfermedad en particular. Si dicha molécula se bloquea con cualquier sustancia seleccionada con alta precisión, se puede detener el curso de la enfermedad. La bioinformática permite descubrir una molécula bloqueadora adecuada para uso clínico. Si conocemos el objetivo, digamos, la estructura de una proteína “que causa enfermedades”, entonces usando programas de computadora podemos simular la estructura química del fármaco. Este enfoque le permite ahorrar significativamente el tiempo y los recursos necesarios para clasificar y probar decenas de miles de compuestos químicos.

Entre los líderes en la creación de medicamentos mediante bioinformática en Rusia se encuentra la empresa Himrar. En la búsqueda de posibles fármacos contra el cáncer, ella participa, en particular, en la detección de miles de compuestos químicos. Entre los centros científicos rusos más poderosos dedicados a la bioinformática también se encuentra el Instituto de Citología y Genética de la Rama Siberiana de la Academia de Ciencias de Rusia. A partir de los años 60 del siglo XX se formó en la ciudad académica de Novosibirsk una escuela científica única que unía a biólogos y matemáticos. El principal campo de trabajo de los bioinformáticos de Novosibirsk es el análisis de las interacciones de proteínas dentro de las células y la búsqueda de posibles dianas moleculares para nuevos fármacos.

Para comprender el mecanismo de desarrollo de una enfermedad concreta, es importante saber cuál de los miles de genes que actúan en una célula enferma es realmente responsable de la enfermedad. Esta tarea nada fácil se complica por el hecho de que los genes, por regla general, no funcionan solos, sino sólo en combinación con otros genes. Pero, ¿cómo podemos tener en cuenta la contribución de otros genes a una enfermedad concreta? Y aquí la bioinformática viene en ayuda de los médicos. Utilizando algoritmos matemáticos, es posible construir un mapa en el que las intersecciones de caminos muestren las interacciones de los genes. Estos mapas revelan grupos de genes que operan en una célula enferma en diferentes etapas de la enfermedad. Esta información es extremadamente importante, por ejemplo, para elegir una estrategia de tratamiento del cáncer en función del estadio de la enfermedad.

Biotecnología industrial

El hombre ha utilizado la biotecnología desde tiempos inmemoriales. La gente hacía queso con leche, repollo fermentado para el invierno y preparaba bebidas alegres con todo lo que estaba fermentado. Todos estos son procesos microbiológicos clásicos en los que el principal motor es un microorganismo, el sistema vivo más pequeño.

Hoy en día, la gama de problemas que resuelve la biotecnología se ha ampliado increíblemente. Ya hemos hablado de diagnóstico genético de enfermedades, de nuevas vacunas y medicamentos obtenidos mediante biotecnología y de organismos genéticamente modificados. Sin embargo, la vida también presenta otros desafíos. Las gigantescas instalaciones de producción química de las que obtenemos las sustancias necesarias para crear un entorno de vida confortable (fibras, plásticos, materiales de construcción y mucho más) ya no parecen tan atractivas como hace 60 años. Consumen mucha energía y recursos (altas presiones, temperaturas, catalizadores de metales preciosos), contaminan el medio ambiente y ocupan tierras preciosas. ¿Pueden los biotecnólogos ofrecer un sustituto en este caso?

Sí pueden. Por ejemplo, microorganismos genéticamente modificados que funcionan como catalizadores eficaces para procesos químicos industriales. Estos biocatalizadores se crearon en el Instituto de Investigación de Genética y Selección de Microorganismos de toda Rusia, por ejemplo, para la etapa peligrosa y sucia de producción de la sustancia tóxica acrilamida. Se utiliza para hacer un polímero. poliacrilamida, Se utiliza en el tratamiento de agua, en la producción de pañales, en la producción de papel estucado y para muchos otros fines. El biocatalizador permite una reacción química para producir un monómero a temperatura ambiente, sin el uso de reactivos agresivos y alta presión.

