ในช่วงทศวรรษที่ผ่านมา คำว่า "เทคโนโลยีชีวภาพ" ปรากฏเป็นพาดหัวข่าวมากขึ้น และการค้นพบในด้านนี้ได้กลายเป็นสาเหตุของการถกเถียงอย่างเผ็ดร้อน แท้จริงแล้ว วิทยาศาสตร์ได้รับการพัฒนาอย่างยิ่งใหญ่ที่สุดในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา และความก้าวหน้าทางเทคนิคมีส่วนทำให้เกิดสิ่งนี้มากขึ้น แต่เทคโนโลยีชีวภาพได้ถูกนำมาใช้ในชีวิตประจำวันมานานหลายศตวรรษ

ประวัติความเป็นมาของการพัฒนาเทคโนโลยีชีวภาพ

ตั้งแต่สมัยโบราณ มนุษย์ใช้เทคโนโลยีชีวภาพในการผลิตไวน์ การทำชีส และการปรุงอาหารอื่นๆ กระบวนการทางเทคโนโลยีชีวภาพ ซึ่งได้แก่ การหมัก ถูกนำมาใช้ในบาบิโลนโบราณเพื่อผลิตเบียร์ นี่เป็นหลักฐานจากบันทึกที่พบในแท็บเล็ตที่พบในระหว่างการขุดค้น แต่ถึงแม้จะมีการใช้วิธีการเหล่านี้อย่างแข็งขัน แต่กระบวนการที่เป็นรากฐานของอุตสาหกรรมเหล่านี้ยังคงเป็นปริศนา

หลุยส์ ปาสเตอร์ในปี 1867 กล่าวว่ากระบวนการต่างๆ เช่น การหมักและการหมักนั้นไม่ได้เป็นเพียงผลลัพธ์ของกิจกรรมที่สำคัญของจุลินทรีย์เท่านั้น เอดูอาร์ด บุชเนอร์เสริมสมมติฐานเหล่านี้ด้วยการพิสูจน์ว่าตัวเร่งปฏิกิริยาเป็นสารสกัดไร้เซลล์ที่มีเอนไซม์ที่ทำให้เกิดปฏิกิริยาทางเคมี

ต่อมามีการค้นพบอันน่าตื่นเต้นในช่วงเวลาดังกล่าว ซึ่งช่วยกำหนดรูปแบบวิทยาศาสตร์นี้ในความหมายสมัยใหม่:

• ในปี ค.ศ. 1865 กษัตริย์เกรเกอร์ เมนเดล กษัตริย์แห่งออสเตรียได้นำเสนอรายงานของเขาเรื่อง "การทดลองเกี่ยวกับพืชลูกผสม" ซึ่งบรรยายถึงรูปแบบของการถ่ายทอดทางพันธุกรรม
• ในปี 1902 Theodore Boveri และ Walter Sutton เสนอว่าการถ่ายทอดทางพันธุกรรมเกี่ยวข้องโดยตรงกับโครโมโซม

ปีที่คำนี้ปรากฏคือปี 1919 หลังจากการตีพิมพ์แถลงการณ์โดย Carl Ereki นักเศรษฐศาสตร์เกษตรชาวฮังการี จากข้อมูลที่มีอยู่ในขณะนั้น คำว่าเทคโนโลยีชีวภาพหมายถึงการใช้จุลินทรีย์ในการหมักอาหาร

แต่อย่างที่คุณทราบ การค้นพบที่น่าสนใจที่สุดเกิดขึ้นที่จุดบรรจบของความรู้ ในกรณีของเทคโนโลยีชีวภาพ อุตสาหกรรมอาหารและการกลั่นน้ำมันได้รวมตัวกัน ในปี 1970 ได้มีการทดสอบเทคโนโลยีการผลิตโปรตีนจากของเสียในอุตสาหกรรมน้ำมันในทางปฏิบัติ

เทคโนโลยีชีวภาพคืออะไร: คำและประเภทหลัก

เทคโนโลยีชีวภาพเป็นศาสตร์แห่งการสร้างสารต่างๆ โดยใช้ส่วนประกอบทางชีวภาพตามธรรมชาติ ไม่ว่าจะเป็นจุลินทรีย์ เซลล์สัตว์ หรือเซลล์พืช โดยพื้นฐานแล้ว นี่คือการจัดการเซลล์ที่มีชีวิตเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่แน่นอน

ทิศทางหลักของการพัฒนาวิทยาศาสตร์คือ:

วิศวกรรมชีวภาพเป็นสาขาวิชาที่มุ่งขยายความรู้ในด้านการแพทย์ (การรักษา การส่งเสริมสุขภาพ) และวิศวกรรมศาสตร์

Biomedicine เป็นสาขาการแพทย์ที่มีความเชี่ยวชาญสูงซึ่งจากมุมมองทางทฤษฎีจะศึกษาโครงสร้างของร่างกายมนุษย์ การวินิจฉัยสภาวะทางพยาธิวิทยา และความเป็นไปได้ในการแก้ไข สาขาวิชาการแพทย์ที่เกี่ยวข้องกับการควบคุมและรักษาระบบชีวภาพของสิ่งมีชีวิตในระดับโมเลกุลเรียกว่านาโนเมดิซิน

การผสมพันธุ์เป็นกระบวนการเพื่อให้ได้ลูกผสม (พืช สัตว์) ขึ้นอยู่กับหลักการของการได้เซลล์หนึ่ง (ทนทานต่อสภาวะบางอย่าง) โดยการรวมเซลล์อื่นเข้าด้วยกัน

ตอนนี้เรามีหนทางที่จำเป็นอยู่แล้วในการมีชีวิตอยู่นานพอจนกว่าเราจะเป็นอมตะ มีความเป็นไปได้ที่จะประยุกต์ความรู้ที่มีอยู่อย่างจริงจังเพื่อชะลอกระบวนการชราลงอย่างมาก และยังคงดำเนินต่อไปได้จนกว่าจะมีการบำบัดเพื่อยืดอายุขัยโดยสมบูรณ์โดยใช้เทคโนโลยีชีวภาพและนาโนเทคโนโลยี

Ray Kurzweil (นักประดิษฐ์ นักอนาคตนิยม)

ความสำเร็จสูงสุดของเทคโนโลยีชีวภาพคือพันธุวิศวกรรม พันธุวิศวกรรมคือชุดความรู้และเทคโนโลยีในการรับ RNA และ DNA การแยกยีนออกจากเซลล์ การจัดการยีน และการนำพวกมันเข้าสู่สิ่งมีชีวิตอื่น นี่คือ "การจัดการ" จีโนมของสิ่งมีชีวิตหรือพืชเพื่อให้ได้คุณสมบัติที่ต้องการ ตัวอย่างเช่น ด้วยความรู้ในสาขาพันธุวิศวกรรม นักวิทยาศาสตร์ชาวจีนวางแผนที่จะใช้วิธีการ "แก้ไข" จีโนมของผู้ป่วยมะเร็งอย่างกว้างขวาง อย่างไรก็ตามไม่มีใครรีบเร่งที่จะเปิดตัวโครงการเต็มรูปแบบเพราะว่า จนถึงปัจจุบันยังเป็นไปไม่ได้ที่จะคาดการณ์ผลที่ตามมาต่อร่างกายในระยะยาว

การโคลนนิ่งสมควรได้รับความสนใจเป็นพิเศษ กระบวนการนี้เข้าใจว่าเป็นการเกิดขึ้นของสิ่งมีชีวิตที่เหมือนกันทางพันธุกรรมหลายชนิดผ่านการสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศ (รวมถึงการสืบพันธุ์ด้วยพืช) จนถึงปัจจุบัน ไม่เพียงแต่การโคลนพืชเท่านั้น แต่ยังมีสัตว์อีกหลายสิบสายพันธุ์ (แกะ สุนัข แมว ม้า) ยังไม่มีข้อมูลเกี่ยวกับข้อเท็จจริงของการโคลนนิ่งมนุษย์ แม้ว่าตามที่นักวิทยาศาสตร์ระบุว่าจากด้านเทคนิค ทุกอย่างพร้อมสำหรับกระบวนการนี้แล้ว การพัฒนาเหล่านี้เองที่กลายเป็นประเด็นถกเถียงและถกเถียงกันมากที่สุดโดยประชาคมโลก ประเด็นไม่เพียงแต่ความน่าจะเป็นที่จะได้คนที่ด้อยกว่าเท่านั้น แต่ยังรวมถึงประเด็นด้านจริยธรรมและศาสนาด้วย

ขอบเขตการใช้งาน

หลักการของกระบวนการเทคโนโลยีชีวภาพได้ถูกนำมาใช้ในการผลิตของทุกอุตสาหกรรม:

• อุตสาหกรรมอาหาร. การผลิตแอลกอฮอล์ กรดอะมิโน เอนไซม์ด้วยวิธีที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมเรียกว่าเทคโนโลยีชีวภาพสีขาว
• สารเคมีหรือยา ทิศทางนี้เรียกอีกอย่างว่าเทคโนโลยีชีวภาพสีแดง นักเทคโนโลยีชีวภาพกำลังพัฒนายา วัคซีน และเซรั่มป้องกันโรคที่ก่อนหน้านี้ถือว่ารักษาไม่หาย ในประเทศตะวันตก และโดยเฉพาะอย่างยิ่งในออสเตรีย วิทยาศาสตร์ได้รับความนิยมอย่างมากและมีการใช้อย่างแข็งขันในการวินิจฉัยโรคต่างๆ (ไบโอเซนเซอร์, ชิป DNA)
• การแปรรูปและการกำจัดของเสีย (การบำบัดทางชีวภาพ) วิธีการใช้เทคโนโลยีชีวภาพแบบสีเทาใช้สำหรับสุขาภิบาลดิน บำบัดน้ำเสีย และบำบัดอากาศเสีย
• เกษตรกรรม. เทคโนโลยีชีวภาพสีเขียวช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สร้างตัวอย่างพืชที่สามารถต้านทานโรคและเชื้อราได้ โดยให้ผลผลิตสูงโดยไม่คำนึงถึงสภาพภูมิอากาศ (ในช่วงฤดูแล้ง) นอกจากนี้ นักวิทยาศาสตร์ยังได้เรียนรู้การใช้เอนไซม์บางชนิดที่เปลี่ยนของเสียทางการเกษตรจากเซลลูโลสให้เป็นกลูโคส แล้วจึงเปลี่ยนเป็นเชื้อเพลิง

เป้าหมายหลักของวิศวกรรมเซลล์คือการเพาะเลี้ยงเซลล์สัตว์และพืช การค้นพบในสาขาวิศวกรรมเซลล์ทำให้สามารถควบคุมและควบคุมผลผลิต คุณภาพ การต้านทานโรคในรูปแบบใหม่และสายพันธุ์ของสัตว์และพืชได้

