Biotechnologija dažnai laikoma biomedicininių tyrimų sinonimu, tačiau yra ir daugybė kitų pramonės šakų, kurios naudojasi biotechnologijų metodais genų tyrimui, klonavimui ir keitimui. Mes pripratome prie idėjos fermentai mūsų kasdieniniame gyvenime, ir daugelis žmonių yra susipažinę su ginčais, susijusiais su GMO mūsų maisto produktuose. Žemės ūkio pramonė yra šių diskusijų centre, tačiau nuo George'o Washingtono Carverio laikų Žemės ūkio biotechnologija gamino daugybę naujų produktų, kurie gali pakeisti mūsų gyvenimą geriau.
Geriamosios vakcinos buvo naudojamos daugelį metų kaip galimas ligos plitimo sprendimas neišsivysčiusiose šalyse, kur skiepijimas plačiai kainuoja. Genetiškai modifikuoti pasėliai, dažniausiai vaisiai ar daržovės, skirti pernešti antigeninius baltymus nuo infekcinių patogenų, kurie nuriję sukels imuninį atsaką.
To pavyzdys yra specifinė paciento vakcina, skirta vėžiui gydyti. Vakcina nuo limfomos buvo pagaminta naudojant tabako augalus, turinčius RNR iš klonuotų piktybinių B ląstelių. Gauti baltymai naudojami skiepijant pacientą ir stiprinant jo imuninę sistemą nuo vėžio. Atliekant išankstinius tyrimus, pritaikytos vakcinos, skirtos gydyti vėžį, parodė didelę pažadą.
Augalai naudojami antibiotikams gaminti tiek žmonėms, tiek gyvūnams. Išreikšti antibiotikų baltymai gyvulių pašaruose, tiesiogiai šeriami gyvūnams, yra pigesni nei tradicinių antibiotikų gamyba, tačiau tokia praktika sukelia daug bioetika Dėl to plačiai paplitęs rezultatas, galbūt nereikalingas antibiotikų vartojimas, kuris gali skatinti atsparių antibiotikams augimą bakterinis kamienai.
Keletas augalų, skirtų žmonėms gaminti antibiotikus, pranašumų yra mažesnės išlaidos dėl didesnio produkto, kurį galima gaminti iš augalų, palyginti sufermentacija vienetas, paprastas valymas ir mažesnė užteršimo rizika, palyginti su žinduolių ląstelių ir auginimo terpių naudojimu.
Žemės ūkio biotechnologijos yra ne tik kova su ligomis ar maisto kokybės gerinimas. Yra keletas grynai estetinių programų, kurių pavyzdys yra genų identifikavimo ir perdavimo metodų taikymas, siekiant pagerinti gėlių spalvą, kvapą, dydį ir kitas savybes.
Taip pat biotechnologija buvo naudojama tobulinant kitus įprastus dekoratyvinius augalus, ypač krūmus ir medžius. Kai kurie iš šių pakeitimų yra panašūs į tuos, kurie daromi pasėliams, pavyzdžiui, padidina atogrąžų augalų veislės atsparumą šalčiui, kad jį būtų galima auginti šiauriniuose soduose.
Žemės ūkio pramonė vaidina svarbų vaidmenį biokuro pramonėje, teikdama žaliavas biokuro ir biodyzelino bei bioetanolio fermentavimui ir rafinavimui. Norint sukurti geresnės kokybės žaliavas efektyvesnei konversijai ir didesniam gautų kuro produktų BTU kiekiui sukurti, naudojami genetinės inžinerijos ir fermentų optimizavimo metodai. Didelio derlingumo, daug energijos sunaudojantys pasėliai gali sumažinti santykines su derliaus nuėmimu ir transportavimu susijusias išlaidas (vienam gautos energijos vienetui), todėl gaunami didesnės vertės kuro produktai.
Augalų ir gyvūnų savybių gerinimas tradiciniais metodais, tokiais kaip kryžminis apdulkinimas, skiepijimas ir kryžminimas, yra daug laiko reikalaujantis. „Biotech“ pažanga leidžia greitai atlikti specifinius pakeitimus molekuliniame lygmenyje per daug ekspresuojant ar išbraukiant genus arba įvedant svetimus genus.
Pastarasis yra įmanomas naudojant genų ekspresijos kontrolės mechanizmus, tokius kaip specifiniai genų promotoriai ir transkripcijos veiksniai. Tokie metodai, kaip atranka su žymenimis, pagerina "nukreiptas" gyvūnų veisimas, be ginčų, paprastai susijusių su GMO. Genų klonavimo metodai taip pat turi būti taikomi rūšims genetinio kodo skirtumai, intronų buvimas ar nebuvimas ir posttransliacinės modifikacijos, tokios kaip metilinimas.
