Метрика

Биотехнологии

Рассмотрим биотехнологии. В любой научной среде, технологиях, наступает такой момент, когда развитие останавливается. Обычно причина этому – либо несоответствующие технологии, не позволяющие воспроизведи некоторые идеи и догадки, либо полное отсутствие новых идей. Некоторое время раздел биотехнологии претерпевал именно этот процесс. Использовались старые биотехнологии, выработанные еще несколько столетий назад, технологии. Однако в последнее время благодаря технологическому рывку все изменилось и биотехнологии поражают мир открытиями и просто фантастическими перспективами. Но обо всем по порядку.

История развития биотехнологии

Первые примеры работы человека с биотехнологиями датируются годами до Н.Э. На древних вавилонских табличках, которые находят и по сей день, есть рецепт технологии производства пива. Это простейшее применение биотехнологии. На тот момент люди находили лишь прикладное применение наблюдаемым явлениям, однако понять суть происходящего процесса они не могли.

Первые осознанные труды, обосновывающие процессы биотехнологии начинают появляться ближе к двадцатому столетию. Среди значимых открытий технологий в тот период, следует выделить:

  • 1867 год. Луи Пастером обосновываются такие процессы как квашение и брожение. Именно он впервые обосновал тот факт, что эти явления не что иное, как жизнедеятельность микроорганизмов. Позже, благодаря опытам было выявлено, что бесклеточный экстракт является катализатором данного процесса.
  • 1865 год. Монахом Генрихом Менделем рассмотрен процесс наследственности у растений.
  • 1902 год – появление теории, согласно которой наследственность – результат наличия хромосом.

Именно два последних открытия сделали огромный вклад в науку, технологии, и трансформировали биотехнологии в то, чем мы и привыкли их считать.

Что такое биотехнология термин и основные виды

Биотехнология представляет собой науку, изучающую, а по совместительству и создающую методы и способы создания веществ, при помощи естественного материала – клеток. Помимо клеток, в процессе промышленного производства могут применяться живые микроорганизмы, и даже их группы.

На современном этапе развития биотехнология может очень многое. От примитивных технологий производства пива, до синтеза инсулина или даже очищения мирового океана. Так как биотехнологии очень широкая область — ее дробление на несколько прикладных направлений вполне предугадываемый шаг. На сегодняшний день, биотехнологии разделены среди таких наук, как:

  1. Биоинженерия;
  2. Биомедицина;
  3. Биофармакология;
  4. Биоинформатика;
  5. Бионика;
  6. Биоремедиация;
  7. Клонирование;
  8. Генетическая инженерия.

Все это многообразие научных отраслей биотехнологий, так или иначе, влияет на жизнь фактически любого человека на планете. Биотехнологии обширно применяются в таких направлениях как:

  • Пищевая промышленность. Второе название — белая биотехнология;
  • Фармакология. Данное направление имеет второе название — красная биотехнология. Отрасль связана с производство усовершенствованных лекарств и вакцин. То, что на сегодняшний день, ученые могут разобрать генетический код вируса или бактерии и создать лекарство — заслуга именно этой отрасли;
  • Серая биотехнология или биоремедиация – позволяет качественно перерабатывать отходы без вреда для окружающей среды;
  • Зеленая биотехнология – технология, применяемая в сельском хозяйстве. Одно из самых массовых направлений. Главная цель данной отрасли — создание таких условий, технологий, в которых бы было возможно обеспечивать население земли всеми необходимыми продуктами питания с минимальными вложениями.

Философия школы future biotech

Эта организация начала свою деятельность в 2012 году и по сей день продолжает развиваться. Что же представляет собой эта школа биотехнологий. Как и другие научные подразделения, она преследует такие основные цели, как:

  1. Обмен опытом. В конференциях, организованных данной школой принимают участие ведущие специалисты в данной области из Соединённых Штатов, Австралии и Европы.
  2. Улучшение уровня отечественных технологий.

Однако, помимо их, есть еще одна, не менее важная прикладная задача, которую ставят пред собой сотрудники школы. Эта задача состоит во внедрении технологий в бизнес. В силу географических и национальных особенностей вовлеченность бизнеса в технологии остается на минимальном уровне. А ведь опыт зарубежных стран дает понять, то коммерческий подход к новейшим разработкам ученых может принести пользу как науке, так и экономике сектора.