การลงทุนและการพัฒนา

แม้ว่าเทคโนโลยีชีวภาพแทบจะเรียกได้ว่าเป็นวิทยาศาสตร์ "รุ่นเยาว์" เลยก็ว่าได้ แต่ปัจจุบันถือเป็นจุดเริ่มต้นของการพัฒนา ทิศทางและความเป็นไปได้ที่เปิดกว้างผ่านการพัฒนาความรู้นี้สามารถไม่มีที่สิ้นสุด พวกเขาสามารถหากพวกเขาได้รับเงินทุนและการสนับสนุนที่เหมาะสม ผู้เข้าร่วมการลงทุนหลักในทิศทางนี้คือวิศวกรและเทคโนโลยีชีวภาพซึ่งค่อนข้างเข้าใจได้ ปัจจุบันไม่ใช่ผลิตภัณฑ์ที่นำเสนอ แต่เป็นแนวคิดและวิธีการที่เป็นไปได้ในการนำไปปฏิบัติ

และเพื่อนำแนวคิดนี้ไปใช้ จำเป็นต้องมีการทดลอง การทดลอง และอุปกรณ์ราคาแพงนับร้อยครั้ง ไม่ใช่นักลงทุนทุกคนพร้อมที่จะแสวงหาแนวคิดเพียงอย่างเดียวและเสี่ยงต่อการลงทุน แต่ไม่ใช่ทุกคนที่เชื่อในการสื่อสารเคลื่อนที่ และทุกวันนี้ก็มีอยู่ทุกหนทุกแห่ง

ขณะนี้บริษัทขนาดใหญ่ที่เกี่ยวข้องกับการพัฒนาเทคโนโลยีชีวภาพมีจำนวนไม่มากนัก ซึ่งรวมถึง:

• อิลลูมินา (การวิจัยทางพันธุกรรม การวิเคราะห์ เทคโนโลยี DNA microarray)
• Oxford Nanopore (พัฒนาและจำหน่ายผลิตภัณฑ์เพื่อการโต้ตอบกับ DNA),
• โรช (บริษัทยา),
• Editas Medicine (การปรับเทคนิคการแก้ไขยีนในห้องปฏิบัติการให้เข้ากับการใช้งานขนาดใหญ่ในโรงพยาบาล)
• Counsyl (ให้วิธีการที่ไม่แพงสำหรับการวิเคราะห์ DNA อัตโนมัติเพื่อใช้ข้อมูลในการรักษาในภายหลัง)

ตามที่ผู้เชี่ยวชาญระบุ พื้นที่ที่น่าสนใจที่สุดสำหรับการลงทุนในเทคโนโลยีชีวภาพคือบริษัทจัดลำดับ นี่คือชื่อทั่วไปของวิธีการที่ช่วยให้คุณสร้างลำดับของนิวคลีโอไทด์ในโมเลกุล DNA การถอดรหัสข้อมูล DNA (การจัดลำดับ) ทำให้สามารถระบุพื้นที่ที่รับผิดชอบต่อโรคทางพันธุกรรมและกำจัดพวกมันได้ เมื่อกระบวนการนี้สมบูรณ์ ผู้คนจะสามารถกำจัดโรคแทนการรักษาตามอาการได้ สิ่งนี้จะเปลี่ยนความเข้าใจของเราในเรื่องการวินิจฉัย และจะนำมาซึ่งผลกำไรมหาศาลให้กับผู้ที่สามารถพิจารณาศักยภาพของบริษัทในขั้นตอนความคิดได้

เทคโนโลยีชีวภาพ: ดีหรือชั่ว?

ทุกวันนี้ประชากรโลกกำลังเผชิญกับปัญหาการขาดแคลนอาหาร และหากจำนวนผู้คนยังคงเพิ่มขึ้นต่อไป ในอนาคตอันใกล้นี้สถานการณ์อาจกลายเป็นวิกฤต การรู้ว่าเทคโนโลยีชีวภาพคืออะไรและนำไปใช้อย่างไรจะช่วยให้คุณได้รับผลผลิตสูงสุด โดยไม่คำนึงถึงปัจจัยภายนอก และความสำเร็จเหล่านี้ไม่สามารถลดราคาได้ นอกจากนี้ ข้อพิสูจน์ที่เถียงไม่ได้เกี่ยวกับประโยชน์ของวิทยาศาสตร์คือการประดิษฐ์ยาปฏิชีวนะ ซึ่งทำให้สามารถควบคุมและในบางกรณีสามารถกำจัดโรคได้หลายร้อยโรค

แต่ไม่ใช่ทุกคนที่ประเมินวิทยาศาสตร์อย่างไม่คลุมเครือ มีความกลัวว่าการขาดการควบคุมอาจนำไปสู่ผลที่ตามมาอย่างถาวร ตัวอย่างเช่น ในปัจจุบัน ผลิตภัณฑ์เทคโนโลยีชีวภาพ เช่น สเตียรอยด์สำหรับนักกีฬา กำลังกลายเป็นสาเหตุของโรคหัวใจก่อนวัยอันควร ในการแสวงหาการสร้างซูเปอร์แมนผู้พิชิตความชราและโรคภัยไข้เจ็บ สังคมจึงเสี่ยงที่จะสูญเสียธรรมชาติของมันไป

เราไม่ได้อยู่ในถ้ำ เราไม่ได้อยู่ภายในโลกของเรา ด้วยความช่วยเหลือของเทคโนโลยีชีวภาพ การจัดลำดับทางพันธุกรรม เราจะไม่ถูกจำกัดอยู่เพียงชีววิทยาเท่านั้น
Jason Silva (นักพูด, นักปรัชญา, ดาราทีวี)

การพัฒนาเทคโนโลยีชีวภาพเกิดขึ้นอย่างรวดเร็วจนรัฐโลกเผชิญกับปัญหาการขาดการควบคุมในระดับกฎหมาย สิ่งนี้ทำให้เกิดการระงับโครงการจำนวนมาก ดังนั้นในตอนนี้ยังเร็วเกินไปที่จะพูดคุยเกี่ยวกับการโคลนนิ่งของมนุษย์และชัยชนะเหนือความตาย และค่ายเผชิญหน้าทั้งสองสามารถยอมจำนนต่อการไตร่ตรองทางปรัชญาได้อย่างอิสระ

เทคโนโลยีชีวภาพเป็นวิทยาศาสตร์ที่ศึกษาความเป็นไปได้ในการใช้สิ่งมีชีวิตหรือผลิตภัณฑ์เมตาบอลิซึมของพวกมันเพื่อแก้ไขปัญหาทางเทคโนโลยีบางอย่าง

ด้วยความช่วยเหลือของเทคโนโลยีชีวภาพ ความต้องการบางอย่างของมนุษย์ได้รับการตอบสนอง เช่น การพัฒนายา การดัดแปลงหรือการสร้างพืชและสัตว์สายพันธุ์ใหม่ ซึ่งเพิ่มคุณภาพของผลิตภัณฑ์อาหาร

เทคโนโลยีชีวภาพในการแพทย์แผนปัจจุบัน

เทคโนโลยีชีวภาพในฐานะวิทยาศาสตร์ก่อตั้งขึ้นเมื่อปลายศตวรรษที่ 20 คือต้นทศวรรษที่ 70 ทุกอย่างเริ่มต้นจากพันธุวิศวกรรม เมื่อนักวิทยาศาสตร์สามารถถ่ายโอนสารพันธุกรรมจากสิ่งมีชีวิตหนึ่งไปยังอีกสิ่งมีชีวิตหนึ่งได้โดยไม่ต้องผ่านกระบวนการทางเพศ สำหรับสิ่งนี้ มีการใช้ DNA รีคอมบิแนนท์หรือ rDNA วิธีนี้ใช้เพื่อเปลี่ยนแปลงหรือปรับปรุงสิ่งมีชีวิตโดยเฉพาะ

ในการสร้างโมเลกุล rDNA คุณต้องมี:

• สกัดโมเลกุล DNA จากเซลล์สัตว์หรือพืช
• ประมวลผลเซลล์ที่แยกได้และพลาสมิดแล้วผสมให้เข้ากัน
• จากนั้นพลาสมิดที่ถูกดัดแปลงจะถูกถ่ายโอนไปยังแบคทีเรีย ซึ่งจะเพิ่มสำเนาของข้อมูลที่ใส่เข้าไปในนั้น

เทคโนโลยีชีวภาพทางการแพทย์แบ่งออกเป็น 2 กลุ่มใหญ่ ได้แก่

1. การวินิจฉัยซึ่งในทางกลับกันคือ: สารเคมี (การกำหนดสารวินิจฉัยและพารามิเตอร์การเผาผลาญ); กายภาพ (การกำหนดสนามกายภาพของร่างกาย);
2. การบำบัด.

เทคโนโลยีชีวภาพทางการแพทย์รวมถึงกระบวนการผลิตในระหว่างที่มีการสร้างวัตถุหรือสารทางชีวภาพเพื่อวัตถุประสงค์ทางการแพทย์ เหล่านี้คือเอนไซม์ วิตามิน ยาปฏิชีวนะ จุลินทรีย์โพลีแซ็กคาไรด์แต่ละตัว ซึ่งสามารถใช้เป็นสารอิสระหรือเป็นสารเสริมในการสร้างกรดอะมิโนในรูปแบบยาต่างๆ

ดังนั้นจึงใช้วิธีการทางเทคโนโลยีชีวภาพ:

• สำหรับการผลิตอินซูลินของมนุษย์ผ่านการใช้แบคทีเรียดัดแปลงพันธุกรรม
• เพื่อสร้างฮอร์โมนอีริโธรโพอิติน (ฮอร์โมนที่กระตุ้นการสร้างเม็ดเลือดแดงในไขกระดูก)

พันธุศาสตร์การแพทย์ในอนาคตจะไม่เพียงแต่สามารถป้องกันการคลอดบุตรของเด็กพิการโดยการวินิจฉัยโรคทางพันธุกรรมเท่านั้น แต่ยังรวมถึงการปลูกถ่ายยีนเพื่อแก้ไขปัญหาที่มีอยู่ด้วย

เทคโนโลยีชีวภาพในอนาคตจะให้โอกาสแก่มนุษยชาติไม่เพียงแต่ในด้านการแพทย์เท่านั้น แต่ยังรวมถึงวิทยาศาสตร์สมัยใหม่สาขาอื่นด้วย

เทคโนโลยีชีวภาพในวิทยาศาสตร์สมัยใหม่

เทคโนโลยีชีวภาพในวิทยาศาสตร์สมัยใหม่มีประโยชน์อย่างมาก เนื่องจากการค้นพบทางพันธุวิศวกรรม จึงมีความเป็นไปได้ที่จะพัฒนาพันธุ์พืชและพันธุ์สัตว์ใหม่ๆ ที่จะเป็นประโยชน์ต่อการเกษตร

