Bioteknologi medis adalah kata baru, tahap modern dalam perkembangan umat manusia. Perkembangan yang sebelumnya tak terlihat memungkinkan untuk mengangkat seseorang ke tingkat evolusi sosial berikutnya. Bagaimanapun, mereka memungkinkan Anda mengubah vektor perkembangan secara radikal. Agar tidak terbatas pada frasa umum, narasi artikel akan didasarkan pada data yang disediakan oleh Pusat Ilmiah dan Praktis Republik untuk Transfusiologi dan Bioteknologi Medis di Minsk.

Informasi pengantar

Umat ​​manusia sedang mengalami era kemakmuran. Ada kemajuan eksponensial dalam pengobatan pencegahan dan klinis, seperti halnya industri farmasi. Ini difasilitasi oleh pencapaian luar biasa dalam bioteknologi, serta di sejumlah bidang sains dan teknologi lainnya. Apa yang baru kemarin tampak seperti fiksi ilmiah secara bertahap menjadi bagian dari kehidupan kita hari ini. Inovasi dalam informasi, gen, dan teknologi lainnya memiliki potensi untuk memastikan kemenangan dalam memerangi banyak penyakit. Bagaimana? Misalnya, membuat penyesuaian pada genom manusia dapat meningkatkan harapan hidup. Pemulihan atau penggantian organ yang menua berkat hal ini juga akan berdampak positif bagi setiap orang yang telah menjalani perawatan ini. Kehamilan di luar dinding rahim? Dapat diperbaiki. Memeriksa dan berkonsultasi dengan pasien dari jarak jauh? Cukup nyata.

Tentang obat yang digunakan

Kemajuan terbesar telah dicapai dalam bidang farmasi. Prestasinya antara lain:

1. Antibiotik semi sintetik/alami yang dapat menghambat pertumbuhan sel hidup. Sebagai contoh, penghambat biosintesis sel, RNA (pada tingkat polimer, metabolisme asam folat, matriks DNA), pelanggar organisasi molekuler dapat disebutkan.
2. Hormon steroid. Mereka memiliki sifat anti-kanker, anabolik, kontrasepsi dan anti-inflamasi.
3. Obat mono dan kompleks, yang didasarkan pada asam amino. Contohnya adalah glisin, glutamin, metionin, raveron, rumalon, timogen, serebrolisin, sistein, embrioblas.
4. Vitamin yang larut dalam air dan lemak yang memiliki nilai biologis tinggi dan berfungsi sebagai katalis aktif untuk proses metabolisme dalam tubuh. Contohnya adalah grup B, serta C, A, E, K.
5. Probiotik yang mengoptimalkan status mikrobiologis. Ini termasuk lactobacilli, bifidus dan bakteri asam laktat, enterococci (beberapa strain mereka).
6. Leukosit dan apa yang cocok untuk pengobatan virus hepatitis dan masalah serupa.
7. Enzim yang terlibat dalam reaksi biokimia dalam organisme hidup. Contohnya termasuk transferase, liase, isomerase, hidrolase, dan ligase.
8. Vaksin yang meningkatkan fungsi perlindungan sistem kekebalan terhadap virus patogen dan organisme perusak. Mereka bahkan dapat diproduksi menggunakan teknologi DNA rekombinan.

Berjuang melawan penuaan

Berbicara tentang apa itu bioteknologi medis, seseorang tidak dapat mengabaikan kontribusinya yang luar biasa untuk menangkal proses kebobrokan. Ini dimungkinkan berkat penemuan dalam biologi molekuler, penguraian genom manusia dan penguraian struktur DNA, serta sejumlah keberhasilan lainnya. Aplikasi luas praktis mereka dekat dengan implementasi. Diagnostik gen dan terapi gen akan menjadi bagian dari hidup kita dalam beberapa dekade mendatang. Mereka akan memungkinkan untuk meningkatkan perawatan medis secara kualitatif dan, sudah pada tahap embrionik, untuk mengidentifikasi dan menghilangkan, dengan cara yang lembut, permulaan penyakit tertentu (onkologis, genetik, menular).

Apa itu nanobioteknologi?

Arah ini patut mendapat perhatian khusus dalam konteks masalah yang sedang dipertimbangkan. Hampir semua pusat bioteknologi medis tertarik pada hasil yang luar biasa. Dan seperti yang sering terjadi, mereka dapat diperoleh di persimpangan berbagai area kerja. Asosiasi semacam itu adalah sintesis bio dan nanoteknologi. Misalnya, penghantaran obat yang ditargetkan menggunakan nanokapsul. Mengapa bukan pilihan? Melakukan operasi bedah menggunakan instrumen presisi tinggi, membuat bioreaktor untuk menumbuhkan sel induk, membuat mikroskop probe dan biosensor, menyaring cairan tubuh dari zat berbahaya berkat membran dengan nanopori, pembalut antibakteri yang diresapi dengan zat yang memungkinkan Anda menghentikan pendarahan secara instan - semua ini jauh dari batas. .

Tentang aspek kontroversial

Perlu dicatat bahwa Pusat Ilmiah dan Praktis Republik untuk Transfusiologi dan Bioteknologi Medis tidak berfungsi tanpa masalah. Bagaimanapun, aktivitas tersebut melibatkan bekerja dengan sejumlah masalah yang bisa diperdebatkan. Jika Anda mencantumkan semuanya, Anda mendapatkan daftar yang ukurannya signifikan. Oleh karena itu, lebih tepat untuk menyoroti poin-poin terpenting:

1. Kurangnya pengetahuan tentang konsekuensi manipulasi genetik.
2. Kesulitan dalam menentukan batas gangguan antropogenik yang diperbolehkan dalam proses biologis yang sedang berlangsung.
3. Ambiguitas moral dan etika dari kegiatan dilakukan dari sudut pandang martabat manusia dan persepsi diri.

Jika bioteknologi medis dapat memberikan jawaban yang berhasil dan memuaskan atas pertanyaan dan tantangan ini, maka akan ada semua prasyarat untuk penggunaan yang aman. Dan kemudian setiap orang akan dapat menyadari betapa skala besar dan langkah mandiri menuju evolusi terkontrol telah dibuat.

Pelatihan spesialis

Di zaman mesin dan robot kita, umat manusia telah belajar untuk mempercayakan pekerjaan yang berat dan monoton kepada asistennya yang tidak sadar. Namun sayang, bidang penelitian dan pengembangan ilmu pengetahuan terlalu kompleks untuk dialihkan ke perangkat mekanik dan elektronik. Dan di sini, seperti di tempat lain, pernyataan bahwa kader memutuskan segalanya adalah relevan. Oleh karena itu, spesialisasi terpisah diperkenalkan - bioteknologi medis. Dalam pelatihan, perlu mempelajari fermentasi, sel hewan dan tumbuhan individu, serta rekayasa genetika. Jadi, jika kita berbicara tentang yang terakhir, maka di sini perlu disebutkan diagnosis dan identifikasi bentuk kehidupan kecil. Selain itu, dia mengerjakan kloning dan pengurutan gen, serta analisis kimianya.

Bagaimana cara kerja Pusat Transfusiologi dan Bioteknologi Medis?