Какие прорывы в медицине нас ожидают

Конечно, говоря о биотехнологиях, в широком смысле, речь в первую очередь идет не о деньгах. О том, что биотехнологии могут преподнести человечеству. Если кратко – то прогнозы таковы, что уже через несколько десятков лет. При поддержании текущего темпа развития биотехнологии могут обеспечить нас лекарствами от любых болезней. Тех болезней, которые с текущим уровнем медицины носят звание неизлечимых. На данный момент, в перспективе и разработке находятся следующие технологии:

  1. Технологии генной инженерии. Одними из самых тяжелых и практически не поддающихся лечению заболеваний, являются заболевания генетические, передающиеся по наследству. Именно генная инженерия способна это исправить. Основная идея генной инженерии в том, чтобы доставлять здоровые гены, и менять их на дефектные. Гениальная и красивая теория, которая на данный момент еще не смогла воплотиться полностью. Хотя порывы в технологиях есть. Уже сейчас поддаются лечению монохромосомные заболевания. Те, где поврежден только одни ген. Заболевания с большим количеством повреждений пока что недоступны генным инженерам.
  2. Синтез белка. Новые технологии позволят синтезировать новые типы белка. Для чего это нужно? Все просто. Уже к 50 годам обещается пост антибиотический период. Антибиотики повсюду, и микроорганизмы начинают привыкать к ним. Болезни перестают лечиться привычным способом, что заставляет обращаться к антибиотикам нового уровня, которые отрицательно влияют на организм. Синтез нового белка позволит не просто отодвинуть эту проблему, а создаст постоянное средство лечения болезней без последствий привыкания.

Генотерапия на пути к миру без неизлечимых заболеваний

Как уже было сказано, работа с генетическим кодом – приоритетное направление медицины. На данный момент генетическая инженерия может оказывать влияние на организм на двух уровнях:

  • Перинатальный;
  • Постнатальный.

Причем второй способ стал доступен благодаря постоянному развитию генной инженерии. Перинатальный уровень подразумевает вмешательство в генетический код еще в утробе матери. Лечение идет в ногу с развитием плода. В итоге обреченный на болезнь ребенок, получает шанс родиться здоровым.

Постнатальный способ. То есть лечение генетических отклонений у взрослых был долгое время недоступен. Однако в последние годы были созданы препараты, которые позволяют и так е вмешательство. Пример постнатального генетического препарата – нусинерсен. Он предназначен людям с таким редким генетическим отклонением как спинная мышечная атрофия. Использование препаратов в ходе клинических исследований, доказали его эффективность. Более 51 процента, принимавших данный препарат получили значительное облегчение. Улучшилась моторика, ушла необходимость в аппарате вентиляции легких.

Технология crispr cas9 самый точный инструмент редактирования генома

Эта технология — новая ступень в развитии генной инженерии. Раньше, средством генной инженерии выступали вирусы. Их особенное свойство – умение переносить и внедрять в цепочку ДНК свои клетки. Эта особенность и была использована учеными. Вирусы переносили здоровый ген и вытесняли с помощью него дефектный. Однако для большей точности работы была необходима новая технология. Такой технологией и стал crispr cas9.

В природе – это природный адаптивный иммунный механизм бактерий. Однако люди научились использовать их оружие в своих целях. Если прежняя технологии позволяла лишь заменять дефектные гены здоровыми, то технология crispr cas9 позволяет полностью отредактировать генетический набор организма.

В 2018 году мир потрясла новостью. Китайский ученый заявил о рождении ребенка, который имел иммунитет к ВИЧ. Новость произвела фурор. Множество, как положительных, так и отрицательных комментариев. Ведь этический вопрос генной инженерии по-прежнему одна из острых тем обсуждения для всего человечества.

crispr cas9 технология не является доработанной. Не редки случаи, когда воздействие приводило к образованию раковых опухолей. Однако – это лишь начало и технология однозначно перспективный проект, который значительно продвинет генную инженерию.

Комплементарное лекарство

К сожалению, на данный момент большинство лекарственных препаратов изготовленных по новым технологиям, носят статус комплементарным. Иными словами это значит, что такие лекарства не являются основными лекарственными средствами и не могут быть использованы наравне или вместо конвенционных препаратов.

Такое положение сложилось по той простой причине, что для того, чтобы приобрести статус проверенного препарата, лекарственное средство должно пройти семь кругов бюрократического ада. И не меньшее количество специальных тестов и клинических проверок. А учитывая тот факт, что, появляются такие препараты часто, процесс их признания идет медленно. Комплементарные лекарства применяются, но как добавочные. С согласия лечащего врача и пациента.

Несмотря на то, что объем этих новшеств огромен, все они работают на основе определенных достижений, которых не так уж много. Разберёмся с ними подробнее.