การศึกษาเทคโนโลยีชีวภาพไม่เพียงเกี่ยวข้องกับศาสตร์แห่งทิศทางทางชีวภาพเท่านั้น ในไมโครอิเล็กทรอนิกส์ ได้มีการพัฒนาทรานซิสเตอร์แบบคัดเลือกไอออนตามเอฟเฟกต์สนาม (HpaI) เทคโนโลยีชีวภาพเป็นสิ่งจำเป็นในการปรับปรุงการนำน้ำมันกลับมาจากแหล่งกักเก็บน้ำมัน ทิศทางที่พัฒนามากที่สุดคือการใช้เทคโนโลยีชีวภาพในระบบนิเวศเพื่อการบำบัดน้ำเสียอุตสาหกรรมและครัวเรือน สาขาวิชาอื่นๆ อีกมากมายมีส่วนช่วยในการพัฒนาเทคโนโลยีชีวภาพ ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมเทคโนโลยีชีวภาพจึงควรจัดเป็นวิทยาศาสตร์ที่ซับซ้อน

อีกเหตุผลหนึ่งสำหรับการศึกษาเชิงรุกและการปรับปรุงความรู้ด้านเทคโนโลยีชีวภาพก็คือการขาด (หรือขาดแคลนในอนาคต) ความต้องการทางเศรษฐกิจและสังคม

ในโลกนี้มีปัญหาเช่น:

• ขาดน้ำจืดหรือน้ำบริสุทธิ์ (ในบางประเทศ)
• มลภาวะต่อสิ่งแวดล้อมจากสารเคมีต่างๆ
• ขาดทรัพยากรพลังงาน
• ความจำเป็นในการปรับปรุงและรับวัสดุและผลิตภัณฑ์ที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมใหม่ทั้งหมด
• การยกระดับการแพทย์

นักวิทยาศาสตร์มั่นใจว่าเป็นไปได้ที่จะแก้ไขปัญหาเหล่านี้และปัญหาอื่น ๆ อีกมากมายด้วยความช่วยเหลือของเทคโนโลยีชีวภาพ

วิธีการทางเทคโนโลยีหลักทั่วไปของเทคโนโลยีชีวภาพสมัยใหม่

เทคโนโลยีชีวภาพสามารถแยกแยะได้ไม่เพียง แต่เป็นวิทยาศาสตร์เท่านั้น แต่ยังเป็นกิจกรรมภาคปฏิบัติของมนุษย์ด้วยซึ่งมีหน้าที่รับผิดชอบในการผลิตผลิตภัณฑ์ประเภทต่าง ๆ โดยมีส่วนร่วมของสิ่งมีชีวิตหรือเซลล์ของพวกเขา

พื้นฐานทางทฤษฎีสำหรับเทคโนโลยีชีวภาพในคราวเดียวนั้นเป็นวิทยาศาสตร์เช่นพันธุศาสตร์ซึ่งเกิดขึ้นในศตวรรษที่ยี่สิบ แต่ในทางปฏิบัติแล้วเทคโนโลยีชีวภาพนั้นมีพื้นฐานมาจากอุตสาหกรรมจุลชีววิทยา ในทางกลับกัน อุตสาหกรรมจุลชีววิทยาได้รับแรงผลักดันอย่างมากในการพัฒนาหลังจากการค้นพบและการผลิตยาปฏิชีวนะอย่างแข็งขัน

วัตถุที่เทคโนโลยีชีวภาพใช้งานได้ได้แก่ ไวรัส แบคทีเรีย ตัวแทนต่างๆ ของพืชและสัตว์ เชื้อรา รวมถึงออร์แกเนลล์และเซลล์ที่แยกได้

เทคโนโลยีชีวภาพเชิงภาพ พันธุศาสตร์และวิศวกรรมเซลล์

พันธุศาสตร์และวิศวกรรมเซลล์รวมกับชีวเคมีเป็นประเด็นหลักของเทคโนโลยีชีวภาพสมัยใหม่

วิศวกรรมเซลล์ - การปลูกเซลล์ของสิ่งมีชีวิตต่างๆ (พืช สัตว์ แบคทีเรีย) ภายใต้เงื่อนไขพิเศษ การวิจัยประเภทต่างๆ เกี่ยวกับเซลล์เหล่านี้ (การผสม การสกัด หรือการปลูกถ่าย)

วิศวกรรมเซลล์พืชถือว่าประสบความสำเร็จมากที่สุด ด้วยความช่วยเหลือของวิศวกรรมเซลล์พืช ทำให้สามารถเร่งกระบวนการปรับปรุงพันธุ์ได้ ซึ่งทำให้สามารถพัฒนาพืชผลทางการเกษตรพันธุ์ใหม่ได้ ตอนนี้การเพาะพันธุ์พันธุ์ใหม่ลดลงจาก 11 ปีเหลือ 3-4 ปี

พันธุวิศวกรรม (หรือพันธุวิศวกรรม) เป็นแผนกหนึ่งของอณูชีววิทยาที่ทำหน้าที่ศึกษาและแยกยีนออกจากเซลล์ของสิ่งมีชีวิต หลังจากนั้นจึงถูกจัดการเพื่อให้บรรลุเป้าหมายเฉพาะ เครื่องมือหลักที่ใช้ในพันธุวิศวกรรมคือเอนไซม์และเวกเตอร์

เทคโนโลยีชีวภาพการโคลนนิ่ง

การโคลนนิ่งเป็นกระบวนการในการรับโคลน (นั่นคือ การสืบทอดที่เหมือนกันกับต้นแบบโดยสิ้นเชิง) ประสบการณ์การโคลนครั้งแรกดำเนินการกับพืชที่ถูกโคลนพืช พืชแต่ละต้นที่เกิดจากการโคลนนิ่งเรียกว่าโคลน

ในกระบวนการพัฒนาพันธุศาสตร์คำนี้เริ่มใช้ไม่เพียงกับพืชเท่านั้น แต่ยังรวมถึงการเพาะพันธุ์แบคทีเรียด้วย

เมื่อปลายศตวรรษที่ 20 นักวิทยาศาสตร์เริ่มอภิปรายเกี่ยวกับการโคลนนิ่งมนุษย์อย่างแข็งขัน ดังนั้นคำว่า "โคลน" จึงเริ่มถูกนำมาใช้ในสื่อ และต่อมาในวรรณคดีและศิลปะ

สำหรับแบคทีเรีย การโคลนนิ่งเป็นวิธีเดียวเท่านั้นที่จะแพร่พันธุ์ได้ มันคือ "การโคลนแบคทีเรีย" ที่ใช้ในกรณีที่กระบวนการนี้เป็นกระบวนการประดิษฐ์และถูกควบคุมโดยบุคคล คำนี้ไม่ได้หมายถึงการสืบพันธุ์ตามธรรมชาติของจุลินทรีย์

พันธุวิศวกรรม

พันธุวิศวกรรมคือการเปลี่ยนแปลงจีโนไทป์ของจุลินทรีย์ที่เกิดจากการแทรกแซงของมนุษย์ เพื่อให้ได้มาซึ่งวัฒนธรรมที่มีคุณสมบัติที่จำเป็น

พันธุวิศวกรรมมีส่วนร่วมในการวิจัยและศึกษาไม่เพียงแต่จุลินทรีย์เท่านั้น แต่ยังรวมถึงมนุษย์ด้วย โดยศึกษาโรคที่เกี่ยวข้องกับระบบภูมิคุ้มกันและมะเร็งวิทยาอย่างแข็งขัน

เทคโนโลยีชีวภาพของเซลล์พืช

เทคโนโลยีชีวภาพของเซลล์ขึ้นอยู่กับการใช้เซลล์ เนื้อเยื่อ และโปรโตพลาสต์ เพื่อที่จะจัดการเซลล์ได้สำเร็จ จำเป็นต้องแยกเซลล์ออกจากพืช และสร้างเงื่อนไขที่จำเป็นทั้งหมดเพื่อให้เซลล์ดำรงอยู่และแพร่พันธุ์นอกร่างกายพืชได้สำเร็จ วิธีการเจริญเติบโตและการเพิ่มจำนวนเซลล์นี้เรียกว่า "การเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อแบบแยก" และได้รับความสำคัญเป็นพิเศษเนื่องจากมีความเป็นไปได้ในการประยุกต์ในเทคโนโลยีชีวภาพ

เทคโนโลยีชีวภาพในโลกสมัยใหม่กับชีวิตมนุษย์

ศักยภาพที่เทคโนโลยีชีวภาพเปิดกว้างให้กับมนุษย์ไม่เพียงแต่ในวิทยาศาสตร์พื้นฐานเท่านั้น แต่ยังรวมถึงกิจกรรมและสาขาความรู้อื่นๆ ด้วย ด้วยการใช้วิธีการทางเทคโนโลยีชีวภาพ จึงเป็นไปได้ที่จะผลิตโปรตีนที่จำเป็นทั้งหมดในปริมาณมาก

กระบวนการในการรับผลิตภัณฑ์หมักนั้นง่ายกว่ามาก ในอนาคตเทคโนโลยีชีวภาพจะช่วยปรับปรุงสัตว์และพืช นักวิทยาศาสตร์กำลังพิจารณาทางเลือกในการต่อสู้กับโรคทางพันธุกรรมด้วยความช่วยเหลือของพันธุวิศวกรรม

พันธุวิศวกรรมซึ่งเป็นทิศทางหลักในด้านเทคโนโลยีชีวภาพ ช่วยเร่งการแก้ปัญหาวิกฤตด้านอาหาร เกษตรกรรม พลังงาน และสิ่งแวดล้อมได้อย่างมีนัยสำคัญ

เทคโนโลยีชีวภาพมีผลกระทบมากที่สุดต่อยาและเภสัชกรรม คาดการณ์ว่าในอนาคตจะสามารถวินิจฉัยและรักษาโรคที่มีสถานะ "รักษาไม่หาย" ได้

ด้านจริยธรรมของความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีชีวภาพบางประการ

หลังจากที่ทราบว่าห้องปฏิบัติการวิทยาศาสตร์บางแห่งไม่เพียงแต่ทำการทดลองกับเอ็มบริโอของมนุษย์เท่านั้น แต่ยังพยายามโคลนมนุษย์ด้วย การอภิปรายอย่างเผ็ดร้อนเกี่ยวกับปัญหานี้ไม่เพียงเริ่มต้นขึ้นในหมู่นักวิทยาศาสตร์เท่านั้น แต่ยังเกิดขึ้นในหมู่คนธรรมดาด้วย