Katakanlah para peneliti dihadapkan pada tugas tertentu. Dalam hal ini, pertanyaan tentang bagaimana mengimplementasikannya dan mencapai tujuan menjadi relevan. Bergantung pada faktor kerja, metode fisik dan kimia dibedakan, dan metode non-selektif dibedakan berdasarkan sifat efeknya (dalam kasus pertama, ini adalah desinfeksi dan sterilisasi, yang kedua, metode kemoterapi).

Mari kita lihat apa opsi pertama. Metode fisik adalah:

1. Perawatan panas. Ini menusuk, pasteurisasi, mendidih, autoklaf.
2. Iradiasi (gamma, x-ray, ultraviolet, gelombang mikro).
3. Penyaringan (melewati zat melalui penghalang dan bahan tertentu dengan, misalnya, pori 200 nanometer).

Metode kimia meliputi:

1. tindakan non-spesifik. Digunakan untuk merawat ruangan dan sebagai antiseptik. Contohnya termasuk yodium, klorin, aldehida, alkohol, garam logam berat, alkali dan asam, deterjen kationik, zat pengoksidasi, fenol.
2. Obat-obatan selektif. Ini termasuk obat-obatan yang menekan aspek kehidupan tertentu. Pertama-tama, Anda harus ingat tentang antibiotik, serta obat kemoterapi.

Bioteknologi medis dan lingkungan melibatkan penggunaan berbagai alat secara luas. Oleh karena itu, seseorang tidak dapat melakukannya tanpa penjelasan rinci tentang ketentuan umum pekerjaan dan penerapannya. Dan antibiotik akan menjadi objek pertimbangan.

Bagaimana pekerjaan itu dilakukan?

Katakanlah kita memiliki sekelompok instrumentasi medis/lingkungan dan bioteknologi. Kami memiliki beberapa ribu zat yang diklasifikasikan sebagai antibiotik. Namun kenyataannya, jauh lebih sedikit dari mereka yang digunakan sebagai bahan dasar obat-obatan. Hal ini disebabkan oleh persyaratan yang ada yang membatasi penggunaan:

1. Harus efektif pada konsentrasi rendah.
2. Penting untuk memastikan stabilitas dalam tubuh dan kondisi penyimpanan yang berbeda.
3. Toksisitas rendah (atau tidak sama sekali) harus diperhatikan.
4. Kondisi yang diperlukan adalah adanya efek bakterisidal dan / atau bakteriostatik yang nyata.
5. Seharusnya tidak ada efek samping yang signifikan.
6. Tidak ada efek imunosupresif.

Jika tidak ada masalah dengan hal tersebut, maka laboratorium dan institut bioteknologi medis melanjutkan ke tahap berikutnya, yaitu pembagian antibiotik menurut asal, arah, spektrum dan mekanisme kerjanya.

Contoh klasifikasi

Tergantung pada spektrum tindakan, antibiotik dibedakan:

• Antitumor. Contohnya adalah Rifampisin.
• Anti-tuberkulosis. Contohnya termasuk Kanimicin dan Streptomisin.
• Antijamur. Ini adalah Nistatin, Amfoterrikin, Nizoral, Levarin.
• Antibiotik spektrum luas. Ini adalah Streptomisin dan Neomisin.
• Obat yang bekerja pada mikroflora gram positif. Ini termasuk Penisilin dan Eritromisin.
• Obat yang bekerja pada mikroflora gram negatif. Perwakilan paling terkenal adalah Polymyxin.

Bagaimana dengan perkembangan lainnya?

Bidang bioteknologi medis sangat banyak dan beragam sehingga tidak mungkin mencoba mengembangkan resep universal untuk semuanya. Misalnya, pendekatan yang diterapkan pada antibiotik tidak banyak berguna dalam rekayasa genetika. Ini berlaku tidak hanya untuk penelitian, tetapi juga untuk reproduksi dan peningkatan perkembangan. Misalnya, bioteknologi medis antibiotik sudah dipahami dengan baik. Dan kami sekarang memiliki banyak obat yang memungkinkan kami melawan penyakit yang paling mengerikan. Tapi inilah koreksi masalah genetik - sayangnya, ini masih bisa diterima dengan lemah.

Contoh aktivitas lainnya

Rekayasa genetika sekarang dianggap sebagai bidang pekerjaan yang sangat menjanjikan. Coba pikirkan - itu berpotensi mengatasi banyak penyakit dan kondisi kesehatan manusia yang negatif. Sindrom Down, kerentanan terhadap masalah jantung dan banyak masalah lainnya dapat diatasi dengan terapi gen atau diminimalkan. Tidak perlu menunggu generasi orang untuk mengembangkan kekebalan (yang disertai dengan banyak kematian). Cukup melalui sesuatu seperti serangkaian suntikan - dan orang tersebut akan memiliki masalah yang terpecahkan, dan kekebalan juga akan muncul.

Kesimpulan

Teknologi di bidang kedokteran membuka peluang besar bagi kita. Saat ini, umat manusia, lebih dari sebelumnya, hampir secara meyakinkan menyingkirkan penyakit dan kecacatan fisik yang telah dikejar selama ribuan tahun. Paradoksnya, kemajuan kita menuju tujuan ini tidak secepat yang kita inginkan. Mengapa? Di sini kita dapat mengingat orientasi komersial dari kegiatan lembaga penelitian, batasan hukum yang ada, dan penyalahgunaan teknologi yang tersedia. Contoh dari situasi terakhir adalah penggunaan antibiotik. Obat ini cukup tersebar luas dan sering dijual tanpa resep dokter. Di banyak negara terbelakang, penggunaan dan penjualannya umumnya diatur dengan buruk atau tidak dibatasi sama sekali. Oleh karena itu, antibiotik seringkali digunakan tanpa resep dokter dan dengan dosis yang salah (terlalu sedikit atau melanggar batas waktu). Dan semua ini berkontribusi pada fakta bahwa mikroorganisme mengembangkan resistensi, dan obat-obatan kehilangan khasiatnya.

Bioteknologi adalah ilmu yang mempelajari kemungkinan penggunaan organisme hidup atau produk metabolismenya untuk memecahkan masalah teknologi tertentu.

Dengan bantuan bioteknologi, kebutuhan manusia tertentu terpenuhi, misalnya: pengembangan obat-obatan, modifikasi atau penciptaan spesies tumbuhan dan hewan baru, yang meningkatkan kualitas produk makanan.

Bioteknologi dalam pengobatan modern

Bioteknologi, sebagai ilmu, memantapkan dirinya pada akhir abad kedua puluh, yaitu di awal tahun 70-an. Semuanya dimulai dengan rekayasa genetika, ketika para ilmuwan dapat mentransfer materi genetik dari satu organisme ke organisme lain tanpa proses seksual. Untuk ini, DNA rekombinan atau rDNA digunakan. Metode ini digunakan untuk mengubah atau memperbaiki organisme tertentu.

Untuk membuat molekul rDNA, Anda memerlukan:

• mengekstrak molekul DNA dari sel hewan atau tumbuhan;
• memproses sel dan plasmid yang diisolasi dan kemudian mencampurnya;
• kemudian, plasmid yang dimodifikasi dipindahkan ke bakteri, yang pada gilirannya melipatgandakan salinan informasi yang dimasukkan ke dalamnya.

Bioteknologi medis dibagi menjadi 2 kelompok besar:

1. Diagnostik, yang, pada gilirannya, adalah: bahan kimia (penentuan zat diagnostik dan parameter metabolisme); fisik (penentuan bidang fisik tubuh);
2. Terapeutik.

