Які найбільш дивовижні застосування біотехнології? Ця галузь науки має здатність досягати точок, які лише уявляє наукова фантастика. Але це цілком реальні досягнення.

інших більш

Біотехнологія - це досить нова галузь, але в той же час дуже класична, біології та її дисциплін. Вона має свої основи в технології, яка вивчає та використовує біологічні механізми та взаємодії живих істот, особливо мікроорганізмів. Через свою особливу ситуацію біотехнологія дозволяє отримувати результати, які здавались справжньою науковою фантастикою. Деякі з його програм полегшують наше життя, а інші - лише пропозиції на майбутнє. Для тих, хто не знайомий з ним, згідно з Конвенцією 1992 року про біологічне різноманіття, біотехнологія визначається як "будь-яке технологічне застосування, яке використовує біологічні системи та живі організми або їх похідні для створення або модифікації продуктів або процесів для конкретного використання" та класифікується за цими основними галузями:

Червона біотехнологія: стосується використання біотехнологій у медичних процесах.

Біла біотехнологія: також відома як промислова біотехнологія, застосовується для промислових процесів.

Зелена біотехнологія: це біотехнологія, що застосовується до сільськогосподарських процесів.

Блакитна біотехнологія: Також називається морською біотехнологією, це термін, що використовується для опису застосувань біотехнологій у морському та водному середовищі.

На що здатні біотехнології?

Деякі з найхимерніших застосувань та найхимерніші дослідники знайдені в цій галузі. Від завоювання інших планет для побудови суперлюдей, переживаючи виробництво палива або усуваючи уран, біотехнологія завжди має відповідь на все. Справа не в тому, що це панацея, але "дайте мені пункт, і я переміщу світ", - сказав якийсь мудрець давно. І біотехнологія знає багато моментів.

Завоюйте планету

Подорож на червону планету - дуже складна тема. Марс ворожий. Дуже вороже. І це найдружніший сусід у нас. Місія, яка призведе нас до її колонізації, якщо це станеться, спочатку повинна побачити процес адаптації, зазвичай відомий як "тераформування". Тераформування складається з регулювання фізико-хімічних та геохімічних умов до наших потреб. І хто це краще за бактерії робити? Більше того, і що краще, ніж біотехнологія, розробити їх? В даний час існує декілька проектів, які визначають, як "побудувати" синтетичний організм, генетично модифікований із природного, здатний виробляти певну речовину, таку як кисень, з інших, більш поширених у навколишньому середовищі. Або допомогти іншому відомству краще використовувати наявні та обмежені ресурси.

Завдяки цьому, наприклад, ми можемо допомогти рослинам легше фіксувати азот, полегшуючи запліднення. Або отримати воду там, де її практично немає. Або ще краще захопити вуглекислий газ. Або мільярд інших речей. Питання полягає у використанні генно-інженерного організму, щоб допомогти змінити умови місця або підтримати інші організми в такому завданні. І геній справи полягає в тому, що фокус полягає в тому, щоб сконструювати генетично модифікований організм, щоб він пізніше тераформувався, оскільки хороші організми, розроблені для цієї мети, він самознищується, щоб не зіпсувати екологічний баланс.

А як ми розробляємо синтетичний організм? Ми вже давно знаємо, як використовувати генетичну базу даних, щоб взяти потрібні гени, відтворити їх та ввести в мікроорганізм, щоб він робив те, що ми хочемо. Ми робимо це, власне, щодня в університеті, наприклад. Насправді перший крок у створенні першого ланцюга майже повністю синтетичної ДНК був зроблений минулого літа. Ідея побудови організму практично з розкладених частин інших також вже давно відтворюється.

Їжте уран і очищайте світ

Але, окрім підкорення нової планети, що, якби ми присвятили себе дії на тій, на якій ми вже живемо? Звичайно, самі основи біотехнології та синтетичної біології, про які ми говорили раніше, можуть бути використані для вирішення деяких найбільш початкових проблем, які ми маємо на цій планеті. Сміття та відходи - це постійна загроза, в цьому немає сумнівів. В даний час ядерна енергетика, Це одне з найчистіших, що існують, незважаючи на загальну неінформовану думку, це правда, що він утворює стійкі та надзвичайно небезпечні залишки. Радіоактивні відходи мають жахливо довгий період напіввиведення, і їх практично неможливо обробити. Це також особливо небезпечно, коли воно виходить у воду і може забруднити океани та річки, навіть питну воду. Поки біотехнології не заважають.