El biocatalizador llegó al uso industrial en Rusia gracias a los esfuerzos del equipo científico de ZAO Bioamid (Saratov) bajo el liderazgo de Sergei Voronin. El mismo equipo desarrolló la biotecnología para producir ácido aspártico y creó el fármaco cardíaco que sustituye las importaciones, Asparkam L. El medicamento ya ha entrado en el mercado de Rusia y Bielorrusia. El fármaco ruso no sólo es más barato que sus análogos importados, sino que, según los médicos, también es más eficaz. El hecho es que Asparkam L contiene sólo un isómero óptico del ácido, el que tiene efectos terapéuticos. Y el análogo occidental, el panangin, se basa en una mezcla de dos isómeros ópticos, L y D, el segundo de los cuales simplemente sirve como lastre. El descubrimiento del equipo de Bioamida es que pudieron separar estos dos isómeros difíciles de separar y poner el proceso en una base industrial.

Es posible que en el futuro las plantas químicas gigantes desaparezcan por completo, y en su lugar habrá pequeños talleres seguros y que no dañen el medio ambiente, donde trabajarán los microorganismos, produciendo todos los productos intermedios necesarios para diversas industrias. Además, las pequeñas fábricas verdes, ya sean microorganismos o plantas, nos permiten obtener sustancias útiles que no se pueden producir en un reactor químico. Por ejemplo, la proteína de seda de araña. Los hilos de las redes de captura que la araña teje para sus víctimas son varias veces más resistentes que el acero. Parecería que plantas arañas en talleres y les sacas hilos de proteínas. Pero las arañas no viven en el mismo frasco: se comerán entre sí.

Un equipo de científicos dirigido por el Doctor en Ciencias Biológicas Vladimir Bogush (Instituto Estatal de Investigación de Genética y Selección de Microorganismos) y la Doctora en Ciencias Biológicas Eleonora Piruzyan (Instituto de Genética General de la Academia de Ciencias de Rusia) encontró una hermosa solución. En primer lugar, se aislaron del genoma de la araña los genes responsables de la síntesis de la proteína de la seda de araña. Luego, estos genes se insertaron en células de levadura y tabaco. Ambos comenzaron a producir la proteína que necesitamos. Como resultado, se ha creado la base para la tecnología de producción de un material estructural único y casi natural, ligero y extremadamente duradero, a partir del cual se pueden fabricar cuerdas, chalecos antibalas y mucho más.

Hay otros problemas tambien. Por ejemplo, una enorme cantidad de residuos. La biotecnología nos permite convertir los residuos en ingresos. Los subproductos de la agricultura, la silvicultura y el procesamiento de alimentos se pueden convertir en metano, un biogás apto para calefacción y energía. O se puede utilizar metanol y etanol, los principales componentes de los biocombustibles.

Las aplicaciones industriales de la biotecnología participan activamente en la Facultad de Química de la Universidad Estatal de Moscú. M. V. Lomonósov. Incluye varios laboratorios que participan en diversos proyectos, desde la creación de biosensores industriales hasta la producción de enzimas para la síntesis orgánica fina, desde tecnologías de reciclaje de residuos industriales hasta el desarrollo de métodos para producir biocombustibles.

Ciencia, negocios, gobierno.

Los éxitos alcanzados son el resultado de los esfuerzos combinados de biólogos, químicos, médicos y otros especialistas que trabajan en el espacio de los sistemas vivos. La relación entre diferentes disciplinas resultó fructífera. Por supuesto, la biotecnología no es una panacea para resolver problemas globales, sino una herramienta que promete grandes perspectivas si se utiliza correctamente.

Hoy en día, el volumen total del mercado de la biotecnología en el mundo es de 8 billones. dólares. Las biotecnologías también lideran en términos de financiación para investigación y desarrollo: sólo en Estados Unidos, las agencias gubernamentales y las empresas privadas gastan más de 30 mil millones de dólares al año en estos fines.

