Biotechnology Timeline la storia dell’utilizzo di conoscenze scientifiche e di sistemi vivi come strumenti per risolvere problemi o fare prodotti Biotechnology Timeline

Antica biotecnologia (pre-1800) La maggior parte degli sviluppi nel settore delle biotecnologie prima del 1800 può essere definita come "scoperte" o "sviluppi”

13000-2000 a.c. L’uomo pratica l’agricoltura e l’allevamento. Le patate iniziano ad essere coltivate per la prima volta per usi alimentari 4000–2000 a.c. Le biotecnologie vengono utilizzate per la prima volta per lievitare il pane e fermentare la birra, utilizzando fungi (lievito, Egitto). Produzione di formaggio e fermentazione del vino (Mesopotamia, Cina e Egitto). I babilonesi controllano l’impollinazione delle palme da dattero impollinando selettivamente alberi femminili con il polline di alberi maschili

500 a.c. Primo antibiotico: semi di soia fermentati utilizzati per curare infezioni della pelle (Cina)

400 a.c. Ippocrate trattava pazienti con aceto

100 d.c. Primo insetticida: crisantemi polverizzati (Cina) Biotechnology Timeline

1322: In Arabia si utilizza per la prima volta l’inseminazione artificiale per allevare cavalli di razza superiore

1590: Janssen inventa il microscopio

1663: Hooke scopre l’esistenza della cellula

1675. Leeuwenhoek scopre i batteri

1797. Prima vaccinazione: Jenner inocula un bambino con un vaccino virale per proteggerlo dal vaiolo Biotechnology Timeline Classical Biotechnology (1800-1945)

1802: Appare per la prima volta la parola "biologia".

1815-1897: Schleiden e Schwann propongono che tutti gli organismi viventi siano composti da cellule e Virchow dichira, ” Tutte le cellule nascono da una cellula”. Viene scoperto il batterio Escherichia coli. Robert Brown scoprì il nucleo nelle cellule. Fredrich Miescher riportò la nucleina (DNA), un composto costituito da acido nucleico che estraeva dai globuli bianchi. Vengono scoperte le proteine, ed è isolato il primo enzima. Fleming scopre la cromatina, la struttura a bastoncello all’interno del nucleo cellulare che più tardi verrà chiamata “cromosoma” per Heinrich Wilhelm Gottfried Von Waldeyer-Hartz

1859: Charles Darwin pubblica la teoria dell’evoluzione basata sulla selezione naturale (Il concetto di selezione dei genitori e della progenie è comune tra i coltivatori e gli allevatori fin dalla fine dell’800) Biotechnology Timeline

1865: Il monaco cecoslovacco Gregor Mendel studia le piante di pisello e scopre che i tratti genetici vengono trasmessi dalle piante progenitrici alle figlie in modo prevedibile. Si scoprono in altre parole le leggi dell’ereditarietà

1870-80: Utilizzando la teoria di Darwin, i coltivatori incrociano tra loro piante di cotone ottenendo centinaia di varietà dalle caratteristiche superiori. Contadini inoculano i campi con batteri capaci di fissare l’azoto, migliorando le coltivazioni. William James Beal produce in laboratorio il primo ibrido sperimentale di mais. Koch mette a punto una tecnica per la colorazione e identificazione dei batteri. Laval inventa la prima centrifuga.

1875: Pasteur di Francia e John Tyndall di Gran Bretagna demolirono finalmente il concetto di generazione spontanea e dimostrarono che la vita microbica esistente proveniva da una vita preesistente (Darwin??).

1876: Il lavoro di Koch portò all'accettazione dell'idea che malattie specifiche fossero causate da organismi specifici, ognuno dei quali aveva una forma e una funzione specifiche. 1857-1927: Evoluzione del termine "gene” che era stato coniato da Wilhelm Johannsen. L’autore descriveva il "gene" come portatore dell'ereditarietà e ha anche coniato i termini "genotipo" e "fenotipo". La Drosophila (moscerino della frutta) viene usata nei primi studi di genetica.

1902: Appare per la prima volta il termine immunologia 1906: Viene introdotto il termine genetica 1909: I geni sono collegati a disturbi ereditari. 1911: Rous scopre il primo virus che causa il cancro 1914: Per la prima volta batteri vengono usati per il trattamento delle acque nere in Manchester, Inghilterra 1915:Vengono scoperti i fagi, o virus batterici 1919: Phoebus Levene individuò la struttura del nucleotide, composta da base azotata, zucchero e fosfato. Levene suggerì che il DNA consistesse di un filamento di nucleotidi legati tra loro attraverso i fosfati. Il termine biotecnologia viene usato per la prima volta in uno scritto da un ingegnere agricolo ungherese 1920: L’ormone della crescita umano viene scoperto da Evans e Long 1926: Il principio della genetica nella eredità è stato ridefinito da T.H. Morgan, che mostrò il ruolo dei cromosomi nell'ereditarietà usando moscerini della frutta. Questo lavoro di riferimento fu chiamato "La teoria del gene nel 1926".

