Es gibt eine Art Bank, deren "Vorteile" wir alle ungewollt genießen

Produziert von: Science Popularization China

Autor: Yu Yajing (Direktor des China General Microbiological Culture Collection Management Center)

Hersteller: China Science Expo

Anmerkung des Herausgebers: Um die neuesten Geheimnisse der Biowissenschaften zu entschlüsseln, hat das Spitzentechnologieprojekt von China Science Popularization eine Artikelserie mit dem Titel „Neues Wissen über das Leben“ veröffentlicht, die Lebensphänomene interpretiert und die Geheimnisse der Biologie aus einer einzigartigen Perspektive enthüllt. Tauchen wir ein in die Welt des Lebens und erkunden wir die unendlichen Möglichkeiten.

Jeder kennt Banken. Sie sind sicher und können das Interesse steigern. Erwachsene legen Geld, das sie eine Zeit lang nicht benötigen, bei Banken an und heben es ab, wenn sie es brauchen. Aber neben dieser Art von Finanzbank gibt es tatsächlich noch eine andere magische Bank – die Biobank.

Als Lebewesen speichert jeder von uns etwas in ihnen, ohne es zu wissen, und genießt oft die Vorteile, die sie mit sich bringen, ohne es zu wissen.

Biobanking wird auch als Biobank bezeichnet. Wie Finanzbanken hinterlegen Wissenschaftler, Ärzte oder einige Unternehmen biologisches Material, das sie im Rahmen ihrer wissenschaftlichen Forschung, medizinischen Behandlung oder Entwicklung erhalten, in einer Biobank und beantragen dann bei Bedarf die Entnahme.

Gleichzeitig unterscheiden sich Biobanken durch ein weiteres Merkmal von Finanzbanken: ihren gemeinnützigen Charakter. Neben der eigenen Nutzung der in der Biobank gespeicherten biologischen Materialien ist es das Wichtigste, diese über die Biobank mit Kollegen auf der ganzen Welt für die akademische Forschung oder die industrielle Entwicklung zu teilen und die wertvollen biologischen Proben, die in der Biobank aufbewahrt werden, gemeinsam zu entwickeln und zu nutzen.

Biobanken sind eine wichtige Infrastruktur für die Entwicklung der Biotechnologie und Bioindustrie. Es gibt zahlreiche Biobanken, von der wissenschaftlichen Forschung bis zur Industrie, von Lebensmitteln bis zur Medizin und von der Landwirtschaft bis zur Industrie.

Interessanterweise gibt es auch unter den Biobanken die sogenannten „Big Four“. Sie bewahren jeweils vier wichtige biologische Ressourcen: Stämme, Gene, Zellen und Keimplasma.

Eine der vier großen Banken: „Strain Bank“

Eine Stammbank ist, wie der Name schon sagt, ein Ort zur Aufbewahrung mikrobieller Stämme.

Wir Menschen können in unserem täglichen Leben nicht ohne Mikroorganismen leben. Die Vorfahren des Menschen waren sich schon früh der Existenz von Mikroorganismen bewusst und begannen, diese bewusst zu nutzen.

Elektronenmikroskopische Aufnahme der Knospenvermehrung eines aus einem Kratersee isolierten Hefestamms

(Bildnachweis: Li Aihua, China General Microbiological Culture Collection Management Center)

Raten Sie mal, um welche Art von Mikroorganismus es sich handelt?

Dies ist die Hefe, ohne die wir nicht mehr leben können. Hefe ist rund und prall und bildet beim Keimen kleine Knospen, die sehr niedlich sind.

Hefe macht Wein. Wissenschaftler des Instituts für Mikrobiologie der Chinesischen Akademie der Wissenschaften verbrachten mehrere Jahre damit, Hefevorkommen auf dem Qinghai-Tibet-Plateau zu sammeln, zu isolieren und systematisch zu untersuchen und entdeckten unter ihnen eine Population. Durch Multigen- und Genomanalysen wurde festgestellt, dass diese Hefen über die Seidenstraße nach Europa gelangten und zum Ursprung der Lagerbierhefe wurden, die heute auf der ganzen Welt beliebt ist.

Hefe kann auch zur Herstellung süßer und weicher Dampfbrötchen und Brote verwendet werden. Milchsäurebakterien können Milch in Joghurt und Käse „verwandeln“. Auch für die Herstellung von Sojasauce und Essig werden verschiedene Mikroorganismen benötigt. Ganz zu schweigen davon, dass verschiedene essbare Pilze eigentlich einzigartige Mikroorganismen sind.

Eine Vielzahl essbarer Pilze

(Fotoquelle: Veer Gallery)

Es ist vorstellbar, dass unser Esstisch ohne Mikroorganismen wahrscheinlich sehr eintönig werden würde!

Das China General Microorganism Culture Collection Management Center beherbergt 110.000 Mikroorganismenstämme aus der ganzen Welt. Einige von ihnen können Vitamine und Antibiotika produzieren und Kunststoffe abbauen. Manche können Ackerland fruchtbar machen, aus Öl oder Mais Kleidung für uns machen und manche können uns energiegeladen, gesund und schlank halten. Mikrobielle Stammressourcen sind wie eine riesige Schatzkammer, die darauf wartet, von uns „ausgenutzt“ zu werden.

Die zweite der vier großen Banken: „Gene Bank“

Die wichtigste Genbank ist die menschliche Genbank. Darüber hinaus soll es auch Genbanken für wichtige Versuchstiere, seltene Wildtiere, seltene Pflanzen, Arzneipflanzen und Mikroorganismen geben.