Las inversiones en ciencia y tecnología producirán en última instancia beneficios económicos. Pero la biotecnología por sí sola no resolverá problemas complejos de salud o alimentación. Es necesario crear una infraestructura sanitaria y una estructura industrial favorables para garantizar el acceso a nuevas técnicas de diagnóstico, vacunas y medicamentos, y plantas con propiedades mejoradas. Aquí también es extremadamente importante un sistema de comunicación eficaz entre la ciencia y las empresas. Finalmente, una condición absolutamente necesaria para construir un sector innovador eficaz de la economía es la interacción de las estructuras científicas y comerciales con el Estado.

Ayuda strf.ru
En 2008, se presentaron 939 solicitudes para el desarrollo de temas en la dirección de "Sistemas Vivos" (a modo de comparación: el total del programa es 3180),
– Se presentaron 396 solicitudes para el concurso (en total 1597),
– Se realizaron 179 competiciones (731 en total)
– en los concursos participaron organizaciones de 23 departamentos (36 en total), de los cuales 17 ganaron
– Se celebraron 179 contratos (731 en total)
– 120 contratos continúan hasta el día de hoy (630 en total)
– 346 organizaciones (total 842) enviaron solicitudes para el desarrollo de temas sobre sistemas vivos
– 254 organizaciones (806 en total) presentaron solicitudes para el concurso como solicitudes principales
– 190 organizaciones presentaron solicitudes para el concurso como coejecutores (636 en total)
– la competencia media por lotes en la dirección es 2.212 (la media del programa es 2.185)
– el presupuesto del contrato para el año 2008 ascendió a 1.041,2 millones de rublos. (21,74% del presupuesto total del programa)

Dinámica de crecimiento y distribución de fondos en el campo de los sistemas vivos en el marco del Programa Científico y Técnico Federal Target de 2002-2006 y el Programa Federal Target de 2007-2012:
2005 – 303 contratos, 1.168,7 millones de rublos. (100%)
2006 – 289 contratos, 1227,0 millones de rublos. (105%)
2007 – 284 contratos, 2.657,9 millones de rublos. (227%)
2008: 299 contratos, 3242,6 millones de rublos. (277%)

Las ciencias no surgen por sí solas, no porque alguien las invente simplemente “por interés”. Cualquier ciencia surge como resultado de la necesidad de la humanidad de resolver ciertos problemas que surgieron en el proceso de su desarrollo. La biología no es una excepción, también surgió en relación con la solución de problemas muy importantes para las personas. Uno de ellos siempre ha sido una comprensión más profunda de los procesos en la naturaleza viva asociados con la producción de productos alimenticios, es decir, el conocimiento de las características de la vida de las plantas y los animales, sus cambios bajo la influencia de los humanos, las formas de obtener una información confiable y Cosecha cada vez más rica. Resolver este problema es una de las razones fundamentales para el desarrollo de la biología.

Otra "primavera" no menos importante es el estudio de las características biológicas humanas. El hombre es producto del desarrollo de la naturaleza viva. Todos los procesos de nuestra vida son similares a los que ocurren en la naturaleza. Y, por lo tanto, sólo una comprensión profunda de los procesos biológicos sirve como base científica de la medicina. El surgimiento de la conciencia, que significa un paso de gigante hacia el autoconocimiento de la materia, tampoco puede entenderse sin una investigación profunda de la naturaleza viva en al menos dos direcciones: el surgimiento y desarrollo del cerebro como órgano del pensamiento (el acertijo del pensamiento sigue sin resolverse) y el surgimiento de la socialidad, la imagen pública de la vida.

El aumento de la producción de alimentos y el desarrollo de la medicina son problemas importantes, pero no los únicos, que han determinado el desarrollo de la biología como ciencia durante miles de años. La vida silvestre es la fuente de muchos materiales y productos necesarios para la humanidad. Es necesario conocer sus propiedades para poder utilizarlos correctamente, saber dónde buscarlos en la naturaleza y cómo obtenerlos. En muchos sentidos, la fuente inicial de dicho conocimiento es la biología. Pero esto no agota la importancia de las ciencias biológicas.

