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Top 10 genetische Leistungen und Erkenntnisse von chinesischen Wissenschaftlern
China ist ein Kraftwerk, das vom Fortschritt lebt. Ein vielseitiges Feld, das große Fortschritte in diesem Land sieht, ist die Genetik. In den letzten Jahren haben Chinas Studien viele Weltneuheiten und unglaubliche medizinische Fortschritte hervorgebracht.
Es gibt auch eine seltsame Seite. Wissenschaftler schaffen Dinge, die in der Natur nie zu sehen sind, schreiben die Regeln für die Reproduktion um und halten den Rest der Welt mit ihrer Neigung zu kontroverser menschlicher Bearbeitung nervös.
10 größte genetische Studie
Im Jahr 2018 erhielt ein in Shenzhen ansässiges Genomsequenzierungsunternehmen Zugriff auf eine umfangreiche Datenbank. Die genetische Information von rund sieben Millionen schwangeren chinesischen Frauen wurde beim Testen auf eine mit dem Down-Syndrom zusammenhängende Störung gesammelt.
Nur rund 141.000 Frauen wurden ausgewählt, aber es bleibt das größte Projekt, das die chinesische Genetik untersucht. Die Mütter repräsentierten fast alle Provinzen und sogar 36 der 55 ethnischen Minderheiten.
Die Ergebnisse waren interessant. Bestimmte Gene waren abhängig von Größe und Körpermasse, der Fähigkeit, Zwillinge zu haben, und wie stark Herpesvirus 6 auftritt. Sogar Migrationen hinterließen ihre Spuren im chinesischen Genom. Der größte Keil der Bevölkerung besteht aus dem Han (92 Prozent).
Die Studie ergab, dass diese Gruppe die gleiche genetische Struktur hatte, die Unterschiede waren jedoch davon abhängig, wo sie lebten. Ihre nördlichen und südlichen Ursprünge spiegelten sich in Migrationen wider, von denen bekannt ist, dass sie nach 1949 stattfanden, als Arbeit nach Osten und Westen verfügbar wurde. Genvariationen verursachen auch unterschiedliche Immunantworten aus Nord- und Südhan. Interessanterweise hatten bestimmte Minderheitengruppen eine größere genetische Vielfalt als Han.
9 Unbekannter Großer Panda
Der große Panda ist in China eine Ikone. Obwohl diese Kreaturen Gegenstand umfangreicher Studien sind, wissen die Forscher noch sehr wenig über ihre Entwicklung. Sicher ist nur, dass sich vor 20 Millionen Jahren riesige Pandas von anderen Bären getrennt haben.
Im Jahr 2018 tauchte ein Fossil in der Cizhutuo-Höhle in China auf. Die Kreatur starb vor 22.000 Jahren und sah einem riesigen Panda sehr ähnlich. Um festzustellen, was genau es war, haben die Forscher eine erstaunliche Leistung vollbracht: Sie stellten 148.329 Fragmente ihrer DNA zusammen.
Als die Abstammung klar wurde, machten zwei Dinge das Fossil einzigartig. Die DNA war die älteste, die jemals von einem Riesenpanda gefunden wurde, aber es zeigte sich auch eine Linie, von der niemand wusste, dass sie existiert. Dieser Panda spaltete sich vor 183.000 Jahren von seinen lebenden Vettern ab. Sein genetischer Code enthüllte auch eine Vielzahl von Mutationen, die dieser Art wahrscheinlich helfen konnten, die Eiszeit zu überleben, in der sie lebte.
8 Hunde mit mehr Muskel
Im Jahr 2015 wurden in den Guangzhou Institutes of Biomedicine and Health mehrere Welpen geboren. Dies waren keine gewöhnlichen Beagles. Sie begannen ihre Existenz als 60 genetisch veränderte Embryonen, aus denen ein einzelnes Gen entfernt wurde.