Уявіть на мить бактерію, здатну захоплювати уран і концентрувати його, не вмираючи. Ну, саме цього досягла доктор Гемма Регера у 2011 році. Завдяки розробленому в лабораторії Geobacter sulfureducens його дослідницькій групі вдалося сформувати біоплівку, здатну до цього захоплюють розчинений у воді уран, щоб закріпити його, тим самим усуваючи невибіркове та страшне забруднення. Але ми тут не залишаємось. Ми хочемо ліквідувати уран? Ну, ми також не так далеко, оскільки ми давно знаємо, що Shewanella oneidensis здатна зменшити цей радіоактивний і токсичний метал. На жаль, все-таки біоремедіація може бути використана для усунення сирої сировини, яка вилітає з нафтових аварій, все ще є повільним і складним напрямком досліджень, але воно є, у пошуках засобу проти такого забруднення.

З іншого боку, не тільки радіоактивні матеріали становлять небезпеку. В даний час біоремедіація є областю вивчення, що представляє великий інтерес для біотехнологів. Від біотехнологічно спроектованих організмів, як і попередні, до захоплюйте важкі метали до бактерій, готових позбутися сирих та рафінованих вуглеводнів, які забарвлюють екосистеми. Бактерії, здатні захоплювати і фіксувати токсичні гази і здатні навіть генерувати з ними корисні компоненти або енергію. Можливості неймовірні.

Виробляти енергію

Я, зокрема, завжди виступав за економіку водню. Можливо, наївно. З часом я бачу швидше за все, біотехнологія виведе каштани з цієї енергетичної потреби ми насправді не знаємо, як ми це вирішимо. По-перше, потреби у паливі зростають, тоді як запаси, які ми знаємо, щодня вичерпуються швидше. Що робити, якщо замість того, щоб використовувати конструктивний організм для споживання вуглеводнів, ми побудували його для їх синтезу? Це якраз одна з основ біотехнології, що застосовується до енергетики. Зокрема, ми можемо розробити мікроорганізм для синтезу біоетанолу, одного з видів палива з найбільшим потенціалом у майбутньому, якщо ми не змінимо наш погляд на речі. І ми б це робили від бактерій або грибків, таких як дріжджі. Або водорості - один із найбільш розвинених проектів на даний момент.

Біотехнологія також докладає великих зусиль для вдосконалити процеси та біореактори збільшити як виробництво, так і очищення нового біопалива, не створюючи нової загрози для навколишнього середовища. Але давайте підемо далі, ніж біопаливо. Майбутнє, мабуть, за біоакумуляторами. Біоакумулятор - це просто чудове поняття. Все живе отримує енергію завдяки метаболізму різних сполук. Зазвичай ми зберігаємо цю енергію. У глибині душі живі істоти - це не що інше, як біобатареї, в чистому стилі "матриці" (наприклад, у формі АТФ), але між ними відбувається процес електричного обміну. Цей процес відбувається за рахунок окислення та відновлення зазначених сполук.

А тепер уявіть, що ми беремо цей електронний переказ і вкладаємо провід між двома сполуками. Що ми отримуємо? Електричний струм. Ідея просто чудова, оскільки ми можемо перетворити будь-які молекули та будь-який мікроорганізм у потенційну батарею майже без втрат через випромінювання чи інші проблеми, що виникають внаслідок фізичного виробництва електроенергії, оскільки механізм електронного перенесення організмів є одним із найскладніших та найдосконаліших із відомих нам у Всесвіті. Звичайно, акумулятор із клітин має ряд інших проблем, але це не зменшує ідеї.

Створюйте надлюдей

Ти правий. Надлюдська. Можливо, не в самому кінофільмі, а в чомусь, що надзвичайно близько до нього. Завдяки біотехнологіям ми можемо поліпшити організм та його межі. За умови достатнього часу ми зможемо регенерувати свої рани зі швидкістю коміксів. Трохи більше ми можемо подолати будь-яку хворобу. Подивимось.

Перевищив межі тіла

Це, мабуть, не буде несподіванкою, як тільки ми уважно розглянемо це, але як досягти і перевищити фізичну межу тіла? Хтось сказав допінг? Дійсно, цей аспект є скоріше реальністю, ніж майбутнім фактом. Застосування таких гормонів, як GH людини дозволяє збільшити ріст кісток і тіла, а також посилити метаболізм. З моменту появи rHGH, гормону, гомологічного природному GH, але створеного в лабораторії за технологією, світ не був таким. Тому що з тих пір виникають патології, пов’язані з дезадаптацією росту. Сьогодні ми можемо виробляти безліч синтетичних сполук, щоб «покращити» сильно знижені фізіологічні можливості. Передозування ГР протягом життя може спричинити гігантизм, серед інших більш неприємних речей, таких як діабет, проблеми з серцем тощо.