ในด้านเทคโนโลยีชีวภาพ มีประเด็นด้านจริยธรรมสองประเด็นที่เกี่ยวข้องกับการโคลนมนุษย์:

• การโคลนนิ่งเพื่อการบำบัด (การเพาะเลี้ยงตัวอ่อนมนุษย์เพื่อใช้เซลล์เพื่อการรักษา)
• การโคลนการสืบพันธุ์ (การสร้างโคลนมนุษย์)

ความสำเร็จและปัญหาสมัยใหม่ของเทคโนโลยีชีวภาพ

ด้วยความช่วยเหลือของเทคโนโลยีชีวภาพ ผลิตภัณฑ์จำนวนมากสำหรับการดูแลสุขภาพ เกษตรกรรม อาหาร และอุตสาหกรรมเคมีได้รับและจะได้รับ เป็นที่น่าสังเกตว่าผลิตภัณฑ์จำนวนมากไม่สามารถรับได้ด้วยวิธีอื่นใด

สำหรับปัญหานั้น ประเด็นหลักๆ คือประเด็นด้านจริยธรรมที่เกี่ยวข้องกับการที่สังคมปฏิเสธและถือว่าการโคลนนิ่งบุคคลหรือเอ็มบริโอของมนุษย์เป็นไปในเชิงลบ

สถานะปัจจุบันและแนวโน้มของเทคโนโลยีชีวภาพ

ในเทคโนโลยีชีวภาพสาขาการสังเคราะห์สารจุลินทรีย์ที่มีคุณค่าต่อมนุษยชาติเริ่มมีการพัฒนาอย่างแข็งขัน สิ่งนี้อาจนำมาซึ่งการเปลี่ยนแปลงในการกระจายบทบาทของฐานอาหารตามพืชและสัตว์ ไปสู่การสังเคราะห์จุลินทรีย์

การได้รับพลังงานสะอาดด้วยความช่วยเหลือของเทคโนโลยีชีวภาพเป็นอีกสาขาที่สำคัญและมีแนวโน้มทางวิทยาศาสตร์

บริษัทที่พัฒนาเทคโนโลยีชีวภาพใหม่ๆ

นิตยสาร Forbes นำเสนอรายชื่อบริษัทเทคโนโลยีชีวภาพที่มีนวัตกรรมมากที่สุดในโลก ซึ่งรวมถึงบริษัทต่างๆ เช่น Genentech, Novartis International AG, Merck & Co, Pfizer, Sanofi, Perrigo บริษัทเหล่านี้ทั้งหมดเกี่ยวข้องโดยตรงกับเภสัชภัณฑ์และกำลังพัฒนาไปในทิศทางนี้

บริษัทหลายแห่งประสบความสำเร็จในการพัฒนาตลาดเทคโนโลยีชีวภาพของรัสเซีย:

1. "Novartis International AG" - บริษัท มีส่วนร่วมในการพัฒนาวัคซีนและการผลิตยาในด้านเนื้องอกวิทยาซึ่งเป็นหนึ่งในองค์กรที่ดำเนินงานในเซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก
2. "ไฟเซอร์" - ผลิตยาที่จำหน่ายหน้าเคาน์เตอร์ในสาขาการแพทย์ต่างๆ ไฟเซอร์ดำเนินโครงการ More Than Education ในรัสเซียมาเป็นเวลาหลายปีภายใต้ข้อตกลงกับมหาวิทยาลัยแห่งรัฐมอสโก เอ็มวี สถาบันเภสัชกรรมเคมี Lomonosov และเซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก
3. "ซาโนฟี่" - บริษัท ดำเนินธุรกิจเกี่ยวกับการผลิตยาสำหรับรักษาโรคเบาหวานและเส้นโลหิตตีบ บริษัท Sanofi-Aventis Vostok ซึ่งเป็นองค์กรที่มีเอกลักษณ์เฉพาะของบริษัท ซึ่งเป็นโรงงานผลิตอินซูลินครบวงจร กำลังประสบความสำเร็จในการดำเนินงานในรัสเซีย

ในรัสเซีย มีบทบาทพิเศษได้รับมอบหมายให้กับกลุ่มเทคโนโลยีชีวการแพทย์ของศูนย์นวัตกรรม Skolkovo, JSC RVC และ JSC Rusnano เทคโนโลยีชีวภาพด้านเภสัชกรรมและการแพทย์ได้รับการจัดการโดย Akrikhin JSC, Geropharm LLC, Scientific and Production Company Litekh ศูนย์เทคโนโลยีขั้นสูงของ Himrar รวบรวมองค์กรเทคโนโลยีขั้นสูงที่เป็นผู้นำในการพัฒนาและการผลิตของบริษัทนวัตกรรม 14 แห่งที่พัฒนายาโดยใช้เทคโนโลยี "หลังจีโนม" ล่าสุด

นอกจากนี้ยังมีสตาร์ทอัพรุ่นใหม่ที่กำลังพัฒนาเทคโนโลยีชีวภาพใหม่ๆ ได้แก่

• โซลูชันการพิมพ์ทางชีวภาพแบบ 3 มิติสร้างอวัยวะจากสเต็มเซลล์ของผู้ป่วยโดยใช้การพิมพ์ทางชีวภาพแบบ 3 มิติ
• "BioMicroGels" นำเสนอการพัฒนาในการทำน้ำและดินให้บริสุทธิ์โดยใช้ไมโครเจล
• ชีวการแพทย์โฮลดิ้ง "Atlas" วิเคราะห์จุลินทรีย์ในร่างกายโดยเป็นส่วนหนึ่งของโครงการ "OhmyGut"

เทคโนโลยีชีวภาพทางการแพทย์เป็นคำใหม่ซึ่งเป็นเวทีสมัยใหม่ในการพัฒนามนุษยชาติ พัฒนาการที่ไม่เคยเห็นมาก่อนทำให้สามารถยกระดับบุคคลไปสู่วิวัฒนาการทางสังคมในระดับต่อไปได้ ท้ายที่สุดแล้วพวกมันทำให้คุณสามารถเปลี่ยนแปลงเวกเตอร์ของการพัฒนาได้อย่างรุนแรง เพื่อไม่ให้จำกัดอยู่เพียงวลีทั่วไป คำบรรยายของบทความจะขึ้นอยู่กับข้อมูลที่จัดทำโดยศูนย์วิทยาศาสตร์และการปฏิบัติของพรรครีพับลิกันเพื่อการถ่ายเซลล์วิทยาและเทคโนโลยีชีวภาพทางการแพทย์ในมินสค์

ข้อมูลเบื้องต้น

มนุษยชาติกำลังประสบกับยุคแห่งความเจริญรุ่งเรือง มีความก้าวหน้าอย่างมากในด้านการแพทย์เชิงป้องกันและทางคลินิก เช่นเดียวกับอุตสาหกรรมยา สิ่งนี้ได้รับการสนับสนุนจากความสำเร็จที่โดดเด่นในด้านเทคโนโลยีชีวภาพ เช่นเดียวกับในสาขาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีอื่นๆ จำนวนหนึ่ง สิ่งที่ดูเหมือนนิยายวิทยาศาสตร์เมื่อวานนี้กำลังค่อยๆ กลายเป็นส่วนหนึ่งของชีวิตเราทุกวันนี้ นวัตกรรมด้านข้อมูล ยีน และเทคโนโลยีอื่นๆ มีศักยภาพที่จะรับประกันชัยชนะในการต่อสู้กับโรคต่างๆ ยังไง? ตัวอย่างเช่น การปรับเปลี่ยนจีโนมมนุษย์สามารถยืดอายุขัยได้ การฟื้นฟูหรือทดแทนอวัยวะที่แก่ชราด้วยเหตุนี้ก็จะส่งผลดีต่อทุกคนที่ได้รับการรักษานี้เช่นกัน ตั้งครรภ์นอกผนังมดลูก? แน่นอน. ตรวจและปรึกษาผู้ป่วยจากระยะไกล? ค่อนข้างจะจริง

เกี่ยวกับยาที่ใช้

ความก้าวหน้าที่ยิ่งใหญ่ที่สุดเกิดขึ้นในแวดวงเภสัชกรรม ความสำเร็จของเธอ ได้แก่ :

1. ยาปฏิชีวนะกึ่งสังเคราะห์/ธรรมชาติที่สามารถยับยั้งการเจริญเติบโตของเซลล์ที่มีชีวิต ตัวอย่างเช่นสามารถอ้างถึงสารยับยั้งการสังเคราะห์ทางชีวภาพของเซลล์, RNA (ที่ระดับของโพลีเมอร์, เมแทบอลิซึมของกรดโฟลิก, เมทริกซ์ DNA), ผู้ฝ่าฝืนการจัดระเบียบโมเลกุล
2. ฮอร์โมนสเตียรอยด์ พวกเขามีคุณสมบัติต่อต้านมะเร็ง อะนาโบลิก การคุมกำเนิดและต้านการอักเสบ
3. ยาโมโนและคอมเพล็กซ์ซึ่งมีพื้นฐานมาจากกรดอะมิโน ตัวอย่างคือไกลซีน, กลูตามีน, เมไทโอนีน, ราเวรอน, รูมาลอน, ไทโมเจน, ซีรีโบรไลซิน, ซีสเตอีน, เอ็มบริโอบลาสต์
4. วิตามินที่ละลายในน้ำและไขมันซึ่งมีคุณค่าทางชีวภาพสูงและทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาสำหรับกระบวนการเผาผลาญในร่างกาย ตัวอย่างคือกลุ่ม B เช่นเดียวกับ C, A, E, K
5. โปรไบโอติกที่ปรับสถานะทางจุลชีววิทยาให้เหมาะสม เหล่านี้รวมถึงแบคทีเรียแลคโตบาซิลลัส บิฟิดัส และแบคทีเรียกรดแลคติค เอนเทอโรคอคซี (บางสายพันธุ์)
6. เม็ดเลือดขาวและสิ่งที่เหมาะสมสำหรับการรักษาโรคไวรัสตับอักเสบและปัญหาที่คล้ายกัน
7. เอนไซม์ที่เกี่ยวข้องกับปฏิกิริยาทางชีวเคมีในสิ่งมีชีวิต ตัวอย่างรวมถึงทรานสเฟอร์เอส, ไลเอส, ไอโซเมอเรส, ไฮโดรเลสและไลเกส
8. วัคซีนที่เสริมการทำงานในการป้องกันของระบบภูมิคุ้มกันจากไวรัสที่ทำให้เกิดโรคและสิ่งมีชีวิตที่ทำลายล้าง พวกมันสามารถผลิตได้โดยใช้เทคโนโลยีรีคอมบิแนนท์ DNA

ต่อสู้กับความชรา

เมื่อพูดถึงสิ่งที่ประกอบขึ้นเป็นเทคโนโลยีชีวภาพทางการแพทย์ เราไม่สามารถละเลยคุณประโยชน์อันยอดเยี่ยมของมันในการต่อต้านกระบวนการเสื่อมถอยได้ สิ่งนี้เป็นไปได้ด้วยการค้นพบทางอณูชีววิทยา การถอดรหัสจีโนมมนุษย์ และการเปิดเผยโครงสร้างของ DNA รวมถึงความสำเร็จอื่นๆ อีกมากมาย การนำไปประยุกต์ใช้ในทางปฏิบัติอย่างกว้างขวางนั้นใกล้จะนำไปปฏิบัติแล้ว การวินิจฉัยยีนและการบำบัดด้วยยีนจะกลายเป็นส่วนหนึ่งของชีวิตของเราในทศวรรษต่อๆ ไป พวกเขาจะช่วยให้สามารถปรับปรุงการรักษาพยาบาลในเชิงคุณภาพและอยู่ในระยะเอ็มบริโอแล้ว เพื่อระบุและกำจัดจุดเริ่มต้นของโรคบางชนิด (เนื้องอก พันธุกรรม การติดเชื้อ) ด้วยวิธีอ่อนโยน

นาโนเทคโนโลยีชีวภาพคืออะไร?