Was sind Gene? Einfach ausgedrückt sind Gene das heilige Buch des Lebens . In diesem Buch wird definiert, wie jeder Mensch, jedes Tier, jede Pflanze und jeder Mikroorganismus grundsätzlich aussehen wird, und dieses Buch wird von Generation zu Generation weitergegeben. Daher ist die Lektüre des Buches der Gene der Beginn unseres Verständnisses des Lebens.

Heute verfügen wir über eine Vielzahl moderner biotechnologischer Methoden, die es uns ermöglichen, das Buch des Lebens nicht nur zu lesen, sondern es auch zu verändern, sodass sich Tiere, Pflanzen und Mikroorganismen in die von uns vorgegebene Richtung verändern können. Sogar einige genetische Erkrankungen des Menschen können durch spezielle Methoden der Genmodifikation wirksam behandelt werden. Da das menschliche Buch des Lebens jedoch zu komplex ist, müssen wir ehrfürchtig und vorsichtig bleiben, und die Gentherapie hat noch einen langen Weg vor sich.

Die dritte der vier großen Banken ist die „Cell Bank“

Eine Zellbank, von der wir im Alltag oft hören, ist die Nabelschnurblutbank.

Warum müssen wir Neugeborenen Nabelschnurblut entnehmen? Denn Nabelschnurblut enthält viele Stammzellen. Stammzellen verfügen über unbegrenzte Selbsterneuerungsfähigkeiten und können sich zu Nerven, Blutgefäßen oder verschiedenen Geweben und Organen entwickeln. Wenn das Kind also zu einem bestimmten Zeitpunkt, wenn es heranwächst, spezielle Zellen für die Behandlung benötigt, kann das Nabelschnurblut entnommen werden, die Stammzellen können kultiviert und zur Differenzierung in maßgeschneiderte therapeutische Zellen angeregt werden, wodurch ein personalisierter Behandlungsplan erstellt werden kann.

Stammzellbanken sind professionellere öffentliche Dienstleistungsplattformen. Beispielsweise kann die Nationale Stammzellenbank der wissenschaftlichen Forschung oder Unternehmen qualitätszertifizierte pluripotente Stammzellen zur Verfügung stellen und so Forschern bei der Entwicklung von Medikamenten oder Krankenhäusern dabei helfen, ein breiteres Spektrum an Lösungen für die Präzisionsmedizin bereitzustellen.

Es gibt mittlerweile viele medizinische Fälle. Beispielsweise kann die Transplantation hämatopoetischer Stammzellen zur Behandlung von Blutkrankheiten wie Lupus erythematodes, hämolytischer Anämie und akuter Leukämie eingesetzt werden. Neuronale Stammzellen können zur Behandlung von Erkrankungen des Nervensystems eingesetzt werden, beispielsweise Zerebralparese, Rückenmarksverletzungen, Motoneuron-Erkrankungen, Parkinson-Krankheit, Hirnblutungen, Folgen eines Hirninfarkts und Folgen eines Hirntraumas. Darüber hinaus gibt es einige Erkrankungen des Immunsystems wie Diabetes, Dermatomyositis, Myasthenia gravis, Gefäßerkrankungen, Sklerose usw. Auch die Stammzellentherapie ist eine der Behandlungsmethoden.

Die vierte der vier großen Banken ist die „Samenbank“

Keimplasma-Ressourcenbanken spielen in der Landwirtschaft, Forstwirtschaft, Viehzucht und Fischerei eine sehr wichtige Rolle. Ob Pflanzenbauindustrie, Zuchtindustrie oder Wasserwirtschaft, alle verfügen über eigene Keimplasmabanken. Dies ist auch ein wichtiger Grund, warum wir heute Köstlichkeiten aus aller Welt genießen können.

Zahlreiche Keimplasmaressourcen hervorragender landwirtschaftlicher Produkte im In- und Ausland werden durch Keimplasmabanken konserviert und an geeigneten Produktionsorten bereitgestellt, was die Vielfalt der Nahrungsmittel auf unserem Tisch erheblich bereichert. In der riesigen Wüste und am Fuße des Tianshan-Gebirges in Xinjiang, meinem Land, können beispielsweise Lachse, Weißbeingarnelen, Macrobrachium rosenbergii, australische Süßwasserhummer und Krabben gezüchtet werden.

In Zukunft könnten wir vielleicht von der „Biobank“ zum „Biosupermarkt“ übergehen.

Nachdem wir so viel über Biobanken gesprochen haben, stellen wir uns vor, dass unsere Wissenschaftler eines Tages alles von Genen bis zu Proteinen, von Sequenzen bis zu Funktionen verstehen, also das heilige Buch des Lebens klar lesen können. Dann könnte die „Biobank“ vielleicht in einen „Bio-Supermarkt“ verwandelt werden.

Auf diese Weise können wir nicht nur die von uns gespeicherten biologischen Materialien entnehmen und verwenden, sondern mithilfe künstlicher Intelligenz auch verschiedene biologische Komponenten und biologische Module entwerfen, die in der Natur nicht vorkommen. Wissenschaftler müssen diese Module lediglich aus dem Supermarktregal nehmen und selbst zusammenbauen, um verschiedene Mikroorganismen, Zellen, Tiere oder Pflanzen zu erhalten. Sie können Impfstoffe, Medikamente, Proteine ​​oder kleine Molekülpeptide herstellen, und sie können auch Kunststoffe produzieren, die widerstandsfähiger als Stahl sind, und Fasern, die stärker als Spinnenseide sind.

Voraussetzung ist natürlich, dass wir das Buch des Lebens vollständig verstehen. Darüber hinaus benötigen wir strenge und klare Gesetze und Vorschriften, um die Entwicklung und Anwendung des „Bio-Supermarkts“ einzuschränken. Lassen Sie uns jetzt eine Biobank aufbauen und die Geheimnisse des Lebens erforschen!