Bioteknologi medis mencakup proses produksi di mana objek atau zat biologis untuk tujuan medis dibuat. Ini adalah enzim, vitamin, antibiotik, polisakarida mikroba individu, yang dapat digunakan sebagai agen independen atau sebagai zat tambahan dalam pembuatan berbagai bentuk sediaan, asam amino.

Dengan demikian, metode bioteknologi diterapkan:

• untuk produksi insulin manusia melalui penggunaan bakteri hasil rekayasa genetika;
• untuk membuat erythropoietin (hormon yang merangsang pembentukan sel darah merah di sumsum tulang.

Genetika medis di masa depan tidak hanya dapat mencegah kelahiran anak cacat dengan mendiagnosis penyakit genetik, tetapi juga melakukan transplantasi gen untuk mengatasi masalah yang ada.

Bioteknologi di masa depan akan memberi umat manusia peluang besar tidak hanya di bidang kedokteran, tetapi juga di bidang sains modern lainnya.

Bioteknologi dalam sains modern

Bioteknologi dalam sains modern sangat bermanfaat. Karena penemuan rekayasa genetika, dimungkinkan untuk mengembangkan varietas tanaman baru dan breed hewan yang akan bermanfaat bagi pertanian.

Studi tentang bioteknologi terhubung tidak hanya dengan ilmu-ilmu arah biologis. Dalam mikroelektronika, transistor selektif ion berdasarkan efek medan (HpaI) telah dikembangkan. Bioteknologi diperlukan untuk meningkatkan perolehan minyak dari reservoir minyak. Arah yang paling berkembang adalah penggunaan bioteknologi dalam ekologi untuk pengolahan air limbah industri dan domestik. Banyak disiplin ilmu lain yang berkontribusi terhadap perkembangan bioteknologi, oleh karena itu bioteknologi harus digolongkan sebagai ilmu yang kompleks.

Alasan lain untuk studi aktif dan peningkatan pengetahuan dalam bioteknologi adalah kurangnya (atau kekurangan masa depan) kebutuhan sosial-ekonomi.

Di dunia ada masalah seperti:

• kekurangan air bersih atau murni (di beberapa negara);
• pencemaran lingkungan oleh berbagai bahan kimia;
• kurangnya sumber daya energi;
• kebutuhan untuk meningkatkan dan mendapatkan bahan dan produk ramah lingkungan yang benar-benar baru;
• menaikkan derajat kedokteran.

Para ilmuwan yakin bahwa masalah ini dan banyak masalah lainnya dapat diselesaikan dengan bantuan bioteknologi.

Metode teknologi khas utama dari bioteknologi modern

Bioteknologi dapat dibedakan tidak hanya sebagai ilmu, tetapi juga sebagai bidang aktivitas praktis manusia, yang bertanggung jawab atas produksi berbagai jenis produk dengan partisipasi organisme hidup atau selnya.

Dasar teori bioteknologi pada suatu waktu adalah ilmu seperti genetika, ini terjadi pada abad ke-20. Tetapi secara praktis bioteknologi didasarkan pada industri mikrobiologi. Industri mikrobiologi, pada gilirannya, mendapat dorongan kuat untuk berkembang setelah penemuan dan produksi aktif antibiotik.

Objek yang digunakan bioteknologi adalah virus, bakteri, berbagai perwakilan flora dan fauna, jamur, serta organel dan sel yang diisolasi.

Bioteknologi visual. Rekayasa genetika dan sel

Rekayasa genetika dan sel yang dikombinasikan dengan biokimia adalah bidang utama bioteknologi modern.

Rekayasa seluler - menumbuhkan sel dari berbagai organisme hidup (tanaman, hewan, bakteri) dalam kondisi khusus, berbagai jenis penelitian tentangnya (kombinasi, ekstraksi atau transplantasi).

Rekayasa sel tumbuhan dianggap yang paling sukses. Dengan bantuan rekayasa sel tumbuhan, dimungkinkan untuk mempercepat proses pemuliaan, yang memungkinkan untuk mengembangkan varietas baru tanaman pertanian. Sekarang pemuliaan varietas baru telah dikurangi dari 11 tahun menjadi 3-4 tahun.

Rekayasa genetika (atau genetik) adalah departemen biologi molekuler di mana mereka mempelajari dan mengisolasi gen dari sel organisme hidup, setelah itu mereka dimanipulasi untuk mencapai tujuan tertentu. Alat utama yang digunakan dalam rekayasa genetika adalah enzim dan vektor.

Bioteknologi kloning

Kloning adalah proses mendapatkan klon (yaitu keturunan yang benar-benar identik dengan prototipe). Pengalaman kloning pertama dilakukan pada tanaman yang dikloning secara vegetatif. Setiap individu tanaman hasil kloning disebut klon.

Dalam proses perkembangan genetika, istilah ini mulai diterapkan tidak hanya pada tumbuhan, tetapi juga pada perkembangbiakan genetik bakteri.

Sudah di akhir abad ke-20, para ilmuwan memulai diskusi aktif tentang kloning manusia. Dengan demikian, istilah "klon" mulai digunakan di media, dan kemudian di bidang sastra dan seni.

Adapun bakteri, kloning praktis satu-satunya cara bagi mereka untuk bereproduksi. Ini adalah "kloning bakteri" yang digunakan dalam kasus di mana prosesnya buatan dan dikendalikan oleh seseorang. Istilah ini tidak mengacu pada reproduksi alami mikroorganisme.

rekayasa genetika

Rekayasa genetika adalah perubahan buatan dalam genotipe mikroorganisme, yang disebabkan oleh campur tangan manusia, untuk mendapatkan kultur dengan kualitas yang diperlukan.

Rekayasa genetika terlibat dalam penelitian dan studi tidak hanya mikroorganisme, tetapi juga manusia, secara aktif mempelajari penyakit yang terkait dengan sistem kekebalan dan onkologi.

Bioteknologi sel tumbuhan

Bioteknologi sel didasarkan pada penggunaan sel, jaringan, dan protoplas. Agar berhasil mengelola sel, mereka perlu dipisahkan dari tanaman dan menciptakan semua kondisi yang diperlukan agar mereka berhasil eksis dan bereproduksi di luar tubuh tanaman. Metode menumbuhkan dan mengalikan sel ini disebut "kultur jaringan terisolasi" dan menjadi sangat penting karena kemungkinan penerapannya dalam bioteknologi.

Bioteknologi di dunia modern dan kehidupan manusia

Potensi yang dibuka bioteknologi bagi manusia sangat besar tidak hanya dalam ilmu fundamental, tetapi juga dalam bidang aktivitas dan bidang pengetahuan lainnya. Dengan menggunakan metode bioteknologi, dimungkinkan untuk memproduksi secara massal semua protein yang diperlukan.

Proses untuk mendapatkan produk fermentasi menjadi lebih sederhana. Di masa depan, bioteknologi akan memperbaiki hewan dan tumbuhan. Para ilmuwan sedang mempertimbangkan opsi untuk memerangi penyakit keturunan dengan bantuan rekayasa genetika.

Rekayasa genetika, sebagai arah utama dalam bioteknologi, secara signifikan mempercepat penyelesaian masalah krisis pangan, agraria, energi, dan lingkungan.

Bioteknologi memiliki dampak terbesar pada kedokteran dan obat-obatan. Diprediksi di masa depan akan memungkinkan untuk mendiagnosis dan mengobati penyakit-penyakit yang berstatus "tidak dapat disembuhkan".

Aspek Etis dari Beberapa Kemajuan Bioteknologi

Setelah diketahui bahwa beberapa laboratorium ilmiah tidak hanya melakukan percobaan pada embrio manusia, tetapi juga mencoba mengkloning manusia, gelombang diskusi hangat tentang masalah ini dimulai tidak hanya di kalangan ilmuwan, tetapi juga di kalangan masyarakat biasa.

Dalam bioteknologi, ada dua masalah etika yang terkait dengan kloning manusia:

• kloning terapeutik (budidaya embrio manusia untuk penggunaan sel mereka untuk tujuan pengobatan);
• kloning reproduksi (menciptakan klon manusia).

Prestasi modern dan masalah bioteknologi

Dengan bantuan bioteknologi, sejumlah besar produk untuk perawatan kesehatan, pertanian, makanan, dan industri kimia telah dan akan diperoleh. Perlu disebutkan bahwa banyak produk tidak dapat diperoleh dengan cara lain.

Adapun permasalahannya, yang utama adalah aspek etika terkait dengan fakta bahwa masyarakat menyangkal dan menganggap kloning seseorang atau embrio manusia sebagai hal yang negatif.

Keadaan saat ini dan prospek bioteknologi

Dalam bioteknologi, cabang sintesis mikroba dari zat-zat yang berharga bagi umat manusia mulai aktif berkembang. Ini mungkin memerlukan pergeseran dalam distribusi peran bahan dasar makanan berdasarkan tumbuhan dan hewan, menuju sintesis mikroba.

Memperoleh energi bersih dengan bantuan bioteknologi adalah bidang lain yang penting dan menjanjikan dalam sains.

Perusahaan mengembangkan bioteknologi baru

Majalah Forbes menyajikan daftar perusahaan bioteknologi paling inovatif di dunia, termasuk perusahaan seperti: Genentech, Novartis International AG, Merck & Co, Pfizer, Sanofi, Perrigo. Semua perusahaan ini terkait langsung dengan obat-obatan dan berkembang ke arah ini.

Banyak perusahaan berhasil mengambil bagian aktif dalam pengembangan pasar bioteknologi Rusia:

1. "Novartis International AG" - perusahaan yang bergerak dalam pengembangan vaksin dan produksi obat-obatan di bidang onkologi, salah satu perusahaannya beroperasi di St.
2. "Pfizer" - memproduksi obat bebas di berbagai cabang kedokteran. Pfizer telah menerapkan program More Than Education di Rusia selama beberapa tahun berdasarkan perjanjian dengan Moscow State University. M.V. Lomonosov dan Akademi Farmasi Kimia Negara St. Petersburg.
3. "Sanofi" - perusahaan yang memproduksi obat untuk pengobatan diabetes dan sklerosis. Perusahaan unik perusahaan, Sanofi-Aventis Vostok, pabrik produksi insulin siklus penuh, berhasil beroperasi di Rusia.

Di Rusia, peran khusus diberikan kepada Cluster Teknologi Biomedis dari Pusat Inovasi Skolkovo, JSC RVC, dan JSC Rusnano. Bioteknologi farmasi dan medis ditangani oleh Akrikhin OJSC, Geropharm LLC, Perusahaan Ilmiah dan Produksi Litekh. Pusat Teknologi Tinggi Himrar menyatukan organisasi teknologi tinggi yang memimpin pengembangan dan produksi 14 perusahaan inovatif yang mengembangkan obat berdasarkan teknologi "pasca-genomik" terbaru.

Selain itu, ada startup muda yang mengembangkan bioteknologi baru:

• Solusi Bioprinting 3D membuat organ dari sel punca pasien berdasarkan bioprinting 3D;
• "BioMicroGels" menawarkan pengembangan dalam pemurnian air dan tanah menggunakan mikrogel.
• Penahanan biomedis "Atlas" menganalisis mikrobiota tubuh sebagai bagian dari proyek "OhmyGut".

Saat ini, ahli bioteknologi menghadapi banyak masalah teknologi yang belum terpecahkan. Anda dapat mengubah organisme biologis untuk memenuhi kebutuhan manusia menggunakan metode rekayasa seluler dan genetika. Misalnya, untuk meningkatkan kualitas produk, mendapatkan spesies tanaman baru dan memodifikasi hewan, memberikan sifat yang diperlukan organisme hidup dan membuat obat baru menggunakan rekayasa genetika, seleksi buatan, dan hibridisasi.

Namun, untuk bekerja sebagai ahli bioteknologi, Anda tidak hanya perlu mengetahui genetika, biologi molekuler, biokimia, biologi sel, tetapi juga botani, kimia, matematika, teknologi informasi, fisika, dan banyak lagi. Secara kasar, ahli bioteknologi adalah insinyur di bidang ilmu alam dan eksakta. Dmitry Morozov, CEO Biocad bioteknologi inovatif, berbicara tentang profesi yang menarik ini dan masa depan bioteknologi.

Biocad adalah perusahaan bioteknologi inovatif internasional. Ini memiliki pusat penelitian, studi praklinis dan klinis dari obat-obatannya sendiri dilakukan. Departemen Riset Lanjutan Biocad terlibat dalam pengembangan obat untuk terapi gen dan sel tingkat lanjut, dan, sebagai tambahan, pencarian dan analisis jalur pensinyalan, pola, dan target yang memungkinkan pengembangan obat obat pencegahan.

Dmitry Morozov,

CEO Biocad

Apa itu bioteknologi?

Bioteknologi adalah penggunaan sistem hidup, sel, organisme untuk kebutuhan praktis manusia. Artinya, pemanfaatan ilmu pengetahuan modern untuk memanipulasi benda-benda hidup guna memperoleh suatu manfaat dan meningkatkan taraf hidup manusia.

Bioteknologi didorong oleh kebutuhan. Misalnya, tidak sia-sia orang bepergian ke utara dan mempelajari geyser. Mereka mengerti bahwa mereka dapat mencari selama 10 tahun dan tidak menemukan apa pun. Tetapi mereka tetap melakukannya, karena cepat atau lambat mereka akan menemukan sejenis bakteri yang memungkinkan Anda membuat biofuel murah menggunakan satu gen dari bakteri ini. Dengan satu atau lain cara, setiap orang, ketika terlibat dalam sains, berharap untuk menerapkannya (kecuali fisikawan teoretis, meskipun, mungkin, mereka juga ingin terbang ke luar angkasa). Di Biocad, kami menggunakan mikroorganisme untuk membuat obat.

Ada banyak disiplin ilmu dalam bioteknologi, dan semua proyek dan arah yang sukses terhubung dengan kombinasinya.

Mereka mengatakan bahwa semua penemuan terjadi di persimpangan berbagai spesialisasi: matematika, biologi - bioinformatika; biologi, kimia - biokimia; kedokteran, informatika, biologi - informatika biomedis. Ini semua adalah blok terpisah yang ditangani oleh orang yang berbeda. Bioteknologi saat ini, mungkin, paling banyak memperhatikan pembuatan obat-obatan dari berbagai jenis. Selain arah bioteknologi farmasi, pertanian (memperbaiki sifat makanan), ekologi, energi (memperoleh biofuel) dan sebagainya juga menarik. Dan, tentu saja, di masa depan Anda bisa memikirkan tentang koreksi seseorang.