1928: Alexander Fleming scopre la "penicillina" la tossina antibatterica dalla muffa Penicillium notatum, che potrebbe essere usata contro molte malattie infettive. Fleming scrisse: "Quando mi sono svegliato poco dopo l'alba del 28 settembre 1928, di certo non avevo intenzione di rivoluzionare tutte le medicine scoprendo il primo antibiotico al mondo o il killer dei batteri".

1933: Un ibrido di mais, sviluppato da Henry Wallace negli anni 1920s, viene commercializzato. La crescita di piante di mais ibride elimina la necessità di conservare i semi. Le rese eccezionali compensano il costo maggiore per l’acquisto dei semi.

1937: William Astbury presentò i primi risultati di alcuni studi di diffrazione a raggi X, i quali dimostrarono che il DNA ha una struttura estremamente regolare.

1938: Viene coniato il termine biologia molecolare

· 1940: Un team di ricercatori dell'Università di Oxford trovò un modo per purificare la penicillina e mantenerla stabile.

1941: I termine "ingegneria genetica" viene usato per la prima volta dal microbiologo danese A. Jost durante una lezione sulla riproduzione in lievito all’istituto tecnico in Lwow, Poland.

Modern Biotechnology (1945-present)

Le origini della biotecnologia culminano con la nascita dell'ingegneria genetica. Ci sono stati diverse scoperte scientifiche che hanno dato inizio all’era che avrebbero unito la genetica alla biotecnologia. L’ingeniería genética è stato definito come la base della nuova biotecnologia.

1944: Erwin Schrödinger asserì che, visto che secondo la fisica quantistica i sistemi di pochi atomi hanno un comportamento disordinato, il materiale genetico doveva essere costituito da una grande molecola non ripetitiva, sufficientemente stabile da mantenere l'informazione genetica, chiamata "cristallo aperiodico”. 1944 : Oswald Theodore Avery dimostrò, in un celebre esperimento insieme a Colin MacLeod e Maclyn McCarty, che il DNA è il contenitore dell’ informazione genetica . Il ruolo del DNA nell'ereditarietà è stato provato, infine, nel 1953 da Alfred Hershey e Martha Chase · Waksman isola la streptomicina, un antibiotico contro la tubercolosi

1946: Si scopre che materiale genetico proveniente da diversi virus può essere combinato per formare un nuovo tipo di virus, un esempio di ricombinazione genetica. Riconoscendo il pericolo di perdita di diversità genetica, il congresso americano approva fondi per la creazione di una collezione sistematica di piante e per la loro conservazione

1947: McClintock scopre elementi transponenti, o “jumping genes,” in mais.

1949: Pauling dimostra come l’anemia falciforme sia una “malattia molecolare” derivante da una mutazione della proteina emoglobina 1951:Viene realizzata per la prima volta l’inseminazione artificiale negli animali utilizzando seme congelato

1953: Nature pubblica il manoscritto di James Watson e Francis Crick che descrive la struttura a doppia elica del DNA, l’inizio dell’era moderna della genetica.

1954: Joseph Murray esegue il primo trapianto di rene tra gemelli identici.

1955: Kornberg scopre l’enzima DNA polimerasi I, iniziando a capire come si replica il DNA.

1955: Jonas Salk sviluppa il primo vaccino contro la poliomielite. Lo sviluppo segna il primo utilizzo di cellule di mammifero (cellule renali di scimmia) e la prima applicazione della tecnologia di coltura cellulare per generare un vaccino. 1957: Crick propose il dogma centrale della biologia molecolare, che fissa le relazioni tra DNA, RNA e proteine. La conferma finale del meccanismo di replicazione basato sulla struttura a doppia elica fu fornita nel 1958 dall'esperimento di Meselson-Stahl. Un successivo lavoro di Crick dimostrò come il codice genetico fosse basato su triplette di basi non sovrapposte, permettendo ad Har Gobind Khorana, Robert Holley e Marshall Warren Nirenberg di decifrarlo.

1958: Edward Tatum (1909–1975) e Joshua Lederberg (1925–2008) condivisero il Premio Nobel per aver dimostrato che i geni regolano il metabolismo producendo enzimi specifici. Scienziati dimostrano che l'anemia falciforme si verifica a causa di un cambiamento di un singolo aminoacido nelle cellule dell'emoglobina. Arthur Kornberg della Washington University di St. Louis produce per la prima volta il DNA in una provetta. 1960-62: Sfruttando l’appaiamento delle basi, si creano ibridi di DNA-RNA. Si scopre l’RNA messaggero. Marshall Nirenberg e Severo Ochoa scoprono che ogni tripletta di nucleotidi codifica per uno specifico amminoacido. Il USDA (Dipartimento dell’Agricoltura Americano) registra il primo biopesticida: Bacillus thuringiensis, or Bt. Il Dr. Osamu Shimomura scopre la proteina fluorescente verde nella medusa Aequorea victoria. Successivamente lo sviluppa in uno strumento per l'osservazione di processi cellulari precedentemente invisibili.

1963: il Dr. Samuel Katz e il Dr. John F. Enders sviluppano il primo vaccino per il morbillo.