En el siglo 20 La población de la Tierra ha aumentado tanto que el desarrollo de la sociedad humana se ha convertido en un factor determinante en el desarrollo de la biosfera de la Tierra. A estas alturas ha quedado claro que la naturaleza viva no es sólo una fuente de alimentos y de muchos productos y materiales necesarios, sino también una condición necesaria para la existencia de la humanidad misma. Nuestros vínculos con ella resultaron ser mucho más estrechos y vitales de lo que pensaban a principios del siglo XX.

Por ejemplo, el aire parecía ser el mismo recurso natural inagotable y constante que, digamos, la luz solar. Actualmente, esto no es verdad. La composición cualitativa de la atmósfera a la que estamos acostumbrados, con su 20,95% de oxígeno y su 0,03% de dióxido de carbono, es una derivada de la actividad de los seres vivos: respiración y fotosíntesis de las plantas, oxidación de la materia orgánica muerta. El oxígeno en el aire surge sólo como resultado de la vida de las plantas. Las principales fábricas de oxígeno de la Tierra son los bosques tropicales y las algas oceánicas. Pero hoy, como muestran las observaciones, la cantidad de dióxido de carbono en la atmósfera terrestre aumenta constantemente como resultado de la liberación de enormes cantidades de carbono durante la combustión de petróleo, gas, carbón, madera y otros procesos antropogénicos. De 1958 a 1980, la cantidad de dióxido de carbono en la atmósfera terrestre aumentó un 4%. A finales de siglo, su contenido puede aumentar en más del 10%. En los años 70 Siglo XX la cantidad de oxígeno que ingresa a la atmósfera como resultado de la actividad vegetal se estimó en t/año, y el consumo anual de la humanidad se estimó en t/año. Esto significa que ya vivimos de las reservas de oxígeno acumuladas en el pasado, a lo largo de millones de años de evolución de los seres vivos en el planeta.

El agua que bebemos, o más precisamente, la pureza de esta agua, su calidad también está determinada principalmente por la naturaleza viva. Nuestras plantas de tratamiento sólo completan el enorme proceso que ocurre en la naturaleza, invisible para nosotros: el agua en el suelo o en un depósito pasa repetidamente a través de los cuerpos de innumerables invertebrados, es filtrada por ellos y, libre de impurezas orgánicas e inorgánicas, se vuelve la misma. tal como lo conocemos en ríos, lagos y manantiales.

Por tanto, la composición cualitativa tanto del aire como del agua en la Tierra depende de la actividad vital de los organismos vivos. Cabe agregar que la fertilidad del suelo, la base del cultivo, es el resultado de la actividad vital de los organismos vivos que viven en el suelo: una gran cantidad de bacterias, invertebrados y algas.

La humanidad no puede existir sin la naturaleza viva. De ahí la vital necesidad de mantenerlo en “condiciones de funcionamiento”.

Desafortunadamente, esto no es tan fácil de hacer. Como resultado de la exploración humana de toda la superficie del planeta, el desarrollo de la agricultura, la industria, la deforestación, la contaminación de continentes y océanos, un número cada vez mayor de especies de plantas, hongos y animales están desapareciendo de la faz de la Tierra. Una especie desaparecida no puede recuperarse. Es producto de millones de años de evolución y tiene un acervo genético único: un código único de información hereditaria que determina las propiedades únicas de cada especie. Según algunas estimaciones, a principios de los años 80. En el mundo, en promedio, se destruye una especie de animal cada día; hacia el año 2000, esta tasa puede aumentar a una especie por hora. En nuestro país, una especie de vertebrado desaparece de media cada 3,5 años. ¿Cómo podemos cambiar esta tendencia y volver al camino evolutivamente justificado de aumentar constantemente la “suma de vida” total en lugar de disminuirla? Este problema concierne a toda la humanidad, pero es imposible solucionarlo sin el trabajo de los biólogos.

En sentido figurado, la biología moderna es un enorme edificio de varios pisos que contiene miles de "habitaciones": direcciones, disciplinas, ciencias enteras independientes. Simplemente enumerarlos puede ocupar decenas de páginas.