Rekayasa Genetika dan Bioteknologi

Rekayasa genetika memainkan peran penting dalam bioteknologi. Ini banyak digunakan dalam penelitian, tetapi sama sekali tidak perlu menggunakan metodenya untuk mendapatkan properti yang berguna dari suatu objek. Misalnya, Anda dapat memahami kekhasan metabolisme tubuh: bagaimana ia hidup di habitat normal dan apa yang terjadi jika kita memindahkannya ke habitat lain, dengan faktor nutrisi lain, ke atmosfer yang berbeda - mungkin ini pada akhirnya akan membantunya, dan itu bisa lebih cepat berkembang biak. Tapi ini bukan rekayasa genetika.

Bioteknologi adalah manipulasi pengetahuan yang ada tentang objek tertentu. Rekayasa genetika hanya memperluas jangkauan kemungkinan, kombinasi yang berbeda, memungkinkan untuk melakukan manipulasi pada tingkat molekuler, sehingga lebih akurat.

Bioteknologi sebenarnya sudah ada selama pertanian. Di bidang pertanian, seringkali ada tujuan praktis tertentu - misalnya, mengembangkan jenis kuda cepat atau tanaman tahan dingin. Inilah yang telah dilakukan orang selama ratusan tahun melalui pembiakan selektif, yang sebenarnya merupakan metode seleksi genetik.

Etika biotek: bagaimana masyarakat memandang biotek?

Orang-orang memandang inovasi dalam bioteknologi secara berbeda. Ada contoh persepsi negatif dan positif.

Yang negatif adalah, misalnya, pendapat bahwa pengenalan yang baru akan menyebabkan munculnya virus yang akan menyebar ke seluruh dunia dan yang belum ada vaksin atau pengobatannya, dan epidemi berkala terkait dengan hal ini.

Dari yang positif - misalnya, Anda dapat membuat virus yang mengubah warna mata untuk sementara. Perlahan-lahan mereka menjadi berwarna, dan tetesan antibiotik dapat membuat mereka membiru lagi. Ini tidak ada hubungannya dengan perawatan kesehatan dalam arti biasa, tetapi masih bagus. Manipulasi semacam itu sudah dapat dilakukan dalam teori, dan masyarakat memperlakukan teknologi semacam itu secara positif dan dengan senyuman. Namun, secara umum, orang takut dengan pengenalan teknologi baru. Ya, dan untuk memperkenalkan sesuatu yang baru, masalah etika dari efek tertentu dari obat tersebut perlu didiskusikan pada tingkat tertinggi, dan biasanya ini memakan waktu lama.

Bioteknologi dalam Biocad: Perawatan Asam Nukleat

Dua tahun lalu, di Biocad, kami membuka Departemen Penelitian Lanjutan, yang tujuan utamanya adalah menciptakan produk obat untuk terapi gen tingkat lanjut. Istilah ini menyatukan tiga kelompok obat yang tidak seperti semua obat lain yang biasa kita gunakan.

Pertama, ini adalah obat untuk terapi gen, kedua, ini adalah obat berdasarkan manipulasi sel somatik dan induk manusia, dan ketiga, ini adalah obat rekayasa jaringan.

Tindakan obat klasik didasarkan pada molekul kecil yang bersifat kimiawi, atau pada beberapa protein, misalnya antibodi, yang dapat dengan mudah diperoleh dengan menggunakan metode bioteknologi. Dalam perkembangan kami, zat obat, yaitu faktor aktif, adalah RNA atau DNA asam nukleat.

Ini adalah cara baru untuk mempengaruhi tubuh manusia. Arah ini baru-baru ini mulai berkembang pesat, sehingga untuk saat ini diperlakukan dengan hati-hati.

Bagaimana obat terapi gen bekerja

Obat kami adalah virus rekombinan, partikel nano berdasarkan virus, di dalamnya terdapat gen yang tidak dimiliki oleh orang sakit. Produk-produk ini biasanya ditujukan untuk penyakit yang sulit diobati (penyakit keturunan dengan manifestasi parah hingga kematian pada usia dini: distrofi, gangguan penglihatan, persepsi cahaya, defisiensi imun). Ini terutama penyakit monogenik di mana manifestasi penyakit ini disebabkan oleh cacat pada satu gen. Dalam kasus seperti itu, mereka diperlakukan dengan sangat baik. Di laboratorium, kami membuat partikel virus terapeutik, dan ahli bioinformatika membantu kami membuat model pekerjaan mereka.

Dalam kasus penyakit poligenik, seperti kanker, teknik terapi gen dapat digunakan untuk memodifikasi sel sistem kekebalan tubuh manusia untuk menghasilkan sel kekebalan dengan spesifisitas tinggi untuk sel tumor. Di laboratorium, ilmuwan kami melakukan siklus pengembangan penuh dari kedua jenis produk ini (dari ide hingga pembuatan prototipe yang siap untuk pengujian pada hewan). Tidak ada hal seperti itu di Rusia, mungkin tidak di mana pun.

Penelitian yang Menjanjikan dalam Bioteknologi

kedokteran masa depan: Pengembangan jenis obat baru

Departemen kami diberi nama sesuai dengan US Advanced Research Projects Agency (DARPA). Mereka berusaha memperkenalkan capaian-capaian ilmu pengetahuan guna meningkatkan kemampuan pertahanan negara - yaitu percepatan regenerasi, donor semesta, senjata, dan lain sebagainya.

Mungkin dalam 5-10 tahun ke depan, berkat interkoneksi sibernetika dan bioteknologi, obat pintar benar-benar akan tercipta. Misalnya, membuat chip yang sangat kecil: ini adalah kapsul atau robot dengan partikel obat yang bersirkulasi dalam darah, yang darinya tergantung pada kondisi orang tersebut, zat yang diinginkan akan disuntikkan ke dalam darah. Mereka melakukan ini, misalnya, di MIT. Sudah ada contoh yang berhasil: tergantung pada tingkat glukosa, insulin disuntikkan ke dalam tubuh, yang meminimalkan tingkat invasi prosedur pengobatan. Seseorang memasukkan chip sekali, membuat suntikan, dan untuk waktu yang sangat lama lupa bahwa dia perlu minum obat.

Bahkan futuris terkenal Ray Kurzwell mengatakan bahwa manusia akan mulai hidup lebih lama dengan bantuan nanorobot pada tahun 2025. Kemungkinan besar, maksudnya obat yang akan melawan kanker.

Nanobot- format baru obat, karena dari segi zat penyusun obat, orang sudah melakukan segalanya. Kami tidak memiliki apa-apa lagi untuk ditawarkan - hanya ada beberapa jenis senyawa kimia yang dapat digunakan untuk terapi. Ini protein atau molekul kecil atau asam nukleat yang sekarang juga diterapkan.

Varian dari keduanya, dan yang ketiga, tentu saja, dapat dibuat dalam jumlah yang tidak terbatas, tetapi potensi penerapannya terbatas, karena bekerja sesuai dengan prinsip kimia umum. Tidak mungkin lagi mempengaruhi sel dengan cara lain.

Oleh karena itu, di masa mendatang, isu utamanya adalah pengiriman tiga "blok" ini oleh nanorobot, yang akan mengarah pada munculnya format terapi baru.