ทิศทางนี้สมควรได้รับความสนใจเป็นพิเศษในบริบทของปัญหาที่อยู่ระหว่างการพิจารณา ศูนย์เทคโนโลยีชีวภาพทางการแพทย์เกือบทุกแห่งสนใจในผลลัพธ์ที่ยอดเยี่ยม และบ่อยครั้งที่สิ่งเหล่านี้สามารถหาได้จากจุดตัดของพื้นที่งานต่างๆ การเชื่อมโยงดังกล่าวคือการสังเคราะห์เทคโนโลยีชีวภาพและนาโนเทคโนโลยี ตัวอย่างเช่น การนำส่งยาแบบกำหนดเป้าหมายโดยใช้นาโนแคปซูล ทำไมไม่มีทางเลือก? การผ่าตัดโดยใช้เครื่องมือที่มีความแม่นยำสูง การผลิตเครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพสำหรับการเจริญเติบโตของสเต็มเซลล์ การสร้างกล้องจุลทรรศน์แบบโพรบและไบโอเซนเซอร์ การกรองของเหลวในร่างกายจากสารที่เป็นอันตรายด้วยเยื่อหุ้มที่มีนาโนพอร์ ผ้าปิดแผลต้านเชื้อแบคทีเรียที่ชุบด้วยสารที่ช่วยให้คุณหยุดเลือดได้ทันที - ทั้งหมดนี้ อยู่ไกลจากขีดจำกัด..

เกี่ยวกับแง่มุมที่ขัดแย้งกัน

ควรสังเกตว่าศูนย์วิทยาศาสตร์และการปฏิบัติของพรรครีพับลิกันสำหรับ Transfusiology และเทคโนโลยีชีวภาพทางการแพทย์ไม่ทำงานโดยไม่มีปัญหา ท้ายที่สุดแล้ว กิจกรรมนี้เกี่ยวข้องกับการทำงานกับประเด็นที่ถกเถียงกันหลายประการ หากคุณแสดงรายการทั้งหมด คุณจะได้รับรายการที่มีขนาดที่สำคัญ ดังนั้นจึงเป็นการเหมาะสมกว่าที่จะเน้นประเด็นที่สำคัญที่สุด:

1. ความรู้ไม่เพียงพอเกี่ยวกับผลที่ตามมาของการยักย้ายทางพันธุกรรม
2. ความยากลำบากในการกำหนดขีดจำกัดของการรบกวนจากมนุษย์ที่อนุญาตในกระบวนการทางชีววิทยาที่กำลังดำเนินอยู่
3. ความคลุมเครือทางศีลธรรมและจริยธรรมของกิจกรรมที่ดำเนินการจากมุมมองของศักดิ์ศรีความเป็นมนุษย์และการรับรู้ตนเอง

หากเทคโนโลยีชีวภาพทางการแพทย์สามารถให้คำตอบที่ประสบความสำเร็จและน่าพอใจสำหรับคำถามและความท้าทายเหล่านี้ ก็จะต้องมีข้อกำหนดเบื้องต้นทั้งหมดสำหรับการใช้งานอย่างปลอดภัย จากนั้นทุกคนจะสามารถตระหนักได้ว่าก้าวที่ยิ่งใหญ่และเป็นอิสระไปสู่วิวัฒนาการที่มีการควบคุมนั้นเกิดขึ้นได้อย่างไร

การฝึกอบรมผู้เชี่ยวชาญ

ในยุคเครื่องจักรและหุ่นยนต์ของเรา มนุษยชาติได้เรียนรู้ที่จะมอบงานที่หนักและน่าเบื่อให้กับผู้ช่วยที่หมดสติ แต่อนิจจาสาขาการวิจัยและการพัฒนาทางวิทยาศาสตร์นั้นซับซ้อนเกินกว่าจะถ่ายโอนไปยังอุปกรณ์เครื่องกลและอิเล็กทรอนิกส์ และที่นี่ไม่มีที่ไหนอีกแล้ว คำกล่าวที่ผู้ปฏิบัติงานตัดสินใจว่าทุกสิ่งมีความเกี่ยวข้อง ดังนั้นจึงมีการแนะนำความเชี่ยวชาญพิเศษแยกต่างหาก - เทคโนโลยีชีวภาพทางการแพทย์ ในการฝึกอบรมจำเป็นต้องศึกษาการหมัก เซลล์สัตว์และพืชแต่ละชนิด ตลอดจนพันธุวิศวกรรม ดังนั้นถ้าเราพูดถึงเรื่องหลังก็จำเป็นต้องพูดถึงการวินิจฉัยและการระบุรูปแบบชีวิตขนาดเล็กที่นี่ นอกจากนี้ เธอยังทำงานเกี่ยวกับการโคลนและการจัดลำดับยีน รวมถึงการวิเคราะห์ทางเคมีอีกด้วย

ศูนย์ Transfusiology และเทคโนโลยีชีวภาพทางการแพทย์ทำงานอย่างไร

สมมติว่านักวิจัยกำลังเผชิญกับงานเฉพาะ ในกรณีนี้ คำถามเกี่ยวกับวิธีการนำไปปฏิบัติและการบรรลุเป้าหมายมีความเกี่ยวข้อง วิธีการทางกายภาพและทางเคมีนั้นขึ้นอยู่กับปัจจัยการทำงานและโดยลักษณะของผลกระทบ - ไม่ได้เลือกสรร (ในกรณีแรกสิ่งเหล่านี้คือการฆ่าเชื้อและการฆ่าเชื้อในวิธีที่สอง - เคมีบำบัด)

มาดูกันว่าตัวเลือกแรกคืออะไร วิธีการทางกายภาพคือ:

1. การรักษาความร้อน สิ่งเหล่านี้คือการเจาะ การพาสเจอร์ไรซ์ การต้ม การนึ่งฆ่าเชื้อ
2. การฉายรังสี (แกมมา, เอ็กซ์เรย์, อัลตราไวโอเลต, ไมโครเวฟ)
3. การกรอง (การส่งผ่านสารผ่านสิ่งกีดขวางและวัสดุบางอย่าง เช่น รูพรุนขนาด 200 นาโนเมตร)

วิธีการทางเคมี ได้แก่ :

1. การกระทำที่ไม่เฉพาะเจาะจง ใช้ในการรักษาห้องและเป็นน้ำยาฆ่าเชื้อ ตัวอย่าง ได้แก่ ไอโอดีน คลอรีน อัลดีไฮด์ แอลกอฮอล์ เกลือของโลหะหนัก ด่างและกรด ผงซักฟอกประจุบวก สารออกซิไดซ์ ฟีนอล
2. ยาเลือกสรร ซึ่งรวมถึงยาเสพติดที่ระงับบางแง่มุมของชีวิต ก่อนอื่น คุณควรจำเกี่ยวกับยาปฏิชีวนะและยาเคมีบำบัดด้วย

เทคโนโลยีชีวภาพทางการแพทย์และสิ่งแวดล้อมเกี่ยวข้องกับการใช้เครื่องมือต่างๆ อย่างแพร่หลาย ดังนั้นจึงเป็นไปไม่ได้หากไม่มีคำอธิบายโดยละเอียดเกี่ยวกับข้อกำหนดทั่วไปของงานและการสมัคร และยาปฏิชีวนะจะได้รับการพิจารณา

งานเป็นอย่างไรบ้าง?

สมมติว่าเรามีกลุ่มเครื่องมือทางการแพทย์/สิ่งแวดล้อมและเทคโนโลยีชีวภาพ เรามีสารหลายพันชนิดที่จัดเป็นยาปฏิชีวนะ แต่ในความเป็นจริงแล้ว มีน้อยกว่ามากที่ใช้เป็นพื้นฐานสำหรับยาเสพติด นี่เป็นเพราะข้อกำหนดที่มีอยู่ซึ่งจำกัดการใช้:

1. ควรออกฤทธิ์ที่ความเข้มข้นต่ำ
2. จำเป็นต้องมั่นใจในความมั่นคงในร่างกายและสภาวะการเก็บรักษาที่แตกต่างกัน
3. ควรสังเกตความเป็นพิษต่ำ (หรือไม่มีเลย)
4. เงื่อนไขที่จำเป็นคือการมีฤทธิ์ฆ่าเชื้อแบคทีเรียและ / หรือแบคทีเรียที่เด่นชัด
5. ไม่ควรมีผลข้างเคียงที่สำคัญ
6. ไม่มีฤทธิ์กดภูมิคุ้มกัน

หากไม่มีปัญหาใด ๆ ห้องปฏิบัติการและสถาบันเทคโนโลยีชีวภาพทางการแพทย์จะเข้าสู่ขั้นตอนต่อไปซึ่งประกอบด้วยความจริงที่ว่ายาปฏิชีวนะจะถูกแบ่งตามแหล่งกำเนิดทิศทางสเปกตรัมและกลไกการออกฤทธิ์

ตัวอย่างการจำแนกประเภท

ยาปฏิชีวนะมีความโดดเด่นขึ้นอยู่กับสเปกตรัมของการกระทำ:

• ต่อต้านเนื้องอก ตัวอย่างคือไรแฟมพิซิน
• ต่อต้านวัณโรค ตัวอย่าง ได้แก่ Kanimicin และ Streptomycin
• ต้านเชื้อรา ได้แก่ ไนสตาติน, แอมโฟเทอริซิน, ไนโซรัล, เลวาริน
• ยาปฏิชีวนะในวงกว้าง ได้แก่ สเตรปโตมัยซิน และนีโอมัยซิน
• ยาที่ออกฤทธิ์ต่อจุลินทรีย์แกรมบวก ได้แก่ เพนิซิลลิน และอีริโธรมัยซิน
• ยาที่ออกฤทธิ์ต่อจุลินทรีย์แกรมลบ ตัวแทนที่มีชื่อเสียงที่สุดคือ Polymyxin

แล้วการพัฒนาอื่น ๆ ล่ะ?

สาขาวิชาเทคโนโลยีชีวภาพทางการแพทย์มีมากมายและหลากหลายจนไม่สามารถพัฒนาสูตรสากลสำหรับทุกคนได้ ตัวอย่างเช่น แนวทางที่ใช้กับยาปฏิชีวนะไม่ค่อยมีประโยชน์ในด้านพันธุวิศวกรรม สิ่งนี้ไม่เพียงแต่ใช้กับการวิจัยเท่านั้น แต่ยังรวมถึงการทำซ้ำและปรับปรุงการพัฒนาอีกด้วย ตัวอย่างเช่น เทคโนโลยีชีวภาพทางการแพทย์ของยาปฏิชีวนะเป็นที่เข้าใจกันดีอยู่แล้ว และตอนนี้เรามียามากมายที่ช่วยให้เราสามารถต่อสู้กับโรคร้ายที่สุดได้ แต่นี่คือการแก้ไขปัญหาทางพันธุกรรม - อนิจจานี่ยังคล้อยตามได้เล็กน้อย

อีกตัวอย่างกิจกรรม

พันธุวิศวกรรมถือเป็นงานที่มีอนาคตสดใสมาก ลองคิดดูสิ มันสามารถเอาชนะโรคภัยไข้เจ็บและปัญหาสุขภาพของมนุษย์ได้มากมาย กลุ่มอาการดาวน์ ความไวต่อปัญหาหัวใจ และปัญหาอื่นๆ อีกมากมายสามารถแก้ไขได้ด้วยการบำบัดด้วยยีนหรือจะบรรเทาให้เหลือน้อยที่สุด ไม่จำเป็นต้องรอให้คนหลายรุ่นพัฒนาภูมิคุ้มกัน (ซึ่งมีผู้เสียชีวิตจำนวนมาก) มันจะเพียงพอที่จะผ่านบางสิ่งเช่นการฉีดยาหลายครั้ง - และบุคคลนั้นจะมีปัญหาและภูมิคุ้มกันก็จะปรากฏขึ้นเช่นกัน

บทสรุป

เทคโนโลยีในสาขาการแพทย์เปิดโอกาสอันยิ่งใหญ่ให้กับเรา ทุกวันนี้ มนุษยชาติใกล้จะกำจัดโรคภัยไข้เจ็บและความพิการทางร่างกายที่ดำเนินมานับพันปีอย่างเด็ดขาดมากขึ้นกว่าที่เคย ในทางตรงกันข้าม ความก้าวหน้าของเราไปสู่เป้าหมายนี้ไม่เร็วเท่าที่เราต้องการให้เป็น ทำไม ที่นี่เราสามารถระลึกถึงทิศทางเชิงพาณิชย์ของกิจกรรมของสถาบันการวิจัย ข้อจำกัดทางกฎหมายที่มีอยู่ และการใช้เทคโนโลยีที่มีอยู่ในทางที่ผิด ตัวอย่างของสถานการณ์หลังคือการใช้ยาปฏิชีวนะ ยาเหล่านี้ค่อนข้างแพร่หลายและมักขายโดยไม่มีใบสั่งยา ในประเทศที่ล้าหลังหลายประเทศ โดยทั่วไปการใช้และการขายมีการควบคุมไม่ดีหรือไม่ถูกจำกัดเลย ดังนั้นจึงมักใช้ยาปฏิชีวนะโดยไม่ต้องมีใบสั่งยาจากแพทย์และในปริมาณที่ไม่ถูกต้อง (น้อยเกินไปหรือละเมิดกำหนดเวลา) และทั้งหมดนี้มีส่วนทำให้จุลินทรีย์มีความต้านทานและยาสูญเสียคุณสมบัติไป

(นี่คือ "การเตรียมการ" สำหรับรายงานของนักเรียนเกี่ยวกับเทคโนโลยีชีวภาพ ซึ่งควรได้รับการเสริมและขยายความโดยอิสระ)

วางแผน

คำจำกัดความของคำว่า "เทคโนโลยีชีวภาพ"

ภูมิหลังทางประวัติศาสตร์ของเทคโนโลยีชีวภาพ

ประวัติความเป็นมาของเทคโนโลยีชีวภาพสมัยใหม่

วิธีการพื้นฐานของเทคโนโลยีชีวภาพ

คุณค่าของเทคโนโลยีชีวภาพและโอกาส

แนวคิดของ "เทคโนโลยีชีวภาพ" สามารถให้คำจำกัดความได้หลายคำที่ใกล้เคียงกันในความหมาย

1. คำจำกัดความของ “เทคโนโลยีชีวภาพ”

คำจำกัดความที่หลากหลายของแนวคิด "เทคโนโลยีชีวภาพ"

ที่ 1 (เป็นของวิศวกร Ereki ซึ่งเป็นคนแรกที่กำหนดแนวคิดของเทคโนโลยีชีวภาพ): งานเหล่านี้เป็นงานทุกประเภทที่ผลิตภัณฑ์บางอย่างผลิตจากวัตถุดิบด้วยความช่วยเหลือของสิ่งมีชีวิต
ประการที่ 2: นี่คือชุดวิธีการทางอุตสาหกรรมโดยใช้สิ่งมีชีวิต
ประการที่ 3: นี่คือการใช้สิ่งมีชีวิตหรือกระบวนการทางชีวภาพในทางอุตสาหกรรม
ประการที่ 4: นี่เป็นวิทยาศาสตร์ประยุกต์ที่ใช้วิธีการทางพันธุศาสตร์และวิศวกรรมเซลล์เพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์ทางชีวภาพในรูปแบบอุตสาหกรรม

ที่ 5 เทคโนโลยีชีวภาพไม่ใช่การผลิต แต่เป็นการวิจัยในด้านการผลิตสินค้าและบริการทางอุตสาหกรรมโดยมีส่วนร่วมของสิ่งมีชีวิต ระบบและกระบวนการทางชีวภาพ (B. Glick, J. Pasternak, 2002)

เทคโนโลยีชีวภาพในความหมายกว้างๆ - นี่คือระเบียบวินัยทางวิทยาศาสตร์และสาขาวิชาปฏิบัติ เส้นเขตแดนระหว่างชีววิทยาและเทคโนโลยีซึ่งใช้กระบวนการทางเทคโนโลยีในการทำงานกับวัตถุทางชีวภาพหรือในทางกลับกันใช้วัตถุทางชีวภาพในกระบวนการทางเทคโนโลยี

โดยทั่วไปเทคโนโลยีชีวภาพจะศึกษาวิธีการและวิธีการในการเปลี่ยนแปลงสภาพแวดล้อมทางธรรมชาติโดยรอบบุคคลตามความต้องการของเขาด้วยความช่วยเหลือของวัตถุทางชีวภาพที่รวมอยู่ในกระบวนการทางเทคโนโลยี

เทคโนโลยีชีวภาพในความหมายแคบ เป็นชุดของวิธีการและเทคนิคในการได้รับผลิตภัณฑ์ที่จำเป็นสำหรับบุคคลโดยใช้วัตถุทางชีววิทยา เทคโนโลยีชีวภาพรวมถึงวิศวกรรมพันธุศาสตร์ เซลล์ และระบบนิเวศ

เทคโนโลยีชีวภาพ หรือเทคโนโลยีกระบวนการทางชีวภาพ คือ การใช้โครงสร้างทางชีววิทยาในการผลิตเพื่อการผลิตอาหารและผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรม ตลอดจนการดำเนินการแปรรูปตามเป้าหมาย

โครงสร้างทางชีวภาพ (วัตถุทางชีวภาพ) - เหล่านี้คือจุลินทรีย์เซลล์พืชและสัตว์ส่วนประกอบของเซลล์: เยื่อหุ้มเซลล์, ไรโบโซม, ไมโตคอนเดรีย, คลอโรพลาสต์รวมถึงโมเลกุลทางชีววิทยา (DNA, RNA, โปรตีน - ส่วนใหญ่มักเป็นเอนไซม์) เทคโนโลยีชีวภาพยังใช้ DNA หรือ RNA ของไวรัสเพื่อถ่ายโอนยีนแปลกปลอมเข้าสู่เซลล์

ในความหมายดั้งเดิมและคลาสสิก เทคโนโลยีชีวภาพ - เป็นศาสตร์แห่งวิธีการและเทคโนโลยีในการผลิตสารและผลิตภัณฑ์ต่างๆ โดยใช้วัตถุและกระบวนการทางชีวภาพตามธรรมชาติ

ภาคเรียน เทคโนโลยีชีวภาพ "ใหม่" ตรงข้ามกับ " เทคโนโลยีชีวภาพเก่า" ใช้เพื่อแยกกระบวนการทางชีวภาพโดยใช้วิธีการทางพันธุวิศวกรรม เทคโนโลยีตัวประมวลผลทางชีวภาพแบบใหม่ และกระบวนการทางชีวภาพรูปแบบดั้งเดิม ดังนั้น การผลิตแอลกอฮอล์ตามปกติในกระบวนการหมักจึงเป็นเทคโนโลยีชีวภาพ "เก่า" แต่การใช้ยีสต์ในกระบวนการนี้ ซึ่งปรับปรุงโดยวิธีพันธุวิศวกรรมเพื่อเพิ่มผลผลิตแอลกอฮอล์ ถือเป็นเทคโนโลยีชีวภาพ "ใหม่"

คำว่า “เทคโนโลยีชีวภาพ” เสนอครั้งแรกโดยวิศวกรชาวฮังการี คาร์ล เอเรกี(พ.ศ. 2460) เมื่อเขาบรรยายถึงการผลิตเนื้อหมู (ผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย) โดยใช้หัวบีท (วัตถุดิบ) เป็นอาหารสุกร (การเปลี่ยนรูปทางชีวภาพ)

ด้วยเทคโนโลยีชีวภาพ K. Ereki เข้าใจ "งานทุกประเภทที่ผลิตภัณฑ์บางอย่างผลิตจากวัตถุดิบด้วยความช่วยเหลือของสิ่งมีชีวิต" คำจำกัดความที่ตามมาของแนวคิดนี้เป็นเพียงการเปลี่ยนแปลงของรูปแบบบุกเบิกและคลาสสิกของ K. Ereki