1964: Si prevede l'esistenza della trascrittasi inversa. In una conferenza, Tatum espose la sua visione della "nuova" biotecnologia: "L'ingegneria biologica sembra ricadere naturalmente in tre categorie principali di mezzi per modificare gli organismi. Questi sono: 1. La ricombinazione di geni esistenti, o eugenetica. 2. La produzione di nuovi geni mediante un processo di mutazione diretta o ingegneria genetica. 3. Modifica o controllo dell'espressione genica o adozione della terminologia suggerita da Lederberg, ingegneria eufenica. " 1965: Harris e Watkins fondono con successo cellule umane e di topo

1966: Si decodifica il codice genetico, dimostrando che sequenze di 3 basi nucleotidiche (codone) determinano ciascuno dei 20 aminoacidi.

1967: Si mette a punto il primo sequenziatore automatico di proteine

1969: Un enzima viene sequenziato in vitro per la prima volta: ribonuclease

1970: Norman Borlaug riceve il premio Nobel per la Pace (vedi 1963). Vengono scoperti gli enzimi di restrizione che “tagliano e cuciono” materiale genetico, aprendo cosi la strada al clonaggio genico 1971: Prima sintesi completa di un gene

1972: Si scopre che la composizione del DNA umano è simile per il 99% a quello degli scimpanzé e dei gorilla .Si iniziano i primi lavori di trasferimento embrionale 1973: Stanley Cohen e Herbert Boyer perfezionano le tecniche per tagliare e legare il DNA (usando enzimi di restrizione e ligasi) e riproducono nuovo DNA in batteri. Scoperta da parte di Cohen e Boyer di una tecnica del DNA ricombinante mediante la quale una sezione del DNA è stata tagliata dal plasmide di un batterio E. coli e trasferita nel DNA di un altro. Popolarmente indicato come "ingegneria genetica", è stato definito come la base della nuova biotecnologia.

1974: Il National Institutes of Health crea un Recombinant DNA Advisory Committee per monitorare la ricerca nel campo della genetica ricombinante.

1975: Vengono prodotti i primi anticorpi monoclonali.

1976: Le tecniche di DNA ricombinante vengono applicate per la prima volta allo studio di una malattia ereditaria umana. L’ibridazione molecolare viene usata per la diagnosi prenatale dell’alfa talassemia. I geni di lievito vengono espressi nel batterio E. coli. Viene determinata la sequenza di basi per un gene specifico. Il National Institutes of Health-Recombinant DNA Advisory Committee comunica le prime direttive in materia di DNA ricombinante 1977: Prima espressione di geni umani in batteri · Vengono sviluppate procedure per un rapido sequenziamento di lunghe catene di DNA usando l’elettroforesi.

1978: La struttura di un virus viene identificata per la prima volta · Viene prodotta per la prima volta insulina umana ricombinante · Scienziati del Nord Carolina dimostrano che è possibile introdurre mutazioni specifiche in siti specifici di DNA.

1979: Viene sintetizzato per la prima volta l’ormone delle crescita umano. Viene fondata la prima azienda per sviluppare prodotti geneticamente modificati · Scoperta la polimerasi · Viene messa a punto la tecnica per il sequenziamento rapido di nucleotidi. Gene targeting · RNA splicing.

1980: La Corte Suprema Americana nel caso Diamond v. Chakrabarty, approva la possibilità di brevettare organismi, consentendo alla Exxon di brevettare un microrganismo che “mangia idrocarburi” · Viene inventata la prima apparecchiatura per sintetizzare geni · Ricercatori introducono con successo un gene umano che codifica per la proteina interferone in un batterio · Berg, Gilbert, Sanger vincono il Nobel per la Chimica per la creazione della prima molecola ricombinante 1981: Ricercatori della Ohio University producono i primi animali transgenici trasferendo geni di altri animali in topo · Gli scienziati cinesi sono i primi a clonare un pesce, una carpa dorata

1982: Applied Biosystems, Inc., introduce il primo sequenziatore di proteine commerciale a fase gassosa, riducendo la quantità di campione proteico necessaria per il sequenziamento. Primo farmaco biotecnologico approvato dalla FDA: insulina umana prodotta in batteri geneticamente modificati

1983: Viene ideata la tecnica chiamata polymerase chain reaction (PCR). La PCR, che utilizza calore ed enzimi per fare un numero illimitato di geni e loro frammenti, diventerà uno dei maggiori strumenti della ricerca biotecnologica e dello sviluppo dei prodotti a livello mondiale · Viene realizzata la prima trasformazione genica di cellule vegetali con il plasmide TI · Viene sintetizzato il primo cromosoma artificiale · Vengono trovati primi marker genetici per malattie ereditarie · La petunia è la prima pianta geneticamente modificata · Sempre in petunia si dimostra che tratti geneticamente modificati vengono trasmessi alle piante figlie 1984: Viene sviluppata la tecnica del DNA fingerprinting (l’impronta digitale a DNA). L’intero genoma del virus del HIV viene clonato e sequenziato

1985: Markers genetici per malattie del rene e fibrosi cistica vengono identificati · Il test del DNA entra a far parte delle prove di un processo legale · Piante transgeniche resistenti agli insetti, virus e batteri vengono testate in campo per la prima volta · Il National Institute of Health approva le linee guida per fare esperimenti di terapia genica nell’uomo

1986: Il primo vaccino umano ricombinante è quello contro l’epatite B · L’interferone è il primo farmaco antitumorale prodotto biotecnologicamente · Un chimico dell’ University of California-Berkeley descrive come combinare anticorpi ed enzimi (abzymes) per la creazione di farmaci · L’Environmental Protection Agency approva la coltivazione della prima pianta transgenica, il tabacco 1988: Genetisti molecolari di Harvard ottengono il primo brevetto per un animale geneticamente modificato, un topo transgenico· Viene conferito un brevetto per il processo di ottenimento di proteasi resistenti alla candeggina per l’impiego in detergenti· Il congresso americano stanzia fondi per lo Human Genome Project, l’enorme progetto di mappare e sequenziare il genoma umano e quello di altre specie.