Tentu saja, kebanyakan orang hanya ingin minum pil, tetapi tidak semua zat obat dapat "diinvestasikan" di dalamnya. Pilihan yang lebih sederhana adalah kapsul. Lebih efektif - injeksi dan supositoria. Dan jika ada beberapa metode pengobatan universal, misalnya, menusuk semacam keripik dengan konsentrat obat di bawah kulit, tetapi setahun sekali, saya pikir banyak yang akan melakukannya.

Foto milik Biocad.

Diagnosis penyakit

Seseorang akan membutuhkan pengembangan metode diagnostik invasif minimal sehingga, secara kasar, setetes darah dapat dengan cepat menentukan kondisi seseorang: apakah dia memiliki penyakit onkologis dan, jika demikian, apakah ada metastasis, jenis kanker apa dan sebagainya. pada.

Sekarang ini dapat dilakukan pada sejumlah mililiter darah menggunakan metode throughput tinggi, tetapi sejauh ini harganya cukup mahal. Kami bergerak menuju profil individu seseorang untuk mengetahui segalanya tentang diri kami hingga ke tingkat molekul. Orang tersebut akan mengerti apa yang sebenarnya terjadi padanya saat ini.

Mungkin ada sesuatu seperti jejaring sosial profil, di mana semua data akan disimpan - misalnya, tentang ekspresi gen selama sebulan terakhir. Tampaknya semuanya mudah di sini, tetapi kenyataannya ada miliaran urutan, ratusan gen dengan mutasi berbeda, dengan tingkat signifikansi yang berbeda-beda. Oleh karena itu, diperlukan kelas baru dokter teoretis yang dapat menafsirkan data dalam jumlah besar ini.

Regenerasi, kecerdasan buatan

Mungkin di masa depan kita akan belajar bagaimana meregenerasi jaringan dan organ. Organ sudah tumbuh dari awal ke ukuran sebenarnya dari sel berkat pencetakan 3D. Mereka juga mencoba memulihkan sumsum tulang belakang setelah cedera - mencetak neuron di lokasi cedera. Dengan kata lain, menyuntik seseorang dengan selnya sendiri, diperbanyak di laboratorium.

Selain itu, para ilmuwan akan lebih banyak menggunakan kecerdasan buatan dan jaringan saraf untuk membuat obat baru. AI belajar mandiri harus mengumpulkan cukup pengetahuan sendiri yang memungkinkannya memberikan jawaban yang benar. Jika ini tidak dikendalikan, bencana mungkin terjadi, tetapi, di sisi lain, hal itu akan dapat secara signifikan melepaskan tangan para peneliti dan memberi mereka kesempatan untuk menghasilkan ide-ide baru, karena AI akan mengambil alih semua prosedur rutin.

Kata BIOTEKNOLOGI berasal dari gabungan kata Yunani bios- kehidupan, "teknik" keahlian, seni dan logo- mengajar. Ini sepenuhnya mencerminkan aktivitas seorang ahli bioteknologi. Profesi ini cocok untuk mereka yang tertarik dengan fisika, matematika, kimia dan biologi (lihat pilihan profesi untuk minat mata pelajaran sekolah).

Ahli bioteknologi dengan terampil menggunakan organisme biologis hidup, sistem dan prosesnya, menerapkan metode ilmiah rekayasa genetika, untuk menciptakan varietas baru produk, tumbuhan, vitamin, obat-obatan, serta meningkatkan sifat spesies yang ada di lingkungan tumbuhan dan hewan yang tahan terhadap kondisi iklim yang merugikan, kondisi, hama dan penyakit. Dalam kedokteran, ahli bioteknologi memainkan peran yang tak ternilai dalam pembuatan obat baru untuk diagnosis dini dan keberhasilan pengobatan penyakit yang paling kompleks.

Seperti sains lainnya, bioteknologi terus berkembang, mencapai ketinggian yang belum pernah terjadi sebelumnya. Jadi, dalam beberapa dekade terakhir, secara alami telah mencapai tingkat kloning dan mencapai keberhasilan tertentu di bidang ini. Kloning organ vital manusia (hati, ginjal) memberi peluang untuk pengobatan, pemulihan penuh, dan peningkatan kualitas hidup orang di seluruh dunia.

Bioteknologi sebagai ilmu terletak di persimpangan biologi seluler dan molekuler, genetika molekuler, biokimia, dan kimia bioorganik.

Ciri khas perkembangan bioteknologi di abad ke-21, selain pertumbuhannya yang pesat sebagai ilmu terapan, adalah merambah ke semua bidang kehidupan manusia, berkontribusi pada pengembangan efektif semua sektor ekonomi. Pada akhirnya, semua ini berkontribusi pada pertumbuhan ekonomi dan sosial negara. Perencanaan rasional dan pengelolaan pencapaian bioteknologi dapat memecahkan masalah penting bagi Rusia seperti pengembangan wilayah kosong dan lapangan kerja penduduk. Hal ini dimungkinkan jika capaian ilmu pengetahuan digunakan sebagai instrumen industrialisasi untuk menciptakan industri kecil di pedesaan.

Kemajuan keseluruhan umat manusia sebagian besar disebabkan oleh perkembangan bioteknologi. Namun di sisi lain, diyakini bahwa jika penyebaran produk rekayasa genetika yang tidak terkendali dibiarkan, hal ini dapat berkontribusi pada terganggunya keseimbangan biologis di alam dan pada akhirnya menimbulkan ancaman bagi kesehatan manusia.

Fitur profesi

Tanggung jawab fungsional seorang ahli bioteknologi bergantung pada industri tempatnya bekerja.

Bekerja di industri farmasi melibatkan:

• partisipasi dalam pengembangan komposisi dan teknologi produksi obat atau suplemen makanan;
• partisipasi dalam pengenalan peralatan teknologi baru;
• menguji teknologi baru dalam produksi;
• bekerja untuk meningkatkan teknologi yang dikembangkan;
• partisipasi dalam pemilihan peralatan, bahan dan bahan mentah untuk teknologi baru;
• kontrol atas pelaksanaan operasi teknologi tambahan yang benar;
• partisipasi dalam pengembangan indikator teknis dan ekonomi (TEP) untuk obat-obatan;
• revisinya karena penggantian komponen individu atau perubahan teknologi;
• pemeliharaan tepat waktu atas dokumentasi dan pelaporan yang diperlukan.

Pekerjaan di bidang penelitian terdiri dari penelitian, pengembangan metodologi dan penemuan di bidang rekayasa genetika dan sel.

Pekerjaan seorang ahli bioteknologi di bidang penting seperti perlindungan lingkungan melibatkan tanggung jawab berikut:

• pengolahan biologis air limbah dan daerah tercemar;
• daur ulang limbah domestik dan industri.

Bekerja di lembaga pendidikan melibatkan pengajaran biologi dan disiplin terkait.

Dalam bidang apa pun, karya seorang ahli bioteknologi itu kreatif, penelitian dan, tentu saja, menarik dan perlu bagi masyarakat.

Pro dan kontra dari profesi

pro

Spesialis bioteknologi sangat diminati saat ini, dan di masa depan mereka akan semakin diminati, karena bioteknologi adalah profesi masa depan dan akan berkembang pesat. Kedepannya, profesi bioteknologi juga akan diminati di bidang aktivitas manusia lainnya yang bahkan belum ada atau baru dalam masa pertumbuhan.