Новые роли нуклеиновых кислот

Нуклеиновые кислоты – один из тех объектов, который замечен традиционной медициной относительно недавно. При попадании в организм нуклеиновая кислота:

  • Подавляет воспаление;
  • Восстанавливает функции иммунных органов;
  • Положительно влияет на организм в целом.

Однако это известно еще с 19 века. А вот новое свойство нуклеиновых кислот было выявлено относительно недавно. При попадании в организм, они помогают справиться с аллергиями, но на совершенно новом уровне. Если обычные противоаллергические средства только блокируют рецепторы, то прием нуклеиновых кислот позволяет адаптировать организм к отторгаемому им веществу.

Белки как лекарство

Белки в качестве лекарственного препарата используются давно. Но происходит это в традиционный форме, на примитивном уровне. Лечащий эффект достигается за счет присутствия в белке вышеуказанных нуклеиновых кислот. Однако примером биотехнологического подхода к использованию белков является синтез белков.

Именно синтез белков в дальнейшем должен поддержать и стать основой отраслью антибиотиков. Выработанные по специальной технологии белки не дают вирусам привыкать к ним, за счет постоянного изменения ДНК.

Сначала была клетка стволовая

Говоря о биотехнологиях нельзя не упомянуть стволовую клетку. Это – те клетки, которые позволяют организму регенерировать, и излечивать самого себя. Именно стволовым клеткам пророчат успех в повышении возраста человека.

Уже сейчас проведены опыты с вживлением стволовых леток. Такая процедура усиливает иммунные свойства организма и замедляет процесс старения.

Микробиом как объект и субъект терапии

Современная медицина отличается от медицины прошлых лет, тем, что произошло осознание необходимости внутреннего мира. И речь вовсе не о душе человека, а о миллионах бактерий населяющих его.

Многие заболевания являются следствием именно нарушения баланса в биоме. Одни бактерии начинаю уничтожать других. Поддержание этого баланса и есть задача современной медицины. Тот радикальный подход, когда все бактерии являются злом, давно пересмотрен и теперь доносится миру.

Виды биотехнологии

Говоря о биотехнологии, нужно понимать, что ее отрасли могут значительно отличаться друг от друга.

Биоинженерия

Эта область научных знаний на стыке дисциплин. Она включает в себя как достижения биологов, так и инженерные инновации. Особенно большой шаг в данном направлении – роботизация. В этой области передовые технологии используются совместно с медицинскими знаниями.

Биомедицина

Эта отрасль – больше название, чем вид биотехнологии. Ведь, по сути, она объединяет под собой и биофармакологию и биоинженерию.

Биофармакология

Использование живых организмов и их жизнедеятельности для получения лекарственных средств.

Биоинформатика

Представляет собой теоретический полигон биотехнологий. Биоинформатика, это:

  • Анализ данных;
  • Моделирование ситуаций;
  • Прогноз.

Бионика

Область биотехнологии, изучающая население человека и способы взаимодействия с ним.

Биоремедиация

Это перспективное, с учетом объема загрязнений отрасль биотехнологий. Ее суть – использование метаболических возможностей микроорганизмов для очищения водоемов. При проведении очистительных работ используются:

  • Бактерии;
  • Грибки;
  • Черви и т.д.

Клонирование

Метод создания генетически идентичных организмов. Происходит при помощи бесполого вегетативного размножения. Пока не нашел практического применения, хотя имеет большой потенциал, в вопросе сохранения разнообразия живого мира.

Генетическая инженерия

Раздел биотехнологий посвященный работе с внутренним кодом – ДНК. Позволяет лечить наследственные болезни. В перспективе создание «Идеального человека». Без генетических заболеваний с идеальным набором генов.

Последние направления биотехнологий тревожат весь мир, так как задевают некоторые этические вопросы.

Некоторые этические и правовые аспекты применения биотехнологических методов

Самый яркий пример биотехнологий – клонирование. С его помощью есть возможность вырастить клона человека. Но вот насколько он будет человеком? Как относиться к вопросу его использования лишь в качестве материала? Эти вопросы постоянно обсуждаются, и единого мнения пока что нет.

Зато уже предусмотрен ряд правовых источников, призванных регулировать вопрос биотехнологий. В их число входит федеральный закон о запрете клонирования, принятый в РФ в 2002 году на пять лет. Однако срок его действия закончился, а вопрос по-прежнему открыт.

Такое положение вокруг биотехнологий сложилось из-за того, что они имеют огромный, но неисследованный потенциал.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector