Биотехнологические компании используют живые организмы для создания технологических решений для решения проблем, включая болезни, загрязнение окружающей среды, сельское хозяйство и любые другие области. Это может варьироваться от использования генов растений для получения медицинских лекарств до использования белков из грибка, чтобы сделать культуры менее восприимчивыми к вредителям. Несмотря на то, что биотехнологии широко применяются, большинство из них относятся к медицинскому, сельскохозяйственному или промышленному секторам.
подсказки
-
Три типа биотехнологических компаний - медицинские, сельскохозяйственные и промышленные.
Что такое биотехнология?
Биотехнология включает в себя изучение и применение биологических систем, обнаруженных в организмах, включая бактерии, грибки, вирусы, растения и животных, для достижения технологических достижений. Проще говоря, биотехнология - это использование жизненных форм (будь то использование самого организма или чего-то, полученного из него), чтобы помочь решить проблемы с помощью технологий.
Термин был первоначально придуман венгерским сельскохозяйственным инженером Карлом Эреки в 1919 году, чтобы описать сочетание биологии и технологии. Трудно поверить, насколько выросла эта область за сто лет с тех пор, как он создал этот термин.
Индустрия биотехнологий, часто сокращаемая до «биотехнологий» или «биотехнологий», является одним из наиболее быстро растущих секторов в исследованиях и разработках. Ежегодно он приносит сотни миллиардов долларов благодаря новым инновациям, которые можно использовать в самых разных областях. Эти достижения могут быть разработаны для самых разных целей, включая подготовку вакцин, кормление голодных, создание нового биотоплива, разработку новой косметики или даже пивоварение.
Типы Биотехнологии
В то время как три основные формы биотехнологии медицинский, сельскохозяйственный а также промышленные (иногда называемые «красной», «зеленой» и «белой» биотехнологиями, соответственно), существует множество различных типов биотехнологий, некоторые из которых выходят за рамки этих трех основных областей, а некоторые объединяют несколько типов. Например, генетическая модификация растений для использования в вакцинах включает как сельскохозяйственный, так и медицинский секторы.
Приложения медицинской биотехнологии
Когда биотехнология используется в целях, которые могут лучше здоровья или же уменьшить страдания людей или других существ, это часть медицинского биотехнологического сектора. Это включает в себя как поиск лекарств, диагностику, терапию, вакцины и методы лечения заболеваний, так и поиск способов предотвращения болезней путем изучения новых или более эффективных способов поддержания нашего здоровья, понимания болезней и изучения биологии человеческой клетки.
Небольшая часть сектора медицинских биотехнологий сосредоточена на ветеринарной медицине, хотя большая индустрия работает над лечением людей, некоторые из которых в конечном итоге могут быть использованы и для животных. В настоящее время на рынке представлено более 250 медицинских препаратов и вакцин, полученных из биотехнологий, многие из которых помогают в борьбе с неизлечимыми ранее заболеваниями.
Ученые в этой области изучают, как клетки бактерий, растений и животных функционируют на фундаментальном уровне. Иногда ДНК этих клеток нарушается на генетическом уровне, чтобы увеличить выработку определенных характеристик, которые могут иметь медицинское применение, таких как увеличение выработки инсулина посредством манипуляций с генами. В других случаях ученые изучают ферменты в этих организмах, которые могут помочь в разработке лекарств или синтетических гормонов.
Исследователи надеются, что их открытия в области генной инженерии могут привести к излечению или, по крайней мере, успехам в лечении таких разрушительных заболеваний, как болезнь Паркинсона и Альцгеймера.
Примеры медицинской биотехнологии
В настоящее время ученые разрабатывают вакцину против лимфомы, которая создается путем выращивания генно-инженерных растений табака, предназначенных для экспонирования РНК из злокачественных В-клеток. Это может спасти почти 20 000 жизней в год.
Они также использовали повязки с покрытием из хитозана, типа сахара, получаемого из раков креветок и крабов, которые помогают в заживлении ран. Это может предотвратить осложнения и даже смертельные случаи, связанные с хирургическими инфекциями и другими инфекциями.
Применение сельскохозяйственной биотехнологии
Сельскохозяйственная биотехнология ориентирована на генетически модифицирующие растения с целью увеличения урожайности или введения желаемых характеристик, чтобы облегчить их выращивание в определенных районах с погодой или вредителями, которые в противном случае затруднили бы выращивание.
Иногда исследователи работают не для того, чтобы улучшить производство или облегчить выращивание, а просто для того, чтобы улучшить вкус культур, выглядеть более привлекательными, быть более здоровыми или дольше храниться на прилавках магазинов. Сельскохозяйственная биотехнология может также применяться к животным для улучшить производство продуктов питания или сделать животное более сердечным, который известен как биотехнология животных.
Модификация ДНК является одним из важнейших инструментов для сельскохозяйственной биотехнологической промышленности. Стоит отметить, что селекционное размножение является формой генетической модификации, которая практикуется фермерами почти до тех пор, пока люди сажают зерновые и занимаются животноводством, стремясь сделать более здоровые и крупные и здоровые животные.
В современных приложениях ученые, работающие в сельскохозяйственной биотехнологической промышленности, иногда идентифицируют желаемую характеристику растения, а затем пытаются найти ответственный ген в другом растении, а затем помещают этот ген в первое растение, чтобы улучшить эту характеристику. Например, ученые перенесли гены в кукурузу из гриба Bacillus thuringiensis, который естественно устойчив к вредителям, таким как европейский кукурузный мотыльк. Растения с этими генами затем производят белок, который естественным образом устойчив к этим вредителям, снижая потребность в пестицидах.