Myostatin blockiert das Muskelwachstum. Wissenschaftler haben es gestrichen, um das zu schaffen, von dem sie behaupten, es seien die weltweit ersten Designerhunde. Es wurden nur 27 Welpen geboren, aber nicht alles lief nach Plan.
Myostatin hat zwei Exemplare, und beide waren nur von einem einzigen weiblichen Welpen entfernt. Ein anderer Welpe hatte eine Kopie deaktiviert. Er war voluminöser als der Rest, aber nicht so sehr wie das Weibchen, das so konstruiert war, dass es doppelt so viel Muskeln entwickelte. Ziel des Projekts war es, Versuchstiere herzustellen, an denen Krankheiten untersucht werden, die die menschlichen Muskeln betreffen, darunter Parkinson und Muskeldystrophie.
Die Chinesen mögen viele Vorzüge haben, aber in diesem Fall schlug die Natur sie. Belgische Blaurinder haben dank eines natürlichen Mangels an Myostatin die Kiefermuskulatur. Darüber hinaus löscht eine genetische Erkrankung gelegentlich das Gen in Whippets, was zu muskulösen Hunden führt.
7 Spinnenseidenraupen
Als sie erfuhren, dass die Wissenschaftler die Fähigkeit der Seidenraupe zur Seidenproduktion optimiert hatten, würden die meisten an Würmer denken, die sich besser und reichhaltiger drehen. In der Welt dieses satiny Materials ist der Seidenraupe jedoch kein König. Spinnen schlagen sie auf mehreren Ebenen.
Arachnidseide verspricht unglaublich nützliche Anwendungen in der Medizin, einschließlich Mikrokapseln, die Krebsmedikamente abgeben, sowie das Potenzial, geschädigte Nerven zu reparieren. Die Forscher entdeckten auch, dass sie kugelsichere Westen stärken könnten.
Leider spielen Spinnen nicht mit der Idee, ihre Seide kommerziell bewirtschaften zu lassen. Im Gegensatz zu den vorhersagbaren Seidenraupen sind die Spinnentiere territorial und, schlimmer noch, kannibalistisch.
Im Jahr 2018 nutzte ein Team, das mehreren chinesischen Institutionen angehörte, die Genbearbeitung und war dort erfolgreich, wo viele andere versagt hatten. Sie ersetzten ein Segment aus dem genetischen Code der Seidenraupe durch DNA aus einer goldenen Spinnenspinne.
Als die veränderten Würmer ihre Kokons drehten, wurde die Seide analysiert. Es war eine Spinne von 35,2 Prozent, die höchste jemals erreichte Reinheit. (Frühere Versuche lagen bei 5 Prozent.) Die Seide war in dem Moment einsatzbereit, in dem die Seidenraupen die Fäden freigaben, etwas, das kein anderes Team schaffen konnte.
6 erste blaue Rose
Zu den begehrtesten Dingen in der Welt der Gärtner zählt die blaue Rose. Es gibt es nicht in der Natur, und seit Jahrhunderten haben Rosenliebhaber diese ultimative Farbe nicht gezüchtet.
Während eines neueren Projekts, das 20 Jahre dauerte und selektive Züchtung und Gentechnik betraf, kamen die Biotechnologen am nächsten. Allerdings war auch diese Preisrose eher lila als blau.
Chinesische Wissenschaftler fanden einen neuen Weg, um den Traum zu erreichen. Sie begannen mit dem Bakterium Agrobacterium tumefaciens, wird oft in der Biotechnologie verwendet, da es leicht fremdes genetisches Material in pflanzliche DNA überträgt.
Aus einem anderen Bakterium wählten die Forscher zwei bakterielle Enzyme aus, die das L-Glutamin in Rosenblättern in ein blaues Pigment namens Indigoidin umwandeln können. Eine besondere Sorte von A. tumefaciens wurde geschaffen, um die Enzyme zu tragen.