En el edificio de la biología hay, por así decirlo, cuatro “pisos” principales, correspondientes a los niveles fundamentales de organización de la materia viva. El primer “piso” es la genética molecular. El objeto del estudio de los seres vivos aquí son unidades de información hereditaria (genes), sus cambios, mutaciones y el proceso mismo de transmisión de información hereditaria. El segundo "piso" es ontogenético, o el nivel de desarrollo individual. Los acontecimientos en este “piso” siguen siendo los menos estudiados en biología. Aquí ocurre un proceso misterioso que determina la aparición en el lugar correcto, en el momento correcto, de lo que debería aparecer durante el desarrollo normal de cada individuo: una pierna o un ojo en un animal, una hoja o una corteza en una planta. El siguiente “piso” es el nivel de población-especie. Las unidades elementales en este nivel son poblaciones, es decir, grupos relativamente pequeños y de larga duración de individuos de la misma especie, dentro de los cuales se produce el intercambio de información hereditaria. Los fenómenos elementales aquí son cambios irreversibles en la composición genotípica de las poblaciones y, en última instancia, el surgimiento de diferentes adaptaciones y nuevas especies. En el último, cuarto "piso", los procesos tienen lugar en sistemas ecológicos de diversas escalas: comunidades complejas de muchas especies, hasta procesos de la biosfera en su conjunto. Las estructuras elementales de estas comunidades son biogeocenosis, y los fenómenos elementales son la transición de la biogeocenosis de un estado de equilibrio dinámico a otro, que en última instancia conduce a un cambio en toda la biosfera en su conjunto. Cada nivel tiene sus propias leyes, pero los eventos que ocurren en cada uno de ellos están estrechamente relacionados con los eventos de otros niveles.

En las últimas décadas, la biología molecular ha avanzado algo (en cuanto al número de científicos empleados en este campo y a los fondos asignados en diferentes países para el desarrollo de esta área de investigación en particular). Se han obtenido resultados notables, que van desde los puramente teóricos (descifrar el código genético y la síntesis de los primeros genes artificiales) hasta los prácticos (por ejemplo, el desarrollo de la ingeniería genética). La biología de poblaciones ahora está comenzando a desarrollarse rápidamente, lo que permitirá resolver con éxito muchos problemas modernos asociados con el aumento de la producción de productos alimenticios necesarios para una población humana en crecimiento, la preservación de especies de organismos vivos que desaparecen rápidamente, una serie de problemas asociados con la Grandiosa tarea de transición hacia la gestión del desarrollo evolutivo de una población cada vez mayor. El desarrollo intensivo del “piso” de investigación de la biosfera no está lejos.

No se debe pensar que los biólogos en los campos clásicos (zoología, botánica, morfología, fisiología, sistemática y otros) ya lo han hecho todo. Todavía queda mucho trabajo por hacer aquí. ¿Sabías que menos de la mitad de los organismos que habitan nuestro planeta han sido descritos científicamente (se proporcionan descripciones precisas y se da un nombre científico)? Sólo alrededor de 4,5 millones de especies y, según algunas estimaciones, no más de un tercio o incluso un una cuarta parte de ellos? Incluso en nuestro país, ubicado principalmente en una zona climática templada, que no se distingue por la diversidad de formas orgánicas, los científicos descubren anualmente decenas de nuevas especies (principalmente invertebrados).

¿No es fascinante la investigación de los paleontólogos que, utilizando restos dispersos de organismos fósiles, recrean la apariencia de animales extintos hace mucho tiempo, reconstruyen la naturaleza de épocas pasadas y descubren las formas de desarrollo del mundo orgánico?

Y aquí los investigadores esperan los hallazgos más interesantes. ¡Qué sensacional fue, por ejemplo, el descubrimiento de los fósiles prenucleares más antiguos en rocas de más de 3 mil millones de años! Esto significa que ya entonces existía vida en la Tierra. No menos fascinante y lleno de descubrimientos es el trabajo de genetistas, zoólogos, botánicos, bioquímicos, fisiólogos, etc.

Cada vez somos más personas en la Tierra y queremos vivir cada vez mejor. Por tanto, el desarrollo de la sociedad requiere cada vez más materias primas y variedad de productos. Esto plantea la enorme tarea de intensificar toda la economía nacional, incluidas aquellas ramas relacionadas con la biología, principalmente la agricultura, la silvicultura, la caza y la pesca. Pero no sólo estas industrias. En nuestro país, por ejemplo, se ha creado y se está desarrollando con éxito la industria microbiológica, una enorme rama de la economía nacional que proporciona alimentos y piensos (para ganado y aves de corral, peces de piscifactoría, etc.), los últimos medicamentos y medicamentos. e incluso ayuda a extraer diversos minerales. Otra rama biológica de la economía nacional ha comenzado y ya está dando sus primeros frutos: la biotecnología, basada en el uso de procesos y estructuras descubiertos por la biología físico-química (molecular) para crear sustancias y productos necesarios para la humanidad. El desarrollo de las áreas más importantes de las ciencias biológicas y la ampliación de su conexión práctica con la medicina y la agricultura se analizan en las "Principales direcciones del desarrollo económico y social de la URSS para 1986-1990 y para el período hasta 2000", adoptadas por el XXVII Congreso del PCUS.

La intensificación también significa austeridad de los recursos naturales y su conservación en interés de una sociedad en desarrollo. Una propiedad notable de los recursos naturales vivos es su renovabilidad, su capacidad de restaurarse como resultado de la reproducción de organismos vivos. Por tanto, intensificando el uso de los recursos naturales vivos, es posible y necesario garantizar que nos sirvan durante un tiempo indefinidamente largo. Esto se puede hacer organizando el uso y mantenimiento económico real de las fuerzas vivas de la naturaleza. Muchos científicos están trabajando para resolver estos problemas. El partido y el gobierno prestan gran atención a todas estas cuestiones. El Programa del PCUS (nueva edición) dice: "El Partido considera necesario fortalecer el control de la gestión ambiental y ampliar más ampliamente la educación ambiental de la población".

Cuando surgió la idea de crear este libro, una de las principales tareas que se le planteó al equipo de autores fue hablar sobre las características importantes e interesantes de la biología moderna, sobre lo que ya se ha logrado en sus diversos campos y qué problemas no resueltos tienen los biólogos. rostro. Queríamos, sin repetir el libro de texto, pero apoyándonos en los conocimientos que proporciona el currículo escolar en biología, mostrar en qué trabajan los biólogos en laboratorios y expediciones. El diccionario también contiene numerosos ensayos sobre biólogos destacados de nuestro país y de otros países. Es gracias al trabajo de nuestros predecesores en la ciencia que tenemos el conocimiento que tenemos hoy.

Algunas palabras sobre cómo leer este libro. En el texto a menudo encontrarás palabras en cursiva. Esto significa que hay un artículo especial sobre este concepto en el diccionario. El índice alfabético ubicado al final del libro le ayudará a navegar por el contenido del diccionario. Asegúrese de echar un vistazo a la lista de materiales de lectura recomendados.

Esperamos que el "Diccionario enciclopédico de un joven biólogo" le ayude a aprender muchas cosas nuevas y fascinantes sobre la naturaleza viva, a encontrar respuestas a sus preguntas y a despertar y desarrollar el interés por la maravillosa ciencia de los seres vivos: la biología.

Los físicos conocen los efectos cuánticos desde hace más de cien años, por ejemplo, la capacidad de los cuantos de desaparecer en un lugar y aparecer en otro, o de estar en dos lugares al mismo tiempo. Sin embargo, las sorprendentes propiedades de la mecánica cuántica se aplican no sólo a la física, sino también a la biología.