Keuntungannya termasuk prestise profesi dan ambiguitasnya, yaitu kemungkinan pekerjaan dalam profesi terkait di berbagai organisasi (lihat tempat kerja) sebagai ahli bioteknologi genetik, insinyur bioproses, ahli bioteknologi lipid, ahli bioteknologi protein, ahli bioteknologi farmasi, bioengineer sel dan jaringan.

Ahli bioteknologi bekerja sama erat dengan lembaga penelitian asing. Ilmuwan Rusia sangat diminati, jadi Anda bisa berkarir di luar negeri.

Minus

Tidak selalu dibenarkan sikap negatif masyarakat dan sebagian dunia ilmiah terhadap produk rekayasa genetika.

Tempat kerja

• perusahaan farmasi;
• produksi wewangian;
• perusahaan dan perusahaan makanan;
• perusahaan kompleks agroindustri;
• lembaga penelitian dan laboratorium;
• perusahaan biotek;
• perusahaan di bidang astronautika dan robotika.

Kualitas penting

• pikiran analitis;
• pengetahuan luas;
• rasa ingin tahu;
• pemikiran non-standar;
• pengamatan;
• kesabaran;
• tanggung jawab;
• panggilan tugas;
• tujuan.

Pelatihan biotek

Pada kursus ini, Anda bisa mendapatkan profesi ahli mikrobiologi dalam 3 bulan dan 15.000 rubel:
— Salah satu harga paling terjangkau di Rusia;
– Diploma pelatihan ulang profesional dari sampel yang ditetapkan;
– Pendidikan dalam format yang sepenuhnya terpencil;
— Lembaga pendidikan terbesar prof tambahan. pendidikan di Rusia.

Gaji

Gaji per 11/12/2019

Rusia 25000—50000 ₽

Moskow 35000—65000 ₽

Langkah karir dan prospek

Ahli bioteknologi dapat bekerja sebagai ahli biokimia, ahli biologi, ahli virologi, ahli mikrobiologi. Spesialis pemula biasanya dipekerjakan sebagai asisten laboratorium untuk analisis kimia di perusahaan farmasi atau di industri makanan. Di pabrik produksi obat-obatan dan suplemen gizi, Anda bisa bekerja sebagai pengawas produksi. Karier dapat dilakukan secara vertikal, meningkatkan level profesional dan, karenanya, kapasitas posisi, hingga kepala produksi. Bekerja di lembaga penelitian, sambil berjuang untuk penemuan ilmiah, Anda dapat berkarier di dunia ilmiah.

Ahli bioteknologi terkenal

Yu.A. Ovchinnikov adalah salah satu ilmuwan paling terkenal di bidang bioteknologi, ilmuwan terkemuka di bidang biologi membran. Penulis banyak makalah ilmiah (lebih dari 500), termasuk "Bioorganic Chemistry", "Membrane-active complexons". Society of Biotechnologists of Russia dinamai menurut namanya. Yu.A.Ovchinnikova.

Berita rekayasa transgenik. Ilmuwan menyilangkan burung beo dan tebu. Sekarang gula itu sendiri mengatakan berapa banyak yang harus dimasukkan ke dalam teh.

Sejarah munculnya bioteknologi sebagai ilmu:

Di zaman paling kuno, orang, tanpa disadari, menggunakan bioteknologi dalam memanggang roti, dalam produksi anggur dan produk susu.

Dasar ilmiah dari semua proses tersebut diringkas oleh L. Pasteur pada abad ke-19, membuktikan bahwa proses fermentasi disebabkan oleh mikroorganisme. Namun dalam bentuknya yang modern, bioteknologi sebagai ilmu tidak serta merta muncul, melainkan setelah melalui beberapa tahapan:

1. Pada 40-50-an abad ke-20, sebagai hasil dari biosintesis penisilin, industri mikrobiologi diciptakan.
2. Rekayasa sel dikembangkan pada 1960-an dan 1970-an.
3. Pada tahun 1972, penciptaan molekul DNA hibrida "in vitro" pertama di AS menyebabkan munculnya rekayasa genetika. Setelah itu, dimungkinkan untuk secara sengaja mengubah struktur genetik organisme hidup. Pada tahun 1970-an, istilah “bioteknologi” sendiri muncul.

Kemunculan bioteknologi secara bertahap menyebabkan hubungannya yang tidak terpisahkan dengan biologi sel dan molekuler, biokimia, genetika molekuler, dan kimia bioorganik.

Bioteknologi sering disebut sebagai penggunaan rekayasa genetika pada abad ke-20 dan ke-21, tetapi istilah ini juga merujuk pada serangkaian proses yang lebih luas untuk memodifikasi organisme biologis untuk memenuhi kebutuhan manusia, dimulai dengan modifikasi tumbuhan dan hewan peliharaan melalui seleksi buatan. dan hibridisasi. Dengan bantuan metode modern, produksi bioteknologi tradisional telah mampu meningkatkan kualitas produk pangan dan meningkatkan produktivitas organisme hidup.

Bioteknologi didasarkan pada genetika, biologi molekuler, biokimia, embriologi dan biologi sel, serta disiplin ilmu terapan - kimia dan teknologi informasi dan robotika.

Sejarah bioteknologi

Akar bioteknologi kembali ke masa lalu yang jauh dan dikaitkan dengan pembuatan roti, pembuatan anggur, dan metode persiapan makanan lain yang dikenal manusia di zaman kuno. Misalnya, proses bioteknologi seperti fermentasi dengan partisipasi mikroorganisme telah dikenal dan digunakan secara luas di Babilonia kuno, sebagaimana dibuktikan dengan deskripsi pembuatan bir, yang sampai kepada kita sebagai catatan pada tablet yang ditemukan pada tahun 1981 selama penggalian di Babel. Bioteknologi menjadi ilmu berkat penelitian dan karya ilmuwan Prancis, pendiri mikrobiologi dan imunologi modern, Louis Pasteur (1822-1895). Istilah "bioteknologi" pertama kali digunakan oleh insinyur Hungaria Karl Ereki pada tahun 1917.

Pada abad ke-20 terjadi perkembangan pesat biologi molekuler dan genetika menggunakan pencapaian kimia dan fisika. Garis penelitian yang paling penting adalah pengembangan metode budidaya sel tumbuhan dan hewan. Dan jika sampai saat ini hanya bakteri dan jamur yang ditanam untuk keperluan industri, sekarang dimungkinkan tidak hanya untuk menumbuhkan sel apa pun untuk produksi biomassa, tetapi juga untuk mengontrol perkembangannya, terutama pada tumbuhan. Dengan demikian, pendekatan ilmiah dan teknologi baru diwujudkan dalam pengembangan metode bioteknologi yang memungkinkan untuk memanipulasi gen secara langsung, membuat produk baru, organisme, dan mengubah sifat yang sudah ada. Tujuan utama penerapan metode tersebut adalah pemanfaatan potensi makhluk hidup secara lebih utuh untuk kepentingan kegiatan ekonomi manusia.
Pada tahun 1970-an, bidang bioteknologi yang penting seperti genetik (atau genetik) dan rekayasa sel muncul dan berkembang secara aktif, yang meletakkan dasar untuk bioteknologi "baru", berbeda dengan bioteknologi "lama" yang didasarkan pada proses mikrobiologi tradisional. Dengan demikian, produksi alkohol yang biasa dalam proses fermentasi adalah bioteknologi "lama", tetapi penggunaan ragi dalam proses ini, yang ditingkatkan melalui rekayasa genetika untuk meningkatkan hasil alkohol, adalah bioteknologi "baru".