Die Bakterien wurden dann in eine weiße Rose injiziert. Die Pigmentgene drangen in das Genom der Pflanze ein und ließen sich um den Injektionspunkt herum blau ansammeln. Die weltweit erste blaue Rose ist nicht perfekt, da die Technik nur temporäre Flecken erzeugt. Chinesische Wissenschaftler sind jedoch bereits damit beschäftigt, eine Rose zu entwickeln, die auf natürliche Weise die beiden Enzyme produziert und sich blau färben lässt.
5 Die SARS-Höhle
Im Jahr 2002 folgte die Welt dem tödlichen Ausbruch von SARS (schweres akutes Atemwegssyndrom). Es blühte zuerst in Südchina, infizierte 8.000 Menschen und tötete fast 800.
Was die Epidemie verursacht hat, wurde nie gelöst. Ende 2017 gaben Wissenschaftler in einer Höhle in der chinesischen Provinz Yunnan einen beunruhigenden Hinweis heraus. In den letzten fünf Jahren hatten sie mehrere SARS-Viren in Fledermäusen der Höhle untersucht. Es gab elf neue Stämme, aber keiner zeigte die genetischen Merkmale des Ausbruchs von 2002. SARS in Fledermäusen hat auch nie nachgewiesen, dass die Speziesbarriere für den Menschen überschritten wird.
Eine gründliche Analyse fand jedoch etwas erschreckend. Zusammen trugen die neuen Stämme genügend genetische Blöcke, um theoretisch ein Virus aufzubauen, das sich entwickeln konnte, um von Fledermäusen zu Menschen zu springen. Zweitens zeigten drei der neuen Stämme eine genetische Veranlagung, um Menschen zu infizieren.
Wenn die Epidemie aus dem Jahr 2002 aus der Höhle stieg, erklärt sie immer noch nicht, wie sie zum 1.000 Kilometer entfernten Ground Zero in der Provinz Guangdong reiste.
4 Chinas erste Affenklone
Ende 2017 wurden im selben Labor in Shanghai zwei Langschwanzmakaken geboren. Obwohl ihre Geburten Wochen später stattfanden, waren Zhong Zhong und Hua Hua identische "Zwillinge".
Sie wurden mit der Somatic Cell Nuclear Transfer-Technik (SCNT) erstellt, mit der auch der historische Schafklon Dolly vor 20 Jahren produziert wurde. Die Affen sind zwar die ersten mit SCNT geschaffenen nichtmenschlichen Primaten, aber die Leistung wurde nicht von der gesamten internationalen Gemeinschaft begrüßt.
Kritiker befürchten, dass das Projekt das Klonen von Menschen der Realität näher bringen könnte, ohne ernsthafte ethische Bedenken zu berücksichtigen. Einige Forscher sind völlig gegen SCNT und nennen es "ein sehr ineffizientes und gefährliches Verfahren".
In der Tat geschahen Zhong Zhong und Hua Hua erst nach 79 fehlgeschlagenen Versuchen. Trotz der Kritik bestehen chinesische Wissenschaftler darauf, dass identische Affen ein wertvoller Weg sein können, um genetisch bedingte Erkrankungen beim Menschen, einschließlich bestimmter Krebsarten, zu untersuchen.
3 HIV-resistente Embryonen
Die Bearbeitung von Menschen beim Menschen ist die neue Grenze. Während sich die meisten Regierungen auf Protokolle zur ethischen Modifizierung von menschlichem Gewebe stimmen, hat China dies vor einigen Jahren getan.
Der historische Durchbruch fügte der Debatte nur mehr Brennstoff hinzu. Kein Wunder, dass dies die Guangzhou Medical University 2016 nicht daran hinderte, sie erneut zu tun. Sie wollten HIV-resistente Embryonen schaffen.
Nach strengen Richtlinien wurden 26 befruchtete menschliche Eier verwendet. Alle waren für die Forschung gespendet worden, weil sie nicht mehr lebensfähig waren und sich nicht zu lebenden Babys entwickeln würden.
Der nächste Schritt beinhaltete eine spezifische genetische Mutation. Menschen, die diese Mutation natürlich tragen, sind gegen das HIV-Virus immun. Mit einem Gen-Editier-Tool namens CRISPR wurde das Gen in die Genome der Embryonen eingefügt.