1989: Viene approvato in Europa l’uso di un vaccino animale a DNA ricombinante. Vengono utilizzati microbi per la pulizia di versamenti in mare di greggio, introducendo la cosiddetta technology: Bioremediation is the use of living micro organisms to degrade the environmental contaminants into less toxic forms. It uses naturally occurring and fungi or plants to degrade or detoxify substances hazardous to human health and/or the environment. 1990: Viene lanciato lo Human Genome Project—uno sforzo internazionale di mappare i geni dell’uomo. Il primo esperimento di terapia genica viene realizzato con successo sul una bambina di 4 anni affetta da una malattia del sistema immunitario. 1992: Scienziati americani e britannici mettono a punto una tecnica per testare in vitro embrioni per anormalità genetiche quali la fibrosi cistica e l’emofilia 1993: Il Betaseron, interferon b-2b, viene approvato come il primo trattamento per la sclerosi multipla in 20 anni. 1994: Viene scoperto il primo gene del cancro al seno. 1995: Terapia genica, modulazione del sistema immunitario e anticorpi prodotti in modo ricombinante entrano nella clinica nella guerra contro il cancro. 1995: Il primo trapianto di midollo osseo da babbuino a uomo viene eseguito su un paziente con AIDS. 1995: Viene sviluppato il primo vaccino per l'epatite A. 1996: Viene scoperto un gene associato al morbo di Parkinson. 1997: Ian Wilmut, uno scienziato irlandese, è riuscito a clonare un animale adulto, usando le pecore come modello e nominando le pecore clonate "Dolly”. Viene creato il primo cromosoma artificiale umano. 1998: Viene prodotta una bozza della mappa del genoma umano, che mostra le posizioni di oltre 30.000 geni. 1998: Stabilite linee di cellule staminali umane: La pelle umana viene prodotta per la prima volta in laboratorio. 1999: Un test diagnostico consente di identificare rapidamente l'encefalopatia spongicorma bovina (BSE, nota anche come malattia della "mucca pazza") e la malattia di Creutzfeldt-Jakob (CJD). 1999: viene decifrato il codice genetico completo del cromosoma umano.

Ancora, negli anni 90’: Prima condanna penale usando il test del DNA in U.K. · Si scopre che il tumore ereditario al colon è causato da un gene per la riparazione del DNA difettoso. Primo brevetto europeo di un animale transgenico: un topo sensibile a sostanze cancerogene. 2000: Il Kenya sperimenta sul campo la sua prima patata dolce biotech resistente ai virus. Craig Venter è stato in grado di sequenziare il genoma umano. 2001: la sequenza del genoma umano viene pubblicata su Science and Nature, consentendo ai ricercatori di tutto il mondo di iniziare a sviluppare trattamenti. In questo stesso anno la FDA approva Gleevec® (imatinib), un farmaco mirato ai geni per i pazienti con leucemia mieloide cronica. Gleevec è il primo farmaco mirato ai geni a ricevere l'approvazione della FDA. 2002: il banteng, una specie in via di estinzione, viene clonato per la prima volta.

2002: Gli scienziati fanno notevoli progressi nella comprensione dei fattori responsabili del differenziamento delle cellule staminali, identificando più di 200 geni coinvolti nel processo . I ricercatori devono ripensare la loro visione dell’RNA quando scoprono l’importanza di piccoli frammenti di RNA nel controllare molte funzioni cellulari 2003: Cina concede la prima approvazione normativa al mondo di un prodotto per terapia genica, Gendicine (Shenzhen SiBiono GenTech), che fornisce il gene p53 come terapia per il tumore della testa e del collo delle cellule squamose 2003:. The Human Genome Project completa il sequenziamento del genoma umano.

2004:Un gruppo di ricercatori coreani riferisce di aver creato la prima linea di cellule staminali embrionali umane prodotte a partire dal trasferimento di nuclei di cellule somatiche (clonaggio). La FDA approva il primo farmaco antiangiogenico per il cancro, Avastin®. Questo farmaco è un anticorpo monoclonale umanizzato che si lega al fattore di crescita dell'endotelio vascolare (VEGF-A), inibendo la formazione di nuovi vasi sanguinei

2004: l'Organizzazione delle Nazioni Unite per l'alimentazione e l'agricoltura approva le colture biotecnologiche, affermando che la biotecnologia è uno strumento complementare ai metodi agricoli tradizionali che possono aiutare i poveri agricoltori e consumatori nei paesi in via di sviluppo.

