Biotehnologija i biotehnološka industrija

Biotehnologija, kako je opisano u rječničkim referencama kao što je Merriam-Webster, usredotočuje se na manipulaciju živim organizmima za stvaranje komercijalnih proizvoda - ali to je širok način glede ove brzopruke znanosti. Takvim definicijama stoljeća poljoprivrede i uzgoja životinja bi se kvalificirali kao vrste biotehnologije. Suvremeno razumijevanje i korištenje ove znanosti, također poznat kao biotehnologija, rafinirano je za stvaranje novih lijekova i štetočina otpornih na štetočine.

Takve inovacije razvile su se zahvaljujući tehnologiji genetske inženjerstva koja je započela s prikazom DNK kloniranja Stanley Cohen i Herbert Boyera u njihovom laboratoriju Stanford 1973. godine. Sada je biotehnologija inherentna mnogim aspektima svakodnevnog života.

Tehnologija

Od prvog eksperimenta kloniranja DNA, genetski inženjerske tehnike razvile su se kako bi stvorile inženjerske biološke molekule, genetski dizajnirane mikroorganizme i stanice, načine pronalaženja novih gena i shvatiti kako rade, te transgene životinje i biljke. Usred ove biomedicinske revolucije, komercijalne aplikacije eksplodirale su. Industrija je razvijena oko tehnika kao što je gensko kloniranje, usmjerena mutageneza, sekvencioniranje DNA, interferencija RNA, obilježavanje i detekcija biomolekula i amplifikacija nukleinskih kiselina.

Biotehnološka tržišta: medicinska i poljoprivredna

Biotehnološka industrija uglavnom je podijeljena na medicinsko i poljoprivredno tržište. Iako se poduzetna biotehnologija primjenjuje i na druga područja kao što je industrijska proizvodnja kemikalija i bioremedijacija, uporaba na tim područjima i dalje je specijalizirana i ograničena.

S druge strane, medicinska i poljoprivredna industrija prošla su biotehnološke revolucije. To je uključivalo nova, i ponekad kontroverzna istraživanja, razvojne programe i poslovne strategije za otkrivanje, promjenu ili proizvodnju novih biomolekula i organizama putem bioinženjeringa.

Revolucija pokretanja biotehnologije

Biotehnologija je uvela potpuno novi pristup razvoju lijekova koji se nije lako integrirati u kemijski usmjeren pristup većini osnovanih farmaceutskih tvrtki koje se koriste. Ova promjena potaknula je osip od startup tvrtki, počevši s osnivanjem Cetus (sada dio Novartis Diagnostics) i Genentech sredinom 1970-ih.

Budući da je u Silicijskoj dolini postojala osnovana zajednica rizičnog kapitala za visoko tehnološku industriju, mnoge su rane biotehnološke tvrtke također bile grupirane u zaljevu San Francisca. Tijekom godina, bezbroj startup tvrtki su osnovane za poticanje ovog tržišta. Inovacijski čvorići razvijeni su u SAD-u u takvim gradovima kao što su Seattle, San Diego, North Carolina's Research Triangle Park, Boston i Philadelphia. Međunarodni biotehnološki čvorići uključuju gradove poput Berlina, Heidelberga i Münchena u Njemačkoj; Oxford i Cambridge u Ujedinjenom Kraljevstvu; i Medicon Valley u istočnoj Danskoj i Južnoj Švedskoj.

Projektiranje novih lijekova brže

Medicinska biotehnologija, s prihodima iznad 150 milijardi dolara godišnje, prima najveći udio biotehnoloških investicijskih i istraživačkih dolara. Ovaj dio biotehnologije gravitira oko cjevovoda za otkrivanje narkotika, koji započinje osnovnim istraživanjem kako bi se utvrdili geni ili proteini povezani s određenim bolestima koji bi se mogli koristiti kao ciljeve lijekova i dijagnostičke markere.

Kad se pronađe novi cilj gen ili protein, tisuće kemikalija se pregledavaju kako bi pronašli potencijalne lijekove koji utječu na cilj. Kemikalije koje izgledaju kao da rade kao lijekovi (ponekad poznate kao "hitovi") trebaju biti optimizirane, provjerene za toksične nuspojave i testirane u kliničkim ispitivanjima.

Medicinske biotehničke tvrtke

Biotech je bio instrumentalan u početnim fazama otkrića i screeninga. Većina velikih farmaceutskih tvrtki ima aktivne istraživačke programe za otkrivanje ciljeva koji se jako oslanjaju na biotehnologiju. Manja poduzeća koja su se razvijala kao što su Exelixis, BioMarin Pharmaceuticals i Cephalon (koju je kupila Teva Pharmaceutical) usredotočili su se na otkriće i razvoj lijekova često korištenjem jedinstvenih vlasničkih tehnika. Osim izravnog razvoja lijekova, tvrtke poput Abbott Diagnostics i Becton, Dickinson i Company (BD) traže načine korištenja novih genoma povezanih s bolesti kako bi stvorili novu kliničku dijagnostiku.

Mnogo tih testova identificira najsigurnije pacijente za nove lijekove koji dolaze na tržište. Isto tako, potpora istraživanju novih lijekova je dugačak popis tvrtki za istraživanje i laboratorij koji nude osnovne setove, reagente i opremu. Na primjer, tvrtke poput Thermo-Fisher, Promega i mnogi drugi pružaju laboratorijske alate i opremu za istraživanje biotehnologije. Tvrtke kao što su Molecular Devices i DiscoveRx pružaju posebno projektirane stanice i sustave za otkrivanje potencijalnih novih lijekova.

Poljoprivredna biotehnologija: Bolja hrana

Ista biotehnologija koja se koristi za razvoj lijekova također može poboljšati poljoprivredne i prehrambene proizvode. Međutim, za razliku od lijekova, genetsko inženjerstvo nije prouzročilo oštećenje novih agbiotehnih početaka. Razlika može biti da, unatoč tehnološkom napretku, biotehnologija nije fundamentalno promijenila prirodu poljoprivredne industrije. Tretirajući usjeve i stoku za optimizaciju genetike kako bi se poboljšala korisnost i poboljšala prinos, događa se tisućama godina. Na neki način, bioinženjerstvo samo pruža prikladnu novu metodu.

Uspostavljene poljoprivredne tvrtke, kao što su Dow i Monsanto (koje je kupio Bayer), jednostavno su integrirali biotehnologiju u njihove R & D programe.

Biljni i životinjski GMO

Većina usredotočenosti na ag biotehnologiju je na poboljšanju usjeva, što je, kao posao, vrlo uspješno. Budući da je prvi genetski modificirani kukuruz uveden 1994. godine, transgenične žetve kao što su pšenica, soja i rajčice postali su normom. Sada, više od 90 posto američkih uzgojenih kukuruza, soje i pamuka je bioinženjerstvo. Iako zaostaje za biomediciniranim biljkama, upotreba biotehnologije za poboljšanje stočarskih životinja također je prilično prevladava.

Sjećaš se Dollyja, prve klonirane ovce? To je bilo 1996. Sada je kloniranje životinja uobičajeno i jasno je da su transgene životinje na neposrednom horizontu, temeljene na naslovnicama koje ističu nedavna zbivanja na web stranici Federacije životinjskih društava. Iako su genetski modificirani organizmi (GMO) u zadnjih nekoliko godina izazvali puno kontroverzi, ag-biotehnologija je postala prilično dobro utemeljena. Prema najnovijim raspoloživim brifingima Međunarodne službe za stjecanje agro-biotehnoloških aplikacija, sadnja genetski modificiranih usjeva dosegla je 187,8 milijuna hektara u 2017. godini, od 185,1 milijuna hektara u 2016. godini.