Примеры сельскохозяйственной биотехнологии
Генетически модифицированные организмы, или ГМО, являются одними из наиболее известных применений биотехнологической промышленности в целом. Несмотря на то, что общественность часто опасается этого, ГМО могут сократить использование искусственных удобрений, гербицидов и пестицидов, сделав растения более сердечными с самого начала. Более 13,3 миллиона фермеров по всему миру пользуются преимуществами сельскохозяйственной биотехнологии.
Те, кто имеет доступ только к ограниченному выбору продуктов питания, часто могут испытывать опасную нехватку питательных веществ. Создавая пищу с добавлением питательных веществ, люди, живущие в этих районах, могут оставаться здоровыми, даже если они могут получить доступ только к горстке продуктов. Примером может служить золотой рис, в который добавлено бета-каротин, что делает его хорошим источником витамина А.
Еще одним применением сельскохозяйственной биотехнологии является выращивание культур, которые можно выращивать на небольших площадях или в менее гостеприимных условиях. Ученые работают над созданием продуктов, которые могут максимизировать количество пищи, выращиваемой в ограниченном пространстве, даже в сложных климатических условиях, таких как минусовые температуры или засухи. Они также работают над поиском способа выращивания культур, которые не подвержены сильному засолению, чтобы их можно было поливать морской водой.
Применение промышленной биотехнологии
Большинство других видов биотехнологии подпадают под название промышленной биотехнологии. Это включает использование растений, морских организмов, микроорганизмов, водорослей и грибов для производить такие вещи, как химические вещества, материалы и энергию для промышленного применения.
Промышленная биотехнология в основном ориентирована на экологически чистые применения, которые снижают загрязнение и повышают энергоэффективность. Например, микроорганизмы и растения могут использоваться для разрушения и растворения таких отходов, как тяжелые металлы.
Эта отрасль внесла некоторые из самых инновационных и перспективных подходов к промышленному росту, которые одновременно приносят пользу земле, такие как биотопливо, биоразлагаемые пластики и новые ткани. Эти инновации, как правило, экономят деньги предприятий и помогают защитить окружающую среду, делая их популярными среди предприятий и потребителей.
Помимо экологических разработок, промышленная биотехнология может также использоваться во многих отраслях промышленности. Например, микроорганизмы в течение тысячелетий использовались для создания продуктов, основанных на брожении, таких как сыр, пиво, хлеб и вино. В последние годы достижения в технологиях брожения произвели революцию в пивоваренной и сыродельной промышленности. Ученые продолжают использовать биоинженерию для изменения пищевой промышленности, а также других отраслей.
Примеры промышленной биотехнологии
Паутина - один из самых прочных материалов с точки зрения прочности на растяжение, способный выдерживать даже большее усилие, чем сталь, по сравнению с такой же шириной поперечного сечения. Ученые надеются использовать свойства паутины для создания более прочных тканей, таких как бронежилеты, которые были бы прочнее кевлара. Они стремятся сделать это, используя гены пауков у коз. Козы тогда производят белки шелка паука в их молоке, который может быть произведен и обработан легче, чем шелк от пауков.
Промышленный рост биотехнологий
Хотя это может быть самый новый из трех основных типов биотехнологий, и его часто называют «третьей волной» биотехнологии, промышленная биотехнология является самым быстрорастущим сектором биотехнологий и может стать крупнейшим в обозримом будущем. Одна вещь, которая делает индустриальные биотехнологии такими успешными, - это скорость, с которой инновации могут перемещаться из лаборатории в коммерческий сектор, что составляет всего два-пять лет, что значительно короче, чем это требуется для достижений в области медицины или сельского хозяйства.
Лучшие компании в Биотехнологии
В то время как промышленный сектор является, пожалуй, самым быстрорастущим типом биотехнологической компании, большинство ведущих биотехнологических компаний по состоянию на 2018 год все еще находятся в медицинской сфере из-за огромной прибыльности инноваций в этой области. Тем не менее, промышленные биотехнологические фирмы теперь начинают появляться в этих списках все чаще и чаще.
Amgen, известный своими противовоспалительными препаратами Enbrel и противоинфекционными препаратами Neulasta и Neupogen, по данным журнала Forbes, является крупнейшей биотехнологической компанией с 2018 года. Gilead Sciences находится на втором месте и уже много лет входит в число лучших биотехнологических компаний. Он наиболее известен своими противовирусными препаратами, используемыми для лечения ВИЧ / СПИДа, заболеваний печени, рака, воспалительных заболеваний, респираторных заболеваний и сердечно-сосудистых заболеваний.
Vertex Pharmaceuticals входит в пятерку крупнейших биотехнологических компаний в 2018 году. Она известна как одна из первых биотехнологических компаний, которая экспериментирует с рациональной стратегией разработки лекарств, а это означает, что ученые сначала разрабатывают и оптимизируют химическую структуру для лечения заболевания, а затем ищут химические вещества, которые могли бы соответствовать этой структуре и, следовательно, служить подходящим лекарством. Компания Illumina, занимающая 6-е место, специализируется не на фармацевтических препаратах, а на анализе и секвенировании генетических вариаций, таких как секвенирование генома и профилирование экспрессии генов.
Единственная фирма, которая вошла в топ-10 в списке биотехнологических компаний в 2018 году, которая не полностью сфокусирована на медицинских приложениях, - это Agilent Technologies, которая создает широкий спектр продуктов, от лабораторных принадлежностей до программного обеспечения и потребительских товаров. Компания занимается безопасностью пищевых продуктов, развитием окружающей среды, химическими веществами и альтернативной энергией. При этом у них все еще есть медицинские подразделения, работающие в области фармацевтики, диагностики, терапии и исследований.