2006: la FDA approva il vaccino ricombinante Gardasil®, il primo vaccino sviluppato contro il papillomavirus umano (HPV), un'infezione implicata nei tumori della cervice e della gola e il primo vaccino preventivo per il cancro. USA concede a Do AgroSciences la prima approvazione normativa per un vaccino di origine vegetale. Il National Institutes of Health inizia uno studio di 10 anni su 10.000 pazienti utilizzando un test genetico che prevede la ricorrenza del cancro al seno e guida il trattamento. La FDA approva il vaccino H5N1, il primo vaccino approvato per l'influenza aviaria. 2006 : Il «terzo orecchio» di Stelarc è stato creato in laboratorio, utilizzando cartilagine umana ed è stato poi inserito nel suo braccio

2007 : Scienziati scoprono come utilizzare cellule della pelle umana per creare cellule staminali embrionali.

2008: Scienziati giapponesi creano la prima molecola di DNA fatta quasi interamente di parti artificiali. Questo fa avanzare il campo della terapia genica e porta gli scienziati un passo avanti verso la creazione di un organismo artificiale.

2009: Sasaki e Okana prodotte marmoset transgeniche che danno un bagliore verde alla luce ultravioletta - e passano il tratto alla loro prole. 2010: Ricercatori del J. Craig Venter Institute creano la prima cellula sintetica. Dr. Venter annuncia il completamento della "vita sintetica" trapiantando un genoma sintetico in grado di auto-replicarsi in una cellula batterica ricevente. In questo anno ricercatori di Harvard riportano la costruzione della tecnologia "lung on a chip". Il polmone su un chip è un modello complesso e tridimensionale di un polmone umano vivente che respira su un microchip. Inoltre si creano zanzare resistenti alla malaria. 2011: Un trachea derivati da cellule staminali viene trapiantato in un ricevente umano I progressi nella tecnologia di stampa 3D permetono di stampare pelle umana.

2012: Scienziati riprogrammano cellule cardiache normali che diventano repliche esatte di cellule pacemaker altamente specializzate, iniettando un singolo gene (Tbx18) - un importante passo avanti nella ricerca decennale per una terapia biologica per correggere la mancanza o l’irregolarità del battito cardiaco o “this study is the first to show that a single gene can direct the conversion of heart muscle cells to genuine pacemaker cells. The new cells generated electrical impulses spontaneously and were indistinguishable from native pacemaker cells” 2012: Scienziati europei iniziano le sperimentazioni cliniche per un farmaco biotech anti-HIV prodotta utilizzando il tabacco geneticamente modificato. Questo aumenta il potenziale per la terapia costo-efficacia di HIV / AIDS nel mondo in via di sviluppo. Zac Vawter utilizza con successo un gamba bionica a controllo neuronale per scalare la Willis Tower di Chicago

2012: Vitor Pinheiro e Philipp Holliger del Medical Research Council nel Regno Unitonegli sintetizzano un polimero sintetico: XNA. Proprio come il DNA, l'XNA è in grado di memorizzare informazioni genetiche e quindi evolversi attraverso la selezione naturale. A differenza del DNA, può essere manipolato con cura. 2012: Ricercatori dell'Università di Washington a Seattle hanno annunciato il successo del sequenziamento di un genoma fetale completo utilizzando frammenti di DNA fluttuanti nel sangue di sua madre. 2013: Corte Supreme degli Stati Uniti dichiara che geni naturali non possono essere brevettato.

2013: Due team di ricerca annunciano un nuovo metodo rapido e preciso per la modifica di frammenti del codice genetico. Il cosiddetto sistema CRISPR Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats, sfrutta una strategia di difesa utilizzata dai batteri. La espressione traducibile in italiano con brevi ripetizioni palindrome raggruppate e separate a intervalli regolari è il nome attribuito a una famiglia di segmenti di DNA contenenti brevi sequenze ripetute (di origine fagica o plasmidica) rinvenibili in batteri e archei. Queste brevi ripetizioni sono sfruttate dal batterio per riconoscere e distruggere il genoma proveniente da virus simili a quelli che hanno originato le CRISPR: costituiscono dunque una forma di immunità acquisita dei procarioti diabetici di tipo 1. 2013: Pubblicato i risultati della prima interfaccia cervello-uomo di successo.

2013: Bambino nato con l'HIV era stato guarito dalla malattia.

2014: Ricercatori dimostrano che il sangue di un giovane topo può ringiovanire i muscoli e il cervello di un vecchio topo.

2014: Scoperta di come trasformare le cellule staminali umane in cellule β pancreatiche funzionali, le stesse cellule che vengono distrutte dal sistema immunitario del corpo nei pazienti

2014: La vita sulla Terra codifica le informazioni genetiche usando quattro lettere del DNA: A, T, G e C. in questo anno, i ricercatori hanno creato nuove basi di DNA in laboratorio, ampliando il codice genetico della vita e aprendo le porte alla creazione di nuovi tipi di microbi.

2014: Per la prima volta una donna ha dato alla luce un bambino dopo aver ricevuto un trapianto di grembo. 2014: Un team internazionale di scienziati ha ricostruito un cromosoma di lievito sintetico e perfettamente funzionante. Questo notevole progresso potrebbe portare alla creazione di organismi personalizzati (compresi gli organismi umani).

2014: Fino a quest'anno, l'ebola era solo una nota a piè di pagina interessante per chiunque studiasse malattie tropicali. Ora è un disastro sanitario globale. L'epidemia è iniziata in un unico punto con una interazione uomo-animale - un'interazione che ora è stata individuata usando la ricerca genetica. Un totale di 50 autori hanno contribuito al documento che annunciava la scoperta, tra cui cinque morti per la malattia prima che potesse essere pubblicata.

2014: Scoperto un vaccino che blocca del tutto l'infezione nell'equivalente scimmia della malattia - una svolta che ora viene studiata per vedere se funziona nell'uomo. 2015: gli scienziati dell'Istituto di bioingegneria e nanotecnologia di Singapore hanno progettato brevi stringhe di peptidi che si autoassemblano in un gel fibroso quando viene aggiunta acqua per l'uso come nanogel curativo.

2015: Differenti scoperte utilizzando la tecnologia di modifica genetica CRISPR Ricercatori cinesi hanno riferito di aver modificato il DNA di un embrione umano non vitale. Ricercatori dell'Università di Harvard hanno inserito i geni di un mammut lanoso da lungo estinto nelle cellule viventi - in una capsula di Petri - di un elefante moderno. Pubblicazioni sull’uso della CRISPR per modificare potenzialmente organi di suini per trapianti umani e modificare le zanzare per sradicare la malaria.

2015: Ricercatori svedesi sviluppano un esame del sangue in grado di rilevare il cancro in una fase precoce da una singola goccia di sangue. 2015: Scoperto un nuovo antibiotico, il primo in quasi 30 anni, che potrebbe aprire la strada a una nuova generazione di antibiotici e combattere la crescente resistenza ai farmaci. L'antibiotico, la teixobattina, può trattare molte comuni infezioni batteriche, come la tubercolosi o la setticemia 2015: Un team di genetisti ha terminato di costruire la mappa più completa dell'epigenoma umano, il culmine di quasi un decennio di ricerca. Il team è stato in grado di mappare più di 100 tipi di cellule umane, apprendo la possibilità di comprendere meglio i complessi legami tra DNA e malattie.

2015: Scienziati della Stanford University rivelano un metodo che potrebbe essere in grado di forzare le cellule maligne di leucemia a trasformarsi in cellule immunitarie innocue, chiamate macrofagi.

2015: utilizzando cellule umani, i medici, per la prima volta, hanno costruito una serie di corde vocali. Le cellule sono state esortate a formare un tessuto che imita la mucosa della piega vocale: lembi vibranti nella laringe che creano i suoni della voce umana.

2016: un virus poco conosciuto identificato inizialmente in Uganda nel 1947 - Zika - esplose sulla scena internazionale quando la malattia trasmessa dalle zanzare iniziò a diffondersi rapidamente in tutta l'America Latina. I ricercatori hanno isolato con successo un anticorpo umano che "riduce notevolmente" l'infezione dal virus Zika. 2016: CRISPR, il rivoluzionario strumento di editing genetico che promette di curare le malattie e risolvere le calamità ambientali, quest'anno ha fatto un grande passo in avanti quando un team di scienziati cinesi lo ha usato per curare un paziente umano per la prima volta.

2016: Ricercatori scoprono che un'antica molecola, GK-PID, è il motivo per cui gli organismi monocellulari hanno iniziato a evolversi in organismi multicellulari circa 800 milioni di anni fa.

2016: Cellule staminali iniettate in pazienti con ictus, permettono ai pazienti di camminare.

2016: Secondo uno studio la clonazione non causa problemi di salute a lungo termine.

2016: Per la prima volta, i bioingegneri hanno creato un "cuore su un chip" completamente stampato in 3D. 2017: Ricercatori del National Institute of Health hanno scoperto un nuovo meccanismo molecolare che potrebbe essere la causa della sindrome premestruale grave nota come PMDD.

2017: Scienziati del Salk Institute di La Jolla, in California, hanno dichiarato di essere un passo avanti verso la possibilità di far crescere organi umani all'interno dei suini. Nelle loro ultime ricerche sono stati in grado di far crescere le cellule umane all'interno degli embrioni di maiale, un piccolo ma promettente passo verso la crescita degli organi. 2017: Cellule staminali del sangue cresciute in laboratorio per la prima volta.

2017: Ricercatori dell'Accademia Sahlgrenska - parte dell'Università di Göteborg, in Svezia - hanno generato tessuto cartilagineo stampando cellule staminali usando una bio-stampante 3D.

2017: Comunicazione bidirezionale nell'interfaccia cervello-macchina ottenuta per la prima volta. 2017 Primo paziente trattato con un anticorpo monoclonale per il trattamento della schizofrenia

2017: Viene scoperta una rara mutazione genetica chiamata Serpine 1 per proteggere dal processo di invecchiamento biologico

2017: Il primo paziente ha ricevuto una terapia che includeva l'editing genetico all'interno del corpo.