เทคโนโลยีชีวภาพสมัยใหม่ - เป็นศาสตร์แห่งพันธุวิศวกรรม วิธีการและเทคโนโลยีระดับเซลล์สำหรับการสร้างและการใช้วัตถุทางชีวภาพที่ดัดแปลงพันธุกรรมเพื่อเพิ่มความเข้มข้นของการผลิตหรือได้รับผลิตภัณฑ์ประเภทใหม่เพื่อวัตถุประสงค์ต่างๆ

วิธีการทางเทคโนโลยีชีวภาพ สามารถนำไปใช้ในระดับต่อไปนี้: โมเลกุล (การจัดการกับแต่ละส่วนของยีน), ยีน, โครโมโซม, ระดับพลาสมิด, เซลล์, เนื้อเยื่อ, สิ่งมีชีวิตและประชากร

Stanley Cohen และ Herbert Boyer พัฒนาขึ้นในปี 1973 วิธีการถ่ายโอนยีนจากสิ่งมีชีวิตหนึ่งไปยังอีกสิ่งมีชีวิตหนึ่ง โคเฮนเขียนว่า: "... หวังว่าจะเป็นไปได้ที่จะแนะนำยีน E. coli ที่เกี่ยวข้องกับการทำงานของเมแทบอลิซึมหรือการสังเคราะห์ที่มีอยู่ในสายพันธุ์ทางชีวภาพอื่น ๆ เช่น ยีนสำหรับการสังเคราะห์ด้วยแสงหรือการผลิตยาปฏิชีวนะ" งานของพวกเขาเริ่มต้นยุคใหม่ในเทคโนโลยีชีวภาพระดับโมเลกุล มีการพัฒนาเทคนิคจำนวนมากเพื่อ 1) ระบุ 2) แยก; 3) ให้คำอธิบาย; 4) ใช้ยีน

ในปี 1978 พนักงานของ Genetech (สหรัฐอเมริกา) เป็นครั้งแรกที่แยกลำดับ DNA ที่เข้ารหัสอินซูลินของมนุษย์ และถ่ายโอนไปยังเวกเตอร์การโคลนที่สามารถทำซ้ำในเซลล์ Escherichia coli ยานี้สามารถใช้ได้กับผู้ป่วยโรคเบาหวานที่มีอาการแพ้อินซูลินจากสุกร

ปัจจุบันเทคโนโลยีชีวภาพระดับโมเลกุลทำให้ได้รับผลิตภัณฑ์จำนวนมาก: อินซูลิน, อินเตอร์เฟอรอน, "ฮอร์โมนการเจริญเติบโต", แอนติเจนของไวรัส, โปรตีนจำนวนมาก, ยา, สารที่มีน้ำหนักโมเลกุลต่ำและโมเลกุลขนาดใหญ่

การใช้เทคโนโลยีเซลล์เพื่อการผลิตทางอุตสาหกรรมของสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพจากพืช

สถาบันสรีรวิทยาพืช. K.A. Timiryazev Russian Academy of Sciences, มอสโก, 127276

การใช้สารออกฤทธิ์ทางชีวภาพ (BAS) จากต้นกำเนิดพืชมักถูกจำกัดด้วยทรัพยากรพืชที่มีอยู่ และอาจก่อให้เกิดภัยคุกคามร้ายแรงต่อพืชสมุนไพรหายาก การเพาะเลี้ยงเซลล์พืชในระดับที่สูงขึ้นสามารถทำหน้าที่เป็นแหล่งหมุนเวียนของสารทุติยภูมิที่มีคุณค่าได้ แต่จนถึงขณะนี้มีเพียงตัวอย่างบางส่วนของการใช้งานเชิงพาณิชย์เท่านั้นที่ทราบ สาเหตุหลักของสถานการณ์นี้คือผลผลิตของเซลล์เพาะเลี้ยงไม่เพียงพอสำหรับสารทุติยภูมิและต้นทุนการเพาะปลูกสูง การใช้วิธีการแบบดั้งเดิม เช่น การเลือกสายพันธุ์ที่ให้ผลผลิต การเพิ่มประสิทธิภาพของตัวกลาง การกระตุ้น การเติมสารตั้งต้นของการสังเคราะห์ เป็นไปได้ที่จะเพิ่มผลผลิตของการเพาะเลี้ยงเซลล์พืชได้หนึ่งหรือสองลำดับความสำคัญ วิธีการทางวิศวกรรมเมตาบอลิซึม - การแสดงออกมากเกินไปหรือการปิดตัวของยีนโปรตีนที่กำหนดการสังเคราะห์ผลิตภัณฑ์เป้าหมาย - สามารถเปลี่ยนความสามารถในการสังเคราะห์ทางชีวภาพของเซลล์ได้อย่างมีนัยสำคัญ ในหลอดทดลองในเวลาเดียวกัน ยังไม่ได้รับสารประกอบทุติยภูมิจำนวนมากในการเพาะเลี้ยงเซลล์ ซึ่งอาจเนื่องมาจากลักษณะเฉพาะของการเพาะเลี้ยงเซลล์ ซึ่งเป็นประชากรเซลล์ร่างกายที่สร้างขึ้นจากการทดลอง ซึ่งเป็นระบบทางชีววิทยา ในกรณีเหล่านี้ การใช้การเพาะเลี้ยงอวัยวะพืชหรือรากที่เปลี่ยนรูป (รากขน) อาจได้ผลดี งานกำลังดำเนินการเพื่อให้ได้สารทุติยภูมิจากพืชในยีสต์และแบคทีเรียที่ถูกเปลี่ยนรูปด้วยยีนของพืช

วรรณกรรม:

(ระบุเอกสารที่ใช้ในการรวบรวมรายงานนี้ รวมถึงเว็บไซต์อินเทอร์เน็ต)

เทคโนโลยีชีวภาพมักถูกเรียกว่าการใช้พันธุวิศวกรรมในศตวรรษที่ 20 และ 21 แต่คำนี้ยังหมายถึงชุดของกระบวนการที่กว้างขึ้นในการปรับเปลี่ยนสิ่งมีชีวิตทางชีวภาพให้ตรงตามความต้องการของมนุษย์ โดยเริ่มต้นจากการดัดแปลงพืชและสัตว์ในบ้านโดยการคัดเลือกโดยมนุษย์ และการผสมพันธุ์ ด้วยความช่วยเหลือของวิธีการสมัยใหม่ การผลิตทางเทคโนโลยีชีวภาพแบบดั้งเดิมจึงสามารถปรับปรุงคุณภาพของผลิตภัณฑ์อาหารและเพิ่มผลผลิตของสิ่งมีชีวิตได้

เทคโนโลยีชีวภาพมีพื้นฐานมาจากพันธุศาสตร์ อณูชีววิทยา ชีวเคมี คัพภวิทยา และชีววิทยาของเซลล์ รวมถึงสาขาวิชาประยุกต์ เช่น เทคโนโลยีเคมีและสารสนเทศ และวิทยาการหุ่นยนต์

ประวัติความเป็นมาของเทคโนโลยีชีวภาพ

ต้นกำเนิดของเทคโนโลยีชีวภาพย้อนกลับไปในอดีตอันไกลโพ้นและเกี่ยวข้องกับการอบขนมปัง การทำไวน์ และวิธีการเตรียมอาหารอื่นๆ ที่มนุษย์รู้จักในสมัยโบราณ ตัวอย่างเช่นกระบวนการทางเทคโนโลยีชีวภาพเช่นการหมักโดยการมีส่วนร่วมของจุลินทรีย์เป็นที่รู้จักและใช้กันอย่างแพร่หลายในบาบิโลนโบราณตามที่เห็นได้จากคำอธิบายของการเตรียมเบียร์ซึ่งลงมาหาเราเป็นบันทึกบนแท็บเล็ตที่พบในปี 1981 ระหว่าง การขุดค้นในบาบิโลน เทคโนโลยีชีวภาพกลายเป็นวิทยาศาสตร์ด้วยการวิจัยและผลงานของนักวิทยาศาสตร์ชาวฝรั่งเศส ผู้ก่อตั้งจุลชีววิทยาและภูมิคุ้มกันวิทยาสมัยใหม่ หลุยส์ ปาสเตอร์ (ค.ศ. 1822-1895) คำว่า "เทคโนโลยีชีวภาพ" ถูกใช้ครั้งแรกโดยวิศวกรชาวฮังการี คาร์ล เอเรกี ในปี พ.ศ. 2460

ในศตวรรษที่ 20 มีการพัฒนาอย่างรวดเร็วในด้านอณูชีววิทยาและพันธุศาสตร์โดยใช้ความสำเร็จด้านเคมีและฟิสิกส์ การวิจัยที่สำคัญที่สุดคือการพัฒนาวิธีการเพาะเลี้ยงเซลล์พืชและสัตว์ และหากจนกระทั่งเมื่อไม่นานมานี้ มีเพียงแบคทีเรียและเชื้อราเท่านั้นที่ปลูกเพื่อวัตถุประสงค์ทางอุตสาหกรรม ตอนนี้ไม่เพียงแต่จะเติบโตเซลล์ใด ๆ เพื่อผลิตชีวมวลเท่านั้น แต่ยังควบคุมการพัฒนาของพวกมันด้วย โดยเฉพาะในพืชด้วย ดังนั้นแนวทางทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีใหม่ ๆ จึงได้ถูกรวบรวมไว้ในการพัฒนาวิธีการทางเทคโนโลยีชีวภาพที่ทำให้สามารถจัดการยีนได้โดยตรง สร้างผลิตภัณฑ์ สิ่งมีชีวิตใหม่ และเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติของสิ่งที่มีอยู่ เป้าหมายหลักของการประยุกต์ใช้วิธีการเหล่านี้คือการใช้ศักยภาพของสิ่งมีชีวิตให้สมบูรณ์ยิ่งขึ้นเพื่อประโยชน์ของกิจกรรมทางเศรษฐกิจของมนุษย์
ในทศวรรษ 1970 พื้นที่ที่สำคัญของเทคโนโลยีชีวภาพ เช่น พันธุกรรม (หรือพันธุกรรม) และวิศวกรรมเซลล์ได้ปรากฏขึ้นและพัฒนาอย่างแข็งขัน ซึ่งวางรากฐานสำหรับเทคโนโลยีชีวภาพ "ใหม่" ตรงกันข้ามกับเทคโนโลยีชีวภาพ "เก่า" ที่ใช้กระบวนการทางจุลชีววิทยาแบบดั้งเดิม ดังนั้น การผลิตแอลกอฮอล์ตามปกติในกระบวนการหมักจึงเป็นเทคโนโลยีชีวภาพ "เก่า" แต่การใช้ยีสต์ในกระบวนการนี้ ซึ่งปรับปรุงโดยพันธุวิศวกรรมเพื่อเพิ่มผลผลิตแอลกอฮอล์ ถือเป็นเทคโนโลยีชีวภาพ "ใหม่"

ดังนั้นในปี ค.ศ. 1814 K. S. Kirchhoff นักวิชาการแห่งเซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก (ชีวประวัติ) ค้นพบปรากฏการณ์ของการเร่งปฏิกิริยาทางชีวภาพและพยายามหาตัวเร่งปฏิกิริยาทางชีวภาพเพื่อให้ได้น้ำตาลจากวัตถุดิบในประเทศที่มีอยู่ (จนถึงกลางศตวรรษที่ 19 น้ำตาลได้มาจากอ้อยเท่านั้น) ในปี พ.ศ. 2434 นักชีวเคมีชาวญี่ปุ่น Dz. ทาคามิเนะได้รับสิทธิบัตรครั้งแรกสำหรับการใช้การเตรียมเอนไซม์เพื่อวัตถุประสงค์ทางอุตสาหกรรม: นักวิทยาศาสตร์เสนอให้ใช้ไดแอสเทสในการทำให้เป็นน้ำตาลของเสียจากพืช

ในตอนต้นของศตวรรษที่ 20 อุตสาหกรรมการหมักและจุลชีววิทยากำลังพัฒนาอย่างแข็งขัน ในปีเดียวกันนั้น มีความพยายามครั้งแรกในการสร้างการผลิตยาปฏิชีวนะ อาหารเข้มข้นที่ได้จากยีสต์ เพื่อควบคุมการหมักผลิตภัณฑ์จากพืชและสัตว์

ยาปฏิชีวนะชนิดแรก - เพนิซิลิน - ถูกแยกและทำให้บริสุทธิ์จนถึงระดับที่ยอมรับได้ในปี 1940 ซึ่งทำให้เกิดความท้าทายใหม่: การค้นหาและการจัดตั้งการผลิตทางอุตสาหกรรมของสารยาที่ผลิตโดยจุลินทรีย์ งานในการลดต้นทุนและเพิ่มระดับความปลอดภัยทางชีวภาพของยาใหม่ .

นอกเหนือจากการประยุกต์ใช้อย่างกว้างขวางในด้านการเกษตรแล้ว สาขาอุตสาหกรรมยาทั้งหมดที่เรียกว่า "อุตสาหกรรม DNA" ได้ถือกำเนิดขึ้นบนพื้นฐานของพันธุวิศวกรรม และเป็นหนึ่งในสาขาเทคโนโลยีชีวภาพที่ทันสมัย มากกว่าหนึ่งในสี่ของยาทั้งหมดที่ใช้ในปัจจุบันในโลกมีส่วนผสมจากพืช พืชดัดแปลงพันธุกรรมเป็นแหล่งโปรตีนที่มีฤทธิ์ทางยาที่มีราคาถูกและปลอดภัย (แอนติบอดี วัคซีน เอนไซม์ ฯลฯ) สำหรับทั้งมนุษย์และสัตว์ ตัวอย่างการประยุกต์ใช้พันธุวิศวกรรมในการแพทย์ ได้แก่ การผลิตอินซูลินของมนุษย์โดยใช้แบคทีเรียดัดแปลงพันธุกรรม การผลิตอีริโทรโพอิติน (ฮอร์โมนที่กระตุ้นการสร้างเม็ดเลือดแดงในไขกระดูก บทบาททางสรีรวิทยาของฮอร์โมนนี้คือ ควบคุมการผลิตเซลล์เม็ดเลือดแดงขึ้นอยู่กับความต้องการออกซิเจนของร่างกาย) ในการเพาะเลี้ยงเซลล์ (เช่น ภายนอกร่างกายมนุษย์) หรือหนูทดลองสายพันธุ์ใหม่สำหรับการวิจัยทางวิทยาศาสตร์

ในศตวรรษที่ 20 ในประเทศส่วนใหญ่ของโลก ความพยายามหลักของการแพทย์มุ่งเป้าไปที่การต่อสู้กับโรคติดเชื้อ ลดการตายของทารก และเพิ่มอายุขัย ประเทศที่มีระบบสุขภาพที่พัฒนาแล้วประสบความสำเร็จอย่างมากในทิศทางนี้จนพบว่ามีความเป็นไปได้ที่จะเปลี่ยนความสนใจไปที่การรักษาโรคเรื้อรัง โรคของระบบหัวใจและหลอดเลือด และโรคมะเร็ง เนื่องจากกลุ่มโรคเหล่านี้มีเปอร์เซ็นต์เพิ่มขึ้นมากที่สุด ในความเป็นมรรตัย

ในปัจจุบัน โอกาสในทางปฏิบัติดูเหมือนจะลดหรือแก้ไขผลกระทบด้านลบของปัจจัยทางพันธุกรรมได้อย่างมีนัยสำคัญ พันธุศาสตร์การแพทย์อธิบายว่าสาเหตุของการกลายพันธุ์ของยีนจำนวนมากคือการมีปฏิสัมพันธ์กับสภาพแวดล้อมที่ไม่เอื้ออำนวย ดังนั้นด้วยการแก้ปัญหาสิ่งแวดล้อมจึงสามารถลดอุบัติการณ์ของโรคมะเร็ง โรคภูมิแพ้ โรคหลอดเลือดหัวใจ เบาหวาน อาการป่วยทางจิต และแม้แต่โรคติดเชื้อบางชนิดได้ . ในเวลาเดียวกันนักวิทยาศาสตร์สามารถระบุยีนที่รับผิดชอบต่อการปรากฏตัวของโรคต่างๆและมีส่วนทำให้อายุขัยเพิ่มขึ้น เมื่อใช้วิธีการทางพันธุศาสตร์ทางการแพทย์ได้รับผลลัพธ์ที่ดีในการรักษาโรค 15% เทียบกับโรคเกือบ 50% โดยมีการปรับปรุงที่สำคัญ

ดังนั้นความสำเร็จที่สำคัญในด้านพันธุศาสตร์ไม่เพียงแต่ทำให้สามารถไปถึงระดับโมเลกุลของการศึกษาโครงสร้างทางพันธุกรรมของร่างกายเท่านั้น แต่ยังเผยให้เห็นสาระสำคัญของโรคร้ายแรงในมนุษย์อีกมากมายที่เข้าใกล้การบำบัดด้วยยีน

การโคลนนิ่งเป็นวิธีการหนึ่งที่ใช้ในเทคโนโลยีชีวภาพเพื่อสร้างลูกหลานที่เหมือนกันผ่านการสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศ มิฉะนั้น การโคลนนิ่งสามารถกำหนดได้ว่าเป็นกระบวนการสร้างสำเนาที่เหมือนกันทางพันธุกรรมของเซลล์หรือสิ่งมีชีวิตเดี่ยวๆ นั่นคือสิ่งมีชีวิตที่ได้รับจากการโคลนนิ่งไม่เพียง แต่มีรูปลักษณ์ที่คล้ายคลึงกันเท่านั้น แต่ยังมีข้อมูลทางพันธุกรรมที่ฝังอยู่ในพวกมันก็เหมือนกันทุกประการ

แกะดอลลี่กลายเป็นสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ที่ถูกโคลนเทียมตัวแรกในปี 1997 ในปี 2550 หนึ่งในผู้สร้างแกะโคลน Elizabeth II ได้รับรางวัลอัศวินจากความสำเร็จทางวิทยาศาสตร์นี้

ความสำเร็จในด้านเทคโนโลยีชีวภาพ

ได้รับหนูดัดแปลงพันธุกรรม กระต่าย หมู แกะแล้ว ในจีโนมซึ่งยีนต่างประเทศที่มีต้นกำเนิดต่างๆ ทำงาน รวมถึงยีนของแบคทีเรีย ยีสต์ สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม มนุษย์ รวมถึงพืชดัดแปรพันธุกรรมที่มียีนของสายพันธุ์อื่นที่ไม่เกี่ยวข้องกัน ตัวอย่างเช่นในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาได้รับพืชดัดแปรพันธุกรรมรุ่นใหม่ซึ่งมีลักษณะที่มีคุณค่าเช่นความต้านทานต่อสารกำจัดวัชพืชแมลง ฯลฯ

จนถึงปัจจุบัน วิธีการทางพันธุวิศวกรรมทำให้สามารถสังเคราะห์ในปริมาณทางอุตสาหกรรม เช่น ฮอร์โมน เช่น อินซูลิน อินเตอร์เฟอรอน และโซมาโตโทรปิน (ฮอร์โมนการเจริญเติบโต) ซึ่งจำเป็นสำหรับการรักษาโรคทางพันธุกรรมของมนุษย์หลายชนิด - เบาหวาน เนื้องอกมะเร็งบางประเภท , คนแคระ,

ด้วยการใช้วิธีการทางพันธุกรรม ทำให้ได้รับสายพันธุ์จุลินทรีย์ (Ashbya gossypii, Pseudomonas denitrificans ฯลฯ ) ซึ่งผลิตวิตามิน (C, B 3 , B 13 ฯลฯ ) ได้มากกว่ารูปแบบดั้งเดิมหลายหมื่นเท่า

สาขาวิชาวิศวกรรมเซลล์ที่สำคัญมากมีความเกี่ยวข้องกับระยะแรกของการกำเนิดตัวอ่อน ตัวอย่างเช่น การปฏิสนธินอกร่างกายของไข่ในปัจจุบันทำให้สามารถเอาชนะภาวะมีบุตรยากบางรูปแบบทั่วไปในมนุษย์ได้

การใช้การเพาะเลี้ยงเซลล์พืชเพื่อการขยายพันธุ์อย่างรวดเร็วของพืชที่เติบโตช้า เช่น โสม ปาล์มน้ำมัน ราสเบอร์รี่ ลูกพีช ฯลฯ มีข้อดี

เป็นเวลาหลายปีแล้วที่วิธีการทางชีวภาพที่พัฒนาโดยนักเทคโนโลยีชีวภาพได้ถูกนำมาใช้เพื่อแก้ปัญหามลภาวะต่อสิ่งแวดล้อม ดังนั้นแบคทีเรียจำพวก Rhodococcus และ Nocardia จึงถูกนำมาใช้ในการทำให้เป็นอิมัลชันและการดูดซับน้ำมันไฮโดรคาร์บอนจากตัวกลางที่เป็นน้ำได้สำเร็จ พวกเขามีความสามารถในการแยกขั้นตอนของน้ำและน้ำมัน การทำให้น้ำมันเข้มข้น และการทำให้น้ำเสียบริสุทธิ์จากสิ่งเจือปนในน้ำมัน

รายงานในหัวข้อ “เทคโนโลยีชีวภาพ. ประวัติศาสตร์และความสำเร็จ”อัปเดต: 9 มิถุนายน 2019 โดย: บทความทางวิทยาศาสตร์.Ru