Jadi, pada tahun 1814, akademisi St. Petersburg K. S. Kirchhoff (biografi) menemukan fenomena katalisis biologis dan mencoba memperoleh gula secara biokatalitik dari bahan mentah domestik yang tersedia (hingga pertengahan abad ke-19, gula hanya diperoleh dari tebu). Pada tahun 1891, di AS, ahli biokimia Jepang Dz. Takamine menerima paten pertama untuk penggunaan persiapan enzim untuk keperluan industri: ilmuwan mengusulkan penggunaan diastase untuk sakarifikasi limbah tanaman.

Pada awal abad ke-20, industri fermentasi dan mikrobiologi berkembang secara aktif. Pada tahun yang sama, upaya pertama dilakukan untuk menetapkan produksi antibiotik, konsentrat makanan yang diperoleh dari ragi, untuk mengontrol fermentasi produk yang berasal dari tumbuhan dan hewan.

Antibiotik pertama - penisilin - diisolasi dan dimurnikan ke tingkat yang dapat diterima pada tahun 1940, yang memberikan tantangan baru: pencarian dan pembentukan produksi industri zat obat yang diproduksi oleh mikroorganisme, bekerja untuk mengurangi biaya dan meningkatkan tingkat keamanan hayati obat baru .

Selain penerapannya yang luas di bidang pertanian, seluruh cabang industri farmasi, yang disebut "industri DNA", telah muncul berdasarkan rekayasa genetika dan merupakan salah satu cabang bioteknologi modern. Lebih dari seperempat dari semua obat yang saat ini digunakan di dunia mengandung bahan dari tanaman. Tanaman yang dimodifikasi secara genetik adalah sumber yang murah dan aman untuk mendapatkan protein obat yang berfungsi penuh (antibodi, vaksin, enzim, dll.) Baik untuk manusia maupun hewan. Contoh penerapan rekayasa genetika dalam kedokteran juga produksi insulin manusia dengan menggunakan bakteri hasil rekayasa genetika, produksi erythropoietin (hormon yang merangsang pembentukan sel darah merah di sumsum tulang. Peran fisiologis hormon ini adalah untuk mengatur produksi sel darah merah tergantung pada kebutuhan tubuh akan oksigen) dalam kultur sel (yaitu di luar tubuh manusia) atau tikus percobaan jenis baru untuk penelitian ilmiah.

Pada abad ke-20, di sebagian besar negara di dunia, upaya utama pengobatan ditujukan untuk memerangi penyakit menular, mengurangi angka kematian bayi, dan meningkatkan harapan hidup. Negara-negara dengan sistem perawatan kesehatan yang lebih maju telah begitu sukses di sepanjang jalan ini sehingga mereka menemukan kemungkinan untuk mengalihkan fokus ke pengobatan penyakit kronis, penyakit pada sistem kardiovaskular dan penyakit onkologi, karena kelompok penyakit ini menyumbang persentase terbesar. peningkatan mortalitas.

Saat ini, peluang praktis telah muncul untuk mengurangi atau memperbaiki dampak negatif faktor keturunan secara signifikan. Genetika medis telah menjelaskan bahwa penyebab banyak mutasi gen adalah interaksi dengan kondisi lingkungan yang merugikan, dan oleh karena itu, dengan memecahkan masalah lingkungan, adalah mungkin untuk mengurangi kejadian kanker, alergi, penyakit kardiovaskular, diabetes, penyakit mental, dan bahkan beberapa penyakit lainnya. penyakit menular. Pada saat yang sama, para ilmuwan dapat mengidentifikasi gen yang bertanggung jawab atas manifestasi berbagai patologi dan berkontribusi pada peningkatan harapan hidup. Saat menggunakan metode genetika medis, hasil yang baik diperoleh dalam pengobatan 15% penyakit, sehubungan dengan hampir 50% penyakit, peningkatan yang signifikan diamati.

Dengan demikian, pencapaian signifikan dalam genetika telah memungkinkan tidak hanya untuk mencapai tingkat molekuler dalam mempelajari struktur genetik tubuh, tetapi juga untuk mengungkap esensi dari banyak penyakit manusia yang serius, mendekati terapi gen.

Kloning adalah salah satu metode yang digunakan dalam bioteknologi untuk menghasilkan keturunan yang identik melalui reproduksi aseksual. Kalau tidak, kloning dapat didefinisikan sebagai proses pembuatan salinan identik secara genetik dari satu sel atau organisme. Artinya, organisme yang diperoleh sebagai hasil kloning tidak hanya memiliki penampilan yang mirip, tetapi juga informasi genetik yang terkandung di dalamnya sama persis.

Domba Dolly menjadi organisme multisel hasil kloning buatan pertama pada tahun 1997. Pada tahun 2007, salah satu pencipta domba hasil kloning, Elizabeth II, dianugerahi gelar ksatria untuk pencapaian ilmiah ini.

Prestasi dalam bioteknologi

Tikus transgenik, kelinci, babi, domba telah diperoleh, di mana gen asing dari berbagai asal bekerja, termasuk gen bakteri, ragi, mamalia, manusia, serta tanaman transgenik dengan gen spesies lain yang tidak terkait. Misalnya, dalam beberapa tahun terakhir, generasi baru tanaman transgenik telah diperoleh, yang dicirikan oleh sifat-sifat berharga seperti ketahanan terhadap herbisida, serangga, dll.

Sampai saat ini, metode rekayasa genetika telah memungkinkan untuk mensintesis hormon dalam jumlah industri seperti insulin, interferon dan somatotropin (hormon pertumbuhan), yang diperlukan untuk pengobatan sejumlah penyakit genetik manusia - diabetes mellitus, jenis tumor ganas tertentu. , dwarfisme,

Dengan menggunakan metode genetik, strain mikroorganisme (Ashbya gossypii, Pseudomonas denitrificans, dll.) Juga diperoleh, yang menghasilkan vitamin (C, B 3 , B 13 , dll.) puluhan ribu kali lebih banyak daripada bentuk aslinya.

Bidang rekayasa sel yang sangat penting dikaitkan dengan tahap awal embriogenesis. Misalnya, fertilisasi in vitro telur sekarang memungkinkan untuk mengatasi beberapa bentuk infertilitas umum pada manusia.

Adalah menguntungkan menggunakan kultur sel tanaman untuk perbanyakan cepat tanaman yang tumbuh lambat - ginseng, kelapa sawit, raspberry, persik, dll.

Selama bertahun-tahun, metode biologis yang dikembangkan oleh ahli bioteknologi telah digunakan untuk memecahkan masalah pencemaran lingkungan. Dengan demikian, bakteri dari genus Rhodococcus dan Nocardia berhasil digunakan untuk emulsifikasi dan penyerapan hidrokarbon minyak dari media berair. Mereka mampu memisahkan fase air dan minyak, memekatkan minyak, dan memurnikan air limbah dari kotoran minyak.

Laporkan dengan topik “Bioteknologi. Sejarah dan prestasi” diperbarui: 9 Juni 2019 oleh: Artikel Ilmiah.Ru