2018: Scienziati cinesi hanno clonato le prime scimmie utilizzando il trasferimento nucleare di cellule somatiche

2018: Prime uova umane coltivate in laboratorio

2018: STOP al test pilota sulla Colite per trapianto di microbiota fecale 2018-2019: La terapia genica si rivela un trattamento promettente negli studi clinici per la beta talassemia, anemia falciforme, l'emofilia A, e per il trattamento di bambini nati con immunodeficienza combinata grave legata all'X (SCID-X1). Terapia genica approvata in Europa per il trattamento di pazienti con perdita della vista correlata a una mutazione genetica. La terapia genica ha mostrato risultati promettenti

2018: Risultati positivi del farmaco RNAi per il trattamento dell'epatite cronica B. Primo farmaco a base di RNAi approvato dalla FDA

2018-2019 sperimentazione clinica CRISPR-Cas9. L'edizione 2019 CRISPR-Cas9 ha aiutato a ripristinare l'efficacia delle chemioterapie di prima linea per il cancro ai polmoni. CRISPR-Cas9 utilizzato per controllare l'eredità genetica nei topi

2018:Secondo paziente dichiarato libero da HIV dopo aver ricevuto terapia con cellule staminali

2018: James Allison e Tasuku Honjo hanno ricevuto il Premio Nobel per la Fisiologia o la Medicina per la loro scoperta di inibitori del checkpoint immunitario per la terapia del cancro. 2018: Un virus geneticamente modificato per uccidere le cellule tumorali apre una nuova strada per l'immunoterapia

2018: Primi bambini modificati geneticamente annunciati da uno scienziato cinese

2019: Viene pubblicata una nuova tecnica di editing del DNA chiamata 'Prime editing’

2020: Scienziati mostrano una nanoparticella disegnata come "cavallo di Troia" che fa mangiare alle cellule del sangue porzioni di placca aterosclerotica che causano attacchi di cuore e sono l'attuale causa più comune di morte a livello globale.

2020: Gli scienziati sviluppano un sistema di editing genetico basato su CRISPR-Cas 12b che può sondare e controllare più geni contemporaneamente e può implementare il gate logico ad es. rilevare le cellule tumorali ed eseguire risposte immunomodulatorie terapeutiche. i risultati preliminari di uno studio di fase I che utilizza l'editing genico CRISPR-Cas9 dei linfociti T in pazienti con cancro refrattario dimostra che queste terapie possono essere sicure e fattibili 2020: Utilizzo per la prima volta dell'editing genetico CRISPR-Cas9 all'interno del corpo umano. Mirano a ripristinare la vista per un paziente con amaurosi congenita di Leber ereditata.

2020: Scienziati sviluppano un modo per bioprintare l'ossido di grafene in 3D con una proteina. Dimostrano che questo nuovo bioink può essere utilizzato per ricreare strutture di tipo vascolare.

2020: CRISPR-Cas12b, accanto a Cas9 e Cas12a, è un terzo promettente strumento di editing CRISPR per l'ingegneria del genoma delle piante.

2020: Sviluppato di una strategia basata su CRISPR, chiamata PAC-MAN (Prophylactic Antiviral Crispr in huMAN cells), in grado di trovare e distruggere i virus in vitro. Nessuna applicazione posteriore è stata pubblicata

2020:Sscienziati presentano la nuova tecnologia CRISPR multiplex, chiamata CHyMErA (Cas Hybrid for Multiplexed Editing and Screening Applications), che può essere utilizzata per analizzare quali o come i geni agiscono insieme rimuovendo simultaneamente più geni o frammenti di geni. 2020: Ricercatori sviluppano un nuovo tipo di piattaforma di screening CRISPR-Cas13d per un design efficace dell'RNA guida che ha come obbiettivo all'RNA. Hanno usato il loro modello per prevedere gli RNA guida Cas13 ottimizzati per tutti i trascritti di RNA codificanti proteine del DNA del genoma umano. La loro tecnologia potrebbe essere utilizzata nella biologia molecolare e in applicazioni mediche così come per un migliore targeting dell'RNA del virus o dell'RNA umano. Targetare all'RNA umano dopo che è stato trascritto dal DNA, piuttosto che dal DNA, consentirebbe più effetti temporanei rispetto alle modifiche permanenti ai genomi umani. La tecnologia è messa a disposizione dei ricercatori attraverso un sito web interattivo e un software gratuito e open source ed è accompagnata da una guida su come creare RNA guida per indirizzare il genoma dell'RNA SARS-CoV-2.

2020: Scienziati riferiscono di aver ottenuto il controllo wireless della secrezione dell'ormone surrenale in ratti non modificati geneticamente, attraverso l'uso di nanoparticelle magnetiche iniettabili (MNP) e campi magnetici alternati applicati a distanza che li riscaldano. Le loro scoperte possono aiutare la ricerca sugli impatti fisiologici e psicologici dello stress e dei trattamenti correlati e presentare una strategia alternativa per modulare la funzione degli organi periferici rispetto ai dispositivi impiantabili problematici 2020: Gli scienziati descrivono e visualizzano la struttura atomica e l'azione meccanica della batteriocina R2 piocina, che uccide i batteri, e costruiscono versioni ingegnerizzate con comportamenti diversi rispetto alla versione naturale. Le loro scoperte possono aiutare la progettazione di nanomacchine come antibiotici specifici https://www.youtube.com/watch?v=AeeNUnBW5NU&feature=emb_logo

