Biotechnologija yra pramonė, orientuota į manipuliavimą gyvais organizmais kuriant komercinius produktus. Tačiau tai labai platus šios sparčiai augančios mokslo pramonės vaizdas.
Remiantis tokiais apibrėžimais, šimtmečiai žemės ūkio ir gyvulininkystės būtų laikomi biotechnologijų rūšimis. Šiuolaikinis šio mokslo, dar vadinamo biotechnologijomis, supratimas ir naudojimas buvo patobulintas, kad būtų sukurti nauji vaistai ir kenkėjams atsparūs augalai.
Tokios naujovės buvo pradėtos kurti, kai Stanely Cohen ir Herbert Boyer 1973 m. Stanfordo laboratorijoje parodė DNR klonavimą. Biotechnologija tapo būdinga daugeliui šiuolaikinio kasdienio gyvenimo aspektų.
Technologija
Nuo pirmųjų DNR klonavimo eksperimentų buvo sukurtos genų inžinerijos metodikos, sukuriančios sukurtas biologines molekules ir genetiškai sukurtus mikroorganizmus bei ląsteles. Genetikai taip pat sukūrė būdus, kaip rasti naujus genus ir išsiaiškinti, kaip jie veikia, bei sukurti transgeninius gyvūnus ir augalus.
Įpusėjus šiai bioinžinerijos revoliucijai, komercinės programos sprogo. Pramonė vystėsi pagal tokius metodus kaip
genų klonavimas (replikacija), nukreipta mutagenezė (nukreipianti genetines mutacijas) ir DNR sekos nustatymas. Taip pat buvo sukurti ir įvesti RNR trukdžiai, biomolekulių žymėjimas ir aptikimas bei nukleorūgščių amplifikacija.Biotechnologijų rinkos: medicinos ir žemės ūkio
Biotechnologijų pramonė daugiausia suskirstyta į medicinos ir žemės ūkio rinkas. Nors iniciatyvi biotechnologija taikoma ir kitose srityse, tokiose kaip pramoninė cheminių medžiagų gamyba ir bioremediacija, šiose srityse vis dar naudojamasi specializuotai ir ribotai.
Kita vertus, medicinos ir žemės ūkio pramonė patyrė biotechnologijų revoliuciją. Tai apėmė naujas ir kartais prieštaringas mokslinių tyrimų pastangas ir plėtros programas. Verslas plėtojosi, kad išnaudotų biotechnologijų plėtros bumą. Šie verslai plėtojo strategijas, kaip bioinžinerijos būdu atrasti, pakeisti ar pagaminti naujas biomolekules ir organizmus.
„Biotech Startup Revolution“
Biotechnologija pristatė visiškai naują požiūrį į vaistų kūrimą, kuris nebuvo lengvai integruotas į chemiškai orientuotą metodą, kurį naudojo dauguma žinomų farmacijos kompanijų. Šis poslinkis sukėlė pradedančiųjų įmonių bėrimą, pradedant nuo „Cetus“ (dabar „Novartis Diagnostics“ dalis) ir „Genentech“ įkūrimo aštuntojo dešimtmečio viduryje.
Kadangi Silicio slėnyje buvo įsteigta aukštųjų technologijų pramonės rizikos kapitalo bendruomenė, daugelis ankstyvųjų biotechnologijų bendrovių taip pat susibūrė San Francisko įlankos rajone. Per daugelį metų buvo įkurta begalė startuolių kompanijų, siekiančių siekti šios rinkos.
Inovacijų centrai kūrėsi JAV tokiuose miestuose kaip Sietlas, San Diegas, Šiaurės Karolinos tyrimų trikampio parkas, Bostonas ir Filadelfija. Tarptautiniai biotechnologijų centrai apima tokius miestus kaip Berlynas, Heidelbergas ir Miunchenas Vokietijoje; Oksfordas ir Kembridžas JK; ir Medikono slėnis rytų Danijoje ir pietų Švedijoje.
Naujų narkotikų projektavimas greičiau
Medicinos biotechnologijos, kurių pajamos viršija 150 mlrd. USD per metus, gauna didžiąją dalį investicijų į biotechnologijas ir mokslinių tyrimų dolerių. Ši biotechnologijų dalis gravituoja aplink narkotikų atradimo vamzdyną, kuris prasideda nuo pagrindinių tyrimų nustatyti genus ar baltymus, susijusius su tam tikromis ligomis, kurie galėtų būti naudojami kaip tiksliniai vaistai ir diagnostiniai žymekliai.