El mejor ejemplo de biología cuántica es la fotosíntesis: las plantas y algunas bacterias utilizan la energía de la luz solar para construir las moléculas que necesitan. Resulta que la fotosíntesis en realidad se basa en un fenómeno sorprendente: pequeñas masas de energía "exploran" todas las formas posibles de utilizarlas y luego "seleccionan" la más eficiente. Quizás la navegación de las aves, las mutaciones del ADN e incluso nuestro sentido del olfato dependan de una forma u otra de los efectos cuánticos. Aunque esta área de la ciencia sigue siendo muy especulativa y controvertida, los científicos creen que, una vez extraídas de la biología cuántica, las ideas podrían conducir a la creación de nuevos fármacos y sistemas biomiméticos (la biomimetría es otro campo científico nuevo donde se utilizan sistemas y estructuras biológicos para crear nuevos materiales y dispositivos).

3. Exometeorología

Júpiter

Junto con los exoceanógrafos y exogeólogos, los exometeorólogos están interesados ​​en estudiar los procesos naturales que ocurren en otros planetas. Ahora que potentes telescopios han hecho posible estudiar los procesos internos de planetas y lunas cercanos, los exometeorólogos pueden controlar sus condiciones atmosféricas y climáticas. y Saturno, con su increíble escala, son los principales candidatos para la investigación, al igual que Marte, con sus habituales tormentas de polvo.

Los exometeorólogos incluso estudian planetas fuera de nuestro sistema solar. Y lo interesante es que eventualmente podrían encontrar signos de vida extraterrestre en exoplanetas al detectar rastros orgánicos o niveles elevados de dióxido de carbono en la atmósfera, un signo de civilización industrial.

4. Nutrigenómica

La nutrigenómica es el estudio de las complejas relaciones entre los alimentos y la expresión del genoma. Los científicos que trabajan en este campo buscan comprender el papel de las variaciones genéticas y las respuestas dietéticas en cómo los nutrientes afectan el genoma.

La comida realmente tiene un gran impacto en la salud y, literalmente, comienza en el nivel molecular. La nutrigenómica funciona en ambas direcciones: estudia cómo influye exactamente nuestro genoma en las preferencias gastronómicas y viceversa. El objetivo principal de la disciplina es crear una nutrición personalizada, es decir, garantizar que nuestra comida se adapte idealmente a nuestro conjunto único de genes.

5. Cliodinámica

La cliodinámica es una disciplina que combina la macrosociología histórica, la historia económica (cliometría), el modelado matemático de procesos sociales de largo plazo, así como la sistematización y análisis de datos históricos.

El nombre proviene del nombre de la musa griega de la historia y la poesía, Clio. En pocas palabras, la cliodinámica es un intento de predecir y describir las amplias conexiones sociales de la historia, tanto para estudiar el pasado como como una forma potencial de predecir el futuro, por ejemplo, para pronosticar el malestar social.

6. Biología sintética

La biología sintética es el diseño y construcción de nuevas piezas, dispositivos y sistemas biológicos. También implica mejorar los sistemas biológicos existentes para un sinfín de aplicaciones útiles.

Craig Venter, uno de los principales expertos en este campo, anunció en 2008 que había reconstruido el genoma completo de una bacteria pegando sus componentes químicos. Dos años más tarde, su equipo creó “vida sintética”: moléculas de ADN codificadas digitalmente, luego impresas en 3D e insertadas en bacterias vivas.

En el futuro, los biólogos pretenden analizar diferentes tipos de genomas para crear organismos útiles para su introducción en el cuerpo y biorobots que puedan producir sustancias químicas (biocombustibles) desde cero. También hay ideas para crear bacterias artificiales que combatan la contaminación o vacunas para tratar enfermedades graves. El potencial de esta disciplina científica es simplemente enorme.

7. Meméticos recombinantes

Este campo de la ciencia está en su infancia, pero ya está claro que es sólo una cuestión de tiempo: tarde o temprano los científicos obtendrán una mejor comprensión de toda la noosfera humana (la totalidad de toda la información conocida por las personas) y cómo la La difusión de información afecta a casi todos los aspectos de la vida humana.

Al igual que el ADN recombinante, donde diferentes secuencias genéticas se unen para crear algo nuevo, la memética recombinante estudia cómo las ideas transmitidas de persona a persona pueden ajustarse y combinarse con otros memes y memeplexes: complejos establecidos de memes interconectados. Esto puede resultar útil con fines “terapéuticos sociales”, por ejemplo, combatir la propagación de ideologías radicales y extremistas.

