Firmy biotechnologiczne wykorzystują żywe organizmy do tworzenia rozwiązań technologicznych służących rozwiązywaniu problemów, w tym chorób, zanieczyszczeń, rolnictwa i wszelkich innych obszarów. Może to być na przykład wykorzystanie genów roślin do wyprowadzania lekarstw na stosowanie białek z grzyba, aby rośliny były mniej podatne na szkodniki. Choć istnieje wiele zastosowań biotechnologii, większość z nich należy do sektora medycznego, rolniczego lub przemysłowego.
Wskazówki
-
Trzy rodzaje firm biotechnologicznych są medyczne, rolnicze i przemysłowe.
Czym jest biotechnologia?
Biotechnologia obejmuje badanie i stosowanie systemów biologicznych występujących w organizmach, w tym bakteriach, grzybach, wirusach, roślinach i zwierzętach, w celu dokonania postępów technologicznych. Mówiąc prościej, biotechnologia to wykorzystanie form życia (czy to poprzez wykorzystanie samego organizmu, czy też czegoś z niego wyprowadzonego), aby pomóc rozwiązać problemy za pomocą technologii.
Termin ten został pierwotnie wymyślony przez węgierskiego inżyniera rolnictwa Karla Ereky'ego w 1919 roku w celu opisania połączenia biologii i technologii. Trudno uwierzyć, jak bardzo pole rozwinęło się w ciągu stu lat, odkąd stworzył ten termin.
Przemysł biotechnologiczny, często skracany do "biotechnologii" lub "biotechnologii", jest jednym z najszybciej rozwijających się sektorów badań i rozwoju. Przynosi setki miliardów dolarów każdego roku dzięki nowym innowacjom, które można wykorzystać w wielu różnych dziedzinach. Postępy te mogą być rozwijane dla wielu różnych celów, w tym przygotowania szczepionek, karmienia głodnych, tworzenia nowych biopaliw, opracowywania nowych kosmetyków, a nawet warzenia piwa.
Rodzaje biotechnologii
Chociaż są trzy główne formy biotechnologii medyczne, rolnicze i przemysłowy (czasami nazywane odpowiednio "czerwonymi", "zielonymi" i "białymi" biotechnologiami), istnieje wiele różnych rodzajów biotechnologii, z których niektóre wykraczają poza zakres tych trzech głównych dziedzin, a niektóre z nich łączą wiele rodzajów. Na przykład modyfikacja genetyczna roślin do zastosowania w szczepionce obejmuje zarówno sektor rolniczy, jak i medyczny.
Zastosowania biotechnologii medycznej
Kiedy biotechnologia jest wykorzystywana do celów, które mogą lepsze zdrowie lub zmniejszyć cierpienie ludzi lub innych stworzeń, jest częścią medycznego sektora biotechnologii. Obejmuje to zarówno znajdowanie lekarstw, diagnostykę, terapie, szczepionki i leczenie chorób, jak i poszukiwanie sposobów zapobiegania chorobom poprzez badanie nowych lub bardziej skutecznych sposobów na utrzymanie naszego zdrowia, przez zrozumienie chorób i przez badanie biologii komórki ludzkiej.
Niewielka część sektora biotechnologii medycznej koncentruje się na medycynie weterynaryjnej, chociaż większy przemysł zajmuje się terapią dla ludzi, z których niektóre mogą zostać ostatecznie wykorzystane również dla zwierząt. Obecnie na rynku dostępnych jest ponad 250 produktów i szczepionek dla zdrowia pochodzących z biotechnologii, z których wiele pomaga w kontrolowaniu wcześniej nieuleczalnych chorób.
Naukowcy z tej dziedziny badają sposób funkcjonowania bakterii, komórek roślinnych i zwierzęcych na poziomie podstawowym. Czasami DNA tych komórek jest zakłócane na poziomie genetycznym, aby zwiększyć produkcję pewnych cech, które mogłyby mieć zastosowania medyczne, takie jak zwiększenie produkcji insuliny poprzez manipulację genową. W innych przypadkach naukowcy badają enzymy w tych organizmach, które mogą pomóc w opracowywaniu leków lub syntetycznych hormonów.
Badacze mają nadzieję, że ich odkrycia w dziedzinie inżynierii genetycznej mogą prowadzić do wyleczeń lub przynajmniej postępów w leczeniu wyniszczających chorób, takich jak choroba Parkinsona i choroba Alzheimera.
Przykłady medycznego biotechnologii
Naukowcy opracowują obecnie szczepionkę przeciwko chłoniakom, która powstaje w wyniku uprawy genetycznie zmodyfikowanych roślin tytoniu, które mają wystawiać RNA ze złośliwych komórek B. To może uratować prawie 20 000 istnień ludzkich rocznie.
