Биотехнологиите са развиващият се клон на науката, който съчетава знания от традиционните биологични и химични процедури с технически инструменти за производство на по-добри организми и продукти за ежедневна употреба.
Продължаващите изследвания ни позволиха да използваме биотехнологиите за различни цели. Експертите по биотехнологии разчитат на усъвършенствани техники като услугата за експресия и пречистване на протеини, за да разработят по-добри лекарства и продукти за решаване на различни проблеми.
Всеки трябва да е запознат с това как биотехнологиите оформят нашето бъдеще. В този блог ще ви покажем как биотехнологиите правят света по-добро място – продължавайте да четете!
1. Космос и биотехнологии
През последните десетилетия учени от цял свят се фокусираха върху изследването на космоса. С всяко космическо изследване и изследване откриваме, че космосът може да ни осигури минерали и дори да стане „обитаем“, ако са изпълнени определени условия.
Но все още има много предизвикателства за преодоляване, преди да можем да завладеем космоса.
Например, подобряването на въздуха и водата е необходимо, за да стане пътуването в космоса достъпно за всички. Боравенето с биоотпадъците е друго предизвикателство, когато става въпрос за пътуване в космоса. Рециклирането на органични продукти също е важно, за да се гарантира, че космическите кораби могат да работят правилно за години напред.
Биотехнологичните процедури могат да разрешат предизвикателствата на космическите изследвания, споменати по-горе. Например, метаногенните бактерии могат да ни позволят да разграждаме биоматериалите до газ метан, който можем да използваме като гориво за космически кораби.
2. Храна и биотехнология
Експертите предполагат, че може да се сблъскаме с хранителна криза в бъдеще, ако не обработваме правилно производството на храни. Едно от нещата, които можем да приемем, за да подобрим производството на храни, е да използваме биотехнологията и нейните приложения.
Биотехнологията ни помогна да произвеждаме трансгенни култури. Тези генетично модифицирани култури са по-устойчиви на времето и вредителите. Трансгенните или генетично модифицираните култури могат да ни помогнат да спестим разходите си за пестициди и да ни позволят да имаме по-добро производство на култури.
3. Индустриална биотехнология
Удивителното при биотехнологията е, че нейните приложения не се ограничават до храна или лекарства. С подходящи процеси можем да използваме биотехнологиите и за индустриални предимства. Например биотехнологиите могат да ни помогнат с производството на биогорива.
Генетично модифицираните бактерии могат да превърнат органичната материя в газ метан, който можем да използваме за промишлени цели. Биогоривото е отлична алтернатива на изкопаемите горива и може да помогне на индустриите да намалят производствените разходи.
Друго биотехнологично приложение е производството на микроби, които могат да превърнат растенията в биоразградими пластмаси. Биотехнологиите също изиграха своята роля в подобряването на текстилната индустрия. Някои от приложенията му са:
Производство на дрехи без гънки
Подобрена дълготрайност на тъканите
Подобрено усвояване на багрилото
4. Екологични биотехнологии
Индустриализацията е навредила на околната среда през годините. Не можем да обърнем щетите, нанесени от емисиите на изкопаеми горива и промишлените отпадъци, освен ако не разработим подходящи процеси за преодоляване на екологичните проблеми. Биотехнологиите ни позволяват да произвеждаме продукти, които могат да помогнат на околната среда.
Водещ пример за използване на биотехнологии за опазване на околната среда е развитието на биоремедиацията. Учените са използвали катаболните свойства на микроорганизмите чрез биоремедиация, за да пречистят замърсената почва и вода.
Биоремедиацията на почвата и водата чрез биотехнологии се извършва в три процеса:
Разграждане
Детоксикация
Възстановяване
Биотехнологиите също ни позволиха да пречистваме газовете в околната среда. Микробите ни позволяват да премахнем токсините от емисионните места на промишлени предприятия, които могат да навредят на околната среда. Биотехнологията може да се използва и за поддържане на океана чист чрез премахване на примесите от промишлени отпадъчни води, изпускани в океана.
5. Криминалистика и биотехнологии
Криминалистиката играе жизненоважна роля за поддържането на закона и реда в обществото. С приемането на усъвършенствани методи от престъпниците за извършване на незаконни дейности, правоприлагащите органи сега разчитат на усъвършенствани решения като биотехнологични процеси за идентифициране на престъпници.
В миналото съдебните експерти можеха да разчитат само на серология и изследване на течности. Но сега биотехнологиите предоставят на криминалистиката усъвършенствани решения, които могат да помогнат за бързото идентифициране на престъпниците в съдебни процеси.
Например, ДНК криминалистиката е развиващ се клон на биотехнологиите, който обхваща процедури като:
ДНК профилиране
ДНК отпечатък
ДНК пръстови отпечатъци
С PCR анализ криминалистите вече могат да извличат информация от малки доказателства, събрани на местопрестъплението.
6. Синтетична биология
Ами ако можем да модифицираме организмите нарочно и да ги използваме за разширени приложения? Biotech превърна тази мечта в реалност със синтетична биология. В синтетичната биология експертите специално препроектират организмите, така че да могат да възприемат нови способности, които можем да използваме за различни цели.
Благодарение на гъвкавия характер на биотехнологиите, синтетичната биология се възползва от мултидисциплинарни изследвания, които могат да ускорят производството на по-добри организми. Някои от техниките, използвани в синтетичната биология, са:
Генетично инженерство
Компютърно инженерство
Биофизика
Молекулярна биология
Еволюционна биология
Често приложение на синтетичната биология е използването й за производство на храни. Например синтетичните ензими са отговорни за производството на около 90% от твърдите сирена в САЩ
Синтетичната биология доскоро беше спяща област на изследване. Изследванията в синтетичната биология обаче станаха по-лесни благодарение на достъпните разходи за процесите на генно инженерство.
7. Изследване на стволови клетки
Стволовите клетки могат да играят важна роля в развитието на медицината. Благодарение на техните уникални присъщи свойства, стволовите клетки могат да растат бързо в различни видове телесни клетки. Новопроизведените телесни клетки, произведени от стволови клетки, могат да се използват за лечение на заболяване чрез въвеждане на клетките в тялото на пациента.
Биотехнологиите могат да ни помогнат да произведем желани видове клетки от стволови клетки. С техники за изследване на стволови клетки биотехнологичните експерти могат да разработят стволови клетки в лабораторни условия или ин витро, за да ускорят производството на телесни клетки от стволови клетки.
Продължаващите изследвания на стволови клетки, използващи биотехнологични практики, подсказват, че може да сме в състояние да контролираме растежа на стволови клетки чрез детерминистични механизми.
8. Тъканна нанотрансфекция
Тъканната нанотрансфекция е друго обещаващо приложение на биотехнологията. При този подход в клетките на кожата се въвеждат специфични генетични кодове. Тези кодове могат да диктуват растежа на кожните клетки и могат да ни помогнат да произвеждаме различни видове телесни клетки ефективно.
Хубавото на тъканната нанотрансфекция е, че потенциално може да намали зависимостта ни от изследванията на стволови клетки. Някои проучвания намекват, че тъканната нанотрансфекция може също да ни позволи да произвеждаме желани телесни клетки чрез инжектиране на генетични кодове в клетки, различни от клетките на кожата.
Тъканната нанотрансфекция е развиваща се генна терапия, която може да ни помогне да революционизираме медицината заедно с други медицински биотехнологични процедури.