2020- I ricercatori dimostrano un memristor (memory transistor) diffusivo fabbricato da nanofili proteici del batterio Geobacter sulfurreducens che funziona a voltaggio sostanzialmente inferiori a quelle descritte in precedenza e può consentire la costruzione di neuroni artificiali che funzionano a voltaggio di potenziali d'azione biologici. I nanofili hanno una serie di vantaggi rispetto ai nanofili di silicio e i memristori possono essere utilizzati per elaborare direttamente segnali di biosensori, per il calcolo neuromorfico e / o la comunicazione diretta con i neuroni biologici. 2020: Ingegnerizzazione di piante geneticamente modificate per emettere luce molto più luminosa di quanto fosse possibile in precedenza inserendo geni del fungo bioluminescente Neonothopanus nambi. Sviluppo di cloroplasti artificiali, le strutture fotosintetiche all'interno delle cellule vegetali, in grado di convertire l'anidride carbonica in modo più efficiente rispetto alle piante da sole, in goccioline delle dimensioni di una cellula. Secondo lo studio ciò dimostra come i moduli biologici naturali e sintetici possano essere abbinati a nuovi sistemi funzionali.

2020: Sviluppo di globuli rossi sintetici che per la prima volta possiedono tutte le ampie proprietà e capacità naturali conosciute delle cellule naturali. Inoltre, i metodi per disporre carichi funzionali come emoglobina, farmaci, nanoparticelle magnetiche e biosensori di ATP possono consentire ulteriori funzionalità non native.

2020: Un team di ricercatori del RIKΞN riferisce di essere riusciti a utilizzare una variante geneticamente modificata di R. sulfidophilum per produrre spidroins, le principali proteine della seta di ragno

2020: Un lavoro mostra come l’esercizio in topo aumenta la secrezione della proteina GPLD1 dal fegato, che è elevata anche negli esseri umani anziani che si esercitano regolarmente. Questa proteina , associata a una migliore funzione cognitiva nei topi anziani, potrebbe produrre molti benefici per il cervello.

2020: Scienziati descrivono un meccanismo biomolecolare in grado di determinare quale processo domina durante l'invecchiamento e progettare geneticamente un nuovo percorso di invecchiamento con una durata di vita sostanzialmente estesa.

2020: Sviluppo di un processo basato sull'intelligenza artificiale (AI) che utilizza database del genoma per la progettazione di nuove proteine. Hanno usato il deep learning per identificare le regole di progettazione.

2020: Gli scienziati riferiscono che la soppressione delle proteine di segnalazione dei recettori di tipo 2, la miostatina e l'attivina A, tramite l'attivina A / inibitore della miostatina ACVR2B, può proteggere contro la perdita sia muscolare che ossea nei topi. I topi sono stati inviati alla Stazione Spaziale Internazionale e hanno potuto in gran parte mantenere il loro peso muscolare - circa il doppio di quelli di tipo selvatico a causa dell'ingegneria genetica per la delezione mirata del gene della miostatina - in condizioni di microgravità. 2020: Biotecnologi riportano il raffinamento genetico e la descrizione meccanica degli enzimi sinergici ( PETase, scoperto per la prima volta nel 2016, e MHETase di sakaiensis) per una depolimerizzazione più rapida del polietilene tereftalato (PET) e anche del polietilene furanoato (PEF), che può essere utile per disinquinamento, riciclaggio e di plastiche miste.

2020: The Nobel Prize in Chemistry 2020 was awarded jointly to Emmanuelle Charpentier and Jennifer A. Doudna "for the development of a method for genome editing.»

Oggi la biotecnologia viene utilizzata in innumerevoli aree tra cui agricoltura, bio-risanamento e medicina legale, dove l'impronta digitale del DNA è una pratica comune. Sia l'industria che la medicina usano le tecniche di PCR, test immunologici e DNA ricombinante. La manipolazione genetica è stata la ragione principale per cui la biologia è ora vista come la scienza del futuro e la biotecnologia come una delle industrie leader. Alcune considerazioni o Nella storia delle biotecnologie, vediamo come il confine tra la scienza e la tecnologia, la conoscenza e il potere, diventa sfocato. In alcuni settori di questo campo le norme mertoniana sono costantemente e intenzionalmente violate.

1942 Robert K. Merton introdusse "quattro serie di imperativi istituzionali adottate per comprendere la filosofia della scienza moderna ... universalismo, il comunitarismo, il disinteresse, e lo scetticismo organizzato». Queste 4 norme possono essere riassunti o Universalismo: la validità scientifica è indipendente dallo status socio-politica / attributi personali dei suoi partecipanti; per onorare questo principio, il progetto scientifico richiede alle organizzazioni di fornire pari opportunità. o Comunitarismo: tutti gli scienziati dovrebbero avere proprietà comune dei beni scientifici (proprietà intellettuale), per promuovere la collaborazione collettiva; segretezza è l'opposto di questa norma. o Disinteresse: gli istituzioni scientifiche agiscono a beneficio di un'impresa scientifica comune, piuttosto che per il guadagno personale degli individui al loro interno. o Scetticismo organizzato: gli affermazioni scientifiche dovrebbero essere esposte ad un esame critico prima di essere accettati: sia nella metodologia sia nelle conclusioni.