Oni również stosowali bandaże pokryte Chitosan, rodzaj cukru pochodzącego z muszli krewetek i krabów, które pomagają w gojeniu ran. Może to zapobiec komplikacjom, a nawet śmiertelnym skutkom infekcji chirurgicznych i innych infekcji.
Zastosowania biotechnologii rolniczej
Przedmiotem zainteresowania jest biotechnologia rolnicza genetycznie modyfikujące rośliny w celu zwiększenia plonów lub wprowadzenia pożądanych cech, aby ułatwić ich uprawę w określonych obszarach, w których pogoda lub szkodniki, które w przeciwnym razie byłyby trudne.
Czasami naukowcy pracują nad poprawą produkcji lub ułatwiają uprawę, ale po prostu sprawiają, że uprawy lepiej smakują, wyglądają atrakcyjniej, zdrowiej lub dłużej na półkach sklepowych. Biotechnologia rolnicza może być również stosowana do zwierząt w celu poprawić produkcję żywności lub sprawiają, że zwierzę kieruje się do serca, znany jako biotechnologia zwierząt.
Modyfikacja DNA jest jednym z najważniejszych narzędzi dla rolniczego przemysłu biotechnologicznego. Warto zauważyć, że hodowla selektywna jest formą modyfikacji genetycznej, która była praktykowana przez rolników niemal tak długo, jak ludzie zasadzili rośliny i pielęgnowali zwierzęta gospodarskie, starając się stworzyć lepsze rośliny i większe, zdrowsze zwierzęta.
We współczesnych zastosowaniach naukowcy pracujący w rolniczym przemyśle biotechnologicznym będą czasami identyfikować pożądaną cechę rośliny, a następnie szukać odpowiedniego genu w innej roślinie, a następnie umieścić ten gen w pierwszej roślinie, aby poprawić tę cechę. Na przykład naukowcy przenieśli geny do kukurydzy z grzyba Bacillus thuringiensis, który jest naturalnie odporny na szkodniki, takie jak świder z kukurydzy. Rośliny z tymi genami wytwarzają białko, które jest naturalnie odporne na te szkodniki, zmniejszając potrzebę stosowania pestycydów.
Przykłady biotechnologii rolniczej
Organizmy modyfikowane genetycznie lub GMO to jedne z najbardziej znanych zastosowań w przemyśle biotechnologicznym. Chociaż GMO często obawiają się, GMO może ograniczyć stosowanie sztucznych nawozów, herbicydów i pestycydów, przez co rośliny stają się bardziej zdrowe od samego początku. Ponad 13,3 miliona rolników na całym świecie korzysta z postępów w biotechnologii rolniczej.
Osoby mające dostęp tylko do ograniczonych wyborów żywieniowych mogą często być narażone na niebezpieczne niedobory składników odżywczych. Tworząc żywność z dodatkiem składników odżywczych, ludzie żyjący na tych obszarach mogą pozostać zdrowsi, nawet jeśli mają dostęp tylko do kilku produktów spożywczych. Przykładem może być złoty ryż, który został zaparzony beta-karotenem, co czyni go dobrym źródłem witaminy A.
Innym zastosowaniem biotechnologii rolniczej jest uprawa, która może być uprawiana na mniejszych obszarach lub w mniej gościnnych środowiskach. Naukowcy pracują nad stworzeniem żywności, która może zmaksymalizować ilość żywności uprawianej w ograniczonej przestrzeni, nawet w trudnych warunkach klimatycznych, takich jak mroźne temperatury lub borykające się z suszą tereny. Pracują również nad znalezieniem sposobu na hodowlę roślin, na które woda nie ma wpływu, która jest silnie zasolona, aby można było ją podlewać wodą morską.
Zastosowania biotechnologii przemysłowej
Większość innych rodzajów biotechnologii nosi tytuł biotechnologii przemysłowej. Obejmuje to wykorzystanie roślin, organizmów morskich, mikroorganizmów, alg i grzybów wytwarzają rzeczy takie jak chemikalia, materiały i energię do zastosowań przemysłowych.
Biotechnologia przemysłowa koncentruje się głównie na przyjaznych dla środowiska zastosowaniach, które zmniejszają zanieczyszczenie i zwiększają efektywność energetyczną. Na przykład mikroorganizmy i rośliny mogą być używane do rozkładania i rozpuszczania produktów odpadowych, takich jak metale ciężkie.