Der Tweak war erfolgreich, aber nur vier wurden HIV-sicher. Die anderen zeigten, warum der Rest der Welt nur langsam auf den Zug aufsprang. Unerwartete Mutationen zeigten auf - und nicht die gute Art.
Es ist unmöglich, die langfristigen Auswirkungen auf einen von CRISPR erschaffenen Menschen vorherzusagen (sollte es jemals so weit gehen). Wenn überhaupt, zeigte dieser zweite Versuch, dass diese Art der Genbearbeitung nicht sicher war. CRISPR wurde auch in der ersten Modifikation vor Jahren eingesetzt und erzeugte unerwünschte Mutationen.
2 krebsbekämpfende Roboter
Der Traum, Nanoroboter im Körper gegen Krebs zu erzeugen, ist nichts Neues. Es war in der Art und Weise, wie chinesische Forscher dies kürzlich schafften, die an das Geniale grenzte.
Tumore können nur so lange leben, wie sie von den Blutgefäßen einer Person gefüttert werden. Um etwas zu schaffen, um die Gefäße zu blockieren, liehen sich die Wissenschaftler zunächst DNA-Moleküle von einem Virus namens Phage. Eine origamiartige Technik faltete den Strang zu einem rechteckigen Blatt. Die "Tumorkiller" wurden hinzugefügt, die im Wesentlichen Moleküle des Gerinnungsenzyms Thrombin waren.
Vier wurden im Blech zu einem röhrenförmigen Nanoroboter aufgerollt. Spezielle Proteine sperrten die vier Moleküle im Inneren. Nach der Injektion drang der Nanoroboter in die Blutgefäße ein. Dort öffneten Tumore die Proteine und setzen das Enzym Thrombin frei. Ein Blutgerinnsel bildete sich in den Gefäßen und verhungerte den Tumor.
Tests an Mäusen zeigten, dass die Roboter effektiv waren. Die Nagetiere litten an Krebserkrankungen der Haut, der Lunge, der Brust und des Eierstocks. In einer Gruppe von acht Tieren mit Melanom verschwanden die Tumoren bei drei Mäusen vollständig. Ihre Lebenserwartung stieg ebenfalls an.
1 Mäuse ohne Vater
Im Jahr 2018 züchteten chinesische Wissenschaftler zwei weibliche Mäuse. Die 29 Welpen sind die ersten Säugetiere, die von zwei Müttern ohne männliche Beteiligung geboren wurden. Die Studie versuchte herauszufinden, warum zwei Geschlechter für die Fortpflanzung der meisten Arten unerlässlich sind. Die Antwort hat die Regeln der Reproduktion neu geschrieben.
Wie sich herausstellt, gibt es während der Säugetierkonzeption ungefähr 100 Gene, bei denen nur Gene des Weibchens oder des Mannes eingeschaltet sind. Beide Geschlechter werden benötigt, um alle 100 zu aktivieren.Das Männchen deckt diejenigen ab, die nicht von weiblichen Genen eingeschaltet wurden, und umgekehrt.
Wenn sich zwei Weibchen in der Natur brüten könnten, würden bestimmte Gene schlummern. Mit der Gen-Bearbeitung von Maus-Stammzellen konnten die Forscher diese Barriere umgehen, indem sie an drei Stellen ein kleines Stück genetischen Codes entfernten. Die veränderten Zellen wurden von einer zweiten weiblichen Maus in ein Ei injiziert. Es folgte eine erfolgreiche Düngung. Die Babys sind gesund aufgewachsen und hatten eigene Welpen.
Ein ähnliches Experiment mit zwei Vätern (und einer Leihmutter) brachte 12 Welpen hervor, die jedoch alle innerhalb von 48 Stunden starben. Die Forschung bietet eine weit entfernte Hoffnung für gleichgeschlechtliche Paare, die ihre eigenen Familien wollen.