EPO та CERA, зі свого боку, є сполуками, які повністю заборонені у світі спорту. Чому? Оскільки вони є речовинами, які стимулюють створення еритроцитів у крові, їх легко вводити та виробляти. Завдяки кому? Звичайно, до біотехнологій. Підвищена кров здатна забезпечують вищі фізіологічні показники у спортсменів, досягнення несподіваних меж. Деякі елітні спортсмени насправді мають більш високий рівень виробництва людського ЕРО, що можна імітувати за допомогою зовнішнього введення. З іншого боку, інсулін також заборонений, оскільки він дозволяє краще використовувати метаболізм цукру, отримуючи ще більше енергії в короткостроковій перспективі. Звичайно, і знову ж таки, лише тоді, коли біотехнології знайшли правильні засоби для виробництва дешевого інсуліну, цей гормон став спортивною небезпекою.

Супер-регенерація

Що, якби ми могли відновитись подібним чином, як це робить Вовк Дитинча або Неймовірний Халк? Ну, схоже, уряд США сприймає це дуже серйозно. Вже деякий час він приділяє увагу розробці невеликих імплантатів, що є частиною програми під назвою ElectRx, здатної допомогти регенерації ран, лікуванню інфекцій та незалежності від ліків, таких як знеболюючі засоби або антибіотики. Для цього, згідно з невеликою інформацією, яка була оприлюднена, будуть доступні нейроімплантанти, які використовують нейромодуляцію, мікрокапсуляція та інші передові методи, що використовуються в біотехнологіях для цього. Намір полягає у створенні супермонітора, здатного виявляти та негайно діяти на пошкодження та тілесні несправності. Наука чи фантастика? Про це страшно подумати. Але це не дивно. Є види, такі як колюча миша, крім саламандр та інших більш віддалених тваринок, здатних генерувати "бластому", масу клітин, яка діє як пляма проти рани.

Ультраімунітет

Ми говорили про можливість створення імплантату, який допомагає імунній системі. Це доступно, якщо ми думаємо про щось, здатне виділяти такі речовини, як інтерферон або ад’юванти деяких імунних процесів. Але що, якщо ми скажемо, що можемо зробити ще більше? Біотехнологія вважає, що може створити імунну систему, стійку до раку. Принаймні від раку шкіри. Іпілімумаб, майже невимовна назва, - це назва препарату, який «звільняє» гальмо імунної системи від меланоми. Наразі він був протестований з досить хорошими результатами. Що це в основному робить це взаємодіють в механізмі імунної системи щоб ви пропустили елементи керування та хитрощі, які перед вами ставить меланома. Таким чином сама імунна система здатна ліквідувати рак. Крім того, один з найбільш агресивних видів раку, відомий. Основи цього дослідження дозволять поглибитися у взаємозв’язок раку та імунної системи. Хто знає, чи одного разу ми не зможемо викорінити будь-який тип пухлини простим і практично природним шляхом.

Генетично модифіковані люди

Хоча геном людини не може бути модифікований безпосередньо, оскільки це передбачає модифікацію всіх їх клітин, так ви можете створити "генетично модифікованих людей" з гамет. Для цього ми використовуємо деякі інструменти, відомі давно. Хоча деякі найпотужніші були описані лише нещодавно. CRISPR - це ділянки, повні коротких повторів в ланцюзі ДНК, які нагадують ланцюг з 4 різними типами зубів і які поєднуються лише у визначених парах. Ці зуби повторюються у певному конкретному порядку. Ці регіони є частиною набутої імунної системи проти генетичних модифікацій. Знаючи його механізм, ми можемо використовувати його, точно, для модифікації ДНК у тому сенсі, який ми хочемо, обрізаючи та вставляючи шматки ланцюга. Цим ми досягаємо цього, адже є дослідники, які хочуть працювати, модифікуючи геном людини в ембріонах, наприклад, щоб виправити "зламаний" ген, що викликає летальну хворобу. Оскільки кожного дня ми трохи краще знаємо, для чого призначений кожен ген у нашому геномі, ці знання дозволяють нам контролювати, що ми хочемо від нього.

Деякі дослідники вже працюють над виготовленням перших тестів для модифікації геному людини. Наприклад, у Китаї дослідник намагається отримати дозволи на генетичну модифікацію викинутих ембріонів з єдиним наміром краще знати процес. У Каліфорнії вивчається менш "агресивний" процес, але також пов'язаний з генетичною модифікацією яйцеклітини. Існують також підозри, що інші дослідники вже проводили власні експерименти, хоча вони досі не перевищували своїх імен. Зрештою, це поле містить ряд дуже особливих світлих темних тем, оскільки біотехнологія дає нам можливість вирішити деякі найжорстокіші проблеми нашого існування. Але це також відкриває двері для євгеніки та інших моральних питань, які ми не можемо втратити з виду.