Metų metus mikrobas Bacillus thuringiensis, iš kurio gaminami vabzdžiams toksiški baltymai, visų pirma europinis kukurūzų gręžtuvas, buvo naudojamas pasėliams dulkinti. Norėdami pašalinti dulkių poreikį, mokslininkai pirmiausia sukūrė Bt baltymą ekspresuojančius transgeninius kukurūzus, po to bulves Bt ir medvilnę. Bt baltymai nėra toksiški žmonėms, o dėl transgeninių pasėlių ūkininkams lengviau išvengti brangiai kainuojančio užkrėtimo. 1999 m. Dėl „Bt“ kukurūzų kilo nesutarimų dėl tyrimo, kuriame buvo teigiama, kad žiedadulkės migravo ant pienžolių, kur jos užmušė monarcho lervas. Vėlesni tyrimai parodė, kad lervų rizika buvo labai maža, o pastaraisiais metais nesutarimai dėl Bt kukurūzų perėjo į besiformuojančio vabzdžių atsparumo temą.
Nepainioti su atsparumas kenkėjams, šie augalai tolerantiškai leidžia ūkininkams naikinti aplinkines piktžoles nepakenkdami selektyviai jų pasėliams. Garsiausias to pavyzdys yra „Roundup-Ready“ technologija, kurią sukūrė Monsanto. Pirmą kartą įvestas 1998 m. Kaip GM sojos pupelės, „Roundup-Ready“ augalams įtakos neturi herbicidas glifosatas, kuris gali būti naudojamas dideliais kiekiais, kad pašalintų kitus augalus lauke. Privalumas yra sutaupytas laikas ir išlaidos, susijusios su įprastu žemės dirbimu, siekiant sumažinti piktžoles arba kelis kartus naudojant įvairius herbicidus, siekiant pašalinti specifines piktžolių rūšis pasirinktinai. Galimi trūkumai apima visus ginčytinus argumentus prieš GMO.
Mokslininkai kuria genetiškai pakeistą maistą, kuriame yra maistinių medžiagų, kurios, kaip žinoma, padeda kovoti su ligomis ar netinkama mityba ir pagerinti žmonių sveikatą, ypač neišsivysčiusiose šalyse. To pavyzdys yra Auksiniai ryžiai, kuriame yra beta karotino, vitamino A pirmtako mūsų kūne. Ryžius valgantys žmonės gamina daugiau vitamino A - būtinos maistinės medžiagos, kurios trūksta vargšų Azijos šalyse. Trys genai, du iš narcizų ir vienas iš bakterijos, galintys katalizuoti keturias biochemines reakcijas, buvo klonuoti į ryžius, kad būtų "auksinis". Pavadinimas kilęs dėl transgeninių grūdų spalvos, susijusios su per dideliu beta karotino ekspresija, kuris morkoms suteikia jų oranžinę spalvą spalva.
Mažiau nei 20% žemės yra ariama žemė, tačiau kai kurie pasėliai buvo genetiškai pakeisti, kad jie būtų tolerantiškesni tokioms sąlygoms kaip druskingumas, šaltis ir sausra. Augalai, atsakingi už natrio įsisavinimą, atrado genus išmušimas augalai, galintys augti didelėje druskos aplinkoje. Viršutinis arba žemutinis transkripcijos reguliavimas paprastai yra metodas, naudojamas augalų atsparumui sausrai pakeisti. Kukurūzų ir rapsų augalai, kurie gali klestėti sausros sąlygomis, eina ketvirtaisiais metais lauko bandymai Kalifornijoje ir Kolorado valstijoje ir tikimasi, kad jie pasieks rinką 4-5 dienomis metų.
Žmogus-voras yra stipriausias žmogui žinomas pluoštas, stipresnis nei Kevlaras (naudojamas neperšaunamoms liemenėms gaminti), turintis didesnį atsparumą tempimui nei plienas. 2000 m. Rugpjūčio mėn. Kanados įmonė „Nexia“ paskelbė apie transgeninių ožkų, gaminančių voratinklinio šilko baltymus piene, vystymąsi. Nors tai išsprendė masinio baltymų gamybos problemą, programa buvo uždaryta į apyvartą, kai mokslininkai negalėjo išsiaiškinti, kaip juos susukti į pluoštus, kaip tai daro vorai. Iki 2005 m. Ožkos buvo parduotos visiems, kurie jas paims. Nors atrodo, kad idėja apie vorą-šilką buvo iškelta ant lentynos, kol kas tai yra technologija tai tikrai vėl pasirodys ateityje, kai tik bus surinkta daugiau informacijos apie tai, kokie yra šilkai austi.