Dziedzina wniosła jedne z najbardziej innowacyjnych i obiecujących podejść do wzrostu przemysłowego, które są jednocześnie korzystne dla Ziemi, takich jak biopaliwa, biodegradowalne tworzywa sztuczne i nowe tkaniny. Te innowacje generalnie oszczędzają pieniądze firm i pomagają chronić środowisko, czyniąc je popularnymi zarówno wśród przedsiębiorstw, jak i konsumentów.
Oprócz rozwoju środowiska, biotechnologia przemysłowa może być również wykorzystywana w wielu gałęziach przemysłu. Na przykład mikroorganizmy były stosowane od tysięcy lat w tworzeniu żywności, która opiera się na fermentacji, takich jak ser, piwo, chleb i wino. W ostatnich latach postępy w technologii fermentacji zrewolucjonizowały branżę piwowarską i serowarską. Naukowcy nadal wykorzystują bioinżynieria, aby zmienić przemysł spożywczy, a także inne branże.
Przykłady przemysłowego biotechnologii
Siatki pajęcze są jednymi z najsilniejszych materiałów pod względem wytrzymałości na rozciąganie, zdolnych do przyjmowania nawet większej siły niż stal w porównaniu z tą samą szerokością przekroju poprzecznego. Naukowcy mają nadzieję wykorzystać właściwości pajęczych sieci do tworzenia mocniejszych tkanin, takich jak kamizelki kuloodporne, które byłyby mocniejsze niż kevlar. Ich celem jest wykorzystanie genów pająków z kóz. Kozy następnie wytwarzają w mleku proteiny pajęczego jedwabiu, które można wytwarzać i manipulować łatwiej niż jedwab z pająków.
Przemysłowy wzrost biotechnologiczny
Chociaż może to być najnowszy z trzech głównych rodzajów biotechnologii i jest często nazywany "trzecią falą" biotechnologii, biotechnologia przemysłowa jest najszybciej rozwijającym się sektorem biotechnologicznym i może stać się największym w przewidywalnej przyszłości. Jedną rzeczą, która sprawia, że biotechnologia przemysłowa jest tak skuteczna, jest tempo, w jakim innowacje mogą przejść z laboratorium do sektora komercyjnego, który wynosi tylko od dwóch do pięciu lat, czyli znacznie krótszy okres niż w przypadku postępu w sektorze medycznym lub rolniczym.
Najlepsze firmy w biotechnologii
Podczas gdy sektor przemysłowy jest prawdopodobnie najszybciej rozwijającym się typem firmy biotechnologicznej, większość czołowych firm biotechnologicznych od 2018 r. Nadal znajduje się w branży medycznej ze względu na ogromną opłacalność innowacji w tej dziedzinie. W związku z tym przemysłowe firmy biotechnologiczne zaczynają coraz częściej pojawiać się na tych listach.
Amgen, znany z leku przeciwzapalnego Enbrel i leków przeciwinfekcyjnych Neulasta i Neupogen, jest największą firmą biotechnologiczną od 2018 r., Według magazynu Forbes. Gilead Sciences zajmuje drugie miejsce i od wielu lat zajmuje czołowe miejsce w branży biotechnologicznej. Najbardziej znany jest z leków przeciwwirusowych stosowanych w leczeniu HIV / AIDS, chorób wątroby, nowotworów, chorób zapalnych, chorób układu oddechowego i problemów sercowo-naczyniowych.
W rankingu nr 5 najlepszych firm biotechnologicznych w 2018 roku Vertex Pharmaceuticals wyróżnia się jako jedna z pierwszych firm biotechnologicznych eksperymentujących z racjonalną strategią projektowania leków, co oznacza, że naukowcy najpierw projektują i optymalizują strukturę chemiczną w celu leczenia schorzenia, a następnie poszukują chemikalia, które mogłyby spełnić tę strukturę i tym samym służyć jako odpowiedni lek. Firma Illumina, zajmująca 6. miejsce w rankingu, specjalizuje się nie w farmaceutykach, ale w analizie i sekwencjonowaniu wariacji genetycznych, takich jak sekwencjonowanie genomu i profilowanie ekspresji genów.
Jedyną firmą, która znalazła się na liście 10 najlepszych firm biotechnologicznych w 2018 roku, która nie jest w pełni skoncentrowana na zastosowaniach medycznych, jest Agilent Technologies, która tworzy szereg produktów, od materiałów laboratoryjnych po oprogramowanie i towary konsumpcyjne. Firma zajmuje się bezpieczeństwem żywności, rozwojem środowiska, chemikaliami i alternatywnymi źródłami energii. Mając to na uwadze, nadal mają oddziały medyczne zajmujące się farmaceutykami, diagnostyką, terapeutykami i badaniami.