8. Sociología computacional

Al igual que la cliodinámica, la sociología computacional estudia los fenómenos y tendencias sociales. Central para esta disciplina es el uso de computadoras y tecnologías de procesamiento de información relacionadas. Por supuesto, esta disciplina sólo se desarrolló con la llegada de las computadoras y el uso generalizado de Internet.

En esta disciplina se presta especial atención a los enormes flujos de información de nuestra vida diaria, por ejemplo, correos electrónicos, llamadas telefónicas, publicaciones en redes sociales, compras con tarjeta de crédito, consultas en motores de búsqueda, etc. Ejemplos de trabajo podrían ser un estudio de la estructura de las redes sociales y cómo se distribuye la información a través de ellas, o cómo surgen las relaciones íntimas en Internet.

9. Economía cognitiva

Generalmente, la economía no está asociada con las disciplinas científicas tradicionales, pero esto puede cambiar debido a la estrecha interacción de todos los campos científicos. Esta disciplina suele confundirse con la economía del comportamiento (el estudio de nuestro comportamiento en el contexto de las decisiones económicas). La economía cognitiva es la ciencia de cómo pensamos. Lee Caldwell, autor de un blog sobre esta disciplina, escribe al respecto:

“La economía cognitiva (o financiera)... analiza lo que realmente sucede en la mente de una persona cuando toma una decisión. ¿Cuál es la estructura interna de la toma de decisiones, qué la influye, qué información percibe la mente en este momento y cómo se procesa, qué formas internas de preferencia tiene una persona y, en última instancia, cómo se reflejan todos estos procesos en el comportamiento? ?

En otras palabras, los científicos comienzan su investigación en un nivel inferior y simplificado y forman micromodelos de principios de toma de decisiones para desarrollar un modelo de comportamiento económico a gran escala. A menudo, esta disciplina científica interactúa con campos relacionados, como la economía computacional o la ciencia cognitiva.

10. Electrónica de plástico

La electrónica suele implicar conductores y semiconductores inertes e inorgánicos como el cobre y el silicio. Pero una nueva rama de la electrónica utiliza polímeros conductores y pequeñas moléculas conductoras basadas en carbono. La electrónica orgánica implica el diseño, síntesis y procesamiento de materiales orgánicos e inorgánicos funcionales junto con el desarrollo de micro y nanotecnologías avanzadas.

En realidad, no se trata de una rama tan nueva de la ciencia; los primeros avances se produjeron en los años 1970. Sin embargo, sólo recientemente fue posible reunir todos los datos acumulados, en particular gracias a la revolución de la nanotecnología. Gracias a la electrónica orgánica, es posible que pronto tengamos células solares orgánicas, monocapas autoorganizadas en dispositivos electrónicos y prótesis orgánicas que en el futuro podrán reemplazar las extremidades dañadas de los humanos: en el futuro, los llamados cyborgs podrían estar compuestos por Más materia orgánica que las sintéticas.

11. Biología computacional

Si te gustan las matemáticas y la biología por igual, entonces esta disciplina es para ti. La biología computacional busca comprender los procesos biológicos a través del lenguaje de las matemáticas. Esto se utiliza igualmente para otros sistemas cuantitativos, como la física y la informática. Los científicos de la Universidad de Ottawa explican cómo esto fue posible:

“Con el desarrollo de la instrumentación biológica y el fácil acceso a la potencia informática, la biología como tal tiene que operar con cada vez más datos, y la velocidad del conocimiento adquirido no hace más que crecer. Por lo tanto, dar sentido a los datos ahora requiere un enfoque computacional. Al mismo tiempo, desde el punto de vista de físicos y matemáticos, la biología ha madurado hasta un nivel en el que los modelos teóricos de mecanismos biológicos pueden probarse experimentalmente. Esto condujo al desarrollo de la biología computacional”.

Los científicos que trabajan en este campo analizan y miden todo, desde moléculas hasta ecosistemas.

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