Suradus naują tikslinį geną ar baltymą, tūkstančiai chemikalų yra tikrinami, siekiant rasti galimus tikslą veikiančius vaistus. Tada reikia optimizuoti chemines medžiagas, kurios gali atrodyti kaip vaistai (kartais vadinamos „hitais“), patikrinti, ar nėra toksinio šalutinio poveikio, ir išbandyti klinikinių tyrimų metu.
Medicinos biotechnologijų įmonės
„Biotech“ buvo svarbi pradiniuose vaistų atradimo ir atrankos etapuose. Dauguma didžiųjų farmacijos kompanijų vykdo aktyvias tikslinių tyrimų programas, kurios labai priklauso nuo biotechnologijų. Mažesnės pažangios įmonės, tokios kaip „Exelixis“, „BioMarin Pharmaceuticals“ ir „Cephalon“ (įsigijo „Teva“) Farmacija) daugiausia dėmesio skyrė vaistų atradimui ir plėtrai, dažnai naudodamas unikalius patentuotus technikos.
Be tiesioginio vaistų kūrimo, tokios kompanijos kaip „Abbott Diagnostics“ ir „Becton“, „Dickinson and Company“ (BD) ieško būdų, kaip panaudoti naujus su liga susijusius genus kuriant naują klinikinę diagnostiką.
Daugelis šių testų nustato pacientus, kurie labiausiai reaguoja į naujus į rinką ateinančius vaistus. Be to, remiant naujų vaistų tyrimus, yra ilgas tyrimų ir laboratorijų tiekimo įmonių, kurios teikia pagrindinius rinkinius, reagentus ir įrangą, sąrašas.
Pavyzdžiui, tokios kompanijos kaip „Thermo-Fisher“, „Promega“ ir daugybė kitų teikia laboratorijos įrankius ir įrangą biomokslų tyrimams atlikti. Tokios kompanijos kaip „Molecular Devices“ ir „DiscoveRx“ teikia specialiai sukurtas ląsteles ir aptikimo sistemas potencialiems naujiems vaistams tikrinti.
Žemės ūkio biotechnologijos: geresnis maistas
Ta pati biotechnologija, naudojama vaistų kūrimui, taip pat gali pagerinti žemės ūkio ir maisto produktus. Tačiau, skirtingai nuo farmacijos, genų inžinerija nesukėlė naujų ag-biotechnologijų startuolių bėrimo. Skirtumas gali būti tas, kad, nepaisant technologinio šuolio į priekį, biotechnologijos iš esmės nepakeitė žemės ūkio pramonės pobūdžio.
Manipuliavimas pasėliais ir gyvuliais, siekiant optimizuoti genetiką, siekiant padidinti naudingumą ir pagerinti derlių, vyksta tūkstančius metų. Kalbant apie tai, bioinžinerija yra patogus naujas metodas. Įsteigtos žemės ūkio bendrovės, tokios kaip „Dow“ ir „Monsanto“ (kurias įsigijo „Bayer“), paprasčiausiai integravo biotechnologijas į savo mokslinių tyrimų ir plėtros programas.
Augalų ir gyvūnų GMO
Daugiausia dėmesio skiriama ag-biotechnologijoms pasėlių gerinimas, kuri, kaip verslas, buvo gana sėkminga. Nuo tada, kai 1994 m. Buvo įvežti pirmieji genetiškai modifikuoti kukurūzai, transgeninių kultūrų pagrindinės rūšys, tokios kaip kviečiai, soja ir pomidorai, tapo norma.
Dabar daugiau nei 90% JAV užaugintų kukurūzų, sojų pupelių ir medvilnės yra bioinžinerijos būdu. Nors biotechnologija atsilieka nuo bioinžinerijos gamyklų, ūkinių gyvūnų gerinimui taip pat naudojama gana dažnai.
Pirmoji klonuota avis Dolly buvo sukurta 1996 m. Nuo tada gyvūnų klonavimas tapo įprastas dalykas, ir akivaizdu, kad transgeniniai ūkio gyvūnai yra iškart horizonte - 2019 m. „AquaBounty“ (genetiškai modifikuotų lašišų augintojai) gavo FDA sutikimą statyti savo įrenginį Indianos ir importuoti jų inžinerijos būdu pagaminti lašišos kiaušiniai, auginami maistui JAV
Nors genetiškai modifikuoti organizmai (GMO) pastaraisiais metais sukėlė daug diskusijų, ag-biotechnologijos tapo gana gerai įsitvirtinusios. Remiantis naujausiais turimais Tarptautinės žemės ūkio biotechnologijų įsigijimo tarnybos pranešimais 2017 m. Genetiškai modifikuotų pasėlių pasodinimas siekė 189,8 mln. Hektarų, palyginti su 185,1 mln